Contohnya adalah secara tidak sengaja dua tahun lalu, saya membaca sebuah artikel yang digunakan Teori Relativitas Einstein dalam teknologi GPS (Global Positioning System). Saat itu saya bertanya-tanya bagaimana dan di mana menggunakannya di GPS.

Rasa ingin tahu saya berlanjut lagi beberapa minggu yang lalu setelah diskusi di kepala tentang manfaat studi teoritis dalam sains. Salah satu kebiasaan menulis orang seperti saya, biasanya, untuk menemukan dan mencoba ide-ide kecil yang muncul di benak saya.

Tanpa koneksi apa pun, tiba-tiba departemen saya di Universitas Okayama mengadakan konferensi tentang konsep jam atom yang digunakan dalam GPS. Baiklah … Ini yang saya anggap “Sinkronisitas”. Bahasa yang mudah adalah “tiba di puncak cinta ulam”.

Keingintahuan telah tenang kemarin, ketika ada konferensi tentang konsep jam nuklir yang digunakan dalam GPS. Konferensi ini diajarkan dalam bahasa Inggris, meskipun pembicara adalah orang Jepang. Kebetulan lain yang harus saya syukuri.

Konsep jam sebagai penentu waktu.

Sebelum memasuki diskusi tentang jam nuklir, Anda harus terlebih dahulu membaca bagaimana jam itu berfungsi sebagai timer. Konsep jam pendulum / jam pendulum dan jam mekanis yang saya bahas dalam artikel: Bagaimana pendulum dan jam mekanis bekerja.

Setelah memahami bahwa konsep dasar mengukur waktu berasal dari osilasi, yaitu gerakan berulang yang dipesan secara teratur, maka Anda siap untuk membahas jam nuklir.

Pertama, Anda harus ingat bahwa konsep osilasi terjadi tidak hanya di pendulum dan pegas, tetapi juga di semua jenis gelombang, termasuk gelombang atom.

Jam atom

Jam atom ini telah diusulkan sejak lama, yaitu pada tahun 1879 oleh ilmuwan terkenal Lord Kelvin, Yap! Unit Kelvin pada suhu dirinya. Sekarang jam atom ini juga disebut jam nuklir karena teknologinya menggunakan konsep nuklir.

Tetapi karena perkembangan teknologi nuklir bertahap, jam atom hanya bisa memasuki percobaan pada tahun 1945, yang diprakarsai oleh fisikawan Amerika Isidor Rabbi. Jam atom pertama berhasil dibuat pada tahun 1949 menggunakan penyerapan amonia oleh institusi Amerika. (sekarang NIST).

Konsep utama jam atom atau jam nuklir adalah menggunakan frekuensi atom sebagai standar untuk mengukur waktu. Lord Kelvin telah menjelaskan bahwa setiap atom bergerak (getaran) di dunia ini, ketika atom berhenti bergerak, maka atom berada pada suhu 0 K.

Pertama di sekolah, Anda pasti sudah tahu nama-nama elektron dan nuklei. Dalam kimia nukleus adalah nukleus atom. Elektron berputar di sekitar nukleus dengan tingkat energi tertentu. Sekarang level energi ini adalah gelombang yang memiliki frekuensi tertentu. Frekuensi ini digunakan untuk mengukur waktu dalam jam atom.

Atom yang saat ini digunakan sebagai jam atom adalah elemen Cessium (Cs) karena dapat memberikan akurasi yang sangat tinggi.

Mekanisme jam atom

Setelah mengetahui bahwa bahan yang digunakan adalah atom Cessium, berikut ini adalah mekanisme kerjanya. Saya jelaskan seperti ini:

Atom Cessium memiliki beberapa sifat:

  • Ini memiliki tingkat energi yang rendah dan tingkat energi yang tinggi.
  • Kedua level dapat dipisahkan oleh medan magnet.
  • Cessium dengan tingkat energi rendah dapat dikonversi menjadi tingkat energi tinggi menggunakan frekuensi tambahan dari luar.

Karena sifat-sifat ini, para ilmuwan dapat menghitung frekuensi yang dipancarkan dari Cessium pada tingkat energi tinggi menggunakan detektor. Dari detektor, frekuensi ini diubah menjadi energi listrik yang dapat dirilis sebagai data yang dapat dibaca manusia.

Osilasi atom Cessium pada tingkat energi tinggi adalah 9192.631.770 osilasi kedua. Oleh karena itu, akurasi yang dapat dicapai dengan jam atom adalah 10 hingga 8 detik.

About Author: jakart22