¿Por qué se define el segundo como un número ridículo de oscilaciones de un átomo de cesio? ¿No podrían encontrar algún elemento menos oscuro?

La razón de un elemento como el cesio, que no es un elemento oscuro, es doble:

Primero es un elemento en la columna 1 de la tabla periódica (justo después de los gases nobles). Eso significa para un átomo en estado fundamental que todos los electrones, excepto los más externos, están completamente emparejados y el giro de los electrones combinados en el átomo en su totalidad coincide con el giro del electrón más externo tiene un giro de 1/2. La transición hiperfina implica si el giro del electrón está alineado o es opuesto al giro nuclear. Hay una diferencia de energía muy leve entre estos dos estados, y el átomo “prefiere” estar en los estados de energía más bajos, pero es muy fácil volver a excitar el electrón al estado hiperfino elevado y desencadenar una oscilación que se puede monitorear y controlar. contado

En segundo lugar, el cesio tiene un solo isótopo estable, por lo que es más fácil purificar el material, por lo que tiene una sola frecuencia de transición hiperfina.

Ahora, cuanto más alta es la frecuencia de transición oscilatoria, más preciso es el reloj, por lo que no debería sorprender ver un recuento grande de 10 ciclos de ciclos hiperfinos en la definición de la segunda. Entonces, si asocia “ridículo” con grandes números, entonces debe considerar que la precisión es ridícula.

El gran número es porque los metrólogos querían que la nueva definición en términos de cesio tuviera unos segundos que tuvieran la duración más cercana a la definición previa. No queremos que los segundos antiguos tengan una duración obviamente diferente a la del segundo nuevo. Debido a que la frecuencia de transición se puede hacer de manera confiable y precisa, eso significa que el valor resultante de 10 dígitos casi seguramente no sea un número de “ronda agradable”. Así, terminamos con 9 192 631 770 como el recuento de los ciclos de cesio hiperfinos para constituir un segundo. Entonces, si asocia “ridículo” con muchos dígitos que no son cero, entonces debe considerar la continuidad de la duración del segundo como ridícula. Es altamente improbable que cualquier otro elemento satisfaga las dos características anteriores para generar una transición hiperfina de uso confiable y tener un conteo de oscilaciones “más agradable” para definir el segundo.

El cesio se utiliza en un reloj atómico. Los siguientes criterios lo hacen adecuado para un reloj de precisión:

  1. Fácil de separar para que solo un isótopo esté presente. El cesio que se encuentra en la naturaleza es 100% Cs – 133.
  2. Número impar de electrones (haz de manipulación con un campo eléctrico).
  3. Alta frecuencia para la transición particular utilizada como la frecuencia de reloj (mejor precisión)
  4. Se convierte fácilmente en vapor.

En resumen, eligieron un elemento con las propiedades que necesitaban para el reloj. El cesio realmente no es tan oscuro. Está en la primera columna de la tabla periódica y se descubrió por primera vez en 1860.

Debido a que no había definición de un segundo, hicimos una al azar y la llamamos así. Los relojes de cesio eran comunes en ese momento. Trabajan con un cristal de cesio si mi memoria me sirve correctamente.

Creo que se hizo cuando se inventó el sistema métrico.

Dato curioso, los científicos no pudieron ponerse de acuerdo sobre una unidad de masa, por lo que eligieron una bola de cañón y la definieron como un kilogramo. Se celebra en paris.