Dokładność w mierzeniu czasu Zegary atomowe i serwery czasu
Wysłane przez Stuart on Września 25th, 2008
Rozwój zegarów atomowych w XX wieku miał fundamentalne znaczenie dla wielu technologii, które stosujemy na co dzień. Bez zegarów atomowych wiele innowacji dwudziestego wieku po prostu by nie istniało.
Komunikacja satelitarna, globalne pozycjonowanie, sieci komputerowe, a nawet Internet nie byłyby w stanie funkcjonować w sposób, do jakiego jesteśmy przyzwyczajeni, gdyby nie było zegarów atomowych i ich ultra-dokładności w mierzeniu czasu.
Zegary atomowe są niezwykle dokładnymi chronometrami, nie tracąc ani sekundy w ciągu milionów lat. Dla porównania zegary cyfrowe mogą tracić co sekundę co tydzień, a najbardziej precyzyjne mechaniczne zegary tracą jeszcze więcej czasu.
Powodem niezwykłej precyzji zegara atomowego jest to, że opiera się on na oscylacji pojedynczego atomu. Oscylacja jest po prostu wibracją na określonym poziomie energii w przypadku większości zegarów atomowych, które są oparte na rezonansie atomu cezu, który oscyluje dokładnie dokładnie 9,192,631,770 razy na sekundę.
Wiele technologii opiera się teraz na zegarkach atomowych ze względu na ich nieokiełznaną dokładność. Globalny system positingowy jest najlepszym przykładem. Satelity GPS mają wbudowany zegar atomowy i właśnie ta informacja o taktowaniu służy do ustalenia pozycji. Ponieważ satelity GPS komunikują się za pomocą fal radiowych i poruszają się z prędkością światła (180,000 mile na sekundę w próżni), niewielkie niedokładności w tym czasie mogą spowodować niedokładne pozycjonowanie o setki mil.
Inną aplikacją wymagającą użycia zegarów atomowych są sieci komputerowe. Kiedy komputery komunikują się ze sobą na całym świecie, konieczne jest, aby wszyscy korzystali z tego samego źródła czasu. Gdyby tak się nie stało, transakcje wrażliwe na czas, takie jak zakupy przez Internet, rezerwacje internetowe, giełda, a nawet wysłanie e-maila byłyby prawie niemożliwe. Wiadomości e-mail przychodziły, zanim zostały wysłane, a ten sam przedmiot w witrynie zakupów internetowych mógł zostać sprzedany więcej niż jednej osobie.
Z tego powodu opracowano globalną skalę czasową o nazwie UTC (Coordinated Universal Time) opartą na czasie określonym przez zegary atomowe. UTC jest dostarczany do sieci komputerowych za pośrednictwem serwerów czasu. Większość serwerów czasu wykorzystuje NTP (protokół czasu sieci) do dystrybucji i synchronizacji sieci.
Serwery czasu NTP może odbierać czas UTC z wielu źródeł, najczęściej wbudowane zegary atomowe systemu GPS mogą być używane jako źródło UTC przez serwer czasu podłączony do anteny GPS.
Inna metoda, która jest dość powszechnie stosowana przez NTP Serwer czasus ma wykorzystywać transmisję radiową fal długich emitowaną przez krajowe laboratoria fizyki kilku krajów. Chociaż nie są dostępne wszędzie i są dość podatne na lokalną topografię, transmisje zapewniają bezpieczną metodę odbierania źródeł czasowych.
Jeśli żadna z tych metod nie jest dostępna, źródło czasu UTC może być odbierane z Internetu, chociaż dokładność i bezpieczeństwo nie są gwarantowane.
Ten post został napisany przez Stuart
