Atomklockor är de mest exakta klockorna i världen. De är baserade på atomernas naturliga vibrationer, som är otroligt exakta. Atomklockor används för att kalibrera andra klockor, till exempel de i din telefon eller dator, och de används också i vetenskaplig forskning.

Hur fungerar atomur?

Atomklockor fungerar genom att mäta frekvensen av elektromagnetisk strålning som sänds ut av atomer. Frekvensen av denna strålning är mycket exakt, och den bestäms av energinivåerna hos elektronerna i atomerna. När en elektron rör sig från en högre energinivå till en lägre energinivå sänder den ut en foton av ljus med en specifik frekvens.

Atomklockan mäter frekvensen av detta ljus, och denna mätning används för att beräkna tiden. Den vanligaste typen av atomur använder en cesiumatom, som har en mycket stabil energinivå. Cesiumatomen placeras i en vakuumkammare, och den utsätts för en stråle av mikrovågor. Mikrovågorna gör att elektronerna i cesiumatomen rör sig från en lägre energinivå till en högre energinivå. När elektronerna faller tillbaka till den lägre energinivån sänder de ut fotoner av ljus med en frekvens på 9 192 631 770 hertz.

Denna frekvens är känd som cesiumresonansfrekvensen, och den är grunden för definitionen av den andra. Den andra definieras som varaktigheten av 9 192 631 770 perioder av strålningen som motsvarar övergången mellan två hyperfina nivåer av grundtillståndet för cesium 133-atomen.

Atomklockor är otroligt exakta.

De bästa atomklockorna kan hålla tiden inom en sekund var 300:e miljon år. Det betyder att de är exakta inom en del av 10^15. Med andra ord, om en atomklocka gick sedan universums början (för cirka 13,8 miljarder år sedan), skulle den bara släckas med ungefär en sekund.

Atomklockor används för många olika ändamål.

Atomklockor används för att kalibrera andra klockor, till exempel de i din telefon eller dator. De används också i vetenskaplig forskning, till exempel experiment som kräver extremt exakt timing. Atomklockor används till och med i rymdnavigering, där de används för att hjälpa satelliter att hålla kursen.

Atomklockor är en viktig del av vår moderna värld.

De ger den exakta timingen som är avgörande för många olika tekniker, från mobiltelefoner till GPS-navigering. Atomklockor är också en påminnelse om universums otroliga precision, och de har hjälpt oss att bättre förstå tidens natur.