Kako se vrijeme ljetne štednje približava, vidjet ćete mnoge podsjetnike da svoje satove pomičete sat vremena naprijed neposredno prije spavanja u subotu navečer. Zbog toga smo razmišljali o satovima koje su namestili. Dostupni široko za samo 10 do 15 dolara, ovi radio kontrolirani satovi postaju sve popularniji jer se automatski prilagođavaju vremenskim pomacima te će raditi gotovo bilo gdje u kontinentalnom dijelu Sjedinjenih Država. Možda ste već vlasnik jednog od njih. Ali možda ne znate kako oni funkcioniraju.
Povezani sadržaj
- Može li zvuk objasniti tajnu sata star 350 godina?
Izgled niske tehnologije ovog sata krije razrađen sustav koji ga točno usklađuje s onim što Nacionalni institut za standarde i tehnologiju smatra službenim vremenom: sat kalibriran gibanjem gomile cezijevih atoma u Boulderu, Colorado. Smješten u NIST-ovu laboratoriju za fizičko mjerenje, ovo je službeni atomski sat, a on čuva vrijeme za cijelu zemlju.
Sofisticirani aparat - poznat kao NIST-F1 - najnoviji je u nizu visokotehnoloških atomskih satova i službeno je prihvaćen kao američki vremenski standard 1999. Točnost NIST-F1 se kontinuirano poboljšava, a od 2010. znanstvenici izračunali su da je njegova nesigurnost smanjena do točke da tijekom 100 milijuna godina neće dobiti ni sekundu.
Taj se stupanj točnosti postiže složenom tehnološkom postavom. Godine 1967. Međunarodni biro za utege i mjere službeno je definirao jednu sekundu kao vrijeme potrebno da se jedan cezijev atom prijeđe između razine energije određeni broj puta, to jest cezijeve prirodne rezonancijske frekvencije. NIST-F1 poznat je kao atomski sat česme s fontanom jer koristi niz lasera nalik na fontanu kako bi upravljao cezijevim atomima i detektirao ovu frekvenciju što je točnije moguće.
Unutar uređaja šest moćnih lasera usmjereno je na plin koji sadrži atome cezija, usporavajući njihovo kretanje i hladeći ih do temperature samo milijun stupnjeva iznad apsolutne nule. Zatim par vertikalnih lasera gurne zgužvanu kuglu cezijevih atoma oko metar prema gore u šupljinu, koja je ispunjena mikrovalnim zračenjem. Dok se spušta natrag, drugi laser je uperen u atome i otkriva koliko ih je mikrotalara izmijenilo. Znanstvenici kalibriraju frekvenciju mikrovalne kako bi maksimizirali broj pogođenih atoma.
NIST koristi ovu mjeru frekvencije rezonance cezija kao službenu sekundu za američki primarni vremenski standard. Ali kako doći do vašeg radio-kontroliranog sata? Službeni vremenski standard šalje se na WWVB, NIST-ovu kratkotalasnu radio stanicu u Fort Collinsu, Colorado. Jednom u minuti WWVB koristi pet antena za emitiranje digitalnog koda koji označava službeno vrijeme - uključujući godinu, datum, sat, minutu i vrijedi li ljetno računanje vremena - širom zemlje.
Većina radio kontroliranih satova programirani su za prijem ovog signala jednom dnevno pomoću ugrađenih prijemnika i u skladu s tim kalibriraju svoje vrijeme. Stručnjaci kažu da će sat koji kontrolira radio najbolje raditi kada se postavi u blizini prozora koji je okrenut izvoru emisije, Fort Collinsu. Mnoge druge zemlje imaju svoje službene emisije, temeljene na drugim atomskim satovima.
Sat koji ostaje točan 100 milijuna godina prilično je dobar, zar ne? Nije za NIST. U 2010. godini najavili su napredak u razvoju novog „kvantnog logičkog sata“, koji drži vrijeme temeljeno na jednom atomu aluminija. Novi sat neće dobiti niti izgubiti sekundu tijekom 3, 7 milijardi godina, izvijestili su istraživači, dodijelivši mu titulu najpreciznijeg sata na svijetu.
Dakle, ove godine, ako vam sat automatski skoči sat unaprijed u nedjelju ujutro, sjetite se da je zamršeno postavljanje lasera i atoma tisućama kilometara daleko razlog zašto. Sigurno smo daleko prošli od gledanja sunčanih dana i navijanja satova.
