เวลา แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะยังไม่สามารถเปิดเผยแก่นแท้ของมันได้ในที่สุด แต่ก็ยังมีหน่วยวัดของตัวเองที่มนุษย์สร้างขึ้น และอุปกรณ์สำหรับคำนวณที่เรียกว่านาฬิกา อะไรคือพันธุ์ของพวกเขา อะไรคือนาฬิกาที่แม่นยำที่สุดในโลก? นี้จะกล่าวถึงในเนื้อหาของเราวันนี้
นาฬิกาใดเที่ยงตรงที่สุดในโลก
ถือว่าเป็นอะตอม - พวกมันมีข้อผิดพลาดเล็กๆ น้อยๆ ที่สามารถไปถึงได้เพียงเสี้ยววินาทีในหนึ่งพันล้านปี แท่นที่ 2 ที่มีเกียรติไม่น้อยได้รับรางวัลจากนาฬิกาควอทซ์ พวกเขาตามหลังหรือวิ่งไปข้างหน้าเพียง 10-15 วินาทีในหนึ่งเดือน แต่นาฬิกาแบบกลไกไม่ได้แม่นยำที่สุดในโลก พวกเขาจำเป็นต้องม้วนขึ้นและลงตลอดเวลา และนี่คือข้อผิดพลาดในลำดับที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง
นาฬิกาอะตอมที่แม่นยำที่สุดในโลก
ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว เครื่องมือปรมาณูสำหรับการวัดเวลาเชิงคุณภาพนั้นพิถีพิถันมากจนสามารถเปรียบเทียบข้อผิดพลาดที่ให้มากับการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของโลกของเรากับอนุภาคขนาดเล็กแต่ละอัน ไม่ต้องสงสัยเลยว่าคนธรรมดาทั่วไปในชีวิตประจำวันไม่ต้องการกลไกที่แม่นยำเช่นนี้เลย สิ่งเหล่านี้ถูกใช้โดยนักวิจัยจากวิทยาศาสตร์เพื่อทำการทดลองต่างๆ ซึ่งจำเป็นต้องจำกัดการคำนวณ พวกเขาให้โอกาสผู้คนในการทดสอบ "ระยะเวลา" ในภูมิภาคต่างๆ ของโลกหรือเพื่อทำการทดลองที่ยืนยันทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปตลอดจนทฤษฎีและสมมติฐานทางกายภาพอื่นๆ
มาตรฐานปารีส
นาฬิกาที่เที่ยงตรงที่สุดในโลกคืออะไร? เป็นธรรมเนียมที่จะต้องพิจารณาพวกเขาชาวปารีสซึ่งเป็นของสถาบันเวลา อุปกรณ์นี้เรียกว่ามาตรฐานของเวลา ผู้คนทั่วโลกต่างต่อต้านมัน ในความเป็นจริงมันดูไม่เหมือน "คนเดิน" ในความหมายดั้งเดิมของคำ แต่คล้ายกับอุปกรณ์ที่แม่นยำที่สุดของการออกแบบที่ซับซ้อนที่สุดซึ่งขึ้นอยู่กับหลักการควอนตัมและแนวคิดหลักคือ การคำนวณพื้นที่-เวลาโดยใช้การแกว่งของอนุภาคที่มีข้อผิดพลาดเพียง 1 วินาทีต่อ 1,000 ปี
แม่นยำยิ่งขึ้น
นาฬิกาที่เที่ยงตรงที่สุดในโลกวันนี้? ในความเป็นจริงในปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำมากกว่ามาตรฐานปารีส 100,000 เท่า ความผิดพลาดคือหนึ่งวินาทีใน 3.7 พันล้านปี! กลุ่มนักฟิสิกส์จากประเทศสหรัฐอเมริกามีหน้าที่รับผิดชอบในการผลิตเทคนิคนี้ เป็นอุปกรณ์รุ่นที่สองอยู่แล้ว สร้างขึ้นบนลอจิกควอนตัม ซึ่งการประมวลผลข้อมูลจะดำเนินการตามวิธีการที่คล้ายกัน เช่น คอมพิวเตอร์ควอนตัม
