ساعت اتمی سزیم (Essen-Parry) ساخته شده در سال ۱۹۵۵ میلادی

توضیحات

ساعت اتمی سزیم که در سال ۱۹۵۵ میلادی توسط لوئیس اسن و جی.وی.ال. پری در آزمایشگاه ملی فیزیک در تدینگتون انگلستان ساخته شد، به عنوان نخستین نمونه موفق از یک ابزار زمان‌سنجی اتمی شناخته می‌شود. این دستگاه با ابعاد ۱۶۸۵ در ۶۰۷ در ۱۷۳۲ میلی‌متر و وزنی معادل ۴۶۳ کیلوگرم، تحولی بنیادین در اندازه‌گیری زمان ایجاد کرد. ساختار این ساعت شامل یک پرتو افقی بزرگ است که سیستم خلأ پرتو اتمی را در خود جای داده و درون یک چارچوب چوبی محافظ قرار گرفته است. کل این مجموعه بر روی دو پایه فلزی رنگ‌شده به رنگ خاکستری نصب شده که ارتفاع دستگاه را به حدود ۱.۷ متر می‌رساند. قطعاتی نظیر محفظه‌های برنجی، آهنرباها و استوانه‌های مرتبط با خلأ در امتداد این پرتو مرکزی چیده شده و با شبکه‌ای از سیم‌کشی‌های الکتریکی به صفحات اتصال در انتهای ساختار متصل شده‌اند. عملکرد این ساعت بر پایه اندازه‌گیری تغییر وضعیت اتم‌های سزیم در حین عبور از محفظه خلأ استوار است. این مکانیزم با بهره‌گیری از انتقال‌های اتمی، دقت بی‌سابقه‌ای را فراهم آورد که حدود ۳۰ برابر دقیق‌تر از ساعت‌های کریستال کوارتز و ۳۰۰ برابر دقیق‌تر از ساعت‌های پاندولی مکانیکی زمان خود بود. این دستاورد علمی منجر به بازتعریف مفهوم ثانیه از پدیده‌های نجومی به اندازه‌گیری‌های اتمی شد. با وجود اهمیت تاریخی این دستگاه در اثبات کارایی زمان‌سنجی اتمی، جزئیات فنی دقیقِ عملکرد بسیاری از آهنرباها و محفظه‌های قرار گرفته بر روی پرتو، در منابع موجود به صورت کامل تشریح نشده است. همچنین وضعیت عملیاتی اجزای داخلی خلأ یا منبع اتمی دستگاه ذکر نشده است. این اثر به عنوان یک ابزار علمی برای ثبت نوسانات کوچک در چرخش زمین به کار گرفته شد و زمینه‌ساز استانداردهای دقیق‌تر زمانی در دهه‌های بعدی گردید. اگرچه ساعت‌های اتمی بعدی به دقت‌هایی به مراتب بالاتر دست یافتند، اما ساعت Essen-Parry نخستین شواهد تجربی برای امکان‌سنجی کرونومتری مبتنی بر اتم را فراهم ساخت.