kellotiede

Kellotiede on ajan mittaamisen laitteiden tutkimus ja kehitys. Se käsittää sekä teorian että käytännön suunnittelun, valmistuksen, kalibroinnin ja luotettavuuden arvioinnin. Alalla tutkitaan mekanillisten sekä elektronisten ja kvartsikellojen toimintaperiaatteita sekä nykyisten ja uusien ajantallennusmenetelmien kehitystä, mukaan lukien atomikellot. Kellotiede yhdistää mekaniikan, fysiikan ja metrologian ja tähtää tarkkuuden sekä kestävyyden parantamiseen erilaisissa ympäristöissä.

Historian suurimmat askeleet ajan mittauksessa ovat peräisin antiikin ajoista käytetyistä aurinko- ja vesisäiliöistä, mutta moderni kellotoiminta kehittyi keskiajalla mekaanisten kellojen myötä. 1600-luvulla heilurikellot merkitsivät huomattavaa paranemista tarkkuudessa. 18.–19. vuosisadalla rannekellot yleistyivät ja teollinen tuotanto teki kellotuksesta laajasti saatavilla. 20. vuosisadalla kvartsikellot mullistivat ajannäytön, ja atomikellot muodostuivat maailmanlaajuisen ajan standardoinnin perusta.

Nykyään kellotiede kattaa useita osa-alueita: suunnittelu ja valmistus, mukaan lukien mekaaniset, kvartsiset ja elektroniset järjestelmät; säätö, kalibrointi ja testaus; sekä metrologia ja ajan vertailu. Erityisesti tutkitaan virhetekijöitä kuten lämpötilan ja magneettikentän vaikutuksia sekä keinoja niiden kompensoimiseksi. Tutkimus ja kehitys kattaa uudenlaiset ajantallennusmenetelmät sekä sovellukset avaruus-, navigointi- ja telekommunikaatiojärjestelmissä.

Ajan standardointi kuuluu kellotieteeseen: käytössä on Coordinated Universal Time UTC sekä SI-periaatteet sekunnin määrittelemiseksi atomikellojen avulla. Kellotiede tukee sekä teollisuutta että tieteellistä tutkimusta, ja alan ammattilaiset kouluttavat osaajia tutkimukseen, tuotantoon ja huoltoon.