Questo articolo spiega le origini e il funzionamento degli orologi atomici e come vengono utilizzati per sincronizzare le reti di computer in tutto il mondo utilizzando i server NTP.

In orologi elettronici convenzionali tempo viene mantenuta eseguendo una corrente elettrica attraverso un oscillatore che genera un segnale elettrico ripetitivo questo viene governata da un cristallo di quarzo per mantenere la precisione. Questi oscillatori di cristallo sono di gran lunga più preciso di orologi meccanici, ma sarà ancora alla deriva, forse più di un secondo di una settimana.

Per il giorno per giorno oscillatori uso di cristallo sono un ottimo modo per tenere traccia del tempo; nella gestione di tutti i giorni della nostra vita, un secondo fa pochissima differenza, tuttavia, come le onde luminose o radio possono viaggiare 300,000 miglia in un secondo, alcune alte tecnologie come la navigazione satellitare o di comunicazione globale, richiedono molto più precisione per essere possibile.

orologi atomici sono un dispositivo di cronometraggio che utilizza la frequenza di risonanza conosciuta atomico di un atomo per tenere il tempo. Il primo vero preciso orologio atomico è stato costruito nel 1955 presso il National Physical Laboratory nel Regno Unito e si è basata su di cesio -133 che oscilla esattamente 9,192,631,770 ogni secondo.

Questa oscillazione è in realtà un segnale ripetitivo dalla radiazione a microonde emessa da elettroni in un atomo quando cambiano i livelli di energia. Gran parte di un orologio atomico è stato progettato per creare lo stato corretto per provocare e aumentare le oscillazioni.
Sebbene possano essere usati altri atomi, l'oscillazione (9,192,631,770 un secondo) dell'atomo di cesio -133 è ora accettata dal Sistema Internazionale di Unità come definizione di un secondo.

Gli orologi atomici sono generalmente molto grandi e costituiscono molti apparati altamente tecnici come i vuoti e richiedono l'intero team di scienziati per mantenere e monitorare gli orologi. Gran parte del quale va a compensare gli effetti collaterali indesiderati come le frequenze di altri atomi nell'orologio e persino la dilatazione gravitazionale (dove secondo la teoria di Einstein gli orologi a diverse altezze funzionano in modo diverso a causa delle differenze nel campo gravitazionale) Questo rende gli orologi atomici altamente costoso.

Fortunatamente molti laboratori fisici nazionali su larga scala trasmettono segnali radio tempo dai loro orologi atomici che possono essere utilizzati per sincronizzare oscillatori di cristallo standard di troppo.

Gli orologi atomici sono anche la base del GPS (Global Positioning System), come ogni satellite contiene un orologio atomico, come l'ora esatta è parte integrante per il posizionamento (posizione da nessuna parte è costituito da una direzione, una velocità e tempo).
I segnali GPS possono anche essere usati per catturare un segnale orario. Questo è ora il modo più comune in cui le reti di computer conservano il tempo preciso, essenziale anche in molte comunicazioni e applicazioni.

La maggior parte delle reti di computer utilizza un server NTP (Network Time Protocol) per sincronizzare i propri dispositivi con un segnale orario atomico ricevuto tramite la rete GPS.

Un lasso di tempo universale UTC (Coordinated Universal Time), è stato sviluppato sulla base del tempo raccontata da orologi atomici, TAI (tempo atomico internazionale). spiega UTC per il rallentamento della rotazione terrestre con l'aggiunta di secondo salto di TAI in modo da impedire la progressiva deriva della notte in giorno (anche se sarebbe prendere 40,000 anni o giù di lì) e permette al mondo intero di comunicare utilizzando la stessa scala temporale.

Questo post è stato scritto da Richard Williams N

Richard N Williams è un autore tecnico e specialista nel settore della sincronizzazione server NTP e ora. Richard Williams N su Google+