Vývoj a aplikácie budúcich nanotechnológií: súčasné najnovšie nanotechnológie v medicíne a výrobe. Ako fungujú atómové hodiny (5 fotografií)

Keď svetlo zrazu zhasne a znova sa rozsvieti o niečo neskôr, ako viete, kedy máte nastaviť hodiny? Áno, hovorím o elektronických hodinkách, ktoré má zrejme veľa z nás. Zamysleli ste sa niekedy nad tým, ako sa reguluje čas? V tomto článku sa dozvieme všetko o atómových hodinách a o tom, ako tikajú celý svet.

Sú atómové hodiny rádioaktívne?

Atómové hodiny Udržujú čas lepšie ako akékoľvek iné hodinky. Čas ukazujú lepšie ako rotácia Zeme a pohyb hviezd. Bez atómových hodín by nebola možná GPS navigácia, internet by nebol synchronizovaný a polohy planét by neboli známe s dostatočnou presnosťou pre vesmírne sondy a vozidlá.

Atómové hodiny nie sú rádioaktívne. Nespoliehajú sa na atómové štiepenie. Navyše má pružinu, rovnako ako bežné hodinky. Najväčší rozdiel medzi štandardnými hodinami a atómovými hodinami je v tom, že oscilácie v atómových hodinách sa vyskytujú v jadre atómu medzi elektrónmi, ktoré ho obklopujú. Tieto oscilácie sú sotva paralelné s vyvažovacím kolieskom na naťahovacích hodinkách, ale na sledovanie plynutia času možno použiť oba typy oscilácií. Frekvencia vibrácií v atóme je určená hmotnosťou jadra, gravitáciou a elektrostatickou „pružinou“ medzi kladným nábojom jadra a oblakom elektrónov okolo neho.

Aké typy atómových hodín poznáme?

Dnes existujú Rôzne druhy atómové hodiny, ale sú postavené na rovnakých princípoch. Hlavný rozdiel sa týka prvku a prostriedkov detekcie zmien energetických hladín. Medzi rôzne typy atómových hodín patria:

  • Céziové atómové hodiny využívajúce zväzky atómov cézia. Hodiny oddeľujú atómy cézia s rôznymi energetickými úrovňami pomocou magnetického poľa.
  • Atómové hodiny vodíka udržiavajú atómy vodíka na správnej energetickej úrovni v nádobe, ktorej steny sú vyrobené zo špeciálneho materiálu, takže atómy nestrácajú svoj vysokoenergetický stav príliš rýchlo.
  • Rubídiové atómové hodiny, najjednoduchšie a najkompaktnejšie zo všetkých, využívajú sklenenú bunku obsahujúcu rubídiový plyn.

Najpresnejšie atómové hodiny dnes využívajú atóm cézia a konvenčné magnetické pole s detektormi. Okrem toho sú atómy cézia obsiahnuté v laserových lúčoch, čo znižuje malé zmeny frekvencie v dôsledku Dopplerovho javu.

Ako fungujú atómové hodiny na báze cézia?

Atómy majú charakteristickú frekvenciu vibrácií. Známym príkladom frekvencie je oranžová žiara sodíka v kuchynskej soli pri vhodení do ohňa. Atóm má veľa rôznych frekvencií, niektoré v rádiovom rozsahu, niektoré vo viditeľnom spektre a niektoré medzi nimi. Pre atómové hodiny sa najčastejšie volí cézium-133.

Aby atómy cézia rezonovali v atómových hodinách, musí sa presne zmerať jeden z prechodov alebo rezonančná frekvencia. To sa zvyčajne robí uzamknutím kryštálového oscilátora do základnej mikrovlnnej rezonancie atómu cézia. Tento signál je v mikrovlnnom rozsahu rádiového frekvenčného spektra a má rovnakú frekvenciu ako priame vysielané satelitné signály. Inžinieri vedia, ako vytvoriť vybavenie pre túto oblasť spektra, veľmi podrobne.

Na vytvorenie hodín sa cézium najskôr zahreje, aby sa atómy odparili a prešli cez vysokovákuovú trubicu. Najprv prechádzajú magnetickým poľom, ktoré vyberá atómy s požadovaným energetický stav; potom prechádzajú intenzívnym mikrovlnným poľom. Frekvencia mikrovlnnej energie skáče tam a späť v úzkom rozsahu frekvencií, takže v určitom bode dosiahne frekvenciu 9 192 631 770 hertzov (Hz alebo cyklov za sekundu). Rozsah mikrovlnného oscilátora je už blízko tejto frekvencii, pretože je produkovaný presným kryštálovým oscilátorom. Keď atóm cézia prijme mikrovlnnú energiu požadovanej frekvencie, zmení svoj energetický stav.

