Mengapa mengukur masa dengan tepat lebih rumit daripada yang kita fikirkan?

(Dan Tri) - Masa tidak datang dari telefon. Ia juga tidak datang dari jam. Ia datang daripada atom yang bergetar dalam vakum berbilion kali sesaat di dalam sistem yang sentiasa memeriksa dirinya sendiri.

Sistem ketepatan masa moden bermula dengan atom cesium-133. Apabila teruja dengan frekuensi gelombang mikro yang betul, atom cesium beralih antara tahap tenaga dan mengeluarkan nadi. Proses ini berulang tepat 9,192,631,770 kali, dan nombor ini mentakrifkan satu saat.

Di sinilah jam atom masuk. Ia memancarkan gelombang mikro dalam vakum, menjejaki apabila atom sesium bergema, dan kemudian mengunci pada frekuensi itu.

Setelah resonans dikunci, sistem mengira setiap kitaran dan mengekalkan penjajaran. Ini ialah pangkalan masa yang dipaparkan oleh telefon anda. Walaupun ia ditapis melalui pelbagai lapisan infrastruktur, rujukan asal kekal tidak berubah.

Tanpanya, GPS akan runtuh, rangkaian kewangan akan tidak disegerakkan, dan sistem komunikasi akan ketinggalan dan hanyut. Ini mengesahkan bahawa ketepatan masa bukan sekadar formaliti, tetapi sebenarnya perkara yang memastikan perkara berjalan lancar.

Masa: Sasaran Bergerak

Perkara yang menarik tentang ketepatan masa ialah ia sentiasa berkembang. Berpuluh-puluh makmal di seluruh dunia mengendalikan jam atom yang sangat tepat, setiap satu menyumbang data kepada sistem yang sama.

Walau bagaimanapun, tidak semuanya disegerakkan dengan sempurna, dan ini tidak perlu. Sebaliknya, sistem membandingkan angka yang diukur, mengambil kira sisihan, dan memastikan nilai purata stabil.

Nilai purata itu menjadi Waktu Sejagat Selaras (UTC) dan dikemas kini secara berterusan, tiada jam induk tunggal.

AS, Jerman, Jepun dan negara lain menyumbang data mereka, dan isyarat gabungan itu kemudiannya dihantar ke seluruh planet melalui satelit, kabel gentian optik, radio...

Matlamatnya bukan untuk mencapai ukuran yang sempurna pada peringkat individu, tetapi untuk mencapai kata sepakat yang boleh bertahan dalam penelitian yang rapi. Sistem ini dikendalikan bukan sahaja oleh ahli fizik, tetapi oleh rangkaian jurutera, juruteknik telekomunikasi, dan ramai pakar lain.

Setiap kali skrin telefon anda memaparkan masa, ia mendapat maklumatnya daripada pengayun kristal tersembunyi yang beroperasi pada kadar tetap. Kekerapan pengayun boleh berubah mengikut suhu, voltan atau umur.

Jika peranti dicabut palam atau di luar talian cukup lama, peranti itu akan mula hanyut dari masa nyata. Walaupun ketinggalan beberapa saat boleh mengganggu mesej yang disulitkan atau transaksi automatik. Itulah sebabnya peranti moden sentiasa menyegerak sendiri: kerana hanyut sehari boleh mengganggu sistem berkelajuan tinggi.

Masa depan masa bukanlah detik

Ringkasnya, ketepatan masa sentiasa mengenai kawalan yang tepat, pertama oleh matahari, kemudian oleh mesin, dan kini oleh atom.

Tetapi penyelidikan hari ini pergi lebih jauh. Terdapat jam kekisi optik baharu yang dibina di sekeliling atom seperti strontium atau ytterbium, yang berdetik 100,000 kali lebih cepat daripada cesium. Ia cukup tepat untuk mengesan perubahan graviti antara kepala dan kaki anda.

Resolusi itu adalah kunci untuk membuka kunci sistem navigasi generasi seterusnya yang boleh menyaingi Peta Google, menyegerakkan orbit Bumi rendah dan memantau Bumi dalam masa nyata.

Masa kini boleh mengesan anjakan tektonik, perubahan paras laut, dan juga meramalkan aktiviti gunung berapi, hanya dengan memerhatikan bagaimana ia mengalir secara berbeza di bawah tekanan.

Kami juga melihat masa digunakan untuk menstabilkan komputer kuantum, mengesahkan peristiwa teknologi blockchain dan memperhalusi teleskop radio yang mengimbas langit.

Dalam persekitaran ini, walaupun satu nanosaat drift adalah kegagalan sepenuhnya, dan ketika itulah ketepatan bertukar daripada keganjilan kejuruteraan kepada keperluan yang sukar.

Anda tidak akan menemuinya dalam telefon atau jam tangan anda, ia adalah eksperimen, halus dan tersembunyi daripada pandangan, tetapi ia telah mengubah asas teknologi moden.

Sumber: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/tai-sao-do-thoi-gian-chinh-xac-lai-phuc-tap-hon-chung-ta-tuong-20250922090644411.htm