これは、原子時計がどのように機能するかについての簡略化された説明です。
セシウム原子とマイクロ波：
1。セシウム原子の選択： セシウム原子のビームが生成され、特定のエネルギーレベルの原子を選択する一連の磁石を介して送信されます。
2。マイクロ波空洞： 選択されたセシウム原子は、マイクロ波放射で満たされた正確に設計されたマイクロ波空洞に入ります。
3。マイクロ波周波数： マイクロ波の周波数は、セシウム原子の自然共振周波数に非常に近い（1秒あたり約92億サイクル）。
共鳴および原子遷移：
4。共鳴吸収： マイクロ波の周波数がセシウム原子の自然な共振周波数と一致する場合、かなりの数の原子がマイクロ波エネルギーを吸収します。
5。原子遷移： このエネルギーの吸収により、セシウム原子は2つのエネルギーレベル間の特定の遷移を起こします。
検出および測定時間：
6。検出： マイクロ波空洞を通過した後、セシウム原子は、励起（より高いエネルギー）原子と励起されていない（より低いエネルギー）原子を区別できる検出器を使用して検出されます。
7。測定時間： 特定の遷移（共鳴）を受けるセシウム原子の数は、正確にカウントされ、正確に知られているマイクロ波周波数に関連しています。この周波数は、時間を維持するための参照になります。
実際には、原子時計は、プロセスに関与するさまざまなパラメーターを安定させ、制御し、正確に測定するための洗練された電子機器とレーザーで構成されています。原子時計の安定性と精度には、ナビゲーション、通信、衛星位置、科学研究、および正確なタイムキーピングを必要とする他の多くのアプリケーションなど、非常に高度なフィールドがあります。
