Erloju atomikoa

Denboraz eta atomoez hitz egin behar dugu jarraian. Nola da posible materiaren zatirik txikienak gai izatea minutuak eta segundoak zehaztasun izugarriaz neurtzeko? Erloju atomikoen bidez gertatzen da hori, eta, oso gauza bitxia badirudi ere, erloju berezi horiek eguneroko bizitzako ekintza askoren atzean aurkitu daitezke. Irakasle Alemaniar batekin bildu gara gehiago jakiteko asmoz; Robert Wynands erreferentea da mundu osoan atomoen bidezko denboraren neurketan.

ERLOJU ATOMIKOAK

Denok dakigu zer den denbora: gauza ezaguna da, ohikoa. Baina saia zaitez definitzen: zer da denbora? Mendeetan zehar, zientzialariei buruhauste bat baino gehiago sortu die denboraren definizioak.

Agian, irtenbide praktikoena Einsteinek eskaini zuen: “Denbora da erlojuarekin neurtzen dugun hori” esan zuen. Alegia, denbora mugatzeko, erlojuetara jo behar dugula. Eta Einsteinek hala badio, hala izango da: erlojuen zehaztasuna behar-beharrezkoa dugu.

Munduan dauden ordularirik zehatzenak erloju atomikoak dira. Beharrezkoak dira GPS sistemei, finantza-transakzioei edota telefonia-sareei mundu-mailako denbora-azpiegitura bat eskaintzeko, besteak beste.

Erloju atomikoak bereziak dira, atomoen oszilazioen bidez funtzionatzen dutelako; mota askotakoak dauden arren, zehaztasun handienekoak bederatzi besterik ez dira mundu osoan.

Robert Wynands irakaslea aditua da erloju atomikoetan. Alemaniako Metrologia Zentroan egiten du lan. Erakunde horretan, Alemaniako denbora ofiziala ezartzeaz gain, munduko erloju atomikorik zehatzenetako bat daukate beren instalazioetan.

ROBERT WYNANDS; ALEMANIAKO METROLOGIA ZENTROA: Oso erraza da erloju atomiko batek nola funtzionatzen duen azaltzea: beste edozein ordularik bezala funtzionatzen du. Modu errepikakorrean dabilen sistema bat du: imajina ezazu atzera eta aurrera dabilen pendulu bat. Periodo batek zenbat irauten duen baldin badakizu, periodo-kopurua zenbatu besterik ez duzu, eta orduan jakingo duzu zenbat denbora pasa den. Erloju atomiko batean ez dabil pendulu bat martxan atzera eta aurrera, baizik eta atomo baten barneko oszilazioa, eta guk horri sistema tekniko batekin antzematen diogu. Hain zuzen ere, sistema tekniko horri deritzo erloju atomiko.

Alemaniako Metrologia Zentroko erloju atomikoak egunean zehar bidaltzen dituen irrati-seinaleei esker, merkatuan badira dagoeneko etxerako ordulari batzuk, seinale hori jaso eta erlojuak orduan automatikoki jartzeko ahalmena dutenak.

ROBERT WYNANDS; ALEMANIAKO METROLOGIA ZENTROA: Uhin luzeko irrati-transmisore bat daukagu, Alemanian zehar milioika erabiltzaileri informazioa transmititzen diena. Gainera, seinale hori hemen ere, Bilbon, jaso daiteke. Beraz, esan daiteke Europa osoa ari garela denboraz hornitzen.

Munduko ordularirik zehatzena Parisko Behatokian dago, eta 80 milioi urte behar ditu segundo bat atzeratzeko. Horrek esan nahi du Lurrean dinosauroak desagertu zirenetik, gutxi gorabehera, segundo bakar bateko errorea izan duela. GPS sistemak behar bezala funtziona dezan, aldiz, 32.000 urtean errorea gehienez segundo batekoa izango dela  bermatuko duten erloju atomikoak behar dituzte sateliteek.

Nabigazio-sistemetako sateliteen ordulariek zorro zilindriko baten itxura dute, baina barnean atomoak dantzan dabiltza. Dantza horren erritmoa erregularra da benetan, eta huraxe da erlojuen zehaztasunaren iturria.

Erlojuan, atomoak tunel luze batetik pasarazten dira, eta bertan ordenatu egiten dira, barrunbe handi batera iritsi aurretik. Han, norabide guztietan mugitzen dira. Atomoak kitzikatu eta mikrouhin-fotoiak igortzen dituzte. Igorpen horien maiztasuna erabat egonkorra da, beti berdina, eta erregulartasun horrek sortzen du erritmo atomikoa, nabigazio-sistema ororentzat funtsezkoa dena. Pultsu horiek seinale bihurtzen dira, eta metronomo-erritmoarekin bidaltzen dira Lurrera.  

ROBERT WYNANDS; ALEMANIAKO METROLOGIA ZENTROA: Erloju atomikoen bi “bip”-en artean dagoen tartea eta denbora unibertsalaren bi “bip” artean dagoen tartea gauza bera da zehatz-mehatz. Baina, oso noizean behin, Lurraren abiadura dela eta, gure denbora unibertsalaren erlojuak —alegia, gure eguneroko erlojuak— segundo batez gerarazi behar ditugu. Hala, Lurrari errotazio-angelu pixka bat hartzen utziko diogu eta aurrera jarraitu ahal izango dugu. Segundo gehigarri bat txertatzea deitzen zaio horri.

Lurraren barne-oszilazioa dela eta, bizpahiru urtean behin segundo batean aldentzen dira denbora atomikoa eta denbora unibertsala edo ohikoa. Horregatik, aurtengo Urtezahar gauean, segundo bat gehiago izango da ospakizunetarako, 2.009. urteko kanpai-hotsak ohi baino segundo bat beranduago iritsiko baitira.

Baina, anekdotetatik haratago, erloju atomikoen inguruan ikerketa garrantzitsuak ere ari dira garatzen azken urteetan.

ROBERT WYNANDS; ALEMANIAKO METROLOGIA ZENTROA: Mota ezberdinetako erloju atomikoak konparatzen ditugu urtero, eta ordularien irakurketan diferentziaren bat aurkitzen badugu, oinarrizko konstanteen balio numerikoan aldaketa bat izan dela interpreta daiteke. Eta esan beharra daukat hori erabat txundigarria iruditzen zaidala. Ordulariak eraikiz, munduak nola funtzionatzen duen ikas dezaket neurri batean: ea naturako konstanteak benetan ez diren aldatzen, ea benetan konstante ote diren.

Posible izango al da erloju zehatzagoak eraikitzea? Izan ere, milioika urtetan segundo bateko zehaztasunaz ari gara, eta zaila da benetan hori neurtu eta hobetzea. Denborak esan beharko du; erlojuekin neurtzen den horrexek berak.