’lchashning fizikaviy asoslari mustaqil ishi

Atom fizikasi vositalari yordamida vaqt birligini aniqlash va amalga 
oshirish. 
SI ning asosiy birliklaridan yana biri bu - soniyadir. Uning amaldagi 
ta'rifi 1967-yilda qabul qilingan bo‘lib, unga ko‘ra, soniya - Seziy-133 
atomining ikkita o‘ta nozik sathlari orasidagi bir-biriga o‘tishiga muvofiq 
keladigan yorug‘lik nurlanishining 9 192 631 770 davriga teng ekanligi 
belgilangan. Seziy-133 atomining o‘ta nozik sathlari orasidagi kvant o‘tishi 
deganda, 
asosiy holat 
S
1/2
2
uchun, F=4, m
F 
= 0?F=3, m
F
=0 qo‘zg‘almas o‘tish 
nazarda tutiladi. Shuni ta'kidlash kerakki, vaqt birligining mazkur ta'rifi, huddi 
metrniki kabi, uzoq yillar davomida, turli variantlardagi aniqlash va ta'riflash 
usullariing murakkab evolyutsion bosqichlardan o‘tib kelishi natijasida 
shakllangandir. Vaqtning o‘lchov birligini aniqlash, uzunlik va masofa o‘lchov 
birliklarini aniqlashga nisbatan birmuncha murakkabliklarga ega, chunki, metr 
va kilogrammlar uchun bir marotaba mukammal etalon tayyorlab olib, uni 
ishonchli joyda saqlash va zaruriyat bo‘lganda, undan namunalar olish 
mumkin. 
Biroq vaqt esa
, doimiy harakatda bo‘lib, uning o‘lchov birligini 
aniqlashda, nisbiy solishtirish ishlarini bajarish kerak bo‘ladi. Soniyaning 
hozirgi amaldagi ta'rifidan avvalroq, ko‘p zamonlar davomida, Yerning o‘z o‘qi 
atrofida aylanishi davriyligiga asoslangan ta'rifi qo‘llanilar edi. Unga ko‘ra, 
soniya - o‘rtacha quyosh sutkasining 1/86400 qismiga teng deb kelinar edi. 
Keyinchalik, Yerning Quyosh atrofida aylanishi, nodavriy tebranishlar bilan 
sodir bo‘lishi tufayli, o‘rtacha Quyosh sutkasining davomiyligining 
aniqlashdagi xatolik ko‘rsatkichi 10
–7
ekanligi isbotlandi. Bu esa, metrologik 
o‘lchashlar uchun anchayin jiddiy xatolik bo‘lib, unga ko‘ra soniyaning ta'rifini 
Yerning o‘z o‘qi 
atrofidagi harakatiga emas
, balki, boshqa bir yangi tabiiy 
etalonini aniqlashga ilmiy ehtiyoj paydo bo‘ldi. Shu munosabat bilan, 1960-
yildagi 11-O‘TXQ tomonidan, 1956-yilda tavsiya etilgan efemerida 
soniyasi nomli ta'rifi e'lon qilingan edi. Unga ko‘ra bir soniya, tropik yil 

---

davomiyligiinng‘ 1/31556925.9747 qismiga teng deb belgilangdi. Bu esa, 
soniyaning avvalgi, ya'ni, Yerning o‘z o‘qi atrofidagi aylanish davriga 
asoslangan ta'rifidagidan ko‘ra, deyarli 1000 barobar kattaroq aniqlikdagi 
ta'rifini keltirib chiqarish imkonini berdi. Tropik yil deganda esa, bir bahorgi 
tengkunlikdan keyingisigacha bo‘lgan muddatda o‘tgan o‘rtacha quyosh 
sutkalarining yig‘indisi tushuniladi. Efemerida soniyasining aniqlanishi va ta'rifi 
ham amalda ko‘plab noqulayliklar va murakkabliklarga sabab bo‘lar edi. 
Chunki, 
tropik yilning davomiyligi
, roppa-rosa 365 kun bo‘lmay, balki, 365 
sutka va taxminan 0.25 kundan iboratdir. 
Shu sababli ham
, amaldagi Grigorian 
taqvimida, har to‘rt yilda bir marta kabisa yili keladi. Shuningdek, qoidaga 
ko‘ra[1], asr boshidagi ba'zi yillar, kabisa yili bo‘lmasligi ham mumkin. Ya'ni, 
tropik yilning davomiyligi, hisob-kitoblarga ko‘ra, o‘ta aniq takrorlanadigan 
bo‘lib chiqmadi. To‘g‘riroq aytganda, tropik yilning aniqlash darajasi ham 
jiddiy xatoliklar bilan qayd etilar edi. Shu sababli ham, o‘z vaqtida 1972-yil 
uchun 2 soniya qo‘shib qo‘yishga majbur bo‘lishgan, 1973 va 1974-yillarning 
1-yanvar sanalari ham 1 soniyadan qo‘shimcha "sovg‘a"ga ega bo‘lishgan. 
Yuqoridagilarni inobatga olib, vaqt birligi soniyani aniqlashda, yanada kattaroq 
aniqlik darajasiga egan bo‘lgan usul - atom soatlariga tayanishga qaror qilindi 
va Seziy-133 atomi asosidagi ta'rif qabul qilindi. Mazkur usulning asoschisi 
ingliz olimi Lyuis Essen (1908-1997) bo‘lib, u Teddington sharida joylashgan 
Buyuk Bitaniya Milliy Fizika Labotatoriasida faoliyat yuritgan. Uning ixtiro 
qilgan atom soatlari, Seziy atomlarining tabiiy tebranishlariga asoslangan edi. 
g‘oya, alohida atomlaring tebranish davrlarini aniqlashga suyanar edi. o‘xshash 
loyiha, AQSH Harbiy Dengiz kuchlari laboratoriyasida ish olib borgan Uilyam 
Markovitsda ham bo‘lgan. Pentagondan yaxshigina ta'minotga ega bo‘lgan 
Markovitsdan farqli ravishda, moliyalashtirish nuqtai nazaridan ancha 
qiyinchiliklar bilan ish olib borgan Essenning dastlabki amaliy tajriba-sinovi, 
laboratoriyaning katta qismini yaroqsiz holatga keltirgan portlash bilan 
yakunlangan. 
Biroq bu
, "irkit o‘rdakcha" haqidagi mashhur ertakning amaldagi 
real misoli tarzida bo‘lib, har qanday to‘siq va qiyinchiliklarga qaramay, aynan 
Lyuis Essen tarixda ilk bora atom soatlarini yasashga muvaffaq bo‘ladi. U 
"Seziy-1" deb nomlangan. Essenning "Seziy-1" atom soati, har 30 yilda atiga 1 
soniyadan ortmaydigan xatolik ko‘rsatkichiga ega edi. Essenning fan oldidagi 
ulkan xizmatlari evaziga, soniya endilikda, tabiatan o‘zgaruvchan bo‘lgan, 
sayyoramizning astronomik harakatlariga emas, balki, butun olam aro 
o‘zgarmas va doimiy fundamanetal harakat bo‘lgan - Seziy atomining 
to‘xtovsiz tebranishlariga tayanib aniqlanadigan bo‘ldi. 
CsF2 - atom soati. Britaniya Milliy Fizikla Laboratoriyasi Teddington. Angliya. ©Marcus du 
Sautoy 