Na konci trubice ďalšie magnetické pole oddeľuje atómy, ktoré zmenili svoj energetický stav, ak malo mikrovlnné pole správnu frekvenciu. Detektor na konci trubice vytvára výstupný signál úmerný počtu atómov cézia, ktoré do nej zasiahli, a vrcholí, keď je mikrovlnná frekvencia dostatočne správna. Tento špičkový signál je potrebný na korekciu, aby sa kryštálový oscilátor, a teda mikrovlnné pole, dostal na požadovanú frekvenciu. Táto blokovaná frekvencia sa potom vydelí číslom 9 192 631 770, čím sa získa známy jeden impulz za sekundu, ktorý skutočný svet potrebuje.

Kedy boli vynájdené atómové hodiny?

V roku 1945 profesor fyziky na Kolumbijskej univerzite Isidor Rabi navrhol hodiny, ktoré by sa dali vyrobiť na základe techník vyvinutých v 30. rokoch 20. storočia. Nazývalo sa to magnetická rezonancia atómového lúča. Do roku 1949 Národný úrad pre normy oznámil vytvorenie prvých atómových hodín na svete založených na molekule amoniaku, ktorých vibrácie boli čítané, a do roku 1952 vytvoril prvé atómové hodiny na svete založené na atómoch cézia, NBS-1.

V roku 1955 Národné fyzikálne laboratórium v ​​Anglicku postavilo prvé hodiny využívajúce céziový lúč ako kalibračný zdroj. Počas nasledujúceho desaťročia vznikli pokročilejšie hodinky. V roku 1967, počas 13. generálnej konferencie pre váhy a miery, bola sekunda SI určená na základe vibrácií v atóme cézia. Vo svete neexistoval systém merania času presnejšie definície než toto. NBS-4, najstabilnejšie céziové hodiny na svete, boli dokončené v roku 1968 a používali sa do roku 1990.

V 21. storočí sa satelitná navigácia vyvíja rýchlym tempom. Môžete určiť polohu akýchkoľvek objektov, ktoré sú nejakým spôsobom spojené so satelitmi, či už mobilný telefón, auto resp vesmírna loď. Nič z toho by sa však nedalo dosiahnuť bez atómových hodín.
Tieto hodinky sa používajú aj v rôznych telekomunikáciách, napríklad v mobilnej komunikácii. Toto sú najpresnejšie hodinky, aké kedy boli, sú a budú. Bez nich by sa internet nesynchronizoval, nepoznali by sme vzdialenosť k iným planétam a hviezdam atď.
V hodinách sa vykoná 9 192 631 770 periód za sekundu elektromagnetická radiácia, ktorý vznikol pri prechode medzi dvoma energetickými hladinami atómu cézia-133. Takéto hodiny sa nazývajú céziové hodiny. Ale toto je len jeden z troch typov atómových hodín. Existujú aj vodíkové a rubídiové hodinky. Najčastejšie sa však používajú céziové hodiny, preto sa nebudeme pozastavovať nad inými typmi.

Princíp fungovania céziových atómových hodín

Laser ohrieva atómy izotopu cézia a v tomto čase vstavaný rezonátor registruje všetky prechody atómov. A ako už bolo spomenuté, po dosiahnutí 9 192 631 770 prechodov sa počíta jedna sekunda.

Laser zabudovaný v puzdre hodiniek zahrieva atómy izotopu cézia. V tomto čase rezonátor zaznamenáva počet prechodov atómov na novú energetickú hladinu. Keď sa dosiahne určitá frekvencia, konkrétne 9 192 631 770 prechodov (Hz), počíta sa druhá na základe medzinárodného systému SI.

Použitie v satelitnej navigácii

Proces určenia presnej polohy objektu pomocou satelitu je veľmi náročný. Zapojených je do toho viacero satelitov, konkrétne viac ako 4 na jeden prijímač (napríklad GPS navigátor v aute).

Každý satelit obsahuje vysoko presné atómové hodiny, satelitný rádiový vysielač a generátor digitálneho kódu. Rádiový vysielač posiela na Zem digitálny kód a informácie o družici, konkrétne orbitálne parametre, model atď.

