Secunda, având simbolul „s”, este o unitate de măsură pentru timp, durata a 9 192 631 770 de perioade ale radiației ce corespunde tranziției dintre cele două niveluri hiperfine ale stării fundamentale ale atomului de cesiu 133 în repaus la temperatura de 0 K (zero absolut).
Secunda este unitatea de bază pentru măsurarea timpului în sistemul internațional de măsurare. Măsura fundamentală a timpului, de care depind majoritatea celorlalte mărimi din sistemul nostru de măsurare, a rămas neschimbată de peste 70 de ani. Cu toate acestea, progresele tehnologice indică faptul că este timpul să actualizăm definiția secundei, pentru a o face mai precisă.
Timp de milenii, omenirea a folosit astronomia pentru a-și defini unitățile de timp. Dar, începând din 1967, definiția celei de-a doua a fost extrasă din observarea atomilor.
Acest lucru se datorează faptului că atomii se comportă mai precis decât rotația Pământului, care nu este perfect uniformă. Oamenii de știință au observat că, de-a lungul a milioane de ani, Pământul s-a rotit mai încet, ceea ce a dus la prelungirea zilelor cu o medie de 1,8 milisecunde în fiecare secol.
De exemplu, în urmă cu 600 de milioane de ani, o zi avea doar 21 de ore. Și ca lucrurile să fie și mai grave, în 2020, mai multe studii au arătat că în ultimii 50 de ani planeta a început să se rotească mai repede.
Așadar, deși imperceptibilă, „secunda astronomică” nu este întotdeauna aceeași. Particulele atomice, pe de altă parte, se mișcă mai precis și mai previzibil.
Secunda atomică
Astfel, din 1967, a doua a început să fie definită pe baza oscilației particulelor de atomi de cesiu-133 atunci când sunt expuse la un tip special de microunde.
Dispozitivul responsabil pentru această măsurare este cunoscut sub numele de ceas atomic. Sub aceste microunde, atomii de cesiu-133 se comportă ca un pendul care se „balansează” în 9.192.631.770 de secunde.
La acea vreme, secunda luată ca referință pentru numărarea oscilațiilor se baza pe durata unei zile din 1957, care fusese determinată în funcție de comportamentul Pământului, al Lunii și al stelelor.
Astfel, BIPM (Biroul Internațional de Greutăți și Măsuri din Paris) a stabilit că măsurarea oficială a secundei va fi definită de numărul de oscilații ale particulelor de atomi de cesiu-133. Astfel, în cuvinte simple, astăzi secunda este definită ca fiind timpul necesar ca cesiul să oscileze de 9 192 631 770 de ori.
Ceasurile atomice optice există de aproximativ un deceniu, având capacitatea de a observa „ticăitul” atomilor care oscilează mult mai repede decât cesiul. Unele numără ticăitul de itterbiu, stronțiu, mercur sau aluminiu, de exemplu.
Este ca și cum ceasul atomic ar fi fost dotat cu o lupă care îi permite să detecteze mai multe oscilații și, astfel, să definească secunda cu mai multă precizie.
În plus, în prezent există zeci de astfel de ceasuri optice în diferite țări, astfel încât se speră, așa cum au arătat deja unele experimente, că măsurătorile pe care le fac acestea pot fi comparate între ele, ca o modalitate de verificare a rezultatelor. BIPM intenționează să utilizeze ceasuri atomice optice pentru a măsura secunda, dar încă lucrează la criteriile pentru o astfel de măsurătoare.
Până în prezent, cele mai bune comparații ale ceasurilor optice au fost făcute între ceasuri din același laborator. Provocarea este de a compara mai multe ceasuri din diferite laboratoare. În plus, este necesar să se aleagă elementul din tabelul periodic al cărui atom va fi folosit ca referință pentru a înlocui cesiul.
În plus, ceasurile atomice optice sunt dispozitive extrem de complexe, multe dintre ele necesitând un întreg laborator pentru a funcționa.
Dacă totul decurge conform planului, criteriile vor începe să fie definite în iunie, iar noua secundă ar trebui să fie în vigoare din 2030.
