|
El primer es va construir el [[1948]] per l'Oficina Nacional de Normalització dels [[Estats Units]] (NIST) aplicant una característica observada en l'estudi de les ressonàncies magnètiques moleculars i atòmiques, que van resultar ser extremadament regulars. En aquest prototip es va utilitzar l'[[amoníac]], però no es va obtenir una precisió gaire superior a la dels rellotges de quars.
== Funcionament del rellotge atòmic ==
Mentre el rellotge [[mecànic]] depèn d'un pèndol per funcionar, l'atòmic treballa amb la freqüència de les transicions energètiques hiperfinas (en rangs de les [[microones]]) en els àtoms.
En un extrem del rellotge de cesi hi ha un forn amb una placa de cesi del que s'evaporen ions d'aquest metall. Els ions es presenten en dos estats depenents del [[spin]] de l'últim electró del cesi. Aquests estats presenten una freqüència energètica de 9.192.631,770 Hz i en cada estat diferent els ions tenen propietats magnètiques diferents. Després de l'evaporació, s'utilitza un imant per separar els ions i descartar aquells amb major energia. Els ions amb menor energia van a parar a una càmera.
Un radioemissor de microones omple la cavitat de la [[càmera]]de forma uniforme amb ones radioelèctriques. Quan la freqüència de l'ona radiada s'acobla amb la freqüència de la transició hiperfina del cesi, els ions de cesi absorbeixen la radiació i emeten llum. Una cèl·lula fotoelèctrica captura el moment exacte de l'emissió; aquesta cèl·lula té associada una instrumentació electrònica que ho connecta amb el radioemissor i que ajusta la freqüència del mateix.
Finalment, connectat a aquesta electrònica hi ha un comptador que porta el registre de vegades que el radiotransmissor ha emès una ona en la freqüència del cesi i una computadora fa els càlculs restants fins a convertir-los en un format llegible o en una radiotransmissió d'un pols en l'espectre radioelèctric en què escolten els aparells receptors. Per descomptat, el veritable rellotge és el comptador.
Per realitzar el mesurament a través d'aquestes partícules és necessari crear un camp electromagnètic que no existeix de forma natural en l'Univers. El procés es realitza dins d'una "parany magneto-òptica", una esfera de la grandària d'un meló en la qual s'injecten àtoms de cesi i es propaguen, tancats en un camp magnètic, sis rajos de llum làser.
De la mateixa forma que una persona disminueix el seu pas davant una ràfega de vent, els àtoms redueixen la seva velocitat en ser bombardejats pels làsers emesos en totes adreces. Amb aquest mètode els àtoms poden reduir la seva velocitat fins a fer-la 10 mil vegades més lenta del normal. Quan els àtoms i els làsers xoquen, es forma un núvol d'àtoms molt lents o ultrafríos.
El sistema electrònic del rellotge marca un segon quan han ocorregut 9.192.631.770 períodes d'oscil·lació del camp elèctric. "D'explicar aquest nombre d'oscil·lacions ve l'exactitud del rellotge atòmic"
En aquest tipus de rellotge, els àtoms de cesi emeten fotons, semblats a una ona, que oscil·len com el pèndol d'un rellotge antic. Quan ha oscil·lat 9.192.631.770 vegades (per decret de la Tretzena Conferència General de Pesos i Mesures de 1967) un "segon atòmic" ha transcorregut.
==Rellotge atòmic d'alumini==
| 