ช่วยวิจัย
อุปกรณ์ควอนตัมรุ่นล่าสุดไม่เพียงแต่กำหนดมาตรฐานอื่นๆ ในการวัดปริมาณเช่นเวลาเท่านั้น แต่ยังช่วยนักวิจัยในหลายประเทศในการแก้ไขปัญหาบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับค่าคงที่ทางกายภาพเช่นความเร็วของลำแสงใน สูญญากาศหรือค่าคงที่ของพลังค์ ความแม่นยำที่เพิ่มขึ้นของการวัดเป็นประโยชน์สำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่หวังจะติดตามการขยายเวลาที่เกิดจากแรงโน้มถ่วง และหนึ่งในบริษัทเทคโนโลยีในสหรัฐฯ วางแผนที่จะเปิดตัวนาฬิกาควอนตัมแบบอนุกรมสำหรับใช้ในชีวิตประจำวัน จริงอยู่ ค่าเริ่มต้นจะสูงแค่ไหน
หลักการทำงาน
นาฬิกาอะตอมเรียกอีกอย่างว่านาฬิกาควอนตัมเพราะมันทำงานบนพื้นฐานของกระบวนการที่เกิดขึ้นในระดับโมเลกุล ในการสร้างอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูงนั้น ไม่ใช้อะตอมทั้งหมด: การใช้แคลเซียมและไอโอดีน ซีเซียมและรูบิเดียม และโมเลกุลไฮโดรเจนก็เป็นเรื่องปกติเช่นกัน ในขณะนี้กลไกที่แม่นยำที่สุดในการคำนวณเวลาโดยอิงจากอิตทิเบเรียมนั้นผลิตโดยชาวอเมริกัน มากกว่า 10,000 อะตอมมีส่วนร่วมในการทำงานของอุปกรณ์และสิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงความแม่นยำที่ยอดเยี่ยม อย่างไรก็ตาม รุ่นก่อนที่ทำลายสถิติมีข้อผิดพลาดต่อวินาทีที่ “เพียง” 100 ล้าน ซึ่งคุณเห็นว่าเป็นเวลาที่ยาวนานเช่นกัน
ผลึกแม่นยำ…
เมื่อเลือก "ไม้เดิน" ในบ้านสำหรับใช้ในชีวิตประจำวัน ไม่ควรคำนึงถึงอุปกรณ์นิวเคลียร์ ในบรรดานาฬิกาในครัวเรือนในปัจจุบัน นาฬิกาที่มีความแม่นยำที่สุดในโลกคือนาฬิกาควอทซ์ ซึ่งมีข้อดีหลายประการเมื่อเปรียบเทียบกับนาฬิกาแบบกลไก:ต้องการโรงงานทำงานด้วยความช่วยเหลือของคริสตัล ข้อผิดพลาดในการเดินทางของพวกเขาโดยเฉลี่ย 15 วินาทีต่อเดือน (โดยปกติแล้วเครื่องกลสามารถล่าช้าได้ตามเวลานี้ต่อวัน) และนาฬิกาข้อมือที่แม่นยำที่สุดในโลกของนาฬิการะบบควอตซ์ทั้งหมด ผู้เชี่ยวชาญหลายคนจาก Citizen คือ Chronomaster พวกเขาสามารถมีข้อผิดพลาดเพียง 5 วินาทีต่อปี ในแง่ของต้นทุนนั้นค่อนข้างแพง - ภายใน 4 พันยูโร ในขั้นที่ 2 ของแท่น Longines ในจินตนาการ (10 วินาทีต่อปี) พวกมันถูกกว่ามากแล้ว - ประมาณ 1,000 ยูโร
…และกลไก
เครื่องมือวัดเวลาเชิงกลส่วนใหญ่มักไม่ค่อยแม่นยำ อย่างไรก็ตาม หนึ่งในอุปกรณ์ยังคงอวดอ้างว้าง นาฬิกาที่สร้างขึ้นในศตวรรษที่ 20 สำหรับศาลากลางกรุงโคเปนเฮเกน มีกลไกขนาดใหญ่ถึง 14,000 องค์ประกอบ เนื่องจากการออกแบบที่ซับซ้อนและการทำงานที่ค่อนข้างช้า ข้อผิดพลาดในการวัดจึงเป็นวินาทีในทุก ๆ 600 ปี