¿Cómo encontramos la precisión de los relojes atómicos?

Medimos varios relojes entre sí y comparamos los errores estadísticos. Esto supone que los relojes no tienen los mismos errores sistemáticos, por supuesto. En la práctica, esto se controla utilizando diferentes tecnologías con diferentes errores sistemáticos y haciendo que diferentes grupos de personas en diferentes lugares del mundo construyan y operen múltiples relojes de la misma tecnología. Además también estamos comparando con relojes de precisión proporcionados por la naturaleza, como púlsares. Si bien no son tan precisos como nuestros relojes atómicos, se garantiza que son independientes de nosotros.

@CuriousOne también estamos comparando con relojes de precisión proporcionados por la naturaleza, como púlsares. ¿Cómo es esto posible? Están lejos de nosotros, ¿no?

Los púlsares conocidos más cercanos están a cientos de años luz de distancia. En términos cósmicos, ese es el patio delantero.

@CuriousOne Si hemos tenido en cuenta la velocidad de la luz y hacemos los cálculos para usar púlsares para verificar la precisión, creo que no sabemos la distancia real entre la Tierra y un púlsar, también la distancia cambia constantemente (desplazamiento hacia el rojo y en otros medios), por lo que no son muy precisos, en realidad, no podemos usarlos para medir el tiempo (o probar) debido a nuestra tecnología limitada.

La distancia absoluta no importa para la precisión de un reloj. Los mayores cambios en la frecuencia de un púlsar se deben probablemente al movimiento de la Tierra en el sistema solar y la rotación del planeta, los cuales se conocen con gran precisión. Como dije, los púlsares no son tan buenos relojes como nuestros relojes atómicos, pero nos brindan un medio independiente para verificar nuestro cronometraje local y son recursos valiosos para ese propósito.

@CuriousOne Todos los relojes que poseemos no marcarán la hora correcta y no tenemos un reloj ideal, entonces, ¿de qué sirve comparar estos relojes entre sí, si esta es la forma que usamos para estimar la precisión de nuestros relojes? entonces debe haber un error en el error estimado (o precisión) de un reloj.

Por supuesto que hay errores. Nada es perfecto en la vida. Si tiene problemas con eso, me temo que la física no puede ayudar.

@CuriousOne Lo siento mucho. Sólo por curiosidad, pregunté esto mucho. Gracias por tus comentarios'.

Ningún problema. :-) Casi todo el mundo pasa por esa fase en la que cualquier nivel de incertidumbre se siente amenazante o decepcionante, incluso (o especialmente) en la ciencia. La gente busca un ancla... hasta que se dan cuenta de que flotar libremente en el infinito puede ser muy divertido. ¡Diviértete y relájate! ¡Las respuestas vendrán!

La razón fundamental por la que los relojes atómicos son tan precisos es que solo son dispositivos de conteo . Cuentas ciclos . Y cuando cuenta suficientes, las partes que puede haber pasado por alto al principio y al final se vuelven demasiado pequeñas (fraccionalmente) para preocuparse. Luego, el problema se convierte en verificar que no se pierda algo a medida que avanza y eso es más fácil de hacer en el modo de comparación.