Hvordan et atomur fungerer
Sendt af Richard N Williams on December 5th, 2008
Atomiske ure anvendes til tusindvis af applikationer over hele verden. Fra at styre satellitter til selv at synkronisere et computernetværk ved hjælp af en NTP-serveratomklokker har ændret den måde, hvorpå vi styrer og styrer tiden.
Med hensyn til nøjagtighed er et atomur uovertruffen. Digitale kvartsklokke kan holde præcis tid i en uge og ikke tabe mere end et sekund, men et atomur kan holde tid i millioner af år uden at drive så meget.
Atomiske ure arbejde på princippet om kvantespring, en gren af kvantemekanik, som siger at en elektron; en negativt ladet partikel, kredser en kernen af et atom (midten) i en bestemt slette eller et niveau. Når den absorberer eller frigiver tilstrækkelig energi i form af elektromagnetisk stråling, vil elektronen hoppe til et andet plan - kvantespringet.
Ved måling af frekvensen af den elektromagnetiske stråling svarende til overgangen mellem de to niveauer kan tidsforløbet registreres. Cæsiumatomer (cæsium 133) foretrækkes til timing, da de har 9,192,631,770-cyklusser af