Jam atom adalah jam dengan waktu paling akurat

Pasti kamu pernah mendengar istilah jam atom. Saat ini, jam atom digunakan sebagai patokan standarisasi waktu secara internasional. Hal ini dikarenakan tingkat akurasi yang sangat baik serta tingkat kesalahan yang amat kecil. Sudah ada sekitar 400 jam atom di seluruh dunia yang dimiliki oleh 70 lembaga metrologi dan observatorium. Semuanya berkontribusi terhadap perhitungan Waktu Atom Internasional untuk menentukan UTC (Universal Time, Coordinated).

Mengacu kepada halaman resmi Massachusetts Institute of Technology (MIT), jam atom adalah jam yang memiliki waktu paling presisi di dunia. Tingkat akurasi waktu yang diberikannya bergantung kepada osilator listrik dan kemudian diatur oleh frekuensi getaran alami dari sistem atom.

Jam atom mampu menjaga waktu lebih baik daripada jam lainnya. Teknologi ini bahkan menjaga waktu lebih baik daripada rotasi Bumi dan pergerakan bintang-bintang. Tanpa jam atom, navigasi GPS tidak mungkin dilakukan, internet tidak akan melakukan sinkronisasi, dan posisi planet-planet tidak akan diketahui dengan cukup akurat untuk wahana antariksa. Jam atom bukan radioaktif karena tidak bergantung pada peluruhan atom. Secara sederhana, jam tersebut memiliki massa yang berosilasi dan pegas seperti jam biasa.

Perbedaan terbesar antara jam konvensional dan jam atom adalah bahwa osilasi dalam jam atom merupakan inti atom dan elektron di sekitarnya. Osilasi ini tidak sejajar dengan roda keseimbangan (balance wheel) dan pegas kecil dalam jam tangan, tetapi kenyataannya adalah keduanya menggunakan osilasi untuk melacak waktu yang berlalu. Frekuensi dalam atom ditentukan oleh massa inti dan gravitasi serta pegas elektrostatik antara muatan positif pada inti elektron yang mengelilinginya.

Penemuan jam atom dimulai pada 1945 ketika profesor fisika dari Columbia University, Isidor Rabi, mengisyaratkan bahwa jam dapat dibuat dari teknik yang dikembangkannya pada 1930-an, disebut dengan resonansi magnetik berkas atom. Pada tahun 1949, National Bureau of Standards (NBS, sekarang National Institute of Standard and Technology, NIST) mengumumkan jam atom pertama di dunia menggunakan molekul amonia sebagai sumber getaran. Pada tahun 1952, institut ini mengumumkan penciptaan jam atom pertama menggunakan atom cesium sebagai sumber getaran, NBS-1.

Ada beberapa jenis jam atom, tetapi semuanya mengikuti prinsip dasar. Perbedaan utama dikaitkan dengan elemen yang digunakan dan cara mendeteksi ketika tingkat energi berubah. Jenis jam atom pertama adalah jam atom cesium. Untuk jenis ini, jam menggunakan seberkas atom cesium. Jam memisahkan atom cesium dari tingkat energi yang berbeda oleh medan magnet.

Tipe kedua dari jam atom adalah atom hidrogen. Jam atom ini mempertahankan atom hidrogen pada tingkat energi yang diperlukan dalam wadah dengan dinding bahan khusus sehingga atom tidak kehilangan tingkat energi yang lebih tinggi terlalu cepat.

Jenis jam atom terakhir adalah rubidium. Ini adalah jam atom yang paling sederhana dan paling ringkas. Secara khusus, ia menggunakan sel kaca gas rubidium yang mengubah penyerapan cahaya pada frekuensi optik rubidium ketika frekuensi microwave di sekitarnya tepat.