Hodiny určujú, ako dlho trvalo, kým sa tento kód dostal k prijímaču. Pri znalosti rýchlosti šírenia rádiových vĺn sa vypočíta vzdialenosť k prijímaču na Zemi. Na to ale jeden satelit nestačí. Moderné GPS prijímače dokážu prijímať signály z 12 satelitov súčasne, čo umožňuje určiť polohu objektu s presnosťou až 4 metre. Mimochodom, stojí za zmienku, že navigátory GPS nevyžadujú predplatné.

Ide o zariadenia na meranie času, ktorých princíp činnosti je založený na atómovej fyzike. Vzhľadom na vlastnosti chemických prvkov použitých pri návrhu je chybovosť týchto hodiniek minimálna. Napríklad zariadenia na báze tória-229 budú zaostávať o desatinu sekundy za približne 14 miliárd rokov.

Ako fungujú atómové hodiny?

Ak v kremenných hodinkách je referenčnou frekvenciou na určenie druhej počet vibrácií kremenného kryštálu, potom sa v atómových hodinkách považuje za frekvenciu prechodov elektrónov v atómoch určitých chemických prvkov z jednej energetickej úrovne na druhú. .

1 - Elektronický komponent (čip)

2 - Jadrový zdroj

3 - Fotodetektor

4 - Horný ohrievač

5 - Rezonančná bunka

6 - Vlnová doska

7 - Spodný ohrievač

8 - Vertikálny vyžarovací laser

Tu je pointa: atómy majú elektróny. Majú energiu. Pri pohlcovaní alebo uvoľňovaní energie preskakujú elektróny z jednej energetickej hladiny na druhú, pohlcujú alebo vyžarujú elektromagnetické vlny, ktorých frekvencia je vždy rovnaká. Tento jav je možné kontrolovať: keď je atóm vystavený mikrovlnného žiarenia, reaguje určitým počtom vibrácií.

Táto vlastnosť sa používa na zlepšenie presnosti meraní času. Preto sa uznáva, že sekunda je trvanie 9192631770 cyklov žiarenia. Táto frekvencia zodpovedá prechodu medzi dvoma energetickými hladinami atómu cézia-133. Porovnaním frekvencie oscilácií kremenného oscilátora s frekvenciou prechodu atómov prvku sa zaznamenávajú najmenšie odchýlky. Ak existujú odchýlky, upravia sa vibrácie kremeňa.

Cézium nie je jediným materiálom používaným v atómových hodinách. Objavujú sa zariadenia na báze chemických prvkov, ktoré môžu poskytnúť ešte väčšiu presnosť: ytterbium, tórium-229, stroncium.

Prečo sú atómové hodiny presné?

Oscilačná frekvencia chemický prvok je rovnaký a tým sa minimalizuje možnosť chyby. Navyše, na rozdiel od kremenného kryštálu, sa atómy neopotrebúvajú ani nestrácajú Chemické vlastnosti s časom.

Iné názvy atómových hodín: kvantové, molekulárne.

Všimli ste si niekedy, že vaše hodiny v dome ukazujú iný čas? A ako viete, ktorá zo všetkých možností je správna? Odpovede na všetky tieto otázky sa dozvieme dôkladným štúdiom princípu fungovania atómových hodín.

Atómové hodiny: popis a princíp činnosti

Poďme najprv pochopiť, čo je mechanizmus atómových hodín. Atómové hodiny sú zariadenie, pomocou ktorého sa meria čas, ale ako periodicita procesu používa svoje vlastné vibrácie a všetko sa deje na atómovej a molekulárnej úrovni. Preto taká presnosť.

Dá sa povedať, že atómové hodiny sú najpresnejšie! Vďaka nim internet a navigácia GPS vo svete poznáme presnú polohu planét slnečná sústava. Chyba tohto zariadenia je taká minimálna, že môžeme s istotou povedať, že sú na svetovej úrovni! Vďaka atómovým hodinám dochádza k synchronizácii celého sveta, je známe, kde sa nachádzajú určité zmeny.

Kto vynašiel, kto vytvoril a tiež kto prišiel s týmito zázračnými hodinkami?

