שעון אטומי
ויקיפדיה האנציקלופדיה encyclopedia
שעון אטומי הוא שעון המבוסס על מעברים בין רמות אנרגיה אטומיות, היוצרים אות מחזורי בעל תדירות שהשינויים בה נמוכים במיוחד, ומנייתה מאפשרת אומדן זמן בדיוק גבוה. שעונים אטומיים הם השעונים המדויקים ביותר בנמצא, והם משמשים כמקורות התקניים לזמן, בגלל דיוק התדירות הגבוה שלהם. אות השעון שיוצרים מספר שעונים אטומיים מופץ ברחבי העולם בדרכים שונות ומשמש, בין היתר, להפעלת רשתות טלפון ומערכות ניווט לווייניות.
יש לערוך ערך זה. ייתכן שהערך סובל מבעיות ניסוח, סגנון טעון שיפור או צורך בהגהה, או שיש לעצב אותו, או מפגמים טכניים כגון מיעוט קישורים פנימיים. | |
לא כל שעון אטומי מראה את השעה. רוב המכשירים המכונים "שעון אטומי" מייצרים רק תדר כלשהו שדיוקו גבוה (כלומר, שוֹנוּתוֹ נמוכה). כיוון שהתדר ידוע, ניתן למנות את מספר המחזורים באות השעון וכך לעדכן את השעה. למשל, אם השעון מייצר אות בתדר 1 מגה הרץ, אז מדי מיליון מחזורים חולפת שנייה אחת, ויש לקדם את הזמן המוצג בהתאם. את מניית המחזורים מבצע מונה מתאים. כך למשל, אם אות השעון הוא גל מרובע, קל למנות את המחזורים על ידי ספירת מספר הפעמים שבהן האות חוצה את האפס.
שעונים אטומיים מסתמכים על תהודה אטומית, שיוצרת אות מחזורי שאותו מודד מונה (counter). השעונים האטומיים הראשונים התבססו על מייזרים (מכשירים המשתמשים בקרינה כדי להגביר גלי מיקרו), אך כיום השעונים המתקדמים מבוססים על מערכות מדויקות יותר, הכוללות אטומים "קרים" ועל מקורות אטומיים. מכונים לאומיים לתקנים מגיעים לסטיית שעון של פחות מ־10-9 שניות (ננו־שנייה) ביום. השעונים מקיימים סקאלת זמן רציפה, הנקראת זמן אטומי בינלאומי (International Atomic Time - TAI). לשימוש אזרחי קיימת סקאלה נוספת - זמן אוניברסלי מתואם (UTC - Coordinated Universal Time). UTC נגזר מ־ TAI, אך מסונכרן עם מעבר הימים והלילות לפי תצפיות אסטרונומיות.
השעון האטומי הראשון נבנה ב־1949 במכון התקנים הלאומי האמריקאי. את השעון האטומי המדויק הראשון בנה לואיס אסן ב־1955 במעבדה הלאומית לפיזיקה (National Physical Laboratory) בבריטניה. שעון זה התבסס על מעברים של אטום צסיום־133. הדבר הוביל להגדרה בינלאומית מוסכמת כי יחידת הזמן "שנייה" תתבסס על זמן אטומי.
באוגוסט 2004 הציגו מדעני המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה בארצות הברית (NIST) שעון אטומי בגודל שבב. על פי החוקרים, גודל השעון הוא כמאית מגודלם של שעונים אטומיים אחרים. נטען גם כי הוא צורך רק 75 מיליוואט, דבר שהופך אותו יעיל לשימוש במכשירים ניידים המופעלים על ידי סוללות חשמליות.
בישראל מיוצרים שעונים אטומיים על ידי חברת "אקיוביט".[1] ארבעה שעונים אטומיים ממוקמים במעבדת הזמן הישראלית במעבדה הלאומית לפיזיקה שבאוניברסיטה העברית בירושלים.[2].