Bersiaplah Untuk Yang Baru, Peningkatan Kedua

Pemikiran astronomis yang sama itu membuat mereka menambal metode penghitungan Babilonia kuno dengan 60, sistem seksagesimal, ke dalam jam. Sama seperti mereka membagi 360 derajat lingkaran atau bola Bumi menjadi 60 bagian, atau menit, mereka kemudian membagi setiap menit menjadi 60 detik.

Pembagian pertama dari 24 jam hari (dikenal dalam bahasa Latin sebagai bagian minutae primae) memberi mereka panjang satu menit, yaitu satu-1.440 hari matahari rata-rata. Pembagian kedua (partes minutae secundae) memberi mereka durasi — dan nama — dari yang kedua, yaitu satu-86.400 hari. Definisi itu berlaku, pada dasarnya, sampai tahun 1967. (Ada jalan memutar singkat ke dalam sesuatu yang disebut waktu ephemeris yang begitu rumit bahkan ahli metrologi tidak menggunakannya.)

Tapi definisi itu bermasalah. Bumi secara bertahap melambat dalam rotasi hariannya; hari tumbuh sedikit lebih lama dan detik astronomi juga. Perbedaan kecil itu bertambah. Berdasarkan ekstrapolasi dari gerhana sejarah dan pengamatan lainnya, Bumi sebagai jam telah kehilangan lebih dari tiga jam selama 2.000 tahun terakhir.

Satuan waktu standar, berdasarkan perhitungan astronomi, bukanlah kenyataan yang menjadi ketidakteraturan yang tidak dapat ditoleransi bagi ahli metrologi selama dekade pertama abad ke-20 ketika mereka menemukan bagaimana putaran Bumi. Sains menuntut keteguhan, keandalan, dan keterulangan. Begitu juga waktu — dan pada akhir 1960-an, masyarakat menjadi bergantung pada frekuensi sinyal radio, yang menuntut pengaturan waktu yang sangat tepat.

Ahli metrologi beralih ke pergerakan partikel atom yang jauh lebih dapat diprediksi. Atom tidak pernah aus atau melambat. Properti mereka tidak berubah seiring waktu. Mereka adalah penunjuk waktu yang sempurna.

Pada pertengahan abad ke-20, para ilmuwan telah membujuk atom cesium 133 untuk membocorkan rahasia kutu dalam mereka. Cesium, logam keperakan-emas yang cair pada suhu sekitar suhu kamar, memiliki atom yang berat dan lambat, yang berarti mereka relatif mudah dilacak.

Para ilmuwan menempatkan atom cesium dalam ruang hampa dan memaparkannya pada energi gelombang mikro, dalam rentang medan elektromagnetik yang tidak terlihat. Tugasnya adalah mencari tahu panjang gelombang, atau frekuensi mana, yang akan merangsang atom cesium sebanyak mungkin untuk memancarkan paket cahaya, atau foton. Foton diambil oleh detektor dan dihitung.