Home » Știință » Un ceas bate în inima fiecărui atom

Un ceas bate în inima fiecărui atom

Un ceas bate în inima fiecărui atom
Sursa foto: Shutterstock
Publicat: 07.05.2022

Măsurarea timpului a reprezentat dintotdeauna un aspect fundamental pentru oameni, iar diferitele societăți din istorie au identificat diferite metode pentru a-l măsura. 

În cartea „About Time: Cosmology and Culture ar the Twilight of the Big Bang”, se spune că ritmul evoluției culturale poate fi adesea legat de mașinăriile disponibile pentru măsurarea timpului.

Aproape fiecare nouă tehnologie de măsurare a timpului a determinat noi aranjamente societale. Ceea ce este remarcabil la tehnologia pe care o folosim in timpurile moderne este faptul că totul rezidă în fizica din spatele scării atomice.

De la poziția Soarelui la cea a electronilor

În epoca pre-industrială, oamenii trebuiau să măsoare timpul doar cu un anumit grad de precizie. Poziția Soarelui pe cer era suficientă pentru a face diferența dintre zi și noapte. Temporizarea la nivel de fracțiune de secundă pur și simplu nu era necesară, arată Big Think.

Este clar că în prezent industria modernă a luat amploare. Mașinile rapide au ajuns să domine activitatea umană, iar ceasurile au trebuit să poată măsura secundele. În era tehnologiilor digitale, temporizarea circuitelor digitale necesită precizie de fracțiune de secundă. Nici una dintre tehnologiile actuale, de la telefoane la mașini, nu pot funcționa dacă timpul nu este calculat cu o precizie extremă.

Pentru că tehnologia să funcționeze, avem nevoie de ceasuri care să meargă mai repede decât temporizarea mașinilor pe care le folosim. Pentru tehnologia actuală, acest lucru înseamnă că trebuie să putem măsura secundele, milisecundele sau chiar nanosecundele cu extrem de multă precizie.

Fiecare dispozitiv de măsurare a timpului funcționează printr-o versiune a unui pendul

Ceva trebuie să penduleze înainte și înapoi pentru a putea forma o unitate de timp. Ceasurile mecanice foloseau roți mecanice și arcuri, dar metalul își schimbă forma pe măsură ce se încălzește sau se răcește, in timp ce frecarea uzează piesele mecanice. Toate acestea limitează precizia mașinilor de cronometrat. Pe măsură ce viteza culturii umane a înaintat, s-a impus necesitatea unui mecanism mai durabil.

Din fericire, specialiștii au descoperit ceea ce se ascunde în inima fiecărui atom, care absoarbe și emite radiație electromagnetică pe frecvențe speciale. Aceste frecvențe se schimbă în funcție de element. Dacă expui un atom de hidrogen la întregul spectru de lumină, acesta va absorbi doar câteva frecvențe – culori.

Alte frecvențe rămân neatinse. În primele decenii ale secolului XX, domeniul mecanicii cuantice a explicat acest comportament ciudat. Teoria cuantica a arătat cum tranziția electronilor definește interacțiunea luminii și materiei. Electronii sar de pe orbita nucleului unui atom, pe alta.

Timpul atomic determină cele mai bune ceasuri

Absorbția implică saltul unui electron pe o orbită mai energetică, pe măsură ce o particulă de lumina sau foton este capturată. Emisia este fenomenul opus. Prin mecanica cuantică, au învățat cum să prezică corect frecventele de absorbție și emisie a atomilor, ionilor sau moleculelor.

Deși nimeni nu știa la acea vreme, aceste salturi cuantice puteau crea premisele unui nou ceas. Frecvența nu este nimic altceva decât timpul inversat. Aceasta înseamnă că un atom sau moleculă poate transcrie o unitate precisă de măsurare a timpului.

Primul ceas atomic se baza pe moleculele de amoniu și pe tranzițiile frecventelor de microunde. Atomii de cesiu mai târziu au devenit instrumentul preferat pentru măsurarea timpului. Nici unul dintre miracolele moderne care ne facilitează viața de zi cu zi nu ar putea funcționa în lipsa acestui pendul din interiorul fiecărui atom.

