Pentingnya waktu dan ketepatannya sangat menakjubkan. Tidak peduli bagaimana Anda menonton waktu, itu akan selalu menghindarinya. Baik itu jam alarm, waktu rapat, komputer, atau batas waktu untuk mencapai sesuatu. Waktu mengaburkan semua orang dan semua yang kita lakukan, lihat, rasakan, atau bagikan.
Jadi apa yang membuat kita berpikir kita memiliki waktu yang tepat? Bahwa waktu yang kami pikir benar adalah, pada kenyataannya, waktu yang dimiliki semua orang di sekitar kami. Mari kita mulai perjalanan menuju jalinan waktu.
Penghargaan: TumblrPendulum ayun sebagai alas untuk mengukur waktu dan alas jam bisa menjadi ide yang buruk karena dua alasan; Waktu yang dibutuhkan pendulum untuk menyelesaikan siklus, atau frekuensinya, dapat bervariasi tergantung pada panjang pendulum. Katakanlah kita membakukan panjangnya, namun bahannya bisa mengembang dalam panas dan akan membuat waktu berjalan lebih lambat di ekuator daripada di kutub. Demikian pula, gravitasi juga akan mempengaruhi pergerakan pendulum, yang tidak tetap konstan di seluruh planet ini. Belum lagi apa yang akan terjadi jika kita berada di luar angkasa, jam pendulum tidak akan berfungsi lagi.
Penghargaan: TumblrUntuk membuat arloji di atas fondasi yang kokoh, mari kita melihat ke dalam sebuah atom. Atom memiliki nukleus yang mengandung nukleon (proton dan neutron). Dan kemudian beberapa elektron mengorbit nukleus, yang dapat dihuni elektron, yang orbitnya tergantung pada tingkat energinya. Ketika elektron menyerap atau melepaskan energi, mereka dapat melompat ke orbit yang lebih tinggi atau lebih rendah. Proses ini disebut transisi. Jumlah energi yang dilepaskan atau diserap selama masing-masing transisi ini tetap sama persis.
Penghargaan: GiphyEnergi ini dalam bentuk radiasi elektromagnetik, yang dapat berkisar dari cahaya tampak hingga gelombang mikro. Karena radiasi atau gelombang energi dapat memiliki frekuensi tertentu, kita dapat mengukurnya. Karena itu, seperti frekuensi pendulum, frekuensi energi transisi elektron dapat digunakan untuk menjaga dunia tetap berjalan.
Jam atom berbasis kristal kuarsa menggunakan sifat piezoelektrik, yang berarti bahwa ia menghasilkan sejumlah kecil arus di bawah tekanan; Ini juga berarti bahwa itu bergetar pada frekuensi yang tepat dari 32.768 Hertz ketika arus diterapkan padanya. Oleh karena itu, dapat didefinisikan untuk kedua kalinya menggunakan kristal Kuarsa. Kerugiannya adalah getaran kristal adalah penyebab hilangnya energi, yang memperlambatnya dan menyebabkan variasi frekuensi.
Penghargaan: Encyclopedia BritannicaApa yang saya butuhkan adalah umpan balik, di mana setiap kali kristal kehilangan energinya, itu akan dihapus oleh arus listrik untuk mempertahankan periode. Di sinilah jam atom cesium masuk. Cesium memiliki nomor atom 55, yaitu, struktur ideal 2-8-18-18-8-1, dengan satu elektron di kulit terluarnya. Atom, sebagaimana dijelaskan di atas, dapat eksis di dua keadaan, keadaan energi rendah dan keadaan energi tinggi. Frekuensi resonansi cesium adalah 9.192.631.770 siklus per detik, menyiratkan bahwa jumlah radiasi yang sama akan diperlukan untuk transisi cesium terjadi.
Bagaimana Anda bisa bertanya? Nah, pada awalnya, ion cesium diekstraksi dari cesium chloride dengan memanaskannya. Uapnya mengandung sesium baik dalam keadaan energi tinggi maupun rendah. Strip magnetik akan memisahkan ion berenergi rendah dari ion berenergi tinggi menciptakan dua saluran fluks. Ion berenergi rendah dihujani dengan radiasi dengan frekuensi resonansi yang sama dengan cesium, untuk meningkatkan level energinya. Saluran itu kemudian dibagi lagi dan ion berenergi tinggi diangkut ke detektor, yang akan mengubahnya menjadi listrik. Semakin banyak ion kalsium berenergi tinggi, semakin banyak listrik yang dihasilkan.
Kredit: HackadayArus ini diterapkan ke osilator kuarsa yang menusuk denyut nadi, juga bertanggung jawab untuk mengelola frekuensi radiasi kejadian. Sekarang, ketika osilator kuarsa mengalami kehilangan energi, radiasi melemah. Jumlah atom cesium energi tinggi akan berkurang, yang akan memotivasi sirkuit listrik untuk menggetarkan osilator untuk mendesak koreksi “periode” yang ditentukan. Ketepatan jam atom dapat dilihat dari fakta bahwa ia kehilangan satu detik dalam 138 juta tahun.
Penghargaan: Laboratorium Fisika Nasional