Začiatkom štyridsiatych rokov dvadsiateho storočia sa vedelo o atómovom zväzku magnetickej rezonancie. Spočiatku jeho aplikácia nemala nič spoločné s hodinkami - bola to iba teória. Ale už v roku 1945 Isidor Rabi navrhol vytvorenie zariadenia, ktorého koncepciou bolo, že budú fungovať na základe vyššie opísanej techniky. Ale boli navrhnuté tak, aby sa neprejavovali presné výsledky. A už v roku 1949 Národný úrad pre normy informoval celý svet o vytvorení prvých atómových hodín, ktoré boli založené na molekulárnych zlúčeninách amoniaku, a už v roku 1952 boli zvládnuté technológie na vytvorenie prototypu založeného na atómoch cézia.

Keď sme počuli o atómoch amoniaku a cézia, vyvstáva otázka: sú tieto nádherné hodiny rádioaktívne? Odpoveď je jasná – nie! Nedochádza v nich k atómovému rozpadu.

V súčasnosti existuje veľa materiálov, z ktorých sa vyrábajú atómové hodiny. Napríklad je to kremík, kremeň, hliník a dokonca aj striebro.

Ako zariadenie funguje?

Poďme zistiť, ako vyzerajú hodiny atómovej energie a ako fungujú. Na tento účel ponúkame popis ich práce:



Pre správne fungovanie týchto konkrétnych hodín nie je potrebné kyvadlo ani kremenný oscilátor. Využívajú signály, ktoré vznikajú kvantovým prechodom jedného elektrónu medzi dvoma energetickými hladinami atómu. V dôsledku toho sme schopní pozorovať elektromagnetická vlna. Inými slovami, dostávame časté výkyvy a ešte viac vysoký stupeň stabilitu systému. Každý rok sa vďaka novým objavom modernizujú procesy. Nie je to tak dávno, čo sa špecialisti z The National Institute of Standards and Technology (NIST) stali držiteľmi rekordov a vytvorili absolútny svetový rekord. Dokázali dostať presnosť atómových hodín (na báze stroncia) na minimálnu odchýlku, konkrétne: za 15 miliárd rokov tiká jedna sekunda. Áno, áno, nemysleli ste si to, presne toto je vek, ktorý je v súčasnosti priradený nášmu vesmíru. Toto je kolosálny objav! Napokon, práve stroncium zohralo v tejto platni najdôležitejšiu úlohu. Analógom „kliešťa“ boli pohybujúce sa atómy stroncia v jeho priestorovej mriežke, ktorú vedci vytvorili pomocou lasera. Ako vždy vo vede, teoreticky sa všetko zdá očarujúce a už vylepšené, ale nestabilita takéhoto systému sa v praxi môže ukázať ako menej radostná. Práve pre svoju nestabilitu si céziový prístroj získal celosvetovú obľubu.

Teraz sa pozrime, z čoho sa takéto zariadenie skladá. Hlavné podrobnosti sú tu:

  • kvantový diskriminátor;
  • kremenný generátor;
  • elektronika.

Kremenný oscilátor je podobný samooscilátoru, ale na výrobu rezonančného prvku využíva piezoelektrické režimy kremenného kryštálu.

S kvantovým diskriminátorom a kremenným oscilátorom sa pod vplyvom ich frekvencie porovnávajú a keď sa zistí rozdiel, spätnoväzbový obvod vyžaduje, aby sa kremenný oscilátor nastavil na požadovanú hodnotu a zvýšil sa stabilita a presnosť. Výsledkom je, že na výstupe vidíme na číselníku presná hodnota, čo znamená presný čas.

Prvé modely mali dosť veľké veľkosti v októbri 2013 sa však spoločnosť Bathys Hawaii postarala o rozruch vydaním miniatúrnych jadrových náramkové hodinky. Toto tvrdenie najskôr všetci brali ako žart, no čoskoro sa ukázalo, že je to naozaj pravda a fungujú na báze atómového zdroja Cézium 133. Bezpečnosť zariadenia je zabezpečená tým, že rádioaktívny prvok je obsiahnuté vo forme plynu v špeciálnej kapsule. Fotografie tohto zariadenia sa rozšírili po celom svete.

Veľa ľudí sa v téme atómových hodín zaujíma o problematiku zdroja energie. Ako batéria sa používa lítium-iónová batéria. Bohužiaľ, zatiaľ nie je známe, ako dlho takáto batéria vydrží.

