01.09.2011 11:55
Maailma täpseim kell eksib vaid kord 138 miljoni aasta jooksul
Londoni lähedal asuv Suurbritannia rahvusliku füüsikalabori aatomkell on omasuguste seas täpseim, näitas ajakirjas Metrologia avaldatud uurimus.
Sekund on inimese jaoks üürike ajahulk. Ometi on see rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi põhiühik. Kuna Maa pöörlemine on ebaühtlane, ei defineerita sekundit enam ammu ööpäeva osana. Aega mõõdetakse nüüd hoopis aatomivõngete loendamise abil.
Tänapäevastes ülitäpsetes aatomkellades hõljuvad tseesiumiaatomid laserkiire abil. Sel kombel ei saa Maa gravitatsioon aatomite võnkumist mõjutada. Kell loendabki aatomite resoneerimise sagedust. Kui tseesiumiaatomi võnkeperioode saab kokku 9 192 631 770, siis on möödunud üks sekund.
Rahvusvaheline ajastandardi tagab ligi 300 aatomkella üle kogu maailma. Nende näidud liiguvad satelliidi kaudu Pariisis asuvasse Rahvusvahelisse Kaalude ja Mõõtude Büroosse. Seal korrigeeritakse näitusid kuue standardkella põhjal, mis paiknevad USA-s, Euroopas ja Jaapanis.
Lõplikuks korrigeeritud tulemuseks on rahvusvaheline aatomiaeg. Kuna inimene vajab praktiliseks kasutamise öö ja päeva vaheldumisega seotud aega, siis võrdleb mõõdubüroo aatomiaega astronoomide mõõdetud ajaga. Nii saadakse universaalaeg, millele lisatakse vajadusel Maa ebakorrapärase pöörlemise arvestamiseks lisasekundeid.
Suurbritannia rahvusliku füüsikalabori aatomkell on üks rahvusvahelistest standardkelladest. Selle täpsust hindasid sama labori töötaja Krzysztof Szymaniec ning tema kolleegid USA Pennsylvania ülikoolist, kes lõid kella töö hindamiseks matemaatilise mudeli.
Szymanieci sõnul on sekund praegu defineeritud nii täpselt, et sõnastuses mainitud tingimusi on laboris üliraske saavutada, kuna see eeldab kõikide välismõjude eemaldamist. Aatomkella tööd võib mõjutada näiteks kõrgus merepinnast või läheduses asuv tugev magnetväli.
Kõiki hälbeid pole võimalik kõrvaldada, kuid ka neid saab mõõta ning korrigeerida.
Füüsikud otsisid mõõtmisvigade tekkimise võimalusi, mis tekivad, kui miljonid aatomid kohtuvad kellas mikrolainetega.
Tuli välja, et vigade tekkimise võimalus on väga väike – Londoni ajamõõtja jääb maha ühe miljardiku sekundi kahe kuu jooksul. See teeb temast hetkel maailma kõige parema aatomkella.
Täpsuse poole püüavad kõik ning brittide rekord ei pruugi kauaks püsima jääda.
Ülim mõõtekorrektsus pole siiski ainult füüsikute omavaheline mõõduvõtmine, millega konverentsibankettidel hoobelda.
"Elektriga seotud mõõtühikud on tänapäeval defineeritud võnkesageduste kaudu. Täpsed mõõtmised on tööstustehnika arenguks väga vajalikud," selgitas Szymaniec.