Vrijeme je apstraktni koncept s kojim se svaka osoba bavi svakodnevno. Ali je li netko razmišljao odakle dolazi vrijeme? Tko točno određuje koliko je sati? Postoji određeni standard vremena orijentiran širom svijeta.
Što je referenca vremena?
Vremenski standard je znanstvena jedinica vremena koja se reproducira primarnim standardom s najvećom mogućom točnošću. Referentna jedinica vremena je sekunda. Drugo i herc su standardne jedinice vremena i frekvencije.
Znanstvenici su morali savladati nekoliko poteškoća kako bi izdvojili najtačniju konstantnu mjernu jedinicu. U početku se vrijeme mjerilo na temelju rotacije planeta oko osi. Međutim, pokazalo se da plima može utjecati na trajanje sunčanog dana.
U sljedećoj fazi, tropska godina (od jednog ekvinoksa do drugog) počela se koristiti za mjerenje. Točnost rezultata povećala se - drugi je odgovarao 1 / 31556925,9447 tropske godine. Vođeni ovim istraživanjima znanstvenici su izumili satove od klatna i kvarca.
U budućnosti su se pojavile potrebe za novim metodama mjerenja, budući da su kvarčni satovi bili precizniji od prirodnih normi. Tako je nastao kvantni generator, molekularni kronometar, a 1967. počeli su koristiti atomsku metodu za izračunavanje referentne jedinice.
Zahvaljujući njemu, bilo je moguće minimizirati pogrešku u izračunavanju referentne sekunde.Pojavom ove metode, druga je počela odgovarati 9 192 631 770 oscilacijama elektromagnetskog zračenja koje nastaju tijekom prijelaza između 2 nivoa hiperfine strukture cezija-133 atoma.
Zanimljiva činjenica: uspostavljeni su nacionalni centri u različitim zemljama za proučavanje mjernih normi. U Rusiji je sve ruski istraživački institut za fizička, tehnička i radiotehnička mjerenja.
Atomski sat
Referentni atomski sat određuje vrijeme pomoću vibracija povezanih s procesima na molekularnoj i atomskoj razini. Suština njihovog rada je da atomi pod određenim uvjetima emitiraju elektromagnetske valove iste frekvencije. Cesij-133 atom odabran je kao općeprihvaćeni standard.
Uređaj ima ozbiljnu ulogu u navigaciji, jer bez njega ne bi bilo moguće utvrditi lokaciju vozila, raketa, a također koristiti i satelitsku komunikaciju. Sastoje se od diskriminatornog, generatora i elektroničkog kompleksa.
Za njihovo stvaranje prikladni su samo određeni atomi - oni koji su neovisni o vanjskim utjecajima, poput polja različitog podrijetla (na primjer, magnetska). Prikladni atomi su cezij, kalcij, rubidij itd. Primarni standard je prijelaz cezijevog atoma. Ostatak se smatra sekundarnim i uspoređujemo s cezijom - referencom.
Točnost referentnog sata
Za referentni sat razvili smo vremensku skalu - AT. Međutim, ovaj uređaj ima i određenu pogrešku. Stoga se koristi Međunarodno atomsko vrijeme - TAI.Određuje se usporedbom očitavanja atomskog sata koji su instalirani u raznim mjeriteljskim ustanovama širom svijeta.
Ukupno ima oko 400 takvih satova. Usporedbom njihovih pokazatelja, provjerava se točnost referentnog sata. U gradu Sevresu (Francuska) nalazi se Međunarodni biro za utege i mjere (BIPM).
Osnovana je 1875. godine kao institucija u kojoj se pohranjuju standardi mjernih jedinica, obavljaju se mjeriteljski radovi, istražuju i osigurava postojanje jedinstvenog mjernog sustava. Redovito uspoređujući rad atomskog sata sa referentnim, stručnjaci iz biroa analiziraju podatke i, ako je potrebno, uvode ispravke u očitanja.
Postoji i takva stvar kao koordinirano univerzalno vrijeme - UTC. Po ovom standardu satovi su regulirani širom svijeta. Temelji se na TAI mjernom sustavu, ali UTC se smatra prikladnijim u svakodnevnom životu. Periodično se UTC vrijeme prilagođava 1-2 puta godišnje (30. lipnja ili 31. prosinca) dodavanjem jedne sekunde.
Zanimljiva činjenica: Koordinacija UTC vremena odvija se u skladu s univerzalnim vremenom (UT), koje je izravno povezano s rotacijom Zemlje oko svoje osi. Budući da se naš planet postupno počinje okretati sporije (zbog globalnog zagrijavanja), u budućnosti će biti potrebno češće mijenjati UTC.
Mjerila vremena je TAI. Referentni sat pohranjen je u posebnom Međunarodnom zavodu za utege i mjere koji se nalazi u Francuskoj.Njihova se očitanja redovito uspoređuju s nekoliko stotina drugih atomskog sata na raznim metrološkim stanicama. Na temelju dobivenih podataka, po potrebi se uvode ispravke.