BOULDER, Colorado — Institut Standar dan Teknologi Nasional (NIST) berkantor pusat di Boulder, dan tujuan utamanya adalah menetapkan standar pengukuran di Amerika Serikat.
Pada awalnya, hal ini terdengar tidak penting, namun pekerjaan yang dilakukan di laboratorium-laboratorium ini sangat penting agar industri Amerika dapat berfungsi dengan baik.
“Hampir semua yang Anda lakukan saat ini yang mengandalkan pengukuran agar akurat atau aman mungkin terkait dengan NIST,” kata Marla Dowell, direktur Program Metrologi CHIPS dan NIST Boulder Laboratory. “Jika Anda tidak dapat mengukur sesuatu, Anda tidak dapat menjadikannya lebih baik dan Anda tidak dapat berinovasi.”
Ethan Carlson dari Denver7
NIST menyentuh setiap bagian industri Amerika. Ambil contoh, industri otomotif.
“Mobil Anda tidak akan berfungsi tanpa semua kalibrasi dan teknologi pengukuran yang kami kembangkan di sini yang memungkinkan sensor tersebut beroperasi sebagaimana mestinya,” kata Dowell. “Di pabrik, mereka dapat memenuhi toleransi dalam pengerjaan pintu atau pengelasan pintu mobil Anda, atau bahkan mengatakan satu galon bahan bakar adalah satu galon bahan bakar.”
Perusahaan memerlukan sistem pengukuran yang andal untuk memastikan produk mereka aman dan efektif, dan NIST sering kali bekerja secara langsung dengan perusahaan untuk memberikan panduan.
NIST bukanlah badan pengatur. Hal ini menetapkan infrastruktur pengukuran namun tidak menerapkannya, sehingga lebih menarik bagi perusahaan untuk bekerja sama dengan NIST guna meningkatkan produk dan teknologi mereka.
“Jika kantung udara mengembang di dalam mobil, Anda perlu memastikan bahwa gaya yang dihasilkan tidak melebihi jumlah tertentu agar tidak ada yang terluka,” kata Dowell. “Pengukuran gaya tersebut dapat ditelusuri kembali ke NIST.”
Salah satu standar pengukuran terpenting yang ditetapkan di laboratorium Boulder adalah berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk melewati satu detik. Di sebuah ruangan sederhana di tengah salah satu dari banyak bangunan di NIST Boulder terdapat jam atom, yang tampaknya hanya berupa silinder logam setinggi kira-kira 4 kaki.
Ethan Carlson dari Denver7
“Kami ingin mengumpulkan sekitar satu juta atom cesium yang sangat lambat ke dalam sebuah bola yang mungkin berukuran satu sentimeter di bagian bawah struktur ini,” kata Greg Hoth, fisikawan peneliti untuk NIST. “Kemudian bola atom cesium itulah yang akan kita gunakan untuk menguji apakah jam yang kita kalibrasi beresonansi dengan atom cesium atau tidak.”
Gelombang elektromagnetik diluncurkan ke bola atom cesium, yang menyebabkannya melompat ke tingkat energi yang berbeda. Ketika mencapai tepat 9.192.631.770 perubahan keadaan energi, itu berarti NIST telah menghitung waktu tepat satu detik.
“Tentu saja, Anda harus segera mulai menghitung lagi, karena tidak ada yang mau menghitung satu detik saja,” kata Hoth.
Tujuannya adalah untuk memastikan seluruh dunia beroperasi dalam definisi waktu yang sama. Hal-hal seperti GPS, ponsel, dan bahkan pasar saham mengandalkan pengukuran waktu yang sangat presisi.
“Semua perdagangan saham di Wall Street juga terikat dengan waktu NIST,” kata Dowell. “Semuanya harus diberi cap waktu. Waktu yang tertera pada stempel waktu dapat membuat perbedaan dalam hal nilai perdagangan Anda.”
Pada tahun 2022, Undang-Undang Chips dan Sains disahkan, memberikan $52 miliar kepada beberapa lembaga federal untuk membawa manufaktur mikrochip dan semikonduktor kembali ke Amerika Serikat. NIST Boulder akan menerima $11 miliar dari dana tersebut, yang akan digunakan untuk penelitian dan pengembangan teknologi semikonduktor.
“Desain semikonduktor dan chip tercanggih saat ini memerlukan pengukuran dimensi yang presisi hingga hampir ke tingkat sub-nanometer,” kata Dowell. “Kita harus mampu mengukur hal-hal sederhana seperti panjang di banyak lingkungan berbeda dan dengan banyak cara berbeda. Dan saat ini, alat untuk melakukan pengukuran paling canggih tersebut belum ada.”
Bagi para ilmuwan dan fisikawan NIST, ini adalah kesempatan sekali seumur hidup.
“Saya pikir ini akan menjadi hal terpenting yang saya lakukan dalam karier federal saya,” kata Dowell. “Pemerintah AS telah melakukan empat investasi besar dalam inovasi sains dan teknik. Yang pertama adalah Proyek Manhattan, kemudian pendaratan di Bulan, genom manusia, dan hari ini, CHIPS untuk Amerika… Ini benar-benar merupakan masa yang bersejarah, dan untuk terlibat dalam hal ini sungguh merupakan hal yang istimewa untuk terjadi.”
Warga Colorado membuat perbedaan | Video unggulan Denver7
Denver7 berkomitmen untuk membuat perbedaan dalam komunitas kami dengan membela apa yang benar, mendengarkan, memberikan bantuan, dan menepati janji. Saksikan aksinya dalam video di atas.