Pirmasis pasaulinis laikrodis „Atomic“ laikys jūsų kelionę į Marsą

Johnas Pattersonas yra nuolankus laikrodininkas Kauai, Havajai, kuris per pastaruosius penkerius metus tyliai tapo pirmuoju pasaulio vartotojų atomo laikrodžiu. Tegul tūkstantis metų praeina, ir šis laikrodis praranda tik antrą kartą tikslumu. Paimkite jį giliai po vandeniu, viduje inferno: Laikas lieka pažymėtas. Arba, jei jaučiatės drąsus, pasiimkite jį į erdvę. Paimkite jį į Marsą.

Jis laikysis laiko.

Patterson turi Ph.D. neurologijos srityje, tačiau jis į savo laikrodžius išleido savo protą. Jis vadovauja savo bendrovei „Bathys Hawaii“ iš savo namų „Garden Isle“. „Filosofija visada buvo ta, kad tai ne tik turtingas vaikinas, kuris nusipelno gražaus žiūrėti“, - sako jis. Inversinis. Vonios ateina iš graikų kalbos žodžio „ Bathus, “Reiškia„ giliai “- tiesiogine ir vaizdine prasme. Nors jo laikrodžiai išliks teisingi dideliuose gelmėse, jo atomo laikrodis išliks teisingas ir dideliais aukščiais. Marso aukštis.

200 milijonų JAV dolerių gynybos pažengusių mokslinių tyrimų projektų agentūra leido sukurti mažą atominį lustą Bathys Hawaii Cesium 133 viduje, paaiškina Patterson. Bet kai jis sužinojo, kad lustai buvo įsigyti, jis sugriebė „seną OMEGA laikrodį“, kurį jis sulaikė stalčiuje, pardavė jį „eBay“, nupirko atominį lustą, ir - su vienu ar dviem Havajais - pateko į darbą.

Jis žinojo, kad jis turi naudoti atominius lustus savo tikriausiai skambinant: laikrodžiai. Galiausiai tarptautinė antroji dalis yra apibrėžta cezio: jos spinduliuotės dažnis yra 919231 770 Hz, kurį mokslininkai 1950-aisiais susiejo su efemerio laiku. Kadangi kiti laikrodžiai nukenčia dėl reliatyvaus poveikio dideliu greičiu, cezio laikrodžiai nėra. Dažnis išlieka toks pats, todėl laikas lieka tikslus. Taigi, „Patterson“, „chip-in-hand“, pradėjo dirbti. Netrukus jis turėjo veikiantį, neįtikėtinai tikslų laikrodį; jis paėmė prototipą į Kickstarterį. Vos per kelias dienas jis beveik padvigubino savo lėšų rinkimo tikslą.

Inversinis kalbėjo su Pattersonu apie technologiją, susijusią su Cesium 133 laikrodžiu, apie kosmoso keliones ir apie tai, kaip greitai mes turėsime visus savo atominius laikrodžius. (Patarimas: netrukus. Tačiau jie negali būti laikrodžiai, savaime.)

Kaip veikia Cesium 133?

Tai gana sudėtinga. Mes ne tik turėjome suprojektuoti laikrodį naudodami šį lustą, įkraunamą bateriją ir kt., Bet taip pat turėjome sukurti išorinį bazinės stoties tipą, kuris veikia laikrodžiui įkrauti. Tačiau daugiausia veikia, kad laikrodį būtų galima nustatyti kuo tiksliau. Šie laikrodžiai gali būti nustatyti mažiau nei 100 nanosekundžių - tai yra šimtą milijardą sekundės - iki tikslaus, tarptautinio standarto laiko pasaulyje. Kai jie bus nustatyti, jie tūkstantį metų tiksliai atitinka vieną sekundę. Laikrodis, esantis jūsų telefone ar kompiuteryje, yra tik apie 200 milisekundžių. Tai klaida, kurią šis laikrodis sukuria per 200 metų.

GPS daroma! Tai traukia tikslią laiko impulsą, kad Cesium 133 būtų nustatytas per 20 milijardų sekundžių.

Nuotrauka paskelbta Bathys Hawaii (@bathys_hawaii)

Mes turėjome kopijuoti tą patį, ką kariuomenė daro, kai nori nustatyti vieną iš jų atominių laikrodžių. Net GPS imtuvai išjungiami keliais šimtais milisekundžių: kompiuteris visą laiką praleidžia vietovės duomenų apdorojimą, o ne laiką. Taigi, turėjome sukurti savo GPS įrenginį, kuris iš esmės sutelktų dėmesį į tiesioginį laiko duomenų perdavimą be jokio vėlavimo. Jis tiesiog ištraukia jį iš kosmoso ir siunčia jį tiesiai į laikrodį be jokio delsimo.

Iš to, ką suprantu, cezio laikrodžiai yra patrauklūs ne tik dėl jų tikslumo, bet ir dėl to, kad jie turi daug tikslumo.

Taip. Temperatūra yra didelis dalykas laikui bėgant. Taigi, galite eiti iki maždaug 150 laipsnių Celsijaus arba maždaug iki minuso 20 laipsnių Celsijaus, ir jis išlieka tikslus.

