Gli atomi di cesio-133 vibrano ad una frequenza molto precisa di 9.192.631.770 hertz. Ciò significa che oscillano 9.192.631.770 volte al secondo. Questa frequenza è così precisa che è stata utilizzata per definire il secondo, che è l'unità di tempo base nel Sistema Internazionale di Unità (SI).
Anche gli atomi di rubidio-87 vibrano ad una frequenza molto precisa di 6.834.682.610 hertz. Questa frequenza viene utilizzata anche per definire il secondo.
Gli orologi atomici funzionano misurando la frequenza delle vibrazioni degli atomi. Questo viene fatto posizionando gli atomi in un campo magnetico e quindi esponendoli a un segnale a microonde. Il segnale a microonde fa vibrare gli atomi a una frequenza più elevata. La differenza tra le due frequenze viene misurata e utilizzata per calcolare il tempo.
Gli orologi atomici possono misurare il tempo con una precisione di un secondo ogni miliardo di anni. Ciò li rende estremamente utili per applicazioni come la navigazione satellitare, le telecomunicazioni e la ricerca scientifica.
Ecco una spiegazione più dettagliata di come funzionano gli orologi atomici:
1. Gli atomi vengono posti in una camera a vuoto.
Questo viene fatto per eliminare gli effetti della resistenza dell'aria, che potrebbe interferire con le vibrazioni degli atomi.
2. Gli atomi vengono raffreddati a una temperatura molto bassa.
Questo viene fatto per rallentare il movimento degli atomi e rendere le loro vibrazioni più precise.
3. Gli atomi sono posti in un campo magnetico.
Il campo magnetico fa sì che gli atomi si allineino in un modo specifico. Ciò è necessario per il passaggio successivo.
4. Gli atomi sono esposti a un segnale a microonde.
Il segnale a microonde fa vibrare gli atomi a una frequenza più elevata. La differenza tra le due frequenze viene misurata e utilizzata per calcolare il tempo.
Gli orologi atomici sono dispositivi estremamente complessi e precisi. Hanno rivoluzionato il modo in cui misuriamo il tempo e sono essenziali per molte tecnologie moderne.
