استعد للثانية الجديدة والمحسّنة

قادهم نفس التفكير الفلكي إلى تصحيح الطريقة البابلية القديمة في العد بمقدار 60 ، النظام الستيني ، في الساعة. مثلما قسموا 360 درجة لدائرة أو كرة أرضية إلى 60 جزءًا أو دقائق ، قاموا بعد ذلك بتقسيم كل دقيقة إلى 60 ثانية.

أعطاهم القسم الأول من 24 ساعة في اليوم (المعروف باللاتينية باسم partes minutae primae) طول الدقيقة ، والذي كان واحدًا إلى 1440 يومًا من متوسط ​​اليوم الشمسي. قدم القسم الثاني (partes minutae secundae) المدة – والاسم – للقسم الثاني ، والذي كان واحدًا إلى 86400 جزء من اليوم. ظل هذا التعريف ساري المفعول حتى عام 1967. (كان هناك انعطاف قصير لشيء يسمى زمن التقويم الفلكي الذي كان معقدًا للغاية حتى أن علماء المقاييس لم يستخدموه).

لكن التعريف به مشاكل. تتباطأ الأرض تدريجيًا في دورانها اليومي ؛ الأيام تطول قليلاً وبالتالي فإن الثانية الفلكية هي أيضًا. هذه الاختلافات الصغيرة تتراكم. بناءً على الاستقراء من الكسوف التاريخي والملاحظات الأخرى ، فقدت الأرض كساعة أكثر من ثلاث ساعات على مدار 2000 عام الماضية.

لذلك ، فإن الوحدة القياسية للوقت ، استنادًا إلى الحساب الفلكي ، ليست ثابتة ، وهي حقيقة أصبحت غير محتملة بشكل متزايد لعلماء المقاييس خلال العقود الأولى من القرن العشرين عندما اكتشفوا مدى عدم انتظام دوران الأرض. يتطلب العلم الثبات والموثوقية وإمكانية التكرار. وكذلك الحال مع الوقت – وبحلول أواخر الستينيات ، أصبح المجتمع يعتمد بشكل متزايد على ترددات إشارات الراديو ، والتي تتطلب توقيتات دقيقة للغاية.

تحول علماء المقاييس إلى الحركة الأكثر توقعًا للجسيمات الذرية. الذرات لا تبلى أبدا أو تبطئ. لا تتغير خصائصهم بمرور الوقت. إنها الساعات المثالية.

بحلول منتصف القرن العشرين ، كان العلماء قد أقنعوا ذرات السيزيوم 133 بالكشف عن القراد الداخلي السري. السيزيوم ، معدن ذهبي فضي يتحول إلى سائل عند درجة حرارة الغرفة تقريبًا ، يحتوي على ذرات ثقيلة وبطيئة ، مما يعني أنه من السهل نسبيًا تتبعها.

وضع العلماء ذرات السيزيوم في فراغ وعرضوها لطاقة الموجات الدقيقة ، في النطاق غير المرئي للمجال الكهرومغناطيسي. كانت المهمة هي معرفة الطول الموجي ، أو التردد ، الذي من شأنه أن يثير أكبر عدد ممكن من ذرات السيزيوم لإصدار حزمة من الضوء ، أو الفوتون. تم التقاط الفوتونات بواسطة كاشف وعدها.