Zegar atomowy to rodzaj zegara, który swoje działanie opiera na tzw. zliczaniu okresów atomowego wzorca częstotliwości. Cała skomplikowana nomenklatura i fizyczno-matematyczne obliczenia sprowadzają się w zasadzie do jednego: by jak najdokładniej mierzyć upływ czasu.
Pierwszy zegar atomowy świata zbudowano w 1949 roku w amerykańskim National Bureau of Standards (teraz NIST) w Wielkiej Brytanii. Problemem był fakt, iż był on mniej dokładny, niż istniejące wtedy najlepsze zegary kwarcowe. Pierwszy dokładny zegar atomowy bazował, mówiąc bardzo skrótowo, na atomie cezu-133. Jego konstruktorem był Louis Essen z National Physical Laboratory mającego swoją siedzibę w Anglii. Od tamtej pory na całym świecie przyjęto definicję sekundy opartej na czasie atomowym. Określenie sekundy wywodzi się zaś od łacińskiego pars minuta secunda, co oznacza druga mała część.
Ostatnie badania naukowe udowodniły, że zegar atomowy znajdujący się w National Physical Laboratory jest najdokładniejszy na świecie. Brytyjski zegar posiada jedno z sześciu na świecie atomowych wahadeł – to według nich regulowane są zegary na całym świecie, także nasze. Dokładność zegara NPL jest dla przeciętnego człowieka porażająca: margines jego błędu (do przodu lub do tyłu) wynosi... jedną sekundę na 138 milionów lat!
Zegar został poddany nowym badaniom, co pozwoliło stwierdzić dwukrotnie większą dokładność niż podczas poprzednich pomiarów. Jak mierzy się sekundę technologią zastosowaną w takim wynalazku? Otóż „tykanie” zegara mierzy się „sprawdzając ilość energii potrzebną do zmiany właściwości atomów cezu, nazywanej spinem”. To cezowy standard czasowy, oparty na „fontannie cezowej”. Brzmi skomplikowanie, dlatego w ramach wyjaśnienia dodajmy, że dzięki zastosowanym technologiom taki zegar atomowy pozwala obliczyć wartość jednej sekundy najbliższej swojej matematycznej definicji.
A jak ustala się upływ czasu na kuli ziemskiej? Na świecie jest sześć najbardziej zaawansowanych technicznie zegarów atomowych. Dwa z nich znajdują się we Francji, a po jednym w Wielkiej Brytanii, Niemczech, Japonii i Stanach Zjednoczonych. Czas międzynarodowy jest jednak określany za pomocą sieci 300 mniejszych zegarów rozsianych po całym świecie, których pomiary wysyłane są do Międzynarodowego Biura Miar i Wag. Tam są uśredniane i dopiero potem poprawiane przy pomocy zegarów atomowych. Ostateczny uzyskany pomiar nosi miano Światowego Czasu Atomowego i to właśnie dzięki niemu jesteśmy w stanie regulować zegary na całym globie.
Wiedzieliśmy od dawna, że czas to pieniądz, ale nie byliśmy świadomi, iż tak wiele pracy kosztuje jego dokładne ustalenie, prawda?
