Eesti tahab aatomkellade abil kasutusele võtta oma ajaetaloni | Teaduselu

Tere tulemast Eestisse, kus teaduse ja tehnoloogia areng on alati olnud prioriteediks. Viimane uuendus, mis teeb meist uhkeid, on plaan hakata kasutama aatomkellasid meie ajaetaloni loomiseks. See tähendab täpsemat ja usaldusväärsemat aega kõigis meie igapäevaelu valdkondades. See samm tõstab meie teadus- ja tehnoloogiavaldkonna mainet ning aitab kaasa ka rahvusvahelisele koostööle. Oleme põnevil selle uue arengu üle ja näeme suurt potentsiaali meie riigi edasises arengus.

“Pealtnägija” uudistas värskelt soetatud kalleid aatomikellasid, mille abil tahab Eesti kasutusele võtta oma ajaetaloni.

Ühelt poolt on ajaarvamine kultuuriline kokkulepe. Näiteks kui Eestis on praegu aasta 2024, siis Tais 2566 ja Etioopias on üldse aastas 13 kuud ning kalendris alles aasta 2016. Ka kellaaja puhul on pilt kirju – mitte ainult pole planeet jagatud teoreetiliselt 24 ajavööndiks, vaid mitu ala on sellestki omakorda nihkes, näiteks mõni Nepali piirkond 15 minutit ja India poole tunni võrra. Ja tegelikult läheb asi veel peenemaks.

“See täpne ajaarvestus ja maakera pöörlemine ei lähe oma rehkendustes väga täpselt kokku ja sellega ongi tinginud selle, et selleks, et kesköö oleks ikkagi täpselt keskööl, on aeg-ajalt tulnud juurde lisada üks sekund sellesse maailma ajaarvestusse. Aga kliimasoojenemise tõttu on see protsess nüüd muutunud vastupidi ja me räägime juba sellest, et äkki tuleks seda sekundit maailma ajast maha võtta, sest maakera on hakanud vahepeal kiiremini pöörlema,” rääkis AS Metroserdi juht Aigar Vaigu.

Küll aga, sõltumata kultuurist või isegi maakera pöörlemise kiirusest ja minemata sügavale Einsteini relatiivsusteooriasse, on aja mõõt põhimõtteliselt muutumatu.

“Aeg on tegelikult väga püsiv suurus. Seda sellepärast, et me oleme selle aja üles ehitanud looduse fundamentaalsetele konstantidele. Kui need fundamentaalsed looduse konstandid juba muutuma hakkavad, siis ega meilgi pikka pidu ei ole. Nii et selle pärast võite olla kindlad, et aeg – see on ikkagi püsiv väärtus,” sõnas Vaigu.

Aigar Vaigu on füüsik, tuntud teaduse selgitaja, populaarse “Rakett 69” saatejuht ja ühtlasi riikliku metroloogiaasutuse Metrosert juhatuse esimees. Hiljuti 100-aastaseks saanud Eesti mõõteteenistus taatleb ja kalibreerib muuhulgas erinevaid seadmeid tankuritest termomeetriteni ja kaaludest kronomeetriteni. Teisiti öeldes, nemad mõõdavad mõõteriistade täpsust, sealhulgas aja mõõtureid.

“Aja mõõtmise täpsus sõltub sellest rakendusest, kus meil seda parasjagu vaja on. Kui buss jääb minuti hiljaks, ei juhtu sellest mitte midagi, aga kui kiirrong peaks minuti hiljaks jääma või minuti varem saabuma, siis sellest tekivad juba suuremad mured. Või ka spordivõitstlustel – kui me ikkagi mõõdame sekundiga mööda 100 meetri maailmarekordi sooritust, me saame üsna kehva tulemuse,” rääkis Vaigu.

“Ja näiteks globaalne positsioneerimissüsteem GPS, seal meil on vaja eriti täpset aja mõõtmise täpsust, sest isegi üks miljardik sekundit mööda tähendab seda, et me eksime juba 30 sentimeetriga ühele või teisele poole. Üks mikrosekund ehk üks miljondik sekundit mööda tähendab seda, et on juba 300 meetrit kas ühele või teisele poole. /…/ Ja täpset aega vajavad eelkõige kogu meie telekommunikatsioonivõrgustik, meie elektrivõrk vajab täpset aega ja tegelikult kogu meie digiriik vajab täpset aega,” lisas Vaigu.

Metroserdi laborites on terve arsenal ülitäpseid mõõteriistasid, aga ka mõõduetalone, kas või kõige täpsem ühekilone raskus Eestis. Kuid seni polnud meil riiklikku ajaetaloni, vaid täpne aeg tuli lihtsalt öeldes välismaalt.

Detsembris sai aga Metrosert kätte seni kõige täpsemad ajamõõteriistad Eestis. Need üpris ilmetud kastid on kaks udupeent aatomkella, mis maksavad 90 000 eurot tükk.

“Ehk siis Maa pöörlemine ei ole väga täpne, aga kui me läheme looduse põhiehituskivide juurde, siis nende abil me suudame aega väga hästi paigal hoida, väga hästi mõõta. Ja selle tseesiumi aatomiga käib see tegelikult väga lihtsalt. Me ergastame seda tseesiumi aatomit ja vaatame, kuidas ta meile vastu kõneleb. Ja selle pealt, kuidas ta meile vastu kõneleb, saamegi täpselt aega mõõta;” selgitas Vaigu.

Sellise kella viga on arvestuslikult üks sekund 30 000 aasta kohta. Võrdluseks: hea kvartskell, mis on meie randmel, eksib umbes 15 sekundit kuus.

Superkellade täpne häälestamine ja tööle rakendamine võtab Metroserdi peamajas Vaigu sõnul veel siiski üksjagu aega, vajab spetsiifilisi lisaseadmeid ning Eesti oma ajaetalon hakkab tööle loodetavasti millalgi 2025. aastal.

“Ma arvan, et paari aasta pärast oleme me jõudnud juba oma tegevustega nii kaugele, et see ajaetalon siin, Metroserdis ka olemas on ja siis me saame seda n-ö Eesti riigi täpset aega kõigile ka jagada,” ütles Vaigu.

Kokkuvõttes võib öelda, et Eesti plaan kasutada aatomkelli oma ajaetaloni loomiseks on oluline samm teaduse ja tehnoloogia valdkonnas. See võimaldab meil täpsemalt mõõta aega ning paremini sünkroniseerida oma tehnoloogilisi süsteeme rahvusvahelise standardiga. Lisaks aitab see kaasa ka teaduslikele uurimustele ja arengule, tõstes Eesti mainet teaduskeskusena. Kõigi nende eeliste tulemusena võib öelda, et aatomkellade kasutuselevõtt ajaetalonina on oluline samm Eesti teadus- ja tehnoloogiamaastikul.