Kako su znanstvenici uspjeli definirati jednu sekundu? (Bojan iz Ogulina)
Vrijeme od jedne sekunde je definirano kao (vidi npr. ovdje):
The second is the duration of 9 192 631 770 periods of the radiation corresponding to the transition between the two hyperfine levels of the ground state of the cesium 133 atom.
ili prevedeno:
Jedna sekunda je trajanje 9 192 631 770 perioda zračenja koje odgovara prijelazu između dvaju hiperfinih nivoa osnovnog stanja atoma cezija 133.

Dakle, 'uzmi atome cezija, pobudi ih u više kvantno stanje i broji 9+ milijardi titraja - i to je jedna sekunda'. Naravno, nije to tako jednostavno, ali nije ni komplicirano. Naime, sve se osniva na principu povratne veze i činjenice da je cezij sistem s izuzetno dobro definiranim energetskim nivoima.
Jednostavnim jezikom rečeno, uzme se izvor/oscilator (mikrovalnog) zračenja približne frekvencije 9 192 000 000 Hz (=9.192... GHz) i usmjeri se na detektor. Između izvora i detektora se stave atomi cezija. I sada se mijenja frekvencija tako da atomi cezija apsorbiraju što je više moguće zračenja, a to će se dogoditi onda kada se upravo pogodi frekvencija od 9 192 631 770 Hz! Tada ujedno detektor prima najmanji intenzitet zračenja.
Kontrola frekvencije izvora se, naravno, ne vrši ručno, već automatski i to pomoću detektora: čim detektor detektira povečanje primljenog zračenja, pomoću elektroničkog sklopa se frekvencija izvora 'popravlja' na pravu vrijednost. To je ono što se stručno zove 'povratna veza'.
Niti jedan od dotičnih dijelova opisanog uređaja danas nije teško za napraviti/nabaviti, tako da se kompletan uređaj može čak i kupiti, za 'kućnu upotrebu'.
Za one koji žele znati više:
- Cesium Atoms at Work
- NIST-F1 Cesium Fountain Atomic Clock
- Time leak: "Had such a clock been started when the universe began, it would by now have accumulated about two seconds of error."
Odgovorio:
mr.sc.M.Basletić, PMF