氢脉泽的发展历程

直到20世纪20年代，最精确的时钟仍然依赖于钟摆的规则摆动。取而代之的是更精确的时钟，它是基于应时晶体的有规律的振动制成的，这种时钟的误差每天不超过千分之一秒。即使如此精确，仍然不能满足科学家研究爱因斯坦引力理论的需要。根据爱因斯坦的理论，在引力场中，空间和时间会发生弯曲。因此，珠穆朗玛峰顶上的时钟比海平面上的一模一样的时钟每天平均快3000万分之一秒。因此，精确测量时间的唯一方法就是通过原子本身的微小振动来控制时钟。

20世纪30年代，拉比和他的学生在哥伦比亚大学的实验室里研究原子和原子核的基本特性。正是在这里，他们依靠这个原子钟迈出了制造时钟的宝贵的第一步。在研究过程中，拉比发明了一种叫做磁振动的技术。利用这项技术，他可以测量原子的自然振动频率。为此，他还获得了1944的诺贝尔奖。同年，他首次提出“要讨论的想法”(正如他的学生所说)，即这些* * *振动频率的精度如此之高，可以用来制作高精度的时钟。他还特别提出用原子所谓“超精细跃迁”的频率。这种超精细跃迁指的是原子核和电子之间不同的磁相互作用引起的两种具有微妙能量差异的状态之间的跃迁。

二战后，美国国家标准局和英国国家物理实验室都宣布，原子时标准要基于对原子振动的研究来确定。世界上第一个原子钟是由美国国家物理实验室的埃森和帕里建造的，但是这个钟需要一个房间的设备，所以不实用。另一位科学家扎卡里亚斯使原子钟成为一种更实用的仪器。扎卡里亚斯计划建造一座原子钟，他称之为原子喷泉，充满幻想。这个原子钟足够精确，可以用来研究爱因斯坦预言的引力对时间的影响。在开发过程中，扎卡里亚斯推出了一个小型原子钟，可以很容易地从一个实验室转移到另一个实验室。1954年，他与马萨诸塞州的莫尔登公司合作，基于他的便携式仪器制造了一个商用原子钟。两年后，公司生产出了第一台原子钟，四年内卖出了50台原子钟。今天，氢脉泽是这个原子钟的后代。

氢原子钟的出现开创了时间测量和准时的新时代。氢脉泽是一种利用原子内部的量子跃迁(能级跃迁)产生极其规则的电磁波辐射，并对这种电磁波进行计数的时钟。

1946提出了谱线控制振荡器的原理。1947年，制作了由氨分子量子跃迁控制的振荡器。

1949第一个氨钟诞生于美国国家标准局。1954年，哥伦比亚大学研制成功了一种更高级别的振荡器，称为微波激射器。

1955年，第一台铯束频率标准在英国国家物理实验室投入运行。

在1955和1958年，这个实验室和美国海军天文台通过使用时间的历书秒(通过用双速月球相机观察月球来测量)来测量铯频率。此后，许多实验室建立了铯束频率标准。小氢钟重量只有30kg，精度在t0-1z量级。

氢脉泽具有极高的稳定性，第一台氢钟于1960年在哈佛大学建成。氢钟的稳定度高达1X10-14。

2010年，第一台氢脉泽将在巴西安装。据巴西科技部国家观测中心项目主任里卡多·卡瓦略介绍，这台氢脉泽是基于氢原子的频率，每10万年速度误差可达不超过1秒。巴西获得基于氢原子频率的原子钟，是为了获得基于国际重量和计量的法定时间。