Vă mai recomandăm și:

Aplicațiile pancreasului artificial. Ce oferă această tehnologie de domeniul SF?

Grădinăritul atomic și planul de a folosi energia nucleară pentru a îmbunătăți plantele

Google aniversează 194 de ani de la naşterea fizicianului Léon Foucault, inventatorul faimosului pendul

NASA va încerca să producă inseparabilitate cuantică în spațiu

Vlad Constantin Voinea
Vlad Constantin Voinea
Vlad a făcut parte din echipa site-ului Descoperă.ro între februarie și august 2022, fiind pasionat de subiecte asociate cu știința, tehnologia, istoria și geopolitica. Vlad este specializat în managementul crizelor si prevenirea conflictelor, fiind absolvent al Universității Naționale ... citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Profetul modernității. Ibn Khaldun: părintele sociologiei și geniul gândirii și economiei medievale
Profetul modernității. Ibn Khaldun: părintele sociologiei și geniul gândirii și economiei medievale
Inteligența artificială ar putea pilota o navă spațială mai bine decât credeam, sugerează noi teste
Inteligența artificială ar putea pilota o navă spațială mai bine decât credeam, sugerează noi teste
Vacanță în străinătate? Cum să-ți gestionezi banii inteligent și să eviți taxele inutile
Vacanță în străinătate? Cum să-ți gestionezi banii inteligent și să eviți taxele inutile
Test de cultură generală. Ce este călcâiul lui Ahile?
Test de cultură generală. Ce este călcâiul lui Ahile?
(P) 3 dispozitive medicale utile în îngrijirea pacienților la domiciliu
(P) 3 dispozitive medicale utile în îngrijirea pacienților la domiciliu
(P) De ce să alegi un fotoliu extensibil pentru camera copilului?
(P) De ce să alegi un fotoliu extensibil pentru camera copilului?
Cazurile de cancer în rândul celor de sub 50 de ani, problemă tot mai îngrijorătoare
Cazurile de cancer în rândul celor de sub 50 de ani, problemă tot mai îngrijorătoare
Festivalul cireșelor din Michigan se confruntă cu o criză agricolă: Fermierii se luptă cu schimbările climatice și lipsa forței de muncă
Festivalul cireșelor din Michigan se confruntă cu o criză agricolă: Fermierii se luptă cu schimbările climatice și ...
De ce se prăbușește producția de vodcă în Rusia?
De ce se prăbușește producția de vodcă în Rusia?
Cel puțin două persoane au murit într-o serie de cutremure în Guatemala
Cel puțin două persoane au murit într-o serie de cutremure în Guatemala
Ziua în care Orientul şi Occidentul s-au despărţit pentru totdeauna din punct de vedere religios
Ziua în care Orientul şi Occidentul s-au despărţit pentru totdeauna din punct de vedere religios
Pedeapsa incredibilă pe care au primit-o membrii unui cartel din Mexic
Pedeapsa incredibilă pe care au primit-o membrii unui cartel din Mexic
Un bărbat prins într-un ghețar a fost salvat de cățelul său de companie
Un bărbat prins într-un ghețar a fost salvat de cățelul său de companie
Un serial coreean a crescut turismul pentru un doc din Elveția
Un serial coreean a crescut turismul pentru un doc din Elveția
O criză majoră de materii prime ar putea afecta industria cipurilor
O criză majoră de materii prime ar putea afecta industria cipurilor
(P) 4 motive pentru care trebuie să investești în calitatea căștilor tale
(P) 4 motive pentru care trebuie să investești în calitatea căștilor tale
Studiu: Schimbările climatice afectează calitatea nutrițională a culturilor alimentare
Studiu: Schimbările climatice afectează calitatea nutrițională a culturilor alimentare
Alimentele ultraprocesate cresc riscul de boli cronice, chiar și în cantități moderate
Alimentele ultraprocesate cresc riscul de boli cronice, chiar și în cantități moderate