Saat Daylight Savings Time mendekat, Anda akan melihat banyak pengingat untuk menggeser jam Anda satu jam ke depan sebelum tidur pada Sabtu malam. Ini membuat kami berpikir tentang jam yang mengatur diri mereka sendiri. Tersedia secara luas dengan harga hanya $ 10 atau $ 15, jam yang dikendalikan radio ini semakin populer, karena mereka menyesuaikan secara otomatis dengan perubahan waktu dan akan bekerja secara virtual di mana saja di benua Amerika Serikat. Anda mungkin sudah memiliki salah satunya. Tetapi Anda mungkin tidak tahu cara kerjanya.
Konten terkait
- Bisakah Sound Menjelaskan Misteri Jam yang Berusia 350 Tahun?
Penampilan berteknologi rendah jam ini menyembunyikan sistem yang rumit untuk menjaganya agar tetap selaras dengan apa yang oleh Institut Nasional Standar dan Teknologi dianggap sebagai waktu resmi: jam yang dikalibrasi oleh pergerakan sekelompok atom cesium di Boulder, Colorado. Bertempat di Laboratorium Pengukuran Fisik NIST, ini adalah jam atom resmi, dan ini membuat waktu untuk seluruh negara.
Perangkat canggih — yang dikenal sebagai NIST-F1 — adalah yang terbaru dalam jajaran jam atom berteknologi tinggi dan secara resmi diadopsi sebagai standar waktu AS pada 1999. Keakuratan NIST-F1 terus meningkat, dan pada 2010, para ilmuwan menghitung bahwa ketidakpastiannya telah berkurang sampai pada titik bahwa ia tidak akan mendapatkan atau kehilangan satu detik pun selama 100 juta tahun.
Tingkat akurasi ini dicapai dengan pengaturan teknologi yang kompleks. Pada tahun 1967, Biro Penimbangan dan Pengukuran Internasional secara resmi menetapkan satu detik sebagai waktu yang dibutuhkan satu atom sesium untuk transisi antara tingkat energi beberapa kali — yaitu, frekuensi resonansi alami sesium. NIST-F1 dikenal sebagai jam atom air mancur cesium karena menggunakan array seperti air mancur laser untuk memanipulasi atom cesium dan mendeteksi frekuensi ini seakurat mungkin.
Di dalam perangkat, enam laser yang kuat ditujukan pada gas yang mengandung atom cesium, memperlambat gerakan mereka dan mendinginkannya ke suhu hanya sepersejuta derajat di atas nol mutlak. Selanjutnya, sepasang laser vertikal mendorong bola atom cesium yang bergerombol sekitar satu meter ke atas di rongga, yang diisi dengan radiasi gelombang mikro. Saat itu melayang kembali ke bawah, laser lain menunjuk pada atom dan mendeteksi berapa banyak yang diubah oleh gelombang mikro. Para ilmuwan mengkalibrasi frekuensi gelombang mikro untuk memaksimalkan jumlah atom yang terpengaruh.
NIST menggunakan ukuran frekuensi resonansi sesium ini sebagai detik resmi untuk standar waktu primer AS. Tapi bagaimana cara mendapatkan jam yang dikendalikan radio Anda? Standar waktu resmi dikirim ke WWVB, stasiun radio gelombang pendek NIST di Fort Collins, Colorado. Sekali per menit, WWVB menggunakan lima antena untuk menyiarkan kode digital yang menunjukkan waktu resmi — termasuk tahun, tanggal, jam, menit, dan apakah Daylight Savings Time berlaku — di seluruh negeri.
Sebagian besar jam yang dikendalikan oleh radio diprogram untuk menerima sinyal ini sekali sehari dengan penerima bawaan dan mengkalibrasi waktunya. Para ahli mengatakan bahwa jam Anda yang dikendalikan radio akan bekerja paling baik ketika diposisikan di dekat jendela yang menghadap sumber siaran, Fort Collins. Banyak negara lain memiliki siaran waktu resmi mereka sendiri, berdasarkan jam atom lainnya.
Jam yang tetap akurat selama 100 juta tahun cukup bagus, bukan? Bukan untuk NIST. Pada 2010, mereka mengumumkan kemajuan dalam mengembangkan "jam logika kuantum" baru, yang menjaga waktu berdasarkan satu atom aluminium. Jam baru tidak akan mendapatkan atau kehilangan satu detik lebih dari 3, 7 miliar tahun, para peneliti melaporkan, memberikan judul jam paling tepat di dunia.
Jadi tahun ini, jika jam Anda secara otomatis melompati satu jam lebih cepat pada jam 2 pagi hari Minggu, ingatlah bahwa pemasangan laser dan atom yang rumit ribuan mil jauhnya adalah alasan mengapa. Kami pasti datang jauh dari menonton jam matahari dan jam tangan yang berliku.
