時間は、すべての人が毎日扱う抽象的な概念です。しかし、誰が時間がどこから来るのかについて考えましたか?正確な時間は誰が決めるのですか?世界中に向けられた一定の時間の基準があります。
時間参照とは何ですか?
時間標準は、可能な限り最大の精度で一次標準によって再現される科学的な時間の単位です。時間の基準単位は秒です。秒とヘルツは、時間と周波数の標準的な単位です。
科学者は、最も正確な一定の測定単位を選択するために、いくつかの困難を克服しなければなりませんでした。当初、時間は軸を中心とした惑星の回転に基づいて測定されていました。しかし、潮が晴れた日の期間に影響を与える可能性があることが判明しました。
次の段階で、彼らは熱帯年を測定に使用し始めました(1分点から別の分点まで)。結果の精度が向上しました-2番目は熱帯の年の1 / 31556925,9447に対応しました。これらの研究に導かれて、科学者たちは振り子とクォーツ時計を発明しました。
クォーツ時計は自然な標準よりも正確であったため、将来、新しい測定方法が必要になりました。そこで、量子発生器、分子クロノメーターがあり、1967年に原子単位法を使用して参照単位を計算し始めました。
彼のおかげで、基準秒の計算におけるエラーを最小限に抑えることができました。この方法の出現により、2番目は、セシウム133原子の超微細構造の2つのレベル間の遷移中に発生する電磁放射の9 192 631 770振動に対応し始めました。
興味深い事実:測定基準を研究するために、さまざまな国に国立センターが設立されました。ロシアでは、全ロシア物理・技術・無線工学測定研究所です。
原子時計
基準原子時計は、分子および原子レベルでのプロセスに関連する振動を使用して時間を決定します。彼らの仕事の本質は、特定の条件下で原子が同じ周波数の電磁波を放出することです。セシウム133原子は、一般的に受け入れられている標準として選択されています。
この装置がなければ、車両やミサイルの位置を確認したり、衛星通信を使用したりすることは不可能であるため、ナビゲーションにおいて重要な役割を果たします。それらは、弁別器、発電機、および電子機器複合体で構成されています。
特定の原子のみがそれらの作成に適しています-さまざまな起源(たとえば、磁気)のフィールドなどの外部の影響から独立している原子。適切な原子は、セシウム、カルシウム、ルビジウムなどです。主な基準は、セシウム原子の遷移です。残りは二次と見なされ、セシウムと比較されます-参照。
基準クロック精度
参考時計として、タイムスケール-ATを開発しました。ただし、このデバイスにも特定のエラーがあります。したがって、International Atomic Time-TAIが使用されます。それは、世界中のさまざまな計量機関に設置されている原子時計の読みを比較することによって決定されます。
合計で、このような時計は約400個あります。それらのインジケーターを比較するだけで、基準クロックの精度がチェックされます。セーヴル(フランス)の都市には、国際重量計量局(BIPM)があります。
1875年に、測定単位の標準が保存され、計量作業、研究が行われ、統一された測定システムの存在が保証される機関として設立されました。定期的に原子時計のパフォーマンスを参照時計と比較し、局の専門家はデータを分析し、必要に応じて読み取り値を修正します。
協定世界時(UTC)などもあります。時計が世界中で規制されているのはこの基準によるものです。 TAI測定システムに基づいていますが、UTCは日常生活においてより便利であると考えられています。定期的に、UTC時間は1秒を追加することにより、年に1〜2回(6月30日または12月31日)調整されます。
興味深い事実:UTC時間の調整は、地球の軸を中心とした地球の自転に直接関係する世界時(UT)に従って行われます。私たちの惑星は(地球温暖化のために)徐々にゆっくり回転し始めているため、将来的にはUTCをより頻繁に修正する必要があります。
時間のベンチマークはTAIです。基準クロックは、フランスにある特別な国際計量・計量局に保管されています。それらの読み取り値は、さまざまな計測ステーションにある数百の他の原子時計と定期的に比較されます。受信したデータに基づいて、必要に応じて修正が行われます。