Zegar atomowy – pomiar czasu na podstawie częstotliwości drgań atomów

Wraz z postępem technologicznym i zanikiem barier odległościowe tempo naszego życia znacznie przyspiesza. Potrzeba dokładnego pomiaru czasu jest ogromna, a zegary atomowe zaspokajają tę potrzebę, zapewniając margines błędu wynoszący 1 sekundę na 100 milionów lat.

Zegary zasadniczo mierzą upływ czasu poprzez zliczanie impulsów rezonatora — takiego jak wahadło, oscylacje sieci energetycznej lub kryształ kwarcowy. Ich dokładność zależy od dokładności rezonatora przy danej częstotliwości. Jednakże, mimo że wszystkie te rezonatory są mniej lub bardziej dokładne, czas można dzielić niemal w nieskończoność. Zatem w pewnym sensie zegary atomowe dają odpowiedź na pytanie: „jak duża dokładność jest wystarczająca?”.

Wbrew temu, co mogłoby się początkowo wydawać, zegary atomowe nie są tykającymi bombami grożącymi zagładą nuklearną. Wykorzystują one po prostu częstotliwości rezonansowe atomów jako rezonator (podobnie jak wahadło w zegarze Państwa babci). Nie jest to jednak jedyny powód, dla którego zegary atomowe są bardziej niezawodnymi miernikami czasu: oscylacje jąder atomowych nie ulegają zmianom pod wpływem czynników takich jak przerwy w dostawie prądu, wilgotność czy zwykła niedbałość, które mogłyby obniżyć dokładność zwykłych zegarów. Dzięki temu mogą one konsekwentnie mierzyć czas z znikomym marginesem błędu.

Chociaż zegar atomowy nie ma większego zastosowania w organizowaniu Państwa spotkań, jego dokładność ma kluczowe znaczenie dla takich systemów, jak telefony komórkowe, telefony stacjonarne, internet, GPS, programy lotnicze oraz telewizja cyfrowa, gdzie precyzja rzędu ułamków sekundy może decydować o sukcesie lub porażce.

Czas GMT został porzucony jako standard, ponieważ obrót Ziemi nie jest precyzyjny i nie jest tak dokładny jak zegary atomowe wykorzystywane do pomiaru czasu. W związku z tym dodaje się sekundy przestępne, aby zsynchronizować czas UTC z obrotem Ziemi. Czas w różnych strefach czasowych oblicza się jako przesunięcie lub różnicę względem czasu UTC i wyraża się go w postaci UTC+ lub UTC– wraz z liczbą godzin i minut stanowiącej tę różnicę. Obserwacje w Królewskim Obserwatorium w Greenwich zostały wstrzymane w 1954 roku, jednak miejsce to nadal służy jako punkt odniesienia dla układu współrzędnych. Chociaż GMT i UTC różnią się zasadniczo, terminy te są często używane zamiennie, ponieważ odnoszą się do tego samego czasu.