대부분의 사람들에게 시간에 대한 이해는 시계 나 스마트 폰의 디스플레이를 넘어 확장되지 않습니다. 그들이 표시하는 시간은 정확합니다. 우리는 각 장치가 시간을 알려주는 방법이나 정보를 얻는 위치에 대해 너무 많은 시간을 소비하지 않습니다.
우리는 수십 년 동안 원자 시계에 의존하여 시간을 말하고 우리 주변의 우주를 추적하도록 도와주었습니다. 1955 년 이래로 시간을 말하기위한 골드 표준이었다. 그러나 기술은 변화하고 있으며 원자 시계보다 더 정확한 것이 필요하다. 광학 시계는 무엇이며 왜 그렇게 중요한가?
원자 시계로 시작하는
수십 년 동안 과학계와 세계는 더 작은 시간 간격을 정의하기 위해 원자 시계에 의존 해 왔습니다. 계절을 추적하는 것 이상으로 하늘을 가로 지르는 태양과 태양을 넘어 서면 시간을 말하는 것은 두 가지에 관한 것입니다. 진동 및 공명 주파수에 의존합니다.
태양의 위치에 의존하지 않은 첫 시계 중 하나 인 진자 시계는 초당 약 1 개의 스윙으로 공명했습니다. 스탠드의 디지털 시계 (스마트 시계 나 핸드폰이 아니라고 가정)는 전력선을 통과하는 전기의 공명을 사용합니다. 이것은 교대와 직류의 차이로 인해 미국에서 약 60 사이클/2 초, 유럽에서는 50 사이클/초에 공명합니다.
.원자 시계는 공명 주파수를 사용하지만 훨씬 작은 규모입니다. 이 요소는이 요소의 각 원자가 연구자들이 발견 할 수있는 한, 서로 동일하기 때문에 세움 -133의 원자에 의존합니다. Cesium의 공명 주파수는 매 초마다 91 억 주 사이클로, 연구원들은 매우 정확한 시계를 만들 수 있습니다.
수년 동안, 이것은 충분했고 심지어 골드 표준 시간 측정을 고려했습니다. 그러나 과학자와 연구자들이 우주에 대해 더 많이 알게되면, 그들은 세움 -133조차 제공 할 수있는 것보다 더 많은 정확성이 필요하다는 것을 발견했습니다.
.광학 클럭 101
원자 시계는 엄청나게 정확하지만 무너질 수는 없습니다. 시간이 지남에 따라 오류가 발생할 가능성이 여전히 남아 있습니다. 일반적으로 나노초 이상입니다. 그러나 전 세계가 시계에 의존하여 자신의 시계를 설정하면 나노초조차도 추가 할 수 있습니다.
광학 클럭은 원자 시계와 유사합니다. 특정 요소의 공명 주파수를 사용하여 시간을 알려줍니다. 그러나 그것이 유사점이 끝나는 곳입니다. 광학 클록은 원자 시계에 사용되는 세슘 -133보다 최대 100,000 배 높은 주파수를 공명합니다. 세슘에 의존하는 대신, 광학 클럭은 스트론튬과 같은 요소를 사용하여 레이저와 쌍을 이루어 공명 주파수를 감지합니다.
전임자보다 정확한 것 외에도 광 시계를 설정하는 것이 더 쉽고 빠릅니다. 원자 시계는 종종 시간을 정확하게 알리기 전에 평균 및 교정이 필요합니다. 광학 클럭의 더 빠른 공진 주파수를 사용하면 연구원이 동일한 작업을 몇 초 만에 완료 할 수 있습니다.
광학 클럭의 중요성
우리는 세슘 기반 원자 시계 덕분에 수십 년 동안 시간을 정확하게 알 수있었습니다. 이제 우주에 대한 우리의 이해는 확장되고 발전하고 있습니다. 우리는 우리가 배운 모든 새로운 것들과 보조를 맞추는 데 도움이되는 새로운 도구가 필요합니다. 그것이 광학 시계가 번성하는 곳입니다.
전 세계적으로 회사는 기능에보다 정확한 타임 스탬프를 사용할 수 있습니다. 소매, 금융, 환대 및 유사한 산업의 세계화가 증가 할 것입니다. 시스템은 일부 시간에 동일한 작업을 완료 할 수 있기 때문입니다. 또한 GPS가 더 정확할 수있게 하여이 위성은 현재와 같이 몇 미터 대신 몇 센티미터 이내에 귀하를 타겟팅 할 수있는 기능을 제공합니다. 이로 인해 자동 조종 장치가있는 자율 주행 자동차 및 기타 차량이 환경을 성공적으로 탐색하는 데 도움이됩니다.
광학 클록을 광범위하게 채택하면 휴대폰 및 기타 모바일 장치가 데이터를 전송하고받을 수있는 속도를 향상시킬 수 있습니다. 5G는 이제 빠를 수 있지만 광학 시계의 정확한 시간 보관으로 지원되는 시스템은 물에서 날려 버릴 수 있습니다.
그 뒤에있는 과학을보고
더 정확한 GPS와 빠른 모바일 장치는 일반 소비자에게 혜택처럼 들릴 수 있지만,이 새로운 시계가 제공하는 모든 것을 받아들이는 것이 정말로 흥분되는 과학 커뮤니티입니다.
.이러한 과도한 비밀 시계의 가장 흥미로운 잠재적 응용 중 하나는 물리학 자들이 마침내 암흑 물질을 식별 할 수있는 도구를 줄 수 있다는 것입니다.
.NASA에 따르면, 우리 우주는 약 68%의 암흑 에너지, 27% 암흑 물질 및 5% 물질입니다. 즉, 현재 도구를 사용하면 전체 우주의 5% 만 관찰 할 수 있습니다. 무거운 암흑 물질의 명백한 징후를 찾는 대신 과학자들은 광학 시계를 사용하여 초경량 암흑 물질 입자의 진동을 감지 할 수 있습니다.
그것들을 보는 것과 같지 않지만, 암흑 물질과 암흑 에너지가 존재한다는 것을 증명할 수있는 잠재력이 있습니다. 그것은 우리가 아직 입증되지 않은 것입니다.
.지구의 궤도와 회전은 많은 시간을 정의하기위한 주요 도구이지만, 후자는 주관적 일 수 있습니다. 광학 시계의 도입은 과학자들이 두 번째를 더 정확하게 만들기 위해 재정의하게 할 수 있습니다. 대규모로, 그것은 일상적인 활동 중에 대부분의 사람들에게 영향을 미치지 않습니다.
말하기 시간
정확한 시간을 말하는 데는 해시계 나 하늘을 가로 질러 태양을 추적하려는 의지보다 훨씬 더 걸립니다. 진자와 디지털 시계에서 원자력과 광학 시계의 생성을 통해 인류는 항상 우리 주변의 세계를 더 잘 이해하기 위해 노력해 왔습니다. 시간을 정확하게 알릴 수 있다는 것은 해당 작업을 수행하기 위해 우리가 만든 도구 중 하나 일뿐입니다.
