Jak działa zegar atomowy
Wysłane przez Richard N Williams on Grudnia 5th, 2008
Zegary atomowe są używane w tysiącach aplikacji na całym świecie. Od sterowania satelitami po równomierną synchronizację sieci komputerowej za pomocą Serwer NTPzegary atomowe zmieniły sposób, w jaki kontrolujemy i zarządzamy czasem.
Pod względem dokładności zegar atomowy jest bezkonkurencyjny. Cyfrowe zegary kwarcowe mogą utrzymywać dokładny czas przez tydzień, nie tracąc więcej niż sekundę, ale zegar atomowy może utrzymać miliony lat bez dryfowania.
Zegary atomowe działa na zasadzie skoków kwantowych, gałęzi mechaniki kwantowej, która stwierdza, że elektron; ujemnie naładowana cząstka będzie krążyła wokół jądra atomu (centrum) na pewnym równinie lub poziomie. Kiedy absorbuje lub uwalnia wystarczającą energię, w postaci promieniowania elektromagnetycznego, elektron przeskoczy na inną płaszczyznę - skok kwantowy.
Mierząc częstotliwość promieniowania elektromagnetycznego odpowiadającego przejściu między dwoma poziomami, można rejestrować upływ czasu. Atomy cezu (cez 133) są preferowane w czasie, ponieważ mają cykl 9,192,631,770 promieniowania w każdej sekundzie. Ponieważ poziomy energetyczne atomu cezu (standardy kwantowe) są zawsze takie same i jest tak duża liczba, zegar atomowy cezu jest niesamowicie dokładny.
Najczęściej stosowaną formą zegara atomowego stosowaną w dzisiejszym świecie jest fontanna cezowa. W tym typie zegara chmura atomów jest wyświetlana w komorze mikrofalowej i może opadać pod wpływem siły grawitacji. Promienie laserowe spowalniają te atomy i mierzy się przejście między poziomami energii atomu.
W nowej generacji zegarów atomowych opracowuje się pułapki jonowe zamiast fontanny. Jony są dodatnio naładowanymi atomami, które mogą zostać uwięzione przez pole magnetyczne. Inne elementy, takie jak stront, są używane w tych zegarach następnej generacji i szacuje się, że potencjalna dokładność zegara pułapki jonowej strontu może być 1000 razy większa od aktualnych zegarów atomowych.
Zegary atomowe są wykorzystywane przez różnego rodzaju technologie; komunikacja satelitarna, globalny system pozycjonowania, a nawet handel internetowy opierają się na zegarach atomowych. Większość komputerów synchronizuje się pośrednio z zegarem atomowym za pomocą a Serwer NTP. Urządzenia te odbierają czas z zegara atomowego i rozprowadzają się wokół swoich sieci, zapewniając dokładny czas na wszystkich urządzeniach.
Ten post został napisany przez Richard N Williams
Richard N Williams jest autorem techniczny i specjalista w branży Server i synchronizacji czasu NTP. Richard N Williams na Google+
