In 1967, researchers from around the world gathered to answer a long-running scientific question: just how long is a second? It might seem obvious at first—a second is the tick of a clock, the swing of a pendulum, the time it takes to count to one.
But how precise are those measurements? What is that length based on, and how can we scientifically define this fundamental unit of time?
For most of human history, ancient civilizations measured time with unique calendars that tracked the steady march of the night sky. In fact, the second as we know it wasn’t introduced until the late 1500s, when the Gregorian calendar began to spread across the globe alongside British colonialism.
The Gregorian calendar defined a day as a single revolution of the Earth about its axis. Each day could be divided into 24 hours, each hour into 60 minutes, and each minute into 60 seconds.
However, when it was first defined, the second was more of a mathematical idea than a useful unit of time. Measuring days and hours was sufficient for most tasks in pastoral communities.
It wasn’t until society became interconnected through fast-moving railways that cities needed to agree on exact timekeeping. By the 1950s, numerous global systems required every second to be perfectly accounted for, with as much precision as possible.
And what could be more precise than the atomic scale? As early as 1955, researchers began to develop atomic clocks, which relied on the unchanging laws of physics to establish a new foundation for timekeeping.
An atom consists of negatively charged electrons orbiting a positively charged nucleus at a consistent frequency. The laws of quantum mechanics keep these electrons in place, but if you expose an atom to an electromagnetic field such as light or radio waves, you can slightly disturb an electron’s orientation.
If you briefly tweak an electron at just the right frequency, you can create a vibration that resembles a ticking pendulum. Unlike regular pendulums that quickly lose energy, electrons can tick for centuries.
To maintain consistency and make ticks easier to measure, researchers vaporize the atoms, converting them to a less interactive and volatile state. But this process doesn’t slow down the atom’s remarkably fast ticking.
Some atoms can oscillate over nine billion times per second, giving atomic clocks an unparalleled resolution for measuring time.
And since every atom of a given elemental isotope is identical, two researchers using the same element and the same electromagnetic wave should produce perfectly consistent clocks. But before timekeeping could go fully atomic, countries had to decide which atom would work best.
This was the discussion in 1967, at the Thirteenth General Conference of the International Committee for Weights and Measures. There are 118 elements on the periodic table, each with its unique properties.
For this task, the researchers were looking for several things. The element needed to have long-lived and high-frequency electron oscillation for precise, long-term timekeeping.
To easily track this oscillation, it also needed to have a reliably measurable quantum spin and a simple energy level structure. Finally, it needed to be easy to vaporize.
The conference used the most precise astronomical measurement of a second available at the time—beginning with the number of days in a year and dividing down. When compared to the atom’s ticking rate, the results formally defined one second as exactly 9,192,631,770 ticks of a cesium-133 atom.
Today, atomic clocks are used all over the Earth—and beyond it. From radio signal transmitters to satellites for global positioning systems, these devices have been synchronized to help us maintain a globally consistent time—with precision that is second to none.
WORD BANK:
long-running /ˌlɔːŋ ˈrʌn.ɪŋ/ [B2] (adj): kéo dài trong thời gian dài
precise /prɪˈsaɪs/ [B2] (adj): chính xác
pendulum /ˈpen.dʒə.ləm/ (n): con lắc
define /dɪˈfaɪn/ [B1] (v): định nghĩa
fundamental unit /ˌfʌn.dəˈmen.t̬əl ˈjuː.nɪt/ (n): đơn vị cơ bản
