Zegary atomowe i serwer NTP używające mechaniki kwantowej, by powiedzieć czas
Wysłane przez Stuart on Grudnia 11th, 2008
Mówienie czasu nie jest tak proste jak większość ludzi myśli. Właściwie to samo pytanie: "jaki jest czas?" jest pytaniem, na które nawet współczesna nauka nie potrafi odpowiedzieć. Czas, według Einsteina, jest względny; przechodzą zmiany dla różnych obserwatorów, na które wpływ mają takie rzeczy jak prędkość i grawitacja.
Nawet kiedy wszyscy żyjemy na tej samej planecie i doświadczamy upływu czasu w podobny sposób, mówienie czasu może być coraz trudniejsze. Nasza oryginalna metoda wykorzystania obrotu Ziemi została odkryta jako niedokładna, ponieważ grawitacja Księżyca powoduje, że niektóre dni są dłuższe niż 24 godziny, a kilka jest krótsze. W rzeczywistości, kiedy wczesne dinozaury włóczyły się po Ziemi, dzień trwał tylko 22!
Chociaż mechaniczne i elektroniczne zegary zapewniły nam pewną dokładność, nasze nowoczesne technologie wymagały znacznie dokładniejszych pomiarów czasu. GPS, handel internetowy i kontrola ruchu lotniczego to tylko trzy branże podzielone na dwie części, co jest niezwykle ważne.
Jak więc śledzić czas? Korzystanie z obrotu Ziemi okazało się niewiarygodne, podczas gdy oscylatory elektryczne (zegary kwarcowe) i zegary mechaniczne są dokładne tylko do sekundy lub dwóch na dzień. Niestety dla wielu naszych technologii druga niedokładność może być o wiele za długa. W nawigacji satelitarnej światło może przemieścić 300,000 km w niewiele ponad sekundę, sprawiając, że przeciętna jednostka nawigacji satelitarnej staje się bezużyteczna, jeśli wystąpi jedna sekunda niedokładności.
Rozwiązaniem znalezienia dokładnej metody pomiaru czasu było zbadanie bardzo małej - mechaniki kwantowej. Mechanika kwantowa to badanie atomu i jego właściwości oraz ich wzajemnego oddziaływania. Odkryto, że elektrony, maleńkie cząsteczki, które krążą wokół atomów, zmieniły ścieżkę, którą krążą wokół niej, i uwolniły precyzyjną ilość energii, kiedy to robią.
W przypadku atomu cezu występuje to prawie dziewięć miliardów razy na sekundę i ta liczba nigdy się nie zmienia, a zatem może być stosowana jako wyjątkowo niezawodna metoda śledzenia czasu. Atomy cezu używają zegarów atomowych din, a w rzeczywistości drugi jest teraz definiowany jako ponad 9 miliarda cykli promieniowania atomu cezu.
Zegary atomowe są podstawą wielu naszych technologii. Cała gospodarka globalna polega na nich z czasem przekazanym przez Serwery czasu NTP w sieciach komputerowych lub wysyłane przez satelitarne satelity GPS; zapewnienie, że cały świat zachowuje ten sam, dokładny i stabilny czas.
Oficjalny globalny harmonogram czasu koordynowanego (UTC) został opracowany dzięki zegarom atomowym, umożliwiając całemu światu pracę w tym samym czasie w ciągu kilku tysięcznych sekundy od siebie.
Ten post został napisany przez Stuart