Kai tiksliai nustatysite šį laikrodį, jei jį prikabinsite prie akselerometro ir kompaso, ir vidinius inertiškus įrenginius jūsų telefone, kurie iš esmės įrašo nuolydį, pagreitį ir visą tą medžiagą - jis gali veikti kaip savo GPS, be turėti ryšį su GPS. Jis gali tiksliai sekti jūsų buvimo vietą iki 10 centimetrų dienų, mėnesių.

Yra tiek daug galimų technologijų, kurios iš to galėtų išaugti. Jei esate Niujorko gaisrininkas ir turite skubėti į degančią dangoraižį, jūs neteksite savo GPS, taigi negalėsite pranešti apie savo poziciją kitiems gaisrininkams. Bet jei visi būtų stebėję šį laikrodį, jis tiesiog galėjo kalbėti per įprastinius radijo dažnius, ir jis galėjo pasakyti jiems, kur jie buvo. Nesvarbu, ar jie yra urvoje, degančiame pastate ar po vandeniu: bet kur, kur negalite gauti GPS, galite gauti savo vietą.

Arba erdvė.

Arba erdvė. Arba tunelyje su savarankišku automobiliu.

Ar šis laikrodis galėtų būti toks, kad žmonės, norintys eiti į Marsą, galėjo laikytis laiko?

Pirmiausia, šiek tiek šoninės pastabos: aš iš tikrųjų buvau sąraše, kad būčiau vienoje iš Marso buveinių. Viena čia Havajuose. Aš patekau į galutinį pasirinkimą. Jie pasirinko šešis, ir aš buvau paskutiniame 30. Aš manau, kad buvau per senas, ir džiaugiuosi, kad aš pragaro, kad to nepadariau. Jie tiesiog išėjo iš kitos dienos, o dabar man patinka, „aš taip džiaugiuosi, kad ne aš.“ Vaikinas pirmą kartą per metus bučiavosi savo žmoną - man patinka, „Hell no“.

Reguliarus stebėjimas tam tikru mastu veiktų erdvėje. Kvarcinis laikrodis išlaikys laiko erdvėje - tai ne taip, kaip jis visai neveiks. Tačiau yra reliatyvistinis greito judėjimo poveikis.

Jei jūsų GPS neatsižvelgia į kelionės į palydovą laiką, užuot galėjęs surasti jus per šešias ar septynias pėdas, kaip jūsų telefonas, dabar jis išeina į 35 kilometrus. Taip svarbu, kad būtų atsižvelgta į reliatyvistinį poveikį. Šviesos greitis ir palydovo greitis yra tokie greitai, kad šiek tiek keičia laiką.

Labai paprasta paaiškinti, kaip veikia ceziumas. Iš esmės būdas galvoti apie tai, kad cezis yra beveik kaip veidrodis. Jei padarysite jį vibruojančiu tiksliai tuo metu, kai devyni milijardai ciklų per sekundę, jis veikia kaip veidrodis. Nepriklausomai nuo to, kokią energiją jūs šaudote, jis atgaivina jus. Bet kokiu kitu dažnumu jis tarsi juodas gabalas aksomas: Jis sugeria energiją. Teisė, kai ji pasiekia tą tikslų dažnį, ir jūs bombarduojate su mikrobangų krosnele, staiga visi jūsų mikrobangų krosnelės pradeda šokinėti atgal. Tai reiškia, kad jūs jį prikalėte.

Tai fizinė cezio savybė. Tai neturi nieko bendro su radioaktyviuoju. Cezis yra kaip gyvsidabris, beveik - tai skystis. Šildydami įsijungia į dujas. Mažos ląstelės viduje yra nedidelis šildytuvas, kuris šildo dujas, bombarduoja jį radijo bangomis ir ieško šio atspindžio. Tikrasis tarptautinis standartas vienai sekundei yra toks vibracijų skaičius.

Tai niekada nesikeičia: jūs einate į kosmosą, tas pats. Jūs einate arti šviesos greičio - nesikeičia. Kadangi jei jūs paėmėte kvarcinį laikrodį ar mechaninį laikrodį ir pradėjote jį laikyti itin sparčiu greičiu, tai sukeltų dalykų pasikeitimą, ir tai nebebūtų tiksli.

Ar šie lustai greitai pateks į kitas technologijas?

Manau, kad šią technologiją pamatysite savo išmaniajame telefone ir savarankiškai važiuojančiuose automobiliuose maždaug per penkerius metus. Tai tikriausiai bus labiau panašus į jūsų telefone rodomą GPS. Visiškai staiga pamatysite, kad ši technologija bus miniatiūrinė iki taško, kur ji gali tilpti į telefoną. Šiuo metu mikroschema yra iš puikios restorano atitikties dėžutės dydis. Tai gana didelis, ir jis negali būti žymiai mažesnis dėl fizikos pakuotės, kuri turi būti tinka. Bet jei jie dar galėtų sumažinti miniatiūrą dar vienu lygiu, tai atrodytų visur. Technologija nėra brangu padaryti - tai tikrai galima padaryti. Taigi aš sakyčiau penkerius ar šešerius metus, bet aš tikrai nesitikiu, kad šveicariškas būtų tas. Tikiuosi daugiau, pavyzdžiui, „Samsung“ ar „Apple“ ar „Google“.

Šis pokalbis buvo redaguotas siekiant trumpumo ir aiškumo.