காலச்சக்கரம்: நேரத்தை விளக்கும் சூப்பர் கடிகாரங்கள்

நாம் துல்லியமாக நேரத்தை அறிவது எப்படி? இது சற்று கடினமான கேள்வி தான் என்கிறார் ரிச்சர்ட் ஃபிஷர்

லண்டனில் ஒரு ஆய்வகத்தில் இருக்கும் ஓர் எச்சரிக்கைக் குறிப்பில், 'மேசரைத் தொட வேண்டாம்" என கூறப்பட்டுள்ளது. ஒரு உயரமான கறுப்புப் பெட்டியுடன் அது இணைக்கப்பட்டு, சக்கரங்கள் பொருத்தப்பட்டு, ஒரு இரும்பு பாதுகாப்புக் கவசத்தின் மேல் அது வைக்கப்பட்டுள்ளது.

இது ஒரு முக்கியமான பெட்டி. இந்த எச்சரிக்கையும் பொருள் பொதிந்தது. இதில் ஆபத்து எதுவுமில்லை என்றாலும், இதனைத் தொந்தரவு செய்தால், நேரத்தையே அது சிதைத்துவிடக் கூடும்.

தென் மேற்கு லண்டனில் உள்ள தேசிய இயற்பியல் ஆய்வகத்தில் இடம்பெற்ற இத்தகைய சில சாதனங்களில் இதுவும் ஒன்றுதான். ஆனால், இது... நொடிகள், நிமிடங்கள் மற்றும் மணி நேரத்தை உலகம் முழுவதும் துல்லியமாகப் பகிர்வதை உறுதிப்படுத்த உதவுகிறது. இவை 'ஹைட்ரஜன் மேசர்கள்' என்று அழைக்கப்படுகின்றன. மேலும் இவை மிக முக்கியமான அணு கடிகாரங்கள்.

இது போல, உலகெங்கிலும் உள்ள சுமார் 400 அணு கடிகாரங்களுடன் சேர்ந்து, நானோ விநாடி மட்டம் வரை, இப்போது நேரம் என்ன என்பதை உலகம் வரையறுக்க உதவுகின்றன. இந்த கடிகாரங்கள் மட்டுமல்ல, அவற்றில் பணிபுரியும் மனிதர்கள், தொழில்நுட்பம் மற்றும் நடைமுறைகள்- இவையின்றி, நவீன உலகம் மெதுவாகக் குழப்பத்தில் வீழும். செயற்கைக்கோள் வழிசெலுத்தல் முதல் மொபைல் போன்கள் வரை நாம் நம்பியிருக்கும் பல தொழில்கள் மற்றும் தொழில்நுட்பங்களுக்கு, நேரம் கண்ணுக்குத் தெரியாமல் பயன்பட்டுவருகிறது.

இந்தப் பகிரப்பட்ட நேரக்கட்டுப்பாட்டு முறையை முதலில் எப்படிக் கண்டறிந்தோம், அது எப்படித் துல்லியமாக இருக்கிறது, எதிர்காலத்தில் இது எப்படி உருவெடுக்கலாம்? உண்மையில் நேரம் என்ன என்பதை ஆராய்வதற்கு கடிகார முகப்பிற்கு அப்பாலும் கூர்ந்து நோக்க வேண்டும். கொஞ்சம் ஆழமாகச் சிந்தித்தால், நேரம் என்பது மனிதக் கட்டமைப்பாக இருப்பதையும் உணரமுடியும்.

உலகில் உள்ள அனைவரும் ஒரே நேரத்தை கடைப்பிடிப்பதில்லை. பல நூற்றாண்டுகளாக, அது சாத்தியப்படவில்லை. உள்ளூர் நேரத்தை அருகிலுள்ள கடிகாரத்தால் மட்டுமே வரையறுக்க முடியும். ஒரு இடத்தில் நண்பகல் 12 மணி என்றால், சற்று தொலைவில், 12.15 ஆக இருக்கும். 1800களில், அமெரிக்க நேரம் என்பது நகரங்கள் மற்றும் உள்ளூர் இரயில் மேலாளர்களால் வரையறுக்கப்பட்ட நூற்றுக்கணக்கான வெவ்வேறு நேரத் தரங்களுடன் செயல்பட்டு வந்தது.

மணியை தெரிந்து கொள்ள வழிகள்

இதற்கு காரணமாக, ஒரு நாட்டில் உள்ள ஒவ்வொரு கடிகாரத்தையும் ஒத்திசைக்க சாத்தியமான வழி எதுவும் இல்லை என்பதைக் கூறலாம். பிறகு, உலகம் முழுமைக்குமான ஒரே நேரம் எப்படிச் சாத்தியமாகும்? மனித குல வரலாற்றின் பெரும்பகுதி வரை, இது ஒரு பொருட்டாகவே கருதப்படவில்லை. மக்கள் தேவைப்படும்போது வேலை செய்தார்கள், அதிக தூரம் பயணம் செய்யவில்லை, அவர்கள் நேரத்தை அறிய விரும்பினால், அருகிலுள்ள சூரியக் கடிகாரம், நகர கடிகாரம் அல்லது தேவாலய மணிகள் அல்லது பிரார்த்தனைக்கான அழைப்பில் அறிந்து கொள்ளலாம் என்ற நிலை இருந்தது.

ஆனால், தொழில் யுகம் தொடங்கிய பிறகு இந்நிலை நீடிக்க முடியவில்லை. சில சந்தர்ப்பங்களில், அது கொடுமையாகவும் இருந்தது. உதாரணமாக, நியூ இங்கிலாந்தில் 1800-களின் நடுப்பகுதியில், இரண்டு ரயில்கள் நேருக்கு நேர் மோதி 14 பேர் கொல்லப்பட்டனர், ஏனெனில் நடத்துநர்களில் ஒருவரின் கடிகாரம் சற்று தரம் குறைந்ததாகவும் தனது சக நடத்துநரின் கடிகாரத்துடன் ஒத்துப்போகாததாகவும் இருந்தது.

திறம்பட செயல்பட, வளர்ந்து வரும் பொருளாதாரங்களுக்கு துல்லியமான நேர ஒத்திசைவு தேவை. தொழிற்சாலைகள் ஒரே நேரத்தில் பணியாளர்களை வேலைக்கு அமர்த்தவும் ரயில்கள் புறப்பட்டு வந்து சேரவும், மேலும் வங்கியாளர்கள் நிதி பரிவர்த்தனைகளின் நேரத்தைக் குறிப்பிடவும் இது தேவை.

தொழிற்புரட்சியின் முக்கியக் கண்டுபிடிப்பு நீராவி எஞ்சின் இல்லை, கடிகாரமே.

வரலாற்றாசிரியர் லூயிஸ் மம்ஃபோர்ட் ஒருமுறை குறிப்பிட்டது போல, தொழில்துறை புரட்சியின் மிக முக்கியமான இயந்திரம் கடிகாரம், நீராவி இயந்திரம் அல்ல. நீராவி இயந்திரங்கள், தொழிற்சாலைகள் மற்றும் போக்குவரத்து ஆகியவற்றை இயக்கத் தேவையாக இருக்கலாம். ஆனால் மக்களையும் அவர்களின் செயல்பாடுகளையும் ஒத்திசைக்க அவற்றால் இயலவில்லையே!

சிறிது காலத்திற்கு, இந்தப் புதிய பகிரப்பட்ட நேரத்தின் முதன்மையான மையமாக, லண்டனில் உள்ள கிரீன்விச் தான் இருந்தது. அங்கு வைக்கப்பட்டுள்ள மேம்பட்ட இயந்திர கடிகாரங்கள் "உண்மையான" நேரத்தைக் காட்டியது: கிரீன்விச் சராசரி நேரம் (GMT). 1833 இல், லண்டனில் உள்ள ராயல் கிரீன்விச் ஆய்வகத்தில் நேரக் கண்காணிப்பாளர்கள் ஒரு பந்தைக் கம்பத்தில் இணைத்தனர். இது ஒவ்வொரு நாளும் 13:00 மணிக்கு இறங்கும். இதனால் வணிகர்கள், தொழிற்சாலைகள் மற்றும் வங்கிகள் நேரம் தவறும் தங்கள் கடிகாரங்களை மறுசீரமைக்க முடியும்.

சில ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, GMT தான் "ரயில்வே நேரம்" என நாடு முழுவதும் தந்தி மூலம் விநியோகிக்கப்பட்டது - இது, முழு UK ரயில் நெட்வொர்க்கும் சீரமைக்கப்படுவதை உறுதிசெய்தது. 1880 களில், கிரீன்விச் நேர சமிக்ஞை அட்லாண்டிக் வழியாக நீர்மூழ்கிக் கப்பல் வழியாக கேம்பிரிட்ஜ், மாசசூசெட்ஸில் உள்ள ஹார்வர்டுக்கு அனுப்பப்பட்டது. வாஷிங்டன் டிசியில் நடந்த சர்வதேச மெரிடியன் மாநாட்டில், 25 க்கும் மேற்பட்ட நாடுகள் GMT சர்வதேச நேரத் தரமாக இருக்க வேண்டும் என்று முடிவு செய்தன.

20ஆம் நூற்றாண்டில் கடிகாரம்

20ஆம் நூற்றாண்டின் முற்பகுதியில், துல்லியமான பகிரப்பட்ட நேரத்தைப் பரப்புவதில் பிபிசியும் பங்கு வகிக்கத் தொடங்கியது. பி பி சி நிறுவனம், உலகம் முழுவதும் வானொலிச் சேவையைத் தொடங்கியபோது, அந்த நேரத்தில், மணி நேரத்திற்கான தொடர்ச்சியான "பிப்ஸ்"களையும் பரப்பியது. அவை கிரீன்விச்சில் உருவாக்கப்பட்டன. இன்று பிபிசி அவற்றை உருவாக்குகிறது, மொத்தம் ஆறு உள்ளன, இறுதி, நீண்ட பீப்பின் தொடக்கத்தில் மணி நேரம் குறிக்கப்பட்டது. வேறு சில நாடுகளும் அவற்றைக் கொண்டுள்ளன: பின்லாந்தில், அவை "பிபிட்" என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இருப்பினும், துரதிருஷ்டவசமாக, டிஜிட்டல் ரேடியோ உங்கள் கடிகாரத்தை அமைப்பதற்கான துல்லியத்தைக் குறைத்துள்ளது, ஏனெனில் சிக்னல் மாற்றம் சிறிது தாமதத்தை ஏற்படுத்துகிறது.

இருப்பினும், பல தசாப்தங்கள் கழித்து, நேரத்தை ஒத்திசைக்க ஒரு சிறந்த வழி தேவை என்பது புலப்பட்டது. கிரீன்விச்சின் நேரக் கண்காணிப்பாளர்கள் உலகின் மிகத் துல்லியமான கடிகாரங்களில் சிலவற்றை இயக்குவதாக உரிமைகோரியிருக்கலாம். ஆனால் அவர்கள் தங்கள் கணக்கீடுகளை நம்பகத்தன்மையற்ற, பூமி ஒரு சுழற்சிக்கு எடுத்த நேரம் என்பதன் அடிப்படையில் வைத்தனர்.

துல்லியமான நேரத்தை வழங்க, எல்லா கடிகாரங்களுக்கும் ஒரு குறிப்பிட்ட கால இடைவெளியில் மீண்டும் மீண்டும் செயலாற்றும் செயல்முறை ஒன்று தேவைப்படுகிறது - அது ஒரு ஊசலாடும் பெண்டுலம் அல்லது குவார்ட்ஸ் க்ரிஸ்டலின் மின்னணு அலைவுகள். கிரீன்விச்சில் உள்ள கடிகாரங்கள் சூரியன் மீண்டும் அடுத்த நாள் வானில் அதே இடத்துக்கு வர எடுக்கும் நேரத்தைப் பயன்படுத்தி அளவீடு செய்யப்பட்டன. பூமியே அவற்றின் பெண்டுலமாகச் செயல்பட்டது. (இது யுனிவர்சல் நேரத்திற்கும் பொருந்தும், இது 1928 இல் GMTக்கு பதிலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது)

இருப்பினும், 20 ஆம் நூற்றாண்டில், சந்திரன், சூரியன் மற்றும் பிற கிரகங்களின் ஈர்ப்பு விளைவுகள், கோர் மற்றும் மேன்டில் உள்ள புவியியல் மாற்றங்கள் மற்றும் கடல் மற்றும் காலநிலை மாற்றங்கள் போன்றவற்றின் காரணமாக, பல ஆண்டுகளாக நமது கிரகத்தின் சுழற்சி வேகம் அதிகரித்தும் குரைந்தும் வருகிறது என்பதை விஞ்ஞானிகள் உணர்ந்தனர். 1900 ஆம் ஆண்டில், இது 21 ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில் இருந்ததை விட சராசரியாக 4 மில்லி விநாடிகள் மெதுவாகச் சுழன்றது. எனவே உலகின் சிறந்த நேரக் கண்காணிப்பாளர்கள் சராசரி கடிகாரத்தை விட அதிக துல்லியத்தை கோர முடியும் என்றாலும், அவர்கள் கூறியது "உண்மையான" நேரம் அன்று.

அணுக்காலம்

அதே காலகட்டத்தில், குவாண்டம் இயற்பியலாளர்கள் பூமியின் சுழற்சியைக் காட்டிலும், நேரத்தைப் பேணுவதற்கான சிறந்த வழியாக் அணு இருக்கலாம் என்று பரிந்துரைத்தனர். ஒரு அணுவிற்கு மின்காந்த கதிர்வீச்சின் ஒரு குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்ணைப் பயன்படுத்தி, அதன் ஆற்றல் அளவுகளை மாற்ற முடியும். இந்த மாற்றங்களைக் கண்காணிக்க மின்னணு கவுண்டரைப் பயன்படுத்தலாம். ஊசலாடும் பெண்டுலம் போல, இது ஒரு கால அளவைக் கணக்கிடுவதற்கான நிலையான காலச் செயல்முறையை உருவாக்குகிறது. இந்த அடிப்படையில் தான் "அணுக் கடிகாரம்" இயங்கும்.

பூமியின் சுழற்சியை அடிப்படையாகக் கொண்ட எந்த கடிகாரத்தையும் விட அணுக் கடிகாரங்கள் நேரத்தை மிகத் துல்லியமாகக் கணக்கிடுகின்றன. நம் உலகத்தை முழுமையாக இதன் அடிப்படையாகக் கொண்டால், நேரம் நகர்ந்து நகர்ந்து, ஒரு கட்டத்தில், சூரியன் மாலை ஆறுமணிக்கு உதயமாகும். அதனால்தான் உலகின் நேரக் கண்காணிப்பாளர்கள் ஒவ்வொரு முறையும் லீப் விநாடிகளைச் சேர்க்கிறார்கள்.

உலகின் மிக முக்கியமான அணு கடிகாரங்களில் சில, லண்டனில் உள்ள NPL இல் உள்ள ஹைட்ரஜன் மேசர்கள் தாம். உலகெங்கிலும் இன்னும் பல நூறுகள் உள்ளன, அவை தேசிய அளவியல் நிறுவனங்களால் இயக்கப்படுகின்றன, மேலும் அவை நம் அனைவருக்கும் காலத்தின் புதிய மையங்கள். ஆனால், அவர்களிடமிருந்து நேரத்தை அறிவது அவ்வளவு எளிதானது அல்ல: உள்ளூர் ஈர்ப்பு விளைவுகள் அல்லது அவற்றின் எலக்ட்ரானிக்ஸ் இடையே உள்ள வேறுபாடுகள் போன்ற காரணங்களால் எந்த அணுக் கடிகாரமும் மிகத் துல்லியமாக இருக்காது.

அந்தக் குறைபாடுகளைல் களைவது அளவியல் வல்லுநர்களின் பொறுப்பாகிறது. இது எப்படி வேலை செய்கிறது: NPL போன்ற ஒரு ஆய்வகம், ஹைட்ரஜன் மேசர்கள் என்ற அதன் அணுக் கடிகாரங்களில் இருந்து நேரத் தகவலைப் பதிவுசெய்து செம்மைப்படுத்துகிறது. நேரம் நகர்வது போல் தோன்றினால், அவ்வப்போது திருத்தங்களைப் பயன்படுத்துகிறது (அளவியலாளர்கள் இதை "ஸ்டீயரிங்" என்று அழைக்கிறார்கள், மேலும் அவர்கள் தனித்தனி உபகரணங்களைப் பயன்படுத்தி அதைச் செய்கிறார்கள். ஒரு நொடியின் நீளத்தை வரையறுக்க அது பயன்படுகிறது...அது குறித்துப் பிறகு பார்ப்போம்.

இதை NPL பின்னர் பாரிஸில் உள்ள சர்வதேச எடை மற்றும் அளவீடுகளுக்கான பணியகத்திற்கு (BIPM) அனுப்புகிறது. BIPM இல் உள்ள நேர கண்காணிப்பாளர்கள் அந்த அளவீடுகளின் சராசரியை உருவாக்கி, சிறப்பாகச் செயல்படும் கடிகாரங்களுக்குக் கூடுதல் முக்கியத்துவம் கொடுக்கிறார்கள். மேலும் மாற்றங்கள் செய்யப்பட்டு, இறுதியில் இந்தச் செயல்முறை சர்வதேச அணு நேரம் (TAI - Temps Atomique International) என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ஒரு மாதத்திற்கு ஒருமுறை, BIPM, "சுற்றறிக்கை-T" எனப்படும் மிக முக்கியமான ஆவணத்தில் TAI ஐ அனுப்புகிறது (நீங்கள் சமீபத்திய ஒன்றை இங்கே பதிவிறக்கம் செய்யலாம்.) இந்த ஆவணம் தேசிய ஆய்வகங்கள் தங்கள் கடிகாரங்களை மீண்டும் இயக்க அனுமதிக்கிறது, மேலும் முக்கியமாக, துல்லியமான நேரத்தை, தேவைப்படும் தொழில்களுக்கு விநியோகிக்க அனுமதிக்கிறது. இங்கிலாந்தைப் பொறுத்தவரை, இது NPL இன் வேலை, ஆனால் அமெரிக்காவில் இதற்குப் பொறுப்பு, தேசிய தரநிலைகள் மற்றும் தொழில்நுட்ப நிறுவனம். இது போல, உலகம் முழுவதும் இன்னும் பல உள்ளன. சுற்றறிக்கை-T அடிப்படையில் கிரீன்விச்சில் இறக்கிவிடப்பட்ட பந்திற்கு ஈடாக, நவீன காலத்தைத் தெரிவிக்கிறது.

பெரும்பாலான மக்களுக்கு நானோ செகண்ட் வரை நேரத்தை அறிந்து கொள்ள வேண்டிய அவசியமில்லை என்றாலும், பல தொழில்கள் மற்றும் தொழில்நுட்பங்களுக்கு அது அவசியமாகிறது. "செயற்கைக்கோள் வழிசெலுத்தல் என்பது எங்கும் நிறைந்த உயர் துல்லியத் தேவைகளில் ஒன்றாகும், ஆனால் மற்ற பலவும் உள்ளன" என்று NPL இல் உள்ள அளவியல் நிபுணர் பேட்ரிக் கில் கூறுகிறார். "தொடர்பு ஒத்திசைவு, ஆற்றல் விநியோகம் மற்றும் நிதி வர்த்தகம் அனைத்திற்கும் அதிக துல்லியமான நேரம் தேவைப்படுகிறது." புதிய தொழில்நுட்பங்கள் கூடுதல் தேவைகளையும் ஏற்படுத்துகின்றன: 5G நெட்வொர்க் துல்லியமான ஒத்திசைவில் கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளது, எடுத்துக்காட்டாக, தன்னாட்சி வாகனங்களுக்கு வழிகாட்டும் வழிசெலுத்தல் தொழில்நுட்பத்தைக் கூறலாம்

விஷயம் என்னவென்றால், TAI என்பது இன்னும் ஒரு கற்பனையான "உண்மையான" கடிகார நேரத்தின் கட்டமைப்பாகவே உள்ளது. இது உலகம் வெறுமனே கடைப்பிடிக்க ஒப்புக்கொண்ட ஒரு அளவீடு. இது பல வேறுபட்ட அணுக் கடிகாரங்களின் சராசரியாக உள்ளது என்பது மட்டுமல்ல, ஒவ்வொன்றும் சற்று வித்தியாசமான மதிப்புகளைத் தருகின்றன. மற்றொரு காரணமும் இருக்கிறது. அது ஒரு அடிப்படைக் கேள்வியாக உருவெடுக்கிறது: நொடி என்றால் என்ன? பல ஆண்டுகளாக, இந்த SI அலகின் வரையறை மாறியுள்ளது. எனவே நேரம் பற்றிய நமது வரையறையும் மாறிவிட்டது. மேலும், அது விரைவில் மீண்டும் மாறலாம்.

நொடியின் புதுப்பிக்கப்பட்ட விளக்கம்

ஒரு நொடி என்பது, சராசரி சூரிய நாளின் 1/86,400 பகுதி என வரையறுக்கப்பட்டது - மதியம் சூரியன் வானத்தில் அதே புள்ளியை அடைய எடுக்கும் சராசரி நேரம், இது தோராயமாக 24 மணிநேரம் ஆகும். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், இது பூமியின் சுழற்சியை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இது ஒழுங்கற்றது என்று இப்போது நமக்குத் தெரியும். இரண்டாவது, இந்த வரையறையின்படி, கிரகத்தின் சராசரி சுழற்சி வேகம் என்பது 1930 இல் இருந்ததை விட 1900 இல் நீண்டதாக இருந்திருக்கும். (அளவியலாளர்கள் ஒருமுறை கிலோகிராமில் இதேபோன்ற சிக்கலைக் கொண்டிருந்தனர்: இது பாரிஸில் உள்ள ஒரு பெட்டகத்தில் வைக்கப்பட்டிருந்த உலோகத் தொகுதியை அடிப்படையாகக் கொண்டது, ஆனால் அது காலப்போக்கில் விவரிக்க முடியாதபடி மாறும், எனவே அனைவருக்கும் கிலோகிராம் வரையறையும் மாறியது.)

20 ஆம் நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில், அளவியல் வல்லுநர்கள் இது போதாது என்று முடிவு செய்தனர். எனவே, அவர்கள் காலத்திற்கு ஒரு புதிய வரையறையை உருவாக்கினர். 1967 இல், இரண்டாவதாக மாற்றப்படாத சீசியம் தரை-நிலை ஹைப்பர்ஃபைன் மாற்றத்தின் நிலையான எண் மதிப்பின் அடிப்படையில் இருக்க வேண்டும் என்று முடிவு செய்யப்பட்டது. அதன் பொருள் என்ன?

அடிப்படையில், இது மற்றொரு காலமுறை, மீண்டும் மீண்டும் நேரும் செயல்முறை - எல்லா நேரக்கட்டுப்பாட்டிற்கும் அடிப்படை. நீங்கள் நுண்ணலைகளுக்கு சீசியம் அணுக்களை உட்படுத்தினால், அவை அதிக மின்காந்த கதிர்வீச்சை வெளியிடுகின்றன, ஒரு குறிப்பிட்ட அதிர்வெண் அணுவிற்குள் உள்ள ஆற்றல் அளவைப் பொறுத்தது. இந்த அதிர்வெண்ணை அளவிடுவதன் மூலம் - பெண்டுலம் ஊசலாட்டங்களைக் கணக்கிடுவது போல - நீங்கள் நேரத்தை அளவிடலாம்.

NPL விஞ்ஞானிகள் இதை சீசியம் நீரூற்று என்று அழைக்கிறார்கள். "நாம் ஒளியைப் பயன்படுத்தி காற்றில் உள்ள அணுக்களை அரை மீட்டர் அளவுக்கு மேலே தூக்கி எறிந்தால் அவை மீண்டும் புவியீர்ப்பு விசையால் கீழே விழும். அதன் பிறகு நீங்கள் அந்த நீரூற்றை டியூன் செய்யக்கூடிய மைக்ரோவேவ்களைப் பயன்படுத்தி ஆய்வு செய்யலாம். " என்று கில் விளக்குகிறார். நீரூற்று அமைப்பது அவசியம், ஏனென்றால் "நீங்கள் அவற்றை முடிந்தவரை தொந்தரவு செய்யாமல் இருக்க வேண்டும். மின்சாரம் அல்லது ஒளியைப் பயன்படுத்துதல் போன்ற வேறு வழிகளில் அணுக்களைக் கையாண்டால், அது அதிர்வெண்ணை மாற்றிவிடக்கூடும்."

சீசியம், ஒரு ஐசோடோப்பாக மிகவும் நம்பகத் தன்மை வாய்ந்தது என்பதால் இந்த வரையறை தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது - ஒரு மாதிரியில் உள்ள அனைத்து அணுக்களும் அதே வழியில் மின்காந்த கதிர்வீச்சுக்கு எதிர்வினையாற்றும். மேலும், 20 ஆம் நூற்றாண்டில், மின்காந்த நிறமாலையில் உயர் அதிர்வெண்களை விட நுண்ணலை அதிர்வெண்கள் மிகவும் துல்லியமாகவும் நம்பகத்தன்மையுடனும் அளவிடப்படலாம். ஸ்டாப்வாட்ச் மூலம் உங்கள் சொந்த இதயத் துடிப்பை அளவிடுவதற்கு ஒத்ததாக இது இருக்கலாம், ஆனால் பறக்கும் ஈயின் சிறகுகளின் அதிர்வெண்ணை அளவிட இதைவிட மேம்பட்ட தொழில்நுட்பம் தேவை.