Hodiny BathysHawaii boli skutočne prvé atómové hodiny. náramkové hodinky. Predtým už boli známe prípady uvoľnenia relatívne prenosného zariadenia, ktoré však, žiaľ, nemalo atómový zdroj energie, ale iba synchronizované so skutočnými rozmerovými hodinami prostredníctvom bezdrôtového rádia. Za zmienku stojí aj cena takéhoto gadgetu. Potešenie bolo ocenené na 12-tisíc amerických dolárov. Bolo jasné, že s takouto cenou si hodinky nezískajú širokú popularitu, ale spoločnosť sa o to nesnažila, pretože ich vydala vo veľmi obmedzenej dávke.

Poznáme niekoľko typov atómových hodín. Neexistujú žiadne významné rozdiely v ich dizajne a princípoch, ale stále existujú určité rozdiely. Takže hlavné sú prostriedky na nájdenie zmien a ich prvkov. Je možné rozlíšiť nasledujúce typy hodiniek:

  1. Vodík. Ich podstata spočíva v tom, že atómy vodíka sú podporované na požadovanej energetickej úrovni, ale steny sú vyrobené zo špeciálneho materiálu. Na základe toho usudzujeme, že práve atómy vodíka veľmi rýchlo strácajú svoj energetický stav.
  2. Cézium. Sú založené na céziových nosníkoch. Stojí za zmienku, že tieto hodinky sú najpresnejšie.
  3. Rubidium. Sú najjednoduchšie a veľmi kompaktné.

Ako už bolo spomenuté, atómové hodiny sú veľmi drahý prístroj. Takže, vreckové hodinky Hoptroff č. 10 - svetlý predstaviteľ hračky novej generácie. Cena takéhoto štýlového a veľmi presného doplnku je 78-tisíc dolárov. Bolo vyrobených iba 12 kópií. Mechanizmus tohto zariadenia využíva vysokofrekvenčný oscilačný systém, ktorý je vybavený aj signálom GPS.

Spoločnosť pri tom nezostala a vo svojej desiatej verzii hodiniek chce využiť metódu umiestnenia mechanizmu do zlatého puzdra, ktoré bude vytlačené na obľúbenej 3D tlačiarni. Zatiaľ nie je presne vyčíslené, koľko zlata sa použije na túto verziu puzdra, no už je známa odhadovaná maloobchodná cena tohto majstrovského diela – bola asi 50-tisíc libier šterlingov. A to nie je konečná cena, hoci zohľadňuje všetky objemy výskumu, ako aj novosť a jedinečnosť samotného gadgetu.

Historické fakty o používaní hodiniek

Ako môžeme hovoriť o atómových hodinách bez toho, aby sme spomenuli väčšinu zaujímavosti, ktoré sú s nimi spojené a s časom vo všeobecnosti:

  1. Vedeli ste, že v staroveký Egypt najstaršie nájdené slnečné hodiny?
  2. Chyba atómových hodín je minimálna – je to len 1 sekunda za 6 miliónov rokov.
  3. Každý vie, že minúta má 60 sekúnd. Ale len málo ľudí sa ponorilo do toho, koľko milisekúnd je v jednej sekunde? A nie je ich veľa a nie je ich málo - tisíc!
  4. Každý turista, ktorý mohol navštíviť Londýn, chcel vždy vidieť Big Ben na vlastné oči. Ale bohužiaľ, málokto vie, že Big Ben vôbec nie je veža, ale názov obrovského zvonu, ktorý váži 13 ton a zvoní vo vnútri veže.
  5. Zamysleli ste sa niekedy nad tým, prečo sa ručičky našich hodín pohybujú zľava doprava alebo, ako sme zvyknutí hovorievať, „v smere hodinových ručičiek“? Táto skutočnosť priamo súvisí so spôsobom, akým sa tieň pohybuje na slnečných hodinách.
  6. Úplne prvé náramkové hodinky boli vynájdené už v roku 1812. Vyrobil ich zakladateľ Breguet pre kráľovnú Neapolu.
  7. Pred prvou svetovou vojnou boli náramkové hodinky považované len za dámsky doplnok, no čoskoro si ich pre svoju pohodlnosť vybrala aj mužská časť populácie.

MOSKVA 27. októbra – RIA Novosti, Oľga Kolentsová.čo je čas? Režiséri sci-fi filmov veria, že ide o akúsi dimenziu, cez ktorú sa môžete pohybovať. IN reálny svetčas je určený polohou objektov v priestore. Teoreticky, ak dokážeme vrátiť každú časticu vo vesmíre do stavu a polohy, v ktorej sa v určitom okamihu nachádzala, budeme cestovať späť v čase.

