Jam Atom dan Pelayan NTP Menggunakan Mekanik Kuantum untuk Beritahu Masa
Dicatat oleh Stuart on Disember 11th, 2008
Mengatakan masa tidak seperti lurus ke depan seperti kebanyakan orang berfikir. Sebenarnya persoalannya, 'apa masa?' adalah soalan yang bahkan ilmu sains moden gagal menjawab. Masa, mengikut Einstein, adalah relatif; ia lulus perubahan untuk pemerhati yang berbeza, yang dipengaruhi oleh perkara-perkara seperti kelajuan dan graviti.
Walaupun kita semua hidup di planet yang sama dan mengalami masa berlalu dengan cara yang sama, menceritakan masa semakin sukar. Kaedah asal kami menggunakan putaran bumi telah diketahui tidak tepat kerana graviti Bulan menyebabkan beberapa hari menjadi lebih panjang daripada jam 24 dan beberapa lebih pendek. Malah apabila dinosaur awal yang menjelajah bumi sehari hanya 22 jam yang panjang!
Walaupun jam mekanikal dan elektronik telah memberikan kami ketepatan darjah, teknologi moden kami memerlukan pengukuran masa yang jauh lebih tepat. GPS, perdagangan Internet dan kawalan trafik udara hanya tiga industri yang berpecah kali kedua sangat penting.
Jadi bagaimana kita menjejaki masa? Menggunakan putaran Bumi telah terbukti tidak boleh dipercayai manakala pengayun elektrik (jam kuarza) dan jam mekanikal hanya tepat untuk satu atau dua kali sehari. Malangnya untuk banyak teknologi kami, ketidaktepatan kedua boleh terlalu lama. Dalam navigasi satelit, cahaya dapat mengembara 300,000 km hanya dalam satu detik, menjadikan unit sat-nav rata-rata tidak berguna jika terdapat satu detik ketidaktepatan.
Penyelesaian untuk mencari kaedah tepat mengukur masa adalah untuk mengkaji mekanik kuantum yang sangat kecil. Mekanik kuantum adalah kajian tentang atom dan sifatnya dan bagaimana ia berinteraksi. Telah diketahui bahawa elektron, zarah-zarah kecil yang atom orbit mengubah jalur yang mereka orbit dan mengeluarkan jumlah tenaga yang tepat apabila mereka melakukannya.
Dalam kes atom caesium ini berlaku hampir sembilan bilion kali sesaat dan nombor ini tidak pernah berubah dan boleh digunakan sebagai kaedah yang boleh dipercayai untuk menjejaki masa. Atom cesium menggunakan jam atom dan sebenarnya kedua kini ditakrifkan sebagai hanya lebih daripada 9 bilion kitaran radiasi atom caesium.
Jam atom adalah asas bagi banyak teknologi kami. Seluruh ekonomi global bergantung kepada mereka dengan masa yang disampaikan oleh pelayan masa NTP pada rangkaian komputer atau diserap oleh satelit GPS; memastikan seluruh dunia menyimpan masa yang sama, tepat dan stabil.
Skala waktu rasmi global, Waktu Bersama Seluruh Waktu (UTC) telah dibangunkan berkat jam atom yang membolehkan seluruh dunia menjalankan masa yang sama dalam beberapa ribuan sesaat dari satu sama lain.
Jawatan ini telah ditulis oleh Stuart
