Come funziona un orologio atomico
Pubblicato da Richard Williams N on Dicembre 5th, 2008
Gli orologi atomici sono utilizzati per migliaia di applicazioni in tutto il mondo. Dal controllo dei satelliti alla sincronizzazione anche di una rete di computer utilizzando a Server NTP, gli orologi atomici hanno cambiato il modo in cui controlliamo e governiamo il tempo.
In termini di precisione, un orologio atomico non ha rivali. Gli orologi al quarzo digitali possono mantenere un tempo preciso per una settimana, senza perdere più di un secondo, ma un orologio atomico può mantenere il tempo per milioni di anni senza andare alla deriva.
Gli orologi atomici lavorare sul principio dei balzi quantici, un ramo della meccanica quantistica che afferma che un elettrone; una particella carica negativamente, orbiterà un nucleo di un atomo (il centro) in una certa pianura o livello. Quando assorbe o rilascia abbastanza energia, sotto forma di radiazione elettromagnetica, l'elettrone salterà su un piano diverso - il salto quantico.
Misurando la frequenza della radiazione elettromagnetica corrispondente alla transizione tra i due livelli, è possibile registrare il passaggio del tempo. Gli atomi di cesio (cesio 133) sono preferiti per i tempi poiché hanno cicli di radiazioni 9,192,631,770 ogni secondo. Poiché i livelli di energia dell'atomo di cesio (gli standard quantistici) sono sempre gli stessi ed è un numero così elevato, l'orologio atomico al cesio è incredibilmente preciso.
La forma più comune di orologio atomico usato nel mondo oggi è la fontana al cesio. In questo tipo di orologio una nuvola di atomi viene proiettata in una camera a microonde e lascia cadere la gravità. I raggi laser rallentano questi atomi e viene misurata la transizione tra i livelli di energia dell'atomo.
La prossima generazione di orologi atomici si sta sviluppando usando trappole ioniche piuttosto che una fontana. Gli ioni sono atomi caricati positivamente che possono essere intrappolati da un campo magnetico. Altri elementi come lo stronzio vengono utilizzati in questi orologi di prossima generazione e si stima che la potenziale precisione di un orologio a trappola ionica di stronzio potrebbe essere 1000 volte quella degli attuali orologi atomici.
Gli orologi atomici sono utilizzati da tutti i tipi di tecnologie; la comunicazione via satellite, il Global Positioning System e persino il trading su Internet dipendono dagli orologi atomici. La maggior parte dei computer si sincronizza indirettamente a un orologio atomico utilizzando a Server NTP. Questi dispositivi ricevono il tempo da un orologio atomico e si distribuiscono intorno alle loro reti garantendo un tempo preciso su tutti i dispositivi.
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+