Takže naše znalosti zatiaľ umožňujú určiť čas v závislosti od mechanických zmien, ktoré sa vyskytujú vo svete. Napríklad jeden plný obrat Zem okolo svojej osi je určená dňom a okolo Slnka - rokom. Ľudia však majú potrebu rozdeliť si deň na menšie a jasne definované segmenty – hodiny, minúty, sekundy.

Na počítanie týchto jednotiek ľudia prišli so špeciálnymi zariadeniami - hodinkami. Ich história trvá storočia a spolu s technológiou rastú aj požiadavky na presnosť merania času. Ak si v každodennom živote vystačíme s mechanickými a elektronickými hodinkami, potom si veda vyžaduje oveľa presnejšie prístroje.

Základom pre výpočet času je určitá opakovateľná udalosť, keď sa objekt po presne definovanom čase vráti do pôvodného stavu. Napríklad v mechanických hodinkách sa ozubené kolesá otáčajú (alebo sa kýva kyvadlo) a v presýpacie hodiny príde chvíľa, keď všetky zrnká piesku padnú na dno nádoby.

Samozrejmosťou je moderná elektronická a mechanické hodinky oveľa presnejšie ako ich predchodcovia – vodné, pieskové a solárne. Niektoré oblasti si však vyžadovali ešte presnejšie mechanizmy. A ľudia vytvorili hodiny, ktoré fungovali na základe procesov prebiehajúcich vo vnútri atómu.

Ako viete, atóm pozostáva z jadra a elektrónového oblaku. Elektróny sa nachádzajú na rôznych energetických úrovniach. Čím ďalej je elektrón od jadra, tým má väčšiu energiu. Predstavte si psa priviazaného k oceľovému nosníku pevným, no napínateľným vodítkom. Čím ďalej sa chce vzdialiť, tým pevnejšie musí utiahnuť vodítko. Samozrejme, silný, veľký pes sa bude môcť pohybovať ďalej ako malý a slabý.

© AP Photo/Focke Strangmann

© AP Photo/Focke Strangmann

Pri pohybe na nižšiu úroveň elektrón vyžaruje energiu a pri pohybe na vyššiu úroveň energiu absorbuje. „Skákajúce“ elektróny je možné ovládať pomocou elektromagnetického žiarenia, ktoré je zdrojom energie. Žiarenie má určitú frekvenciu. Táto hodnota je prevrátenou hodnotou periódy oscilácie, teda času potrebného na to, aby sa objekt vykonávajúci „uzavreté“ pohyby vrátil do pôvodného stavu.

Atómové hodiny využívajú vápnik, vodík, thulium, stroncium, rubídium, tórium, jód a metán a najčastejšie cézium. Elektróny v atómových hodinách na báze cézia-133 pri prechode z jednej energetickej úrovne na druhú vyžarujú elektromagnetické žiarenie s frekvenciou 9 192 631 770 Hz. Na tento počet intervalov sa delí sekunda v týchto prirodzených hodinách. Podľa definície oficiálne prijatej v roku 1967 na Generálnej konferencii pre váhy a miery je atóm cézia-133 uznávaný ako štandard na meranie času. Presnosť sekundy určuje pravosť iných základných jednotiek fyzikálnych veličín, ako sú napríklad volty alebo watty, ktoré sú určené časom.


Ultra presné hodiny fungujú takto: Cézium-133 sa zahrieva a niektoré atómy opúšťajú hlavnú látku a potom prechádzajú magnetickým poľom, ktoré eliminuje atómy s požadovanými energetickými stavmi. Vybrané atómy prechádzajú magnetickým poľom s frekvenciou blízkou frekvencii elektromagnetického žiarenia, keď elektrón prechádza z jednej úrovne do druhej v céziu-133. Atómy vplyvom poľa menia energetické stavy a padajú na detektor, ktorý zaznamenáva moment, kedy sa dosiahne požadovaný energetický stav. najväčší počet atómov. Potom hodnota frekvencie elektromagnetického poľa privádzaný do frekvenčného deliča, ktorý určuje svoju jednotku delením sekundy. Výsledkom je „nová sekunda“, ktorá sa považuje za štandard minimálnej jednotky času.

© Ilustrácia RIA Novosti. Alina Polyanina