Воздуходувки Busch предназначены для создания высоконапорного потока воздуха, или другого неагрессивного газа.
Вакуумные камеры, содержащие свободные атомы, лежат в основе самых точных инструментов, в настоящее время предназначенных для измерения времени. Лазерные импульсы действуют как генератор времени для атомных часов последнего поколения. Они невероятно точны.
Сколько времени? Физики и философы не смогли ответить на этот вопрос. Но это не мешает никому разбивать его на интервалы и измерять с максимальной точностью. Хронометры, как солнечные часы из античности или вертикальные механические часы из средневековья, были важными шагами в нашем подходе к измерению времени. Крупный технический прорыв был сделан математиком и физиком Кристианом Гюйгенсом в 17 веке. Его маятниковые часы впервые обеспечили точное деление времени на часы, минуты и секунды. С тех пор разработка точных измерительных инструментов увеличилась. Сегодня атомные часы с цезием служат фундаментальной основой официального гармонизированного всемирного времени.
Эти современные хронометры не имеют маятников и стрелок. Вместо этого атомы цезия сигнализируют о течении времени. Их нагревают до кипения и пропускают через трубку высокого вакуума. Низкое давление гарантирует, что атомы не сталкиваются друг с другом и проходят через камеру с высокой энергией. Затем атомы подвергаются воздействию микроволновых лучей. Соответствующая частота, которую физики называют «резонансной частотой», изменяет энергетический уровень определенных атомов. Они «возбуждаются» и считаются детектором.
Затем частоты микроволн регулируются до тех пор, пока не изменится уровень энергии как можно большего числа атомов цезия. Это надежно происходит на частоте 9 192 631 770 Гц, то есть более девяти миллиардов колебаний в секунду. И наоборот, по достижении этого числа проходит секунда. Это позволяет определить продолжительность в одну секунду в СИ (Международной системе единиц).
Помимо часов с цезиевым излучением, существуют также часы с цезиевым фонтаном, которые в настоящее время используются в качестве эталонных часов для всемирного времени. В этих часах атомы цезия вводятся в вакуумную камеру в виде фонтана, прежде чем они поражаются микроволновым излучением. Поскольку с помощью этой уловки резонансная частота атомов может быть определена еще точнее, фонтанные часы теряют не более одной секунды за период в 40 миллионов лет.
Оптические атомные часы, в которых используются, например, атомы стронция или иттербия, еще более точны. Вместо микроволн атомы возбуждаются лазерами в сверхвысоком вакууме. Частота света, возникающая в результате изменения уровня энергии атома, служит эталоном в течение одной секунды. Частота выше и частота электронных переходов выше, что позволяет разделить время на еще меньшие интервалы. Оптические часы производят «тиканье» намного быстрее и с более точными интервалами, чем цезиевые часы. Они, вероятно, станут новыми хронометрами всемирного времени, отсюда и необходимость переопределить единицу времени, которую мы называем секундой.
