Kaip mokslininkai išmatuoja sekundės ilgį? (2)
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Kiekviena diena susideda iš 24 valandų. Kiekviena valanda susideda iš 60 minučių. Ir kadangi viena minutė yra 60 sekundžių, tai reiškia, kad viena sekundė yra 1/86 400 dienos, tiesa? Tikrai ne: praktiškai laiko matavimas yra šiek tiek sudėtingesnis. Portalas „livescience.com“ paaiškino kodėl.
Senovės žmonės stebėjo saulę, kai ji juda dangumi, ir pradėjo matuoti jos judėjimą naudodami saulės laikrodžius. Tokio tipo įrenginiai fiksuoja laiką, priklausomai nuo saulės padėties – jis vadinamas „tariamu saulės laiku“.
Tačiau saulės laikrodžiai turi trūkumų. Net neskaitant to, kad jie negali rodyti laiko, kada saulė yra nematoma, saulės laiko skaičiavimas priklauso nuo kasdienio Žemės sukimosi. Tačiau jis nepateikia pačių tiksliausių duomenų: pats sukimasis nėra pastovi reikšmė, mūsų planeta greitėja ir lėtėja. Kartais dėl sezono pasikeitimo, kartais dėl išlydytos šerdies pokyčių. Net potvyniai ir atoslūgiai turi įtakos sukimosi greičiui.
Jei dienos trukmė skiriasi, kaip galime maksimaliai tiksliai išmatuoti laiką? XVI amžiuje žmonės rado technologinį šios problemos sprendimą – pirmąjį mechaninį laikrodį.
Ankstyviausi mechaninių laikrodžių pavyzdžiai buvo švytuokliniai laikrodžiai, kurie tiksi tam tikru pastoviu dažniu per ištisus metus. Per kelis ateinančius šimtmečius mokslininkai sukūrė naujus, tikslesnius generatorius ir daugybę kitų laiko matavimo sistemų, tačiau maždaug XX amžiaus viduryje kvarciniai laikrodžiai tapo auksiniu standartu. Jei tam tikros formos kvarco kristalui pritaikysite įtampą, jis pradės vibruoti, o vibracijos dažnį galima labai tiksliai sureguliuoti. Nors net tokio tikslumo laipsnio nepakanka jautrioms programoms: pavyzdžiui, internetui, navigacijos sistemoms ir baziniams mokslams.
Problemos kyla todėl, kad kiekvienas kvarco kristalas yra unikalus ir jų vibracijos šiek tiek skiriasi priklausomai nuo slėgio, temperatūros ir kitų parametrų. Norint pasiekti maksimalų tikslumą, reikalingas nepriklausomas, nekintantis standartas – čia ir atsirado atominiai laikrodžiai. Atomai, skirtingai nei kvarcas, turi fiksuotus dažnius. Jie egzistuoja tam tikrose energetinėse būsenose ir pereina iš vienos būsenos į kitą sugerdami (arba išleisdami) fiksuotą energijos kiekį.