---

Essen atom soatining zamonaviy 
modifikatsiyalaridan biri
, aynan u ishlagan 
laboratoriyada joylashgan CsF2 atom soatlari bo‘lib, u quyidagi tamoyil asosida 
ishlaydi: avvaliga lazer yordamida Seziy atomlarining harakati sekinlashtiriladi 
va Seziy buluti hosil qilinadi. Tashqi ko‘rinishidan mutlaqo soatga 
o‘xshamaydigan ulkan laboratoriya qurilmasida, Seziy buluti maxsus 
mikroto‘liqnli konteynerdan o‘tkaziladi. Og‘irlik kuchi ta'sirida pastga 
tushayotgan Seziy atomlari, mikroto‘lqinlararo o‘tib boradi. Bir energetik 
darajadan ikkinchisiga o‘tish vaqtida Seziy atomlari ma'lum bir aniq chastota 
bo‘yicha tebradani va aynan shu chastota, vaqtni hisoblash uchun sanoq birligi, 
ya'ni, soniya sifatida qo‘llanadi. Bunday tebranish davriyligi, Seziy atomining 
faqat o‘zigagina xos bo‘lgan alohida xususiyati bo‘lib, 
yuqorida aytilganidek
, 
uning qiymati, butun olamda universial va doimiydir. Ya'ni, har bir Seziy atomi, 
koinotning istalgan joyida, soniyasiga bir xil ravishda tebranadi. Bu tamoyilga 
asoslanib tayyorlangan CsF2 atom soatining xatolik darajasini 138 million yilda 
bir soniyaga adashadigan darajaga keltirdi. Bunday katta aniqlik darajasi 
haqida, ajdodlarimiz tasavvur ham qilishmagan bo‘lishsa kerak... 
Essen g‘oyasining tarixi shu bilan tugab qolmadi. Uning asosida olimlar boshqa 
bir asosiy birlik - metrga qayta murojaat qildilar va uning aniqlanishi va ta'rifini 
ham, soniyaning 
atom tebranishlariga asoslangan ta'rifi asosida ko‘rib chiqishni maqsad qildilar: 
1983-yilda, dunyoning ko‘zga ko‘ringan bir necha laboratoriyalarining 
hamkorlikda olib borilgan 
yirik xalqaro loyiha asosida
, olimlar, tarixda ilk bora, 
atom soatlari yordamida yorug‘lik tezligining misli ko‘rinmagan aniqlikdagi 
qiymatini o‘lchashga muvaffaq bo‘ldilar. Uning asosida esa, metrning mutlaqo 
yangi - yorug‘likning soniyaning kichik bir ulushi davomida bosib o‘tadigan 
yo‘liga asoslangan ta'rifi qabul qilindi. Shu tarzda, vaqt va uzunlik o‘zaro 
chambarchas bog‘liqlikka ega bo‘ldilar... 
Ma'lumot o‘rnida shuni ta'kidlab o‘tish joizki, SI da qabul qilingan vaqt birligi 
soniya, vaqtning insoniyat faoliyati va ongiga singib ketgan boshqa an'anaviy 
va 
qadimiy birliklari - daqiqa
, kun, hafta, oy, yil, asr kabilar ichida, o‘nli kasr 
shaklida, yuzlik birliklari bilan ifodalanishi mumkin bo‘lgan yagona vakilidir. 
Sport musobaqalarida e'tibor bergan bo‘lsangiz, marra hamda, foto-finishlarda, 
soniyaning yuzdan va xatto mingdan bir ulushlari haqida bahs boradi. Soniya 
haqidagi so‘zimizni, uning xalqaro atamasi "sekunda" so‘zining etimologiyasi 
bilan yakunlaymiz. Sekunda, vaqt o‘lchov birligi sifatida ingliz tilida XVI-asr 
so‘ngida keng tarqalgan. U, soatning 60 daqiqaga bo‘linishini birinchi bo‘linish 
deb olingach, daqiqaning o‘zini ham 60 soniyaga bo‘linishini