El sistema
de mesures que ens van ensenyar a l’escola, basat en patrons guardats en el
Buró Internacional de Pesos i Mesures de París, en el cas del metre i en el dia solar mitjà en
el cas del segon, ja no són vàlids degut
a la precisió requerida pels experiments físics actuals. El kilogram també
aviat deixarà de ser definit per un patró i serà definit en funció de la
constant de Planck com es va proposar a l’any 2011 en la reunió de la General
Conference on Weights and Measures i, al
final, es va posposar la decisió al
2014.
El metre es
defineix a partir del segon i de la velocitat de la llum: Des de 1983, se’l
defineix com la longitud recorreguda per la llum en el buit durant el interval
de temps de 1 /
299.792.458 segons.
Des de 1967 el segon es defineix en termes de la radiació dels àtoms de
cesi 133. El rellotge de cesi NIST F-1
(del National Institute of Standards and Technology dels E.U.A.) és el que
defineix el temps civil als Estats Units. NIST continua investigant en rellotges atòmics perquè uns poden ser més útils que altres en les diferents aplicacions.
Ara, aquest institut ha fabricat un rellotge a base d’estronci que usa múltiples làsers de llum, blava, vermella i infraroja per a mesurar el temps. Aquest rellotge és tan precís que en cinc mil milions d’anys (un temps superior a l’edat de la Terra) no avançaria ni retardaria ni un segon, suposant que pogués funcionar tot aquest temps. Aquest rellotge té el rècord d’estabilitat i de precisió i haurem de definir aquests dos conceptes.
Precisió es refereix a quant s’aproxima el rellotge a la verdadera freqüència ressonant a la que els seus àtoms de referència oscil·len entre dos nivells d’energia del seus electrons. L’estabilitat es refereix a la igualtat entre dos tics. La duració dels tics és mesura fent la mitjana i alguns rellotges atòmics tarden hores o dies en estabilitzar la mitjana, mentre que aquest rellotge tarda segons.
Naturalment, els rellotges més exactes són els de cesi, ja que és per mitjà d’aquests que es defineix el temps. La freqüència a la que opera el rellotge d’estronci és una freqüència òptica molt més alta que la de microones a la que operen els rellotges de cesi. Els científics detecten 430 bilions (12 zeros) dels seus tics per segon.
Endemés s’han comparat dos rellotges d’estronci i han donat el mateix temps demostrant que se’n poden fer còpies.
És molt possible que en els propers anys els rellotges d’estronci substitueixin als de cesi com a estàndards del temps.
Les millores introduïdes en el rellotge d’estronci han estat degudes a poder disposar en el darrers anys de làsers ultra estables i al que es poden fer mesuraments molt precisos d’efectes que són clau, com les col·lisions d’àtoms i el calor ambiental, que causen petites variacions del tic-tac del rellotge.
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada