Nemzetközi atomidő

Mai időrendszerünk alapja az atomidő (nemzetközi rövidítése: TAI, a francia Temps atomique international kifejezés alapján, angolul: International Atomic Time), melyet atomórák láncolatával, nemzetközi megállapodás alapján mérnek.

Működése Az atommásodperc definíció szerint a 133-as cézium-izotóp két, ún. hiperfinom állapota közti elektronátmenet során keletkező elektromágneses sugárzás egy periódusának 9 192 631 770-szerese, ennek hivatalos neve SI másodperc.

A nemzetközi atomidő mint időskála 200 atomóra súlyozott átlagából keletkezik, ezek 50 ország laboratóriumaiban működnek (köztük van az Országos Mérésügyi Hivatal Hewlett-Packard gyártmányú cézium atomórája is). Az órákat a GPS által közvetített idővel, illetve kétirányú műholdas kapcsolaton keresztül hasonlítják össze egymással.Circular T 2009. Az átlagolás miatt az így kapott idő sokkal stabilabb, mint bármelyik atomóra, amik legtöbbje céziumos működésű.McCarthy & Seidelmann 2009, 207, 214

A részt vevő intézetek kisugározzák az általuk helyesnek tartott időt, kódsorozat formájában, amit általában hosszúhullámú rádiójelek hordoznak, amik pontos frekvenciája is egyfajta etalonnak számít. Újabban a pontos időt az európai kereskedelmi rádiók is sugározzák, RDS kódolással az URH sávban. A rádiójelek az időt UTC időként tartalmazzák, mert ez a formátum használatos a mindennapi életben (amit az adott földrajzi hely időzónájának megfelelő zónaidőben jelenítenek meg). Az UTC és a TAI egymástól jól meghatározható, egész számú másodpercnyi eltérést mutat (2012. július 1-jén 0h UTC-kor TAI - UTC = 35 s), mivel az UTC-t időről időre a Föld lassuló tendenciát mutató forgásához szinkronizálják (ez a folyamat a szökőmásodperc alkalmazása). A TAI viszont az atomórák összessége alapján meghatározott ritmusban egyenletesen jár (éppen az atomóra alkalmazása vezetett annak pontos méréséhez, hogy a Föld milyen sebességgel forog, illetve annak felismeréséhez, hogy ez a forgás ingadozásokat mutat, melyek összes okát még nem ismerjük).

Az atomórák működésének összehangolása a Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Hivatal feladata, ami ezt rendszeresen elvégzi, és utólag számítja ki a nemzetközi atomidőt. Az eredményeket havonta nyilvánosságra hozzák az interneten (letöltési hely: a BIPM FTP-szervere- a szövegfájlok fájlkiterjesztése egy sorszám). A közölt táblázat a végeredményként kapott TAI és az adott intézet által megállapított TAI közötti különbséget is közli TAI-TAI(k) (vagy UTC-UTC(k)) formában, 5 napos bontásban, ahol a k helyén az adott intézet értendő. A nem-szinkronizált atomórák adatait TAI-TA(k) jelöléssel adják meg. Az esetleges hibákat a következő alkalommal közlik, de ettől eltekintve a publikált TAI időn nem változtatnak utólag.

Felhasználása rádiófrekvenciás interferometria, VLBI relativisztikus hatások kimutatása

Története Az időszinkronizálás az atomórák feltalálása előtt csillagászati megfigyelésektől függött. Az obszervatóriumok által szolgáltatott idő gyakran tizedmásodpercekkel eltért egymástól.

Az atomidő szolgáltatása kísérletileg már 1955-ben megkezdődött, a National Physical Laboratory (NPL, Nagy-Britannia) első cézium-atomórájával. Eleinte kvarcórákat szinkronizáltak az atomórához. Az amerikai United States Naval Observatory 1956. szeptember 13-án hozta működésbe az A.1 időskálát, amit egy Atomichron márkanevű, kereskedelemben kapható atomóra szolgáltatott. Nullpontját 1958. január 1-jén 0 h 0 m 0 s világidőre tették. Ekkor az A.1 skálán 0 h 0 m 0 s értéket „állítottak be”. Ezt követte az NBS-A időskála az amerikai Szabványügyi Hivatalban (Boulder, Colorado). Az International Time Bureau 1955 júliusában kezdte meg a működést, és a Tm jelzésű időskálát szolgáltatta. Ehhez céziumórákat alkalmazott, amiket távoli órákkal hasonlított össze, amiknek jeleit hosszúhullámú rádiójelekkel kapta meg. Mindkét időskála 1958-cal kezdődött, Julián dátum szerint 2436204.5-kor (1958. január 1. 00:00:00). Az időskála neve A.3-ra változott 1963-ban, majd TA(BIH)-re 1969-ben.McCarthy & Seidelmann 2009, 199–201. Az A.3 jelű atomidő skála nullpontja kb. 34,4 milliszekundummal későbbi az A.1-nél. Az A.3-hoz igazították később a nemzetközi atomidőt.

Az SI másodpercet 1967-ben határozták meg, mint a céziumatom adott számú rezgésszámát, ezt 1971-ben átnevezték nemzetközi atomidőre.(TAI).McCarthy & Seidelmann 2009, 202–4.

Az UTC-t 1961-ben vezették be. Az UTC nem egyenletesen haladó skála, mivel időnként a Föld egyenetlen forgásához igazítják szökőmásodperc beiktatásával. Az UTC 1971 végéig körülbelül megegyezett az UT2-vel, utána pedig az UT1-gyel.McCarthy & Seidelmann 2009, 227–9.

Jegyzetek

Fordítás

További információk

Bureau International des Poids et Mesures: TAI Time and Frequency Section - National Physical Laboratory, UK IERS website NIST Time and Frequency FAQs History of time scales NIST cesium fountain standard Optical frequency comb for metrology and timekeeping Japan Standard Time Project, NICT, Japan

Magyar nyelven: Fejes István, Nagy Sándor: Az idő a földtudományokban, Magyar Tudomány, 2008/11 1350. o.

Kategória:Időmérés