Segon

El primer rellotge atòmic del món, 1955.

Un rellotge atòmic del 1997 a Alemanya.

El segon (s) és una unitat de temps i una de les set unitats base del Sistema Internacional. Es defineix com la duració de 9.192.631.770 períodes de radiació corresponents a la transició entre dos nivells de l'estructura hiperfina de l'estat fonamental del cesi 133.

Històricament el segon es va definir com 1/86400 d'un dia solar mitjà. El 1954 la 10a. Conferència General de Pesos i Mesures va delegar en el Comitè Internacional de Pesos i Mesures la redefinició amb més precisió de la unitat de temps, el 1956 el Comitè va redefinir el segon en funció de l'any tròpic 1900, ja que la translació de la Terra al voltant del Sol és més estable que la rotació. La definició va ser ratificada a la 11a. CGPM del 1960. El 1967, a la 13a. CGPM es va establir la definició actual, basada en l'estructura hiperfina del cesi 133.

Avui dia disposem d'una exactitud que arriba al 14è. decimal (10⁻¹⁴). L'estabilitat i exactitud del temps atòmic internacional (TAI) es basa en la utilització de rellotges atòmics. Tanmateix els resultats dels experiments sobre les transicions atòmiques a freqüències òptiques superiors als 9 GHz de la definició actual del segon, indiquen que que un futur proper es podrà depassar en diversos ordres de magnitud la precisió obtinguda a partir de l'àtom de cesi.

Història

Abans dels rellotges mecànics

Els egipcis subdividien el dia i la nit en dotze hores cadascun com a mínim des del 2000 aC, de manera que la llargada de les seves hores variava amb les estacions. Els astrònoms hel·lenístics Hiparc (vers el 150 aC) i Ptolemeu (aprox. 150 dC) subdividiren el dia segons un sistema sexagesimal i també utilitzaven una hora mitjana (¹⁄₂₄ d'un dia), però no utilitzaven unitats de temps més petites amb un nom específic, sinó que utilitzaven fraccions simples de l'hora.

Una llum intermitent aproximadament un cop per segon

El dia era dividit sexagesimalment, és a dir, per ¹⁄₆₀, per ¹⁄₆₀ d'això, per ¹⁄₆₀ d'això, etc., fins almenys sis llocs després del punt sexagesimal (una precisió de menys de 2 microsegons) pels babilonis després del 300 aC, però no subdividien sexagesimalment unitats més petites de temps. Per exemple, utilitzaven sis llocs fraccionals sexagesimals d'un dia per especificar la durada de l'any, tot i que eren incapaços de mesurar una fracció tan petita del dia en temps real. Com un altre exemple, especificaren que el mes sinòdic mitjà durava 29;31,50,8,20 dies (quatre posicions fraccionals sexagesimals), cosa que fou repetida per Hiparc i Ptolemeu sexagesimalment, i que és actualment el mes sinòdic mitjà del calendari hebreu, però reformulat com a 29 dies, 12 hores i 793 halakim (1 hora = 1.080 halakim). Els babilonis no utilitzaven l'hora, però sí que utilitzaven una període d'hora doble que durava 120 minuts actuals, una mesura de temps de quatre minuts actuals, i un període de 3⅓ segons actuals (el helek del calendari hebreu actual).

L'any 1000, l'estudiós persa al-Biruni donà les hores de les llunes noves de setmanes determinades com el nombre de dies, hores, minuts, segons, terçers i quarts després de diumenge al migdia. El 1267, el científic medieval Roger Bacon determinà les hores de les llunes noves com el nombre d'hores, minuts, segons, terçers i quarts (horae, minuta, secunda, tertia i quarta) després del migdia de dates específiques del calendari. Tot i que el terme terçer per referir-se a ¹⁄₆₀ de segon encara existeix en algunes llengües, com per exemple el polonès (tercja), el turc (salise) i l'àrab (ثالثة), el segon actual se subdivideix decimalment.

Segons mesurats amb rellotges mecànics

El primer rellotge capaç de mostrar el temps en segons fou creat per Taqi al-Din a l'observatori d'Istanbul entre el 1577 i el 1580. L'anomenà "rellotge observacional" al seu A l'arbre Nabik de l'extremitat dels pensaments, on el descrigué com "un rellotge mecànic amb tres agulles que mostren les hores, els minuts i els segons." L'utilitzà com a rellotge astronòmic, particularment per mesurar l'ascensió recta de les estrelles. El primer rellotge mecànic que mostrava els segons d'Europa fou construït a Suïssa a principis del segle XVII.

