นาฬิกาเชิงอะตอม เครื่องบอกเวลาที่เที่ยงตรงที่สุด
นาฬิกาไขลานที่สร้างขึ้นอย่างดีที่สุด จะคลาดเคลื่อนประมาณ 4 วินาที ใน 1 ปี แม้แต่นาฬิกาผลึกควอตซ์สมัยใหม่ยังคลาดเคลื่อนได้ 1 วินาที ใน 10 ปี ส่วน นาฬิกาเชิงอะตอม (atomic clock) นั้น เชื่อกันว่าคลาดเคลื่อนเพียง 1 วินาที ในช่วงเวลาอย่างน้อย 1,000 ปี
นาฬิกาทุกเรือนวัดเวลาโดยนับการสั่นสะเทือนอย่างสม่ำเสมอของบางสิ่ง นาฬิกาสมัยก่อนนับการแกว่งของลูกตุ้ม หรือการสั่นของกลไกจักรกล ส่วนนาฬิกา
ควอตซ์มีผลึกที่กำหนดให้สั่นเป็นจำนวน 100,000 Hz เมื่อมีกระแสไฟฟ้าผ่าน
นาฬิกาเชิงอะตอมเดินด้วยการสั่นสะเทือนของอะตอม คือ มากกว่า 9 พันล้านครั้ง/วินาที (เช่นในนาฬิกาเชิงอะตอมซีเซียม) นาฬิกาอะตอมเกือบจะไม่ได้รับผลกระทบจากสภาพภายนอกเลย ต่างจากนาฬิกาไขลานซึ่งอาจถูกรบกวนด้วยสิ่งต่างๆ เช่นอุณหภูมิ และความเสียดทาน นาฬิกาเชิงอะตอมไม่มีหน้าปัดให้ดูเวลา หน้าที่ของมัน คือ ควบคุมนาฬิกาควอตซ์ให้รักษาเวลาอย่างเที่ยงตรงที่สุด
นาฬิกาเชิงอะตอมซีเซียม บรรจุในท่อสุญญากาศที่ปลายข้างหนึ่งของท่อมีเตาอบไฟฟ้าอันเล็กๆ ในนั้นบรรจุซีเซียมไว้ชิ้นหนึ่งซึ่งจะโดนเผาจนกลายเป็นไอ เมื่อซีเซียมกลายเป็นไอได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าข้างในตัวสั่นพ้อง (resonator) ก็จะเกิดการสั่นที่ชัดเจนด้วยความถี่ 9,192,631,770 Hz ความถี่นี้มีผลให้อะตอมเปลี่ยนสภาวะพลังงาน แล้วพุ่งไปตรวจจับความเข้มของพลังของนาฬิกาควอตซ์ นาฬิกาควอตซ์ใช้เพื่อทำให้ตัวสั่นพ้องยังคงสั่นที่ความถี่นี้ ความถี่ควอตซ์ตามปกติ 100,000 Hz นั้นทวีคูณด้วยวิธีการเชิงอิเล็กทรอนิก
หากนาฬิกาควอตซ์ผิดพลาด เครื่องตรวจจับจะส่งสัญญาณบอกถึงความผิดพลาด นาฬิกาควอตซ์จะนำข้อมูลที่ได้กลับมานี้ มาใช้ปรับการสั่นสะเทือนของตัวสั่นพ้องด้วยวิธีการทางอิเล็กทรอนิก ในปัจจุบันเราใช้นาฬิกาอะตอมในการตรวจความถูกต้องของเวลาโลก ในหอดูดาว ห้องปฏิบัติการอวกาศ และการตั้งเวลาให้สอดคล้องกับสัญญาณการบินของเครื่องบินความเร็วสูงที่ส่งด้วยความถี่วิทยุ นาฬิกาเชิงอะตอมที่เที่ยงตรงที่สุดในปัจจุบันใช้ไฮโดรเจน ซึ่งเชื่อว่าคลาดเคลื่อนประมาณ 1 วินาที ในเกือบ 2 ล้านปี
จาก Reader Digest รู้รอบ ตอบได้
|