Louis Essen

İlk Çalışmaları

Nottingham’da dünyaya geldi ve fizik alanındaki doktorasını University of London’da 1928 yılında tamamladı. Lisansını bitirdiği okul ise University College Nottingham’dır. Bunu takip eden yıllarda uluslararası Fizik Laboratuvarı’nda ( National Physical Laboratory ) D. W. Dye’ın gözetiminde çalışmaya başlamıştır. Burada, zamanı kesin olarak ölçebilmek için  akort çatallarının ve kuvartz kristal osilatörlerin (Elektrik salınımlarını elde etmek için, genellikle elektron tüpleri kullanan elektrikle çalışır bir cihaz ) potansiyellerini incelemiştir. Yaptığı bu araştırmalar Essen’in 1938 yılında kuvartz halka saatlerini bulmasının önünü açmıştır. Geliştirdiği bu saat modeli daha sonraları tüm dünya genelinde rasathanelerde zamanı ölçebilmek için standart bir şekilde kullanılmaya başlanmıştır.

Işık Hızı

II. Dünya Savaşı sıralarında Essen radarlar üzerinde çalışmalar sürdürüyordu ve daha sonra çeşitli aletler geliştirmeyi başardı. Bu aletlerden biri de çukur rezonans dalga ölçeridir. Geliştirdiği bu alet Essen’in aklına daha kesin bir ışık hızı ölçümü yapılabilme olasılığını getirmişti. 1946 yılında A.C. Gordon-Smith ‘le yaptığı iş birliğinin yardımlarıyla ve aralıkları kesin olarak bilinen  mikrodalga boşluklarını ve iş birliği yapan kişinin zamanı ölçmekteki ileri becerilerini kullanarak normal modlardaki çeşitliliği için frekansı betimlemiştir. Modların dalga boyları elektromanyetik teori ve çukurluk geometrisi sayesinde daha önceden de bilindiği için edinilen ortak frekans bilgisi ışık hızını ölçebilmeyi mümkün kılmıştır. Ölçüm sonucunda buldukları sonuç yani 299,792±3 km/s  büyük ölçüde 20. yüzyılın başlarında yapılan optik sekanslı yaygın sonuçlardan çok daha büyüktü. Essen bu durum karşısında bazı oldukça kızgın biçimde yapılan eleştirilere ve inançsızlıklara karşı direnip dayanmak zorunda kaldı. Hatta, uluslararası Fizik Laboratuvarı direktörü olan Sir Charles Galton Darwin bile çalışmalarını desteklediği halde Essen’in kullandığı tekniği mükemmelleştirdiğinde doğru sonucu mutlak şekilde elde edeceğini düşündüğünü dile getirmiştir. Dahası, Stanford Üniversitesinden W. W. Hansen Essen’inki ile benzer bir teknik kullandı ve ölçümü sonucunda daha tutarlı bir sonuç ortaya koydu. Bunu yaparken de geleneksel ( görüşle ilgili ) bir ilim kullandı. Ancak, 1950 yılında, Essen’in inatçı kişiliği, geleneklere karşı çıkan tarafları ve yaptığı ölçümlerde kendine olan inancı ( ve biraz da Alan Turing’in hesaplamaları yardımı ile ) kullandığı aleti daha saf bir hale getirip deneyi tekrarlaması için ona ilham vermiştir. Bu seferki deneyinin sonucunda elde ettiği değer ise 299,792.5±1 km/s. Bulunan bu değer 1957 yılında Radio Scientific Union’ın 12. Genel Meclisinin kabul ettiği bir sonuç olmuştur. Daha sonraki yıllarda yapılan bütün ölçümlerin sonuçları bu sonuca tutarlı olacak şekillerde elde edilmiştir. 1983 yılında toplanan 17. Conférence Générale des Poids et Mesures ışık hızının standart değeri olarak  299,792.458 km/s sonucunu kabul etmiştir.

Atomik Saatler

Essen zamanı ölçümlerini geliştirebilmek için atomic spectra frekansını kullanmanın mümkün olabileceği düşüncesiyle ilgilenmeye başlamadan önce University of London’dan 1941 yılında Felsefe doktorasını ve 1948 yılında Bilim doktorasını almaya hak kazanmıştır. Sezyumu atomik referans olarak kullanarak zamanı ölçmenin uygulanabilirliği US National Bureau of Standards tarafından kanıtlanmıştır. 1955 yılında Jack Parry’nin yardımları ve iş birliği sayesinde kullanılabilir olan ilk atomik saati geliştirdi ve bunu yaparken de sezyum atomik standardı ile geleneksel kuvartz kristal osilatörünü entegre ederek var olan zaman tutmanın ayarlanmasına izin vermiştir.

Zaman Standartları

Bu çalışma Essen’in Sezyum spektrumunu uluslararası zaman standardı olarak görmesine ve desteklemesine olanak sağlamıştır. Ammonia molekülü uzun zamandır uluslararası zaman standardı olarak kabul görmüş bulunuyordu ancak Essen sezyumun daha stabil özellikler sergilediğine ikna olmuştu. Ama, International Astronomical Union 1952’de Roma’da gerçekleştirdikleri toplantı sırasında Gerald Clemence tarafından yapılan ve zaman birimini dünyanın güneş etrafında yaptığı hareketten alan bir ölçek teklifi olan ''ephemeris'' time kabul edilmişti. İkinci ephemeris, Simon Newcomb’un yapmış olduğu güneş sisteminin hareketi ile ilgili olan açıklamasından türetilen tropik yıl bölümüne dayanıyordu ve 1960 yılında standart haline geldi. Ancak 1967 yılında yapılan 13. Conférence Générale des Poids et Mesures’te ikinci, ephemeris ikincinin Essen ve iş birliği yaptığı William Markowitz tarafından kesin olarak bulunan ölçüm sonucu elde edilen değer ile sezyum spektrumundan seçilen bir çizginin frekansı kullanılarak yeniden tanımlandı.