The Caesium Beam

1955 · Caesium Atomic Beam Standard · Werk 792 von 1.871

The Caesium Beam, 1955, Caesium Atomic Beam Standard

A caesium atomic beam apparatus of 1955 in a laboratory in Teddington, a horizontal tube of reddish copper one and a half metres long with brass flanges, on two grey cast-iron trestles, at each end a round brass housing carrying a polished aluminium disc, held in a cage of pale varnished plywood with pointed ends, under the left end a grey cylindrical vacuum pump with curved pipes, from the right end a bundle of red, green and yellow wires running to a rack of grey electronic drawers, a hand in a grey coat sleeve at a knob, daylight from tall windows on the left, whitewashed wall.

Wofür es benutzt wurde
Der Caesium-Atomstrahl-Apparat von Louis Essen und J. V. L. Parry am National Physical Laboratory in Teddington, der nach Lombardis Darstellung im Juni 1955 als Zeitnormal in Betrieb ging. Er diente dazu, Frequenz und Zeitintervall darzustellen, und machte damit die Unregelmäßigkeiten der Erddrehung messbar. Die Science Museum Group gibt für das Gerät 463 kg und 1685 x 607 x 1732 mm an und beziffert die Abweichung mit etwa 1 Sekunde in 300 Jahren, rund 30-mal genauer als die Quarzuhren der 1930er Jahre und etwa 300-mal genauer als die besten Pendeluhren. Veröffentlicht haben Essen und Parry ihre Arbeit 1955 in Nature 176, 280-282.
Was daran neu war
Es war nicht der erste Caesium-Apparat: Lombardi hält fest, dass die Resonanz der 1952 am NBS erprobten Anordnung zu breit war, um als genaues Zeitnormal zu dienen, und dass NBS-1 erst 1958 in Boulder ein arbeitender Zeitstandard wurde. Die Science Museum Group nennt das NPL-Gerät "the first successful atomic clock". Lombardi nennt als ursprünglich berichtete Genauigkeit 1 x 10^-9, also 0,1 ms am Tag. 1967 wurde die Sekunde über 9.192.631.770 Übergänge des Caesiumatoms neu festgelegt. Der Widerhaken: Essen wurde nach der Darstellung des NPL still gewarnt, seinen Widerspruch zu Einsteins Relativitätstheorie nicht fortzusetzen, und ging 1972 in den Ruhestand.

Was die Quellen offenlassen: Die Genauigkeitsangaben gehen auseinander: Lombardi nennt als ursprünglich berichteten Wert 1 x 10^-9 (0,1 ms am Tag), das Science Museum für dieselbe Uhr etwa 1 Sekunde in 300 Jahren, das NPL zunächst ein Zehntausendstel, dann ein Billionstel.

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