Il tipo più comune di orologio atomico utilizza atomi di cesio per misurare la frequenza della radiazione. Gli atomi di cesio vengono raffreddati a temperature molto basse e quindi posti in un campo magnetico. Ciò fa sì che gli atomi si allineino con il campo magnetico e inizino a emettere radiazioni a una frequenza molto specifica.
La frequenza della radiazione emessa dagli atomi di cesio è nota come frequenza di risonanza del cesio , ed è pari a 9.192.631.770 Hertz . Questo numero è così preciso che è stato definito la definizione ufficiale del secondo.
Gli orologi atomici vengono utilizzati per una varietà di scopi, tra cui:
* Calibrazione di altri orologi e dispositivi di cronometraggio
* Sincronizzazione delle reti di comunicazione
* Fornire segnali orari per i sistemi di navigazione
* Misurazione del tempo impiegato dalla luce per viaggiare tra due punti
Gli orologi atomici sono una parte importante del nostro mondo moderno e aiutano a garantire che i nostri orologi siano precisi e che la nostra tecnologia sia sincronizzata.
Ecco una spiegazione più dettagliata di come funzionano gli orologi atomici:
1. Gli atomi di cesio vengono raffreddati a temperature molto basse, quindi si muovono molto lentamente. Ciò è necessario perché i livelli energetici degli atomi sono molto piccoli e qualsiasi movimento termico disturberebbe le misurazioni.
2. Gli atomi di cesio sono posti in un campo magnetico. Ciò fa sì che gli atomi si allineino con il campo magnetico e inizino a emettere radiazioni a una frequenza molto specifica.
3. La frequenza della radiazione emessa dagli atomi di cesio viene misurata utilizzando un frequenzimetro a microonde . Il frequenzimetro a microonde conta il numero di onde di radiazione che passano accanto a un punto in un certo periodo di tempo.
4. Il contatore di frequenza a microonde è calibrato utilizzando un oscillatore a cristallo di quarzo . Gli oscillatori al cristallo di quarzo sono orologi molto precisi, ma non sono accurati quanto gli orologi atomici. Tuttavia, sono abbastanza buoni da calibrare il contatore di frequenza a microonde con un livello di precisione molto elevato.
5. L'orologio atomico al cesio è ora pronto per essere utilizzato per calibrare altri orologi e dispositivi di cronometraggio.
Gli orologi atomici sono uno straordinario esempio dell'ingegno umano. Sono incredibilmente accurati e hanno contribuito a rivoluzionare il modo in cui misuriamo il tempo.
