Pengertian Jam Atom Menurut Fisika

Dewasa ini kita telah masuk ke dalam era digital. Era digital merupakan era di mana wilayah bukan lagi sebagai batas. Era yang mampu menyatukan kita tanpa ada lagi batasan tempat dan perbedaan waktu. Maka dari itu diperlukanlah waktu yang sama agar terjadi keseragaman baik itu nasional maupun internasional.

Penyegeraman waktu sebenarnya telah dibuat menggunaan istilah GMT (Greenwich Mean Time (GMT). GMT sendiri merupakan rujukan waktu di dunia. Jadi, untuk menyamakan waktu pada berbagai negara, kita harus harus merujuk pada GMT yang berlokasi di London.

Seiring berjalannya waktu GMT telah tergantikan dengan UTC (Universal Time Coordinated). Dalam UTC digunakanlah perhitungan Waktu Atom Internasioal (TAI) sebagai metode penyegeraman waktu yang lebih presisi. Alat yang digunakan pada TAI yaitu menggunakan jam atom. Jam atom inilah yang menjadikan alat pokok sebagai penentu kesegeraman waktu di dunia. Hingga saat ini sudah terdapat 400 jam atom yang tersebar di dunia yang dimiliki oleh lembaga dan observarium di masing-masing negara.

Pengertian Jam Atom Menurut Fisika

Jam atom adalah jenis jam yang menggunakan standar frekuensi resonansi atom sebagai perhitungannya. Jam atom awal adalah maser dengan peralatan lainnya. Standar frekuensi atom terbaik sekarang ini berdasarkan fisika yang lebih maju melibatkan atom dingin dan air mancur atomik.

Ketika elektron-elektron di dalam orbit mengelilingi nukleus atom dieksitasi oleh injeksi energi elektron-elektron cenderung kembali dengan cepat ke keadaan energi lebih rendah seperti semula dan kecepatan kembali dari transisi khusus ini selalu identik jika kondisi-kondisi lainnya dikontrol dengan tepat.

Ini adalah landasan teori untuk jam atom. Jam atom adalah alat yang menyediakan ukuran waktu paling akurat di dunia dewasa ini. Jam atom mendefinisika waktu lebih akurat daripada rotasi bumi itu sendiri. Karena begitu akuratnya jam atom, maka sejak 1967, detik secara resmi didefinisikan sebagai durasi 9.192.631,770 siklus radiasi dari sebuah transisi elektron dalam atom caesium -133.

Dalam prakteknya, sinyal waktu jam atom dihasilkan oleh sirkuit oscilator elektronik yang dikendalikan dengan frekuensi tinggi oleh resonansi magnetik dengan gas-gas atom yang terkandung di dalam ruang gelombang mikro-suatu ruang didalamnya bidang-bidang elektromagnetik dibatasi dan diperkuat oleh resonansi.

Atom-atom disuntikkan ke dalam ruang gelombang mikro dalam bentuk uap, dan sebuah laser dengan frekuensi dan panjang gelombang yang disetem dengan sangat tepat ditembakkan pada atom-atom. Setiap foton didalam sinar laser membawa energi dalam jumlah yang tepat untuk memicu transisi elektron yang diinginkan di dalam atom kembali ke keadaan energi yang lebih rendah, atom ditembak lagi dengan foton laser lainnya. Bidang magnetik-elektron resonan dengan cepat terbentuk di dalam resonator. Resonator ini mengendalikan sirkuit waktu elektronik.

Transisi yang digunakan dalam jam atom mungkin melepas energi di gelombang mikro, panjang gelombang ultraviolet, dan umumnya melibatkan atom-atom hidrogen, caesium atau rubidium. Walaupun prinsip di belakang mesin ini telah ditetapkan dengan baik, kemajuan-kemajuan sedang dibuat dalam hal desain dan ketepatan. Misalnya, sekarang jam atom paling tepat dan akurat bisa mendinginkan atom-atom hingga ke suhu yang mendekati nol absolut supaya mengurangi variasi-variasi transisi yang tidak diinginkan.

Jam atom pertama dibuat pada 1949 di National Bureau of Standards A.S. Jam atom pertama yang akurat, berdasarkan transisi dari atom caesium -133, dibuat oleh Luis Essen pada 1955 di National Physical Labolatory di Britania. Pada Agustus 2004, ilmuwan NIST mempertunjukkan sebuah jam atom skala-chip. Menurut para periset, jam ini seakurat seperseratus dari jam lainnya yang telah ada sebelumnya. Dan mereka menyatakan bahwa jam ini hanya memerlukan 75 miliwatt, membuatnya cocok untuk aplikasi yang menggunakan baterai.

Sumber :

·         Ikatan Tutor Indonesia. 2015. A-Z Menguasai Fisika dalam 10 Menit. Yogyakarta : Penerbit Indoliterasi.

·         lipi.go.id