Jak vlastně fungují hodinky řízené rádiem?

V průběhu let, jak se hodinky vyvíjely, došlo k mnoha jejich vylepšením, co se technologie hodinek týče. Na samém počátku byly kapesní a náramkové hodinky navrženy tak, že sloužily spíše jako nádherný šperk či doplně, než že by to byly nějak extra přesné hodinky. V průběhu let se úroveň technologie zlepšila do bodu, kdy je možné mít opravdu nádherné hodinky, které jsou neuvěřitelně přesné.

Určitě můžeme směle říct, že další krok v technologii měření času je zde. Rádiem řízené hodinky jsou schopny vyřešit jeden z největších problémů, pokud jde o dodržení přesného času – na hodinkách se každý den ztrácejí, nebo naopak přibývají vteřiny. I když množství takto „ztraceného“ času je neuvěřitelně malé, tak se tyto sekundy postupem času sčítají a vy už pak nebudete mít ultra přesné hodinky. A toto pomyšlení je pro některé lidi k nevydržení.

Rádiem řízené hodinky tento problém efektivně řeší. Jak ale vlastně fungují rádiem řízené hodinky? Na to se v dnešním článku podíváme.

Co jsou to rádiem řízené hodinky? Jak fungují?

Hodinky řízené rádiem se mohou připojit k atomovým hodinám – takto se hodinky ujistí, že čas na hodinkách je tak přesný, jak jen může být. Tak třeba společnost Citizen tvrdí, že jejich rádiem řízené hodinky mají odchylku jen jednu sekundu za 100 000 let. Rádiem řízené hodinky se pravidelně připojují k lokálním vysílačům atomových hodin, aby se zajistilo, že zůstanou co nejpřesnější.

Na celém světě jsou vysílače pro atomové hodiny, takže se vaše hodinky připojí k nejbližšímu vysílači v dosahu. Abyste se k němu mohli připojit, budete obvykle potřebovat být cca 500 km až 1 500 km od vysílače. Mnoho rádiem řízených hodinek se spojí s atomovým vysílačem v noci. Tím je zajištěno, že hodinky nebudou rušit některé domácí spotřebiče na stejné frekvenci a že hodinky budou ráno co nejpřesněji ukazovat aktuální čas.

Všechny rádiem řízené hodinky jsou vybaveny malým rádiovým vysílačem / přijímačem zabudovaným někde v mechanismu, který je navržen tak, aby zachytával frekvence na 77,5 kHz (DCF77: Německo); 60 kHz (MSF: UK); 60 kHz (WWVB: USA); 40 kHz (JJY: Fukušima, Japonsko) / 60 kHz (JJY: Kyushu, Japonsko) a 68,5 kHz (BPC: Čína).

Jak to, že jsou atomové hodiny tak přesné?

V roce 1967 definoval Mezinárodní systém jednotek jednu sekundu jako trvání 9 192 631 770 cyklů (period) záření odpovídajícího přechodu mezi dvěma hladinami velmi jemné struktury základního stavu atomu cesia 133. Protože se jedná o jasnou definici jedné sekundy, je rozumné, že nejpřesnějším způsobem měření času by bylo měření pomocí atomu cesia. Měření času tímto způsobem se nazývá „Cesiový frekvenční standard“.

Existují také atomové hodiny, které používají rubidium nebo vodík. Oba prvky mají vynikající krátkodobou přesnost, i když nejsou z dlouhodobého hlediska tak přesní, jako cesium.

Co se stane s rádiem řízenými hodinkami, když cestujete?

Při cestování do zahraničí je třeba rádiem řízené hodinky nastavit do cílového časového pásma, aby bylo možné zachytit příslušný čas. Jakmile je toto provedeno, hodinky provedou „příjem“ signálu, aby obdržely místní vysílání a zajistily, že se zobrazí ten správný čas.

Jaké mohou být další možné kroky v přesném měření času

Standardní cesiové atomové hodiny jsou zdaleka nejpřesnější dlouhodobou metodou udržování času, která byla v současné době plně otestována, ale je opravdu zajímavé sledovat, jaké budou další kroky v přesném měření času. Existují dvě vzrušující metody udržování přesného času, díky kterým bude budoucnost přesného měření času opravdu velmi slibná!

Za prvé, existují experimentální kvantové hodiny, které byly vytvořeny v posledních letech a které jsou neuvěřitelně přesné. Nejsou ovlivněny teplotou ani magnetickým a elektrickým polem v pozadí. V březnu 2008 byly vyvinuty experimentální kvantové hodiny, které byly nejpřesnějšími hodinami, jež byly v této fázi postaveny. Tentokrát by se čas neodchýlil o více než jednu sekundu za 1 miliardu let. O dva roky později byly vytvořeny další kvantové hodiny, které byly ještě přesnější, s odchylkou pouhé jedné sekundy každých 3,68 miliard let.

Za druhé jsou to experimentální optické hodiny, které mají potenciál stát se nejpřesnějšími hodinami všech dob.

Možná, jednoho dne, si budeme moci naše rádiem řízené hodinky řídit podle kvantových nebo optických hodin.

A shrnutí na závěr

Pravidelný příjem signálu zajišťuje, že rádiem řízené hodinky budou vždy zobrazovat správný čas. Přesný čas se do hodinek přenáší z atomových hodin, které jsou prakticky nejpřesnějšími hodinkami na světě. V zásadě nepotřebujete žádné nastavení, žádné resetování, vždy všude budete včas.