Definiția Oficială a Secundei
Din 1967, secunda este definită ca durata a 9.192.631.770 perioade ale radiației corespunzătoare tranziției între cele două niveluri hiperfine ale stării fundamentale a atomului de cesiu-133. Un număr precis pentru o unitate fundamentală!
De Ce Cesiul?
Stabilitate: Cesiul-133 este singurul izotop stabil al cesiului. Nu se dezintegrează
radioactiv.
Frecvență convenabilă: 9.19 GHz este în domeniul microundelor, ușor de generat și
măsurat electronic.
Tranziție clară: Tranziția hiperfină este foarte bine definită și
reproductibilă.
Disponibilitate: Cesiul poate fi purificat și manipulat relativ ușor.
Numărul Magic: 9.192.631.770
Acest număr nu e"natural" - a fost ales pentru a face noua definiție compatibilă cu definiția anterioară bazată pe anul tropic. Practic, au numărat câte oscilații ale cesiului încap într-o secundă definită astronomic, apoi au fixat acel număr.
Cum Funcționează
Într-un cu cesiu: (1) vaporii de cesiu sunt îndepărtați de atomi în starea"greșită" (2) o radiație de microunde este aplicată (3) dacă frecvența e exact corectă, atomii absorb și schimbă starea (4) un detector numără atomii care au schimbat starea (5) frecvența e ajustată pentru a maximiza absorbția = frecvența exactă.
Precizie
Cele mai bune ceasuri cu cesiu ating precizie de 10^-15 - o secundă de eroare la 30 de milioane de ani. Ceasurile optice moderne (stronțiu, ytterbium) sunt și mai precise, dar cesiul rămâne standardul oficial.
Viitorul
Se discută redefinirea secundei folosind ceasuri optice, care sunt de 100x mai precise. Dar infrastructura globală (GPS, , telecomunicații) s-a construit pe cesiu, iar tranziția ar fi monumentală.