El segon esdevingué mesurable amb precisió amb el desenvolupament dels rellotges de pèndol, que mostraven el "temps mitjà" i no el "temps aparent que mostren els rellotges de sol; més específicament el 1670, quan William Clement afegí un pèndol dels segons al rellotge de pèndol original de Christian Huygens. El pèndol dels segons té un període de dos segons, un per anar cap endavant i l'altre per anar cap enrere, permetent al rellotge comtoise que el porta comptar els segons. A partir d'aquell moment, s'incorporà una agulla dels segons que rotava una vegada per minut als rellotges de precisió.

Mesures modernes

El 1956, el Comitè Internacional de Pesos i Mesures va definir el segon es definia en termes del període de revolució de la Terra al voltant del Sol a una època astronòmica determinada, atès que llavors ja se sabia que la rotació de la Terra al voltant del seu propi eix no és prou uniforme com per ser un estàndard de temps. Això invalidava l'anterior definició d'un segon com la fracció 1/86.400 del dia solar mitjà. El moviment de la Terra va ser descrit a les taules del sol de Simon Newcomb del 1895, tot proporcionant una fórmula per estimar el moviment del Sol en relació a l'època 1900 basada en observacions astronòmiques realitzades entre el 1750 i el 1892. El segon es va definir com:

«

la fracció 1/31.556.925,9747 de l'any tròpic pel 1900 gener 0 a les 12 hores de temps d'efemèrides

»

I aquesta definició va ser ratificada per l'onzena Conferència General de Pesos i Mesures del 1960.

Ús correcte del símbol en textos

En textos en català, és freqüent trobar abreviacions no oficials pel segon, como seg. o sg. S'ha d'utilitzar abreviatures per les unitats de temps: el símbol correcte segons el Sistema Internacional d'Unitats és «s». Igualment, s'ha de deixar un espai entre el nombre i el símbol i no s'ha d'afegir un punt després del símbol (excepte al final d'una oració).

• Exemples d'ús incorrecte: 13 seg, 13 seg., 13 sg, 13 s., , 13”
• L'ús correcte per a aquests casos, és: 13 s

Per més detalls, vegeu les normes ortogràfiques relatives a les unitats del Sistema Internacional.

Múltiples i submúltiples

Els prefixos del SI s'usen habitualment per a la mesura del temps menor a un segon, però molt rarament s'usen per als múltiples del segon. Per aquestes quantitats majors s'utilitzen les unitats minut, hora, dia, any, segle i mil·lenni.

Taula de múltiples i submúltiples del segon:

(Sub)múltiple	Nom	Símbol
1024	yottasegon	Ys
1021	zettasegon	Zs
1018	exasegon	Es
1015	petasegon	Ps
1012	terasegon	Ts
109	gigasegon	Gs
106	megasegon	Ms
103	quilosegon	ks
102	hectosegon	hs
101	decasegon	das
1	segon	s
10-1	decisegon	ds
10-2	centisegon	cs
10-3	mil·lisegon	ms
10-6	microsegon	μs
10-9	nanosegon	ns
10-12	picosegon	ps
10-15	femtosegon	fs
10-18	attosegon	as
10-21	zeptosegon	zs
10-24	yoctosegon	ys

Exemples

• Un minut té 60 segons
• Una hora té 3.600 segons
• Un dia té 86.400 segons
• Una setmana té 604.800 segons
• Un mes de 30 dies té 2.592.000 segons, i un mes de 31 dies en té 2.678.400. Febrer (28 dies) en té 2.419.200
• Un any normal té 31.536.000 segons, i un any de traspàs en té 31.622.400

Vegeu també

• Minut
• Hora
• Temps

Enllaços externs

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Segon

• Què és un rellotge atòmic de cesi? (en anglès)
• Definició oficial del segon de l'Oficina Internacional de Pesos i Mesures (en anglès)
• NIST: definició del segon - cal que l'àtom de cesi es trobi al seu estat fonamental i a 0 K (en anglès)
• National Physical Laboratory: Trapped ion optical frequency standards (en anglès)
• High-accuracy strontium ion optical clock; National Physical Laboratory (2005) (en anglès)
• Seconds and leap seconds by the USNO (en anglès)
• The leap second: its history and possible future (en anglès)