Aika on abstrakti käsite, jonka kanssa jokainen ihminen käsittelee päivittäin. Mutta ajatteliko kukaan mistä aika tulee? Kuka tarkalleen määrittää, mikä aika on? On tietty aikastandardi, joka on suunnattu ympäri maailmaa.
Mikä on aikaviite?
Aikastandardi on tieteellinen aikayksikkö, jonka ensisijainen standardi toistaa mahdollisimman suurella tarkkuudella. Referenssi aikayksikkö on sekunti. Toinen ja hertsi ovat aika- ja taajuuden vakioyksiköitä.
Tutkijoiden oli ylitettävä useita vaikeuksia voidakseen erottaa tarkin vakio mittayksikkö. Aika mitattiin alun perin planeetan pyörimisestä akselin ympäri. Kävi kuitenkin ilmi, että vuorovedet voivat vaikuttaa aurinkoisen päivän kestoon.
Seuraavassa vaiheessa he alkoivat käyttää trooppista vuotta mittaamiseen (päiväntasauspisteestä toiseen). Tulosten tarkkuus parani - toinen vastasi trooppisen vuoden 1 / 31556925,9447. Näiden tutkimusten ohjaamana tutkijat keksivät heiluri- ja kvartsikelloja.
Jatkossa tarvittiin uusia mittausmenetelmiä, koska kvartsikello oli luonnollista standardia tarkempi. Joten siellä oli kvanttigeneraattori, molekyyl kronometri, ja vuonna 1967 he alkoivat käyttää atomimenetelmää vertailuyksikön laskemiseen.
Hänen ansiostaan oli mahdollista minimoida virhe referenssisekunnin laskennassa.Tämän menetelmän myötä toinen alkoi vastata 9 192 631 770 sähkömagneettisen säteilyn värähtelyä, joka tapahtuu cesium-133-atomin hyperhienorakenteen kahden tason välisen siirtymisen aikana.
Mielenkiintoinen fakta: Eri maihin on perustettu kansallisia keskuksia mittausstandardien tutkimiseksi. Venäjällä tämä on Venäjän koko fyysisten, teknisten ja radioteknisten mittausten tutkimuslaitos.
Atomikello
Referenssiatomikello määrittää ajan käyttämällä värähtelyjä, jotka liittyvät prosesseihin molekyylin ja atomin tasolla. Heidän työnsä ydin on, että atomit säteilevät tietyissä olosuhteissa saman taajuuden sähkömagneettisia aaltoja. Cesium-133-atomi valitaan yleisesti hyväksytyksi standardiksi.
Laitteella on vakava rooli navigoinnissa, koska ilman sitä olisi mahdotonta selvittää ajoneuvojen, ohjuksien sijaintia ja käyttää myös satelliittiviestintää. Ne koostuvat erottelijasta, generaattorista ja elektroniikkakompleksista.
Vain tietyt atomit ovat sopivia luomiseen - sellaisia, jotka ovat riippumattomia ulkoisista vaikutteista, kuten eri alkuperän kentät (esimerkiksi magneettiset). Sopivia atomeja ovat cesium, kalsium, rubidium jne. Ensisijainen standardi on cesiumatomin siirtymä. Loput pidetään toissijaisina ja niitä verrataan cesiumiin - viite.
Viitekellon tarkkuus
Viitekellolle kehitimme aikataulun - AT. Tässä laitteessa on kuitenkin myös tietty virhe. Siksi käytetään kansainvälistä atomiaikaa - TAI.Se määritetään vertaamalla atomikellojen lukemia, jotka asennetaan erilaisiin metrologisiin instituutteihin ympäri maailmaa.
Kaikenlaisia kelloja on noin 400. Vertailemalla niiden indikaattoreita, viitekellon tarkkuus tarkistetaan. Sevresin kaupungissa (Ranska) on Kansainvälinen painojen ja mittojen toimisto (BIPM).
Se perustettiin vuonna 1875 laitoksena, jossa säilytetään mittayksikköstandardeja, suoritetaan metrologista työtä, tutkimusta ja varmistetaan yhtenäisen mittausjärjestelmän olemassaolo. Vertaamalla säännöllisesti atomikellojen suorituskykyä vertailukelloihin, toimistoasiantuntijat analysoivat tiedot ja tekevät tarvittaessa korjauksia lukemiin.
On myös sellainen asia kuin koordinoitu maailmanaika - UTC. Juuri tämän standardin mukaan kelloja säännellään maailmanlaajuisesti. Se perustuu TAI-mittausjärjestelmään, mutta UTC: tä pidetään kätevämpänä arjessa. UTC-aikaa säädetään määräajoin 1-2 kertaa vuodessa (30. kesäkuuta tai 31. joulukuuta) lisäämällä yksi sekunti.
Mielenkiintoinen fakta: UTC-ajan koordinointi tapahtuu universaaliajan (UT) mukaisesti, joka liittyy suoraan maan kiertymiseen akselinsa ympäri. Koska planeettamme alkaa pyöriä vähitellen (ilmaston lämpenemisestä johtuen), tulevaisuudessa on tarpeen muuttaa UTC: tä useammin.
Ajan vertailuarvo on TAI. Viitekellot varastoidaan erityisessä kansainvälisessä painojen ja mittojen toimistossa, joka sijaitsee Ranskassa.Niiden lukemia verrataan säännöllisesti useisiin satoihin muihin atomikelloihin eri metrologisilla asemilla. Saadun tiedon perusteella tehdään tarvittaessa korjauksia.