Se qualcuno ti chiedesse quanto dura un secondo, cosa diresti? La persona probabilmente risponderebbe che il secondo è l'unità base del tempo. Pertanto, un minuto contiene 60 secondi, 60 minuti costituiscono un'ora e così via. Quindi un secondo equivale a 1000 millisecondi o 0,0166667 minuti, giusto?
Tuttavia, questa risposta, pur non essendo del tutto sbagliata, spesso non tiene conto delle complessità legate alla definizione precisa del secondo in termini di transizioni atomiche e modelli di frequenza.
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Per saperne di più:
La prospettiva tradizionale riflette il modo in cui il tempo viene generalmente visto nella vita di tutti i giorni, sulla base di dispositivi di misurazione del tempo tradizionali come gli orologi meccanici o digitali.
D'altra parte, esiste una comprensione più approfondita della definizione di quest'ultimo, che molte persone potrebbero non conoscere.
Quanto vale un secondo?
Se vogliamo essere molto precisi nel rispondere a questa domanda, è necessario considerare l'attuale definizione formale del Sistema Internazionale di Unità (SI). SI è il sistema di unità di misura più adottato al mondo per la standardizzazione delle misurazioni, comprese unità come metro, chilogrammo, secondo, ampere, kelvin e altre.
La gestione dell'SI è responsabilità della Conferenza generale sui pesi e le misure (CGPM), un'organizzazione internazionale che rivede e aggiorna regolarmente le definizioni delle unità per riflettere i progressi scientifici e tecnologici.
Fatta questa precisazione, proseguiamo:
Nel 1967, il Tredicesimo Congresso della CGPM definì un secondo come segue: “Un secondo è la durata di 9.192.631.770 periodi di radiazione corrispondenti alla transizione tra i due livelli ultrafini dello stato fondamentale dell’atomo di cesio-133”.
Nella sessione del 1997, il CGPM affermò che: “Questa definizione si riferisce all’atomo di cesio a riposo, ad una temperatura di zero Kelvin”.
Nella sua ventiseiesima riunione (2018), il CGPM ha rivisto le definizioni delle unità SI di base, inclusa la seconda, che ha definito prendendo il valore numerico costante della frequenza del cesio ΔνCs, che è la frequenza di transizione ultrafine senza perturbazioni dello stato fondamentale Il valore dell'atomo di cesio 133 è 9.192.631.770, espresso in Hz, che equivale a ⁻¹.
complicato? Questo perché la definizione moderna di quest'ultimo si basa su proprietà specifiche dell'atomo di cesio, fornendo una misurazione del tempo più accurata e coerente. Per comprendere meglio ciò può essere utile conoscere l’evoluzione della Seconda Convenzione nel tempo.
Qual è l'origine del secondo?
Inizialmente il secondo era definito in termini di frazioni del giorno solare medio. La giornata era divisa in 24 ore, ogni ora in 60 minuti e ogni minuto in 60 secondi. Cioè, un secondo era definito come 1/86.400 del giorno solare medio
Tuttavia, gli astronomi scoprirono che questa definizione non era precisa, poiché la rotazione della Terra non è del tutto costante.
Tuttavia, a metà del XX secolo, i progressi nella tecnologia atomica portarono grandi cambiamenti. La ricerca sperimentale ha dimostrato che il criterio dell'intervallo di tempo atomico, utilizzando la transizione tra due livelli energetici in un atomo o in una molecola, può essere più accurato nell'individuare il secondo livello.
Nel 1967, riconoscendo la necessità di maggiore precisione, la 13a riunione della CGPM decise di sostituire la definizione della seconda. La nuova definizione si basava sui periodi di radiazione corrispondenti alla transizione ultrafine dell'atomo di cesio-133.
Tuttavia, gli sviluppi non si limitano a questo. Sia il CGPM che la comunità scientifica riconoscono l'importanza di migliorare continuamente le definizioni delle unità fondamentali, garantendo la continua accuratezza nelle misurazioni di tempo e frequenza.
Recentemente sono stati compiuti progressi significativi attraverso la ricerca sugli orologi ottici, che hanno influenzato la precisione dell'attuale definizione del secondo.