காலத்தின் கொடுங்கோன்மை

சிலர், கடிகாரத்தின் இருண்ட பக்கத்தைப் பார்க்கிறார்கள். கடிகாரத்தின் படி வாழ்ந்தால் அது நமக்கு ஒரு நண்பனாக இல்லாமல் ஒரு நம்மை அடிமையாக்கி விடுகிறது. சமூகவியலாளர் பார்பரா ஆடம், தொழில்துறையானது நேரத்தைக் கட்டுப்படுத்தும் போது, அது "கையாளுதல், மேலாண்மை மற்றும் கட்டுப்பாடு ஆகியவற்றிற்கு உட்படக்கூடிய, மற்றும் பண்டமாக்கல், ஒதுக்கீடு, பயன்பாடு மற்றும் துஷ்பிரயோகத்திற்கும் உட்படக்கூடிய அளவிடக்கூடிய ஒரு வளமாக மாறியது" என்ற வாதத்தை முன்வைக்கிறார். தொழில்துறை சாராத கலாச்சாரங்கள் பெரும்பாலும் நேரத்தை வேறு விதமாகப் பார்க்கின்றன. நேரம் "செலவழிக்க" அல்லது "விரயம்" செய்யக்கூடிய ஒரு பொருளாக பார்க்கப்படுவதில்லை.பல தசாப்தங்களாக, இந்த வரையறை பொருந்துகிறது. "இது மிகவும் நல்லது, ஏனென்றால் ஒவ்வொரு ஐந்து நிமிடங்களுக்கும் தரநிலை மாறாது, இது அளவியலில் முக்கியமானது" என்கிறார் கில். மேலும் இது NPL மற்றும் BIPM ஆல் சுற்றறிக்கை-T போன்ற ஆவணங்களில் கணக்கீடுகளை மேற்கொள்வதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

இருப்பினும், விஞ்ஞானம் முன்னேறியதால் புதிய தொழில்நுட்பங்களுக்கு இன்னும் துல்லியமான நேரம் தேவைப்படுகிறது - அளவியல் வல்லுநர்கள் நொடிக்கான ஒரு புதிய வரையறையைப் பற்றிச் சிந்திக்கத் தொடங்கியுள்ளனர். இது ஒரே இரவில் நடக்காது - ஒருவேளை 2030 களில் நடக்கலாம். ஆனால், 1960 களில் இருந்து பகிரப்பட்ட நேரக்கணிப்பில் மிகப்பெரிய மாற்றமாக இது இருக்கும்.

"சீசியத்தில் மைக்ரோவேவ் மாற்றத்தின் அடிப்படையில் நொடி வரையறுக்கப்பட்டபோதும், ஆப்டிகல் அதிர்வெண் அடிப்படையில் ஒரு சிறந்த கடிகாரத்தை உருவாக்க முடியும் என்பது ஏற்கனவே புரிந்து கொள்ளப்பட்டது" என்று NPL இல் இயற்பியலாளர் ஆன் கர்டிஸ் விளக்குகிறார். "ஆப்டிகல் அதிர்வெண்கள் நூற்றுக்கணக்கான டெராஹெர்ட்ஸில் மிக வேகமாக ஊசலாடுகின்றன. அதாவது, வினாடிக்கு நூற்றுக்கணக்கான டிரில்லியன் அலைவுகள்."

உயர் அதிர்வெண் ஏன் சிறந்தது? "அது ஏன் முக்கியமானது என்பதைப் பற்றி நீங்கள் சிந்திக்க விரும்பினால், வரையறுக்கப்பட்ட எண்ணிக்கையிலான கோடுகளைக் கொண்ட ஒரு ஸ்கேலை எடுத்துக்கொள்ளலாம்." என்று கர்டிஸ் விளக்குகிறார். ஒரு ஸ்கேலில் மில்லிமீட்டர்கள் குறிக்கப்படுகின்றன, ஆனால் மைக்ரோமீட்டர்கள் குறிக்கப்படுவதில்லை. நீங்கள் கோடுகளின் எண்ணிக்கையை நான்கு மடங்கு அதிகரித்தால், மிகவும்ம் துல்லியமாக அளவிட முடியும்."

எனவே, NPL போன்ற ஆய்வகங்களில், விஞ்ஞானிகள் இப்போது புதிய ஆப்டிகல் தொழில்நுட்பத்தை பரிசோதித்து வருகின்றனர், அடுத்த பத்தாண்டுகளுக்குள், நொடிக்கான ஒரு புதிய வரையறை கண்டுபிடிக்கப்படும் என்று நம்பலாம்.

முதலில் இன்னும் நிறைய சோதனைகள் தேவை. "உலகெங்கிலும் உள்ள பல்வேறு தேசிய அளவியல் ஆய்வகங்கள் அனைத்திற்கும் பயன்படுத்தக்கூடிய, நடைமுறைக்குட்பட்ட மற்றும் உணரக்கூடிய ஒரு வரையறையை உருவாக்க வேண்டும்," என்கிறார் கர்டிஸ். "எனவே இது ஒரு குழு மட்டுமே செய்யக்கூடிய சில குறிப்பிட்ட விஷயமாக இருக்க முடியாது. அவர்கள் அதை நன்றாக செய்தால், அது உலகளாவிய மறுவரையறை என்று அழைக்கக்கூடிய ஒன்றாக இருக்க வேண்டும்."