civilization /ˌsɪv.əl.əˈzeɪ.ʃən/ [B2] (n): nền văn minh
steady march /ˈsted.i mɑːrtʃ/ (n): sự vận động đều đặn
colonialism /kəˈloʊ.ni.ə.lɪ.zəm/ (n): chủ nghĩa thực dân
revolution /ˌrev.əˈluː.ʃən/ [B2] (n): vòng quay
axis /ˈæk.sɪs/ [B2] (n): trục
sufficient /səˈfɪʃ.ənt/ [B2] (adj): đủ
pastoral community /ˈpæs.tɚ.əl kəˈmjuː.nə.ti/ (n): cộng đồng nông nghiệp
interconnected /ˌɪn.t̬ɚ.kəˈnek.tɪd/ [B2] (adj): kết nối chặt chẽ
timekeeping /ˈtaɪmˌkiː.pɪŋ/ (n): việc đo thời gian
account for sth /əˈkaʊnt fɔːr/ [B2] (v): tính đến, ghi nhận đầy đủ
atomic scale /əˈtɑː.mɪk skeɪl/ (n): quy mô nguyên tử
atomic clock /əˈtɑː.mɪk klɑːk/ (n): đồng hồ nguyên tử
unchanging laws of physics /ʌnˈtʃeɪn.dʒɪŋ lɔːz əv ˈfɪz.ɪks/ (n): các định luật vật lý không thay đổi
orbit /ˈɔːr.bɪt/ [B2] (v): quay quanh
consistent /kənˈsɪs.tənt/ [B2] (adj): ổn định, nhất quán
quantum mechanics /ˈkwɑːn.t̬əm məˈkæn.ɪks/ (n): cơ học lượng tử
electromagnetic field /ɪˌlek.troʊ.mæɡˈnet̬.ɪk fiːld/ (n): trường điện từ
disturb /dɪˈstɝːb/ [B2] (v): làm thay đổi, làm xáo trộn
orientation /ˌɔːr.i.enˈteɪ.ʃən/ [C1] (n): hướng, phương hướng
tweak /twiːk/ [C1] (v): điều chỉnh nhẹ
vibration /vaɪˈbreɪ.ʃən/ [B2] (n): sự rung động, dao động
resemble sth /rɪˈzem.bəl/ [B2] (v): giống với cái gì
consistency /kənˈsɪs.tən.si/ [C1] (n): tính nhất quán
vaporize /ˈveɪ.pɚ.aɪz/ [C1] (v): hóa hơi
volatile /ˈvɑː.lə.t̬əl/ [C1] (adj): dễ biến động
oscillate /ˈɑː.sə.leɪt/ [C1] (v): dao động
oscillation /ˌɑː.səˈleɪ.ʃən/ [C1] (n): sự dao động
unparalleled /ʌnˈpær.ə.leld/ [C1] (adj): vô song, vượt trội
resolution /ˌrez.əˈluː.ʃən/ [B2] (n): độ phân giải, độ chi tiết
elemental isotope /ˌel.əˈmen.t̬əl ˈaɪ.sə.toʊp/ (n): đồng vị nguyên tố
identical /aɪˈden.t̬ɪ.kəl/ [B2] (adj): giống hệt nhau
conference /ˈkɑːn.fɚ.əns/ [B1] (n): hội nghị
committee /kəˈmɪt̬.i/ [B1] (n): ủy ban
periodic table /ˌpɪr.iˈɑː.dɪk ˈteɪ.bəl/ (n): bảng tuần hoàn
long-lived /ˌlɔːŋ ˈlɪvd/ (adj): tồn tại lâu dài
quantum spin /ˈkwɑːn.t̬əm spɪn/ (n): spin lượng tử
energy level structure /ˈen.ɚ.dʒi ˈlev.əl ˈstrʌk.tʃɚ/ (n): cấu trúc mức năng lượng
Cesium-133 /ˈsiː.zi.əm/ (n): nguyên tử cesium-133
commercially available /kəˈmɝː.ʃə.li əˈveɪ.lə.bəl/ (adj): được thương mại hóa
astronomical measurement /ˌæs.trəˈnɑː.mɪ.kəl ˈmeʒ.ɚ.mənt/ (n): phép đo thiên văn
divide down /dɪˈvaɪd daʊn/ (v): chia nhỏ dần
formally define /ˈfɔːr.mə.li dɪˈfaɪn/ (v): chính thức định nghĩa
transmitter /trænzˈmɪt̬.ɚ/ [C1] (n): máy phát tín hiệu
global positioning system (GPS) (n): hệ thống định vị toàn cầu
synchronize /ˈsɪŋ.krə.naɪz/ [C1] (v): đồng bộ hóa
second to none /ˌsek.ənd tə ˈnʌn/ (idiom): không gì sánh bằng
ỦNG HỘ READ TO LEAD!
Chào bạn! Có thể bạn chưa biết, Read to Lead là một trang giáo dục phi lợi nhuận với mục đích góp phần phát triển cộng đồng người học tiếng Anh tại Việt Nam. Chúng tôi không yêu cầu người đọc phải trả bất kỳ chi phí nào để sử dụng các sản phẩm của mình để mọi người đều có cơ hội học tập tốt hơn. Tuy nhiên, nếu bạn có thể, chúng tôi mong nhận được sự hỗ trợ tài chính từ bạn để duy trì hoạt động của trang và phát triển các sản phẩm mới.
Bạn có thể ủng hộ chúng tôi qua 1 trong 2 cách dưới đây.
– Cách 1: Chuyển tiền qua tài khoản Momo.
Số điện thoại 0947.886.865 (Chủ tài khoản: Nguyễn Tiến Trung)
Nội dung chuyển tiền: Ủng hộ Read to Lead
hoặc
– Cách 2: Chuyển tiền qua tài khoản ngân hàng.
Ngân hàng VIB chi nhánh Hải Phòng
Số tài khoản: 012704060048394 (Chủ tài khoản: Nguyễn Tiến Trung)
Nội dung chuyển tiền: Ủng hộ Read to Lead
Lớp luyện thi IELTS online
Bạn đang có nhu cầu thi chứng chỉ IELTS cho đầu vào đại học, đi du học, xin việc hay xin cư trú và đang phân vân chưa biết học ở đâu?
Nếu bạn đang tìm kiếm dịch vụ luyện thi IELTS online với giáo viên uy tín và chất lượng, cũng như học phí phải chăng, thì thầy Trung và Cô Thủy (Admin và dịch giả chính của Read to Lead) có thể là một lựa chọn phù hợp dành cho bạn.
Hãy liên hệ (nhắn tin) tới trang Facebook cá nhân của mình (https://www.facebook.com/nguyen.trung.509) để tìm hiểu về lớp học và được tư vấn cũng như được học thử nha!
