‘सेकंड’ को पुनर्परिभाषित करना

संदर्भ

ऑप्टिकल परमाणु घड़ियों की वैश्विक तुलना ने वर्ष 2030 तक समय की SI इकाई, सेकंड, को पुनर्परिभाषित करने का मार्ग प्रशस्त किया है।

सेकंड की वर्तमान परिभाषा

• वर्तमान में सेकंड को सीजियम-133 परमाणु से उसके अतिसूक्ष्म ऊर्जा संक्रमण के दौरान माइक्रोवेव विकिरण के 9,192,631,770 चक्रों में लगने वाले समय के रूप में परिभाषित किया गया है।
  • सीजियम (Cs) परमाणु घड़ियाँ वैश्विक मानक के रूप में कार्य करती रही हैं, जिनकी अत्यंत उच्च सटीकता प्रत्येक 300 मिलियन वर्ष में केवल एक सेकंड का विचलन होता है।

सेकंड को पुनः परिभाषित करने का कारण

• GPS नेविगेशन, रेडियो खगोल विज्ञान और जलवायु निगरानी में बढ़ते अनुप्रयोगों के साथ, और भी सटीक समय-निर्धारण की माँग बढ़ गई है।
• ऑप्टिकल परमाणु घड़ियाँ, जो सीजियम घड़ियों की तुलना में लगभग 10,000 गुना अधिक आवृत्तियों पर कंपनों की गणना करती हैं, 18 दशमलव स्थानों तक सटीकता प्रदान करती हैं, और 15 अरब वर्षों में एक सेकंड से भी कम समय का विचलन दर्शाती हैं।

‘सेकंड’ की पुरानी बनाम नई परिभाषा

पहलू	पुरानी परिभाषा (1967)	नई परिभाषा (अनुमानित 2030)
मापन आधार	Cs-133 (सीजियम) परमाणुओं से माइक्रोवेव विकिरण।	स्ट्रोंटियम और यटरबियम परमाणुओं से प्रकाशीय विकिरण
शुद्धता	एक सेकंड को 9,192,631,770 हर्ट्ज की आवृत्ति से मापा जाता है	एक सेकंड को 18 दशमलव स्थानों तक मापा जा सकता है, जो कहीं अधिक सटीकता प्रदान करता है
शुद्धता	स्थिर लेकिन आवधिक अंशांकन की आवश्यकता है। प्रत्येक 300 मिलियन वर्ष में एक सेकंड का विचलन।	15 अरब वर्षों में केवल 1 सेकंड का विचलन अपेक्षित

वैश्विक ऑप्टिकल घड़ी प्रयोग के बारे में

• फरवरी और अप्रैल 2022 के बीच, यूरोप और जापान के छह राष्ट्रीय मापविज्ञान संस्थानों के शोधकर्ताओं ने ऑप्टिकल परमाणु घड़ियों की अब तक की सबसे बड़ी अंतरमहाद्वीपीय तुलना की।
• प्रयुक्त घड़ियाँ: स्ट्रोंटियम (Strontium)-87, यटरबियम-171, इंडियम-115 जैसे परमाणुओं और उनकी आवेशित आयन अवस्थाओं पर आधारित 10 ऑप्टिकल घड़ियाँ।
• लिंकिंग विधियाँ: घड़ियों को ऑप्टिकल फाइबर और GPS-आधारित तकनीकों जैसे इंटीजर प्रिसिस पॉइंट पोजिशनिंग (IPPP) के माध्यम से जोड़ा गया।
• समय अवधि: 45 दिनों का निरंतर संचालन, डाउनटाइम के दौरान बैकअप घड़ियों का उपयोग किया गया।
• परिणाम: 38 आवृत्ति अनुपात दर्ज किए गए, जिनमें से कई को पहले कभी नहीं मापा गया था, जिससे अनिश्चितता का स्तर 4.4 × 10⁻¹⁸ जितना कम हो गया।
• त्रुटि पहचान: इतालवी Yb घड़ियों और अन्य में कुछ विसंगतियाँ पाई गईं, जिन्हें वर्ष 2030 से पहले और परिष्कृत करने की आवश्यकता है।

DOWNLOAD PDF