Nøjagtighed i timekeeping Atomic Clock og Time Servers
Sendt af Stuart on September 25th, 2008
Udviklingen af atomur gennem hele det tyvende århundrede har været afgørende for mange af de teknologier, vi anvender hver dag. Uden atomur ville mange af det tyvende århundredes nyskabelser simpelthen ikke eksistere.
Satellitkommunikation, global positionering, computernetværk og endda internettet ville ikke kunne fungere på den måde, vi er vant til, hvis det ikke var for atomur og deres ultra-præcision i timekeeping.
Atomiske ure er utroligt nøjagtige chronometre, der ikke taber et sekund i millioner af år. Til sammenligning kan digitale ure tabe et sekund hver uge, og de mest indviklede nøjagtige mekaniske ure taber endnu mere tid.
Årsagen til en atomur's utrolige præcision er, at den er baseret på en oscillation af et enkelt atom. En oscillation er kun en vibration på et bestemt energiniveau i tilfælde af de fleste atomure, de er baseret på resonansen af cæsiumatomet, som oscillerer på nøjagtigt 9,192,631,770 gange hvert sekund.
Mange teknologier stole nu på atomkloder for deres uhyrede nøjagtighed. Det globale positionssystem er et godt eksempel. GPS satellitter alle har ombord et atomur og det er denne timing information, der bruges til at udarbejde positionering. Fordi GPS-satellitter kommunikerer ved hjælp af radiobølger, og de rejser med lysets hastighed (180,000 miles et sekund i et vakuum), kunne små unøjagtigheder i tiden gøre positionering unøjagtig af hundredvis af miles.
En anden applikation, der kræver brug af atomure, er i computernetværk. Når computere taler med hinanden over hele kloden, er det afgørende, at de alle bruger samme tidskilde. Hvis de ikke gjorde det, ville tidsfølsomme transaktioner som internet shopping, online reservationer, børsen og endda sende en email være næsten umulige. E-mails ville ankomme, inden de blev sendt, og det samme emne på et internet-shoppingsted kunne sælges til mere end en person.
Af denne årsag er der udviklet en global tidsskala kaldet UTC (Coordinated Universal Time) baseret på den tid, som atomklockerne fortæller. UTC leveres til computernetværk via timeservere. De fleste tidsservere bruger NTP (netværksprotokol) for at distribuere og synkronisere netværkene.
NTP tid servere kan modtage UTC-tid fra en række kilder, som oftest kan GPS-systemets atomkvarterer bruges som en UTC-kilde af en tidsserver, der er tilsluttet en GPS-antenne.
En anden metode, der er ganske almindeligt anvendt af NTP tidsservers er at udnytte langvarig radiotransmissionssendelse fra flere landes nationale fysiklaboratorier. Mens de ikke er tilgængelige overalt og helt modtagelige for lokal topografi, giver udsendelserne en sikker metode til at modtage timing-kilde.
Hvis ingen af disse metoder er tilgængelige, kan en UTC-tidskilde modtages fra internettet, selv om nøjagtighed og sikkerhed ikke garanteres.
Dette indlæg blev skrevet af Stuart
