Tekstaro de Esperanto

ĈEFARTIKOLO

Atom-horloĝoj: modernaj temp-mezuriloj

Cecilia PRUDKIN — Argentino

“Ho ve! La tempo flugas kiam ni estas kune...”; “Kiom da tempo oni bezonas por lerni Esperanton?”; “Ni vojaĝos tra Eŭropo dum 3 semajnoj...”; “Mi ellitiĝos post 5 minutoj...”. Ŝajnas grava afero mezuri la tempon, ĉu ne?

Ekde la praaaj tempoj la tempmezurado estas substreka afero por la homoj: Kiam okazos la plantado? Kiam la vintro venos aŭ bebo naskiĝos? Kiam okazis la lasta inundado? Ktp.

Origine, malsimilaj civilizacioj uzis la lunon, la sunon, la stelojn kaj la ciklojn de la Naturo por mezuri la trairon de la tempo. La sumeranoj, ĉinoj, inkaoj kaj la egiptoj... ĉiuj havis sian sunan aŭ lunan kalendaron kaj estis gvidataj de la stel-movado.

Laŭ la pasado de la tempo, ili inventis ilojn por mezuri la flugadon de la tempo kaj tiam la astroj ne plu estis tiel bezonataj por la ĉiutagaj agadoj: akvo-horloĝojn, suno-horloĝojn, sablo-horloĝojn, obeliskojn..., la listo de mezuriloj estas longa kaj finfine tiamaniere la homaro povis difini jarojn, horojn, minutojn kaj sekundojn.

Ĉi tiuj mezuraj sistemoj kaj mezuriloj postulis la aldonadon de tagoj kaj eĉ monatoj por ĝustigi la daŭron de unu “jaro” kun la sidera jaro. La kialo? La mezuriloj ne estis precizaj.

Do, kiel oni povas mezuri la tempon ekzakte kaj precize? Ĉiuj metodoj por tempa mezuro engaĝas oscilojn aŭ ciklojn: La Tero ĉirkaŭiras la sunon, la luno ĉirkaŭiras la Teron. Ĉiuj antaŭaj ekzemploj suferas similajn problemojn: Iliaj ofteco, aŭ pli taŭge, iliaj frekvencoj ne estas konstantaj. Kion oni faru? Oni bezonas uzi mezur-sistemon bazitan sur stabilaj osciloj sed... kies oscilada frekvenco neniam ŝanĝiĝas?

Post la amasa apero de la unuaj mekanikaj horloĝoj en la 13-a jarcento, ekaperis mekanismoj, kiuj devenis el osciloj de la movo de risortoj, peziloj kaj pendoj, kiel ekzemple, la pendhorloĝo de C. Huygens (17-a jarcento).

La plej modernaj horloĝoj uzas osciladojn de kristala kvarco, kies rezonanca frekvenco estas konstanta (32 768 hercojn) kaj ne ŝanĝiĝas pro temperaturo nek pro la humideco. Tamen, ekzistas mezurilo eĉ pli preciza ol la kvarchorloĝo: La atom-horloĝo.

La atomoj posedas kernon kaj nubon da elektronoj ĉirkaŭirantaj ĝin. Ĉiu elektrono okupas unu energian nivelon, povanta ŝanĝi la pozicion ene de tiuj niveloj: Ĉi tiu fenomeno estas nomata elektronika superfajna transiro. La energio sorbata aŭ dissendata dum la transiro estas ĉiam la sama kaj havas fiksitan frekvencon. Ĉi tiu frekvenco neniam ŝanĝiĝas kaj povas esti mezurata per modernaj maŝinoj. Pro tio, kiam oni parolas pri atomhorloĝoj, la interesa frekvenco estas tiu rilata al la elektronika transiro.

Ĝis la jaro 1967, unu sekundo estis difinita kiel la 1/86400a parto de unu tago, sed nuntempe unu sekundo respondas al la frekvenco de 9 192 631 770 hercoj (ĉe nul’ gradoj Kelvin), tioma estas la frekvenco de la elektronika superfajna transiro de unu atomo de Cezio (¹³³Cs).

Kial oni bezonas tiom grandan precizon? Por kalibri aliajn horloĝojn, sinkronigi ĉiujn satelitojn kaj la Tutmondajn Birajn Sistemojn (angle GPS), esplori malproksimajn stelojn kaj kompreni la Ĝeneralan Teorion de Relativeco. En la mondo ekzistas preskaŭ 200 atomhorloĝoj kaj kune ili difinas stabilan kaj senĉesan tempo-skalon, nomatan Internacia Atom-Tempo.

Jes, la tempo flugas. Kaj ni povas precize mezuri ĝin!