நேரம் ஒரு கட்டமைப்பாக

அப்படியென்றால் இதையெல்லாம் நாம் எப்படிப் புரிந்து கொள்வது? ஒன்று, இது ஒரு அசாதாரண உண்மையை விளக்குகிறது: பூமியில் எப்போதும் முழுமையாக நிலையானதாக அல்லது சரியான விகிதத்தில் இயங்கும் எந்த கடிகாரமும் இல்லை. மக்கள் சூரியக் கடிகாரங்களைப் பயன்படுத்தியபோதும் இது தான் நிலைமை. அணுக்கடிகார காலத்திலும் இதுவே உண்மை.

உதாரணமாக, நொடி என்பது நம்மிடம் உள்ள தொழில்நுட்பத்தின்படி வரையறுக்கப்படுகிறது, மேலும் தேர்வு செய்யும், அளவியல் வல்லுநர்கள் குழு என்ன முடிவெடுக்கிறது என்பதைப் பொருத்தது அது. அணு கடிகாரங்கள், எவ்வளவு துல்லியமாக இருந்தாலும், இன்னும் "ஸ்டீரிங்" தேவை. கால அளவீட்டில் லீப் விநாடிகளைச் சேர்ப்பது போன்ற விஷயங்களை அளவியல் வல்லுநர்கள் செய்யும்போது, அவர்கள் மனிதத் தேவைகளுக்கு ஏற்ப, நேரத்தைச் சரிசெய்கிறார்கள்:

கடிகார நேரம் என்பது நாம் ஒப்புக்கொண்ட ஒரு நேரம் தானன்றி, அது உண்மையான நேரமன்று.

இருப்பினும், இந்த ஒப்புதல், நவீன சமூகங்களுக்குள் வாழ்வதற்கும் வேலை செய்வதற்கும் அவசியமானது. எல்லா நேரமும் உள்நாட்டில் வரையறுக்கப்பட்ட காலக் கணக்கை மட்டுமே நாம் பின்பற்றினால், நமது பல தொழில்நுட்பங்கள் வேலை செய்வதை நிறுத்திவிடும், ரயில்கள் விபத்துக்குள்ளாகும், மற்றும் நிதிச் சந்தைகள் சரிந்துவிடும். விரும்பியோ விரும்பாமலோ, உலகம் கடிகார நேரத்தில் கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளது.

இருப்பினும், இந்தக் கட்டமைப்பின் அடித்தளம் உண்மையில் என்ன என்பதைக் கருத்தில் கொள்வது சரியாக இருக்கும். ஒரு அளவியல் வல்லுநரைப் போல நீங்கள் நேரத்தைப் பற்றி சிந்திக்கும்போது, நேரம் வித்தியாசமான ஒன்றாகத் தோன்றும்.

NPL இல், "மேசரைத் தொட வேண்டாம்" என்ற எச்சரிக்கையைப் படித்தபோது, எனக்கு அதைச் சுற்றிக் காட்டும் விஞ்ஞானிகளில் ஒருவரிடம், அவர் ஒரு நல்ல நேரக் காப்பாளராக இருக்கிறாரா என்று நான் கேட்கிறேன்: உதாரணமாக, அவர் தனிப்பட்ட முறையில் நேரத்தைக் கடைப்பிடிக்கிறாரா? என்று கேட்கிறேன். "ஓ, நான் நானோ வினாடிகளில் மட்டுமே சிந்திக்கிறேன்" என்று அவர் பதிலளித்தார்.

ரிச்சர்ட் ஃபிஷர் பிபிசி ஃபியூச்சரின் மூத்த பத்திரிகையாளர். அவரது ட்விட்டர் சுட்டி @rifish. அவர் தி லாங்-டெர்மிஸ்ட்ஸ் ஃபீல்ட் கைடு என்ற செய்திமடலை எழுதுகிறார், மேலும் தி லாங் வியூ (வைல்ட்ஃபயர்/ஹெட்லைன்) என்ற வரவிருக்கும் புத்தகத்தின் ஆசிரியரும் ஆவார்.

நீங்கள் நேரத்தைக் கண்காணிப்பு குறித்து மேலும் ஆராய விரும்பினால், UK தேசிய இயற்பியல் ஆய்வகம் Introduction to Time and Frequency Measurement என்ற இலவச மின்-கற்றல் படிப்பை வழங்குகிறது.

சமூக ஊடகங்களில் பிபிசி தமிழ்: