Il tempo è un concetto astratto con cui ogni persona si occupa quotidianamente. Ma qualcuno ha pensato da dove viene il tempo? Chi determina esattamente che ore sono? C'è un certo standard di tempo orientato in tutto il mondo.
Che cos'è un riferimento temporale?
Lo standard temporale è un'unità di tempo scientifica che viene riprodotta dallo standard primario con la massima precisione possibile. L'unità di tempo di riferimento è la seconda. Second e hertz sono le unità standard di tempo e frequenza.
Gli scienziati hanno dovuto superare diverse difficoltà per individuare l'unità di misura costante più accurata. Inizialmente, il tempo è stato misurato in base alla rotazione del pianeta attorno all'asse. Tuttavia, si è scoperto che le maree possono influenzare la durata di una giornata di sole.
Nella fase successiva, hanno iniziato a utilizzare l'anno tropicale per la misurazione (da un equinozio all'altro). L'accuratezza dei risultati è aumentata: la seconda corrispondeva a 1 / 31556925,9447 dell'anno tropicale. Guidati da questi studi, gli scienziati hanno inventato orologi a pendolo e al quarzo.
In futuro, erano necessari nuovi metodi di misurazione, poiché gli orologi al quarzo erano più precisi rispetto allo standard naturale. Quindi c'era un generatore quantico, un cronometro molecolare, e nel 1967 iniziarono a usare il metodo atomico per calcolare l'unità di riferimento.
Grazie a lui, è stato possibile minimizzare l'errore nel calcolo del secondo di riferimento.Con l'avvento di questo metodo, il secondo cominciò a corrispondere a 9 192 631 770 oscillazioni di radiazione elettromagnetica che si verificano durante la transizione tra i 2 livelli della struttura iperfina dell'atomo di cesio 133.
Fatto interessante: Sono stati istituiti centri nazionali in diversi paesi per studiare gli standard di misurazione. In Russia, questo è l'Istituto di ricerca tutto russo di misure di ingegneria fisica, tecnica e radio.
Orologio atomico
Un orologio atomico di riferimento determina il tempo usando le vibrazioni associate ai processi a livello molecolare e atomico. L'essenza del loro lavoro è che gli atomi in determinate condizioni emettono onde elettromagnetiche della stessa frequenza. L'atomo di cesio 133 è selezionato come standard generalmente accettato.
Il dispositivo ha un ruolo importante nella navigazione, poiché senza di esso sarebbe impossibile stabilire la posizione di veicoli, missili e utilizzare anche le comunicazioni satellitari. Sono costituiti da un discriminatore, un generatore e un complesso elettronico.
Solo alcuni atomi sono adatti alla loro creazione - quelli che sono indipendenti da influenze esterne, come campi di varie origini (ad esempio magnetici). Gli atomi adatti sono cesio, calcio, rubidio, ecc. Lo standard primario è la transizione dell'atomo di cesio. Il resto è considerato secondario e viene confrontato con il cesio - il riferimento.
Precisione dell'orologio di riferimento
Per l'orologio di riferimento, abbiamo sviluppato una scala temporale - AT. Tuttavia, questo dispositivo ha anche un certo errore. Pertanto, viene utilizzato International Atomic Time - TAI.È determinato confrontando le letture degli orologi atomici, che sono installati in varie istituzioni metrologiche in tutto il mondo.
In totale, ci sono circa 400 di questi orologi. Solo confrontando i loro indicatori, viene verificata la precisione dell'orologio di riferimento. Nella città di Sevres (Francia) si trova l'Ufficio internazionale dei pesi e delle misure (BIPM).
È stata fondata nel 1875 come istituzione in cui sono archiviati gli standard delle unità di misura, il lavoro metrologico, la ricerca viene effettuata e l'esistenza di un sistema di misurazione unificato. Confrontando regolarmente le prestazioni degli orologi atomici con quelli di riferimento, gli specialisti dell'ufficio di analisi analizzano i dati e, se necessario, apportano correzioni alle letture.
Esiste anche un tempo universale coordinato: UTC. È secondo questo standard che gli orologi sono regolati in tutto il mondo. Si basa su un sistema di misurazione TAI, ma UTC è considerato più conveniente nella vita di tutti i giorni. Periodicamente, l'ora UTC viene regolata 1-2 volte l'anno (30 giugno o 31 dicembre) aggiungendo un secondo.
Fatto interessante: Il coordinamento del tempo UTC avviene in conformità con il tempo universale (UT), che è direttamente correlato alla rotazione della Terra attorno al suo asse. Poiché il nostro pianeta sta gradualmente iniziando a ruotare più lentamente (a causa del riscaldamento globale), in futuro sarà necessario modificare UTC più spesso.
Il riferimento per il tempo è TAI. L'orologio di riferimento è memorizzato in uno speciale Bureau of Weights and Measures internazionale, che si trova in Francia.Le loro letture vengono regolarmente confrontate con diverse centinaia di altri orologi atomici in varie stazioni metrologiche. Sulla base dei dati ricevuti, le correzioni vengono apportate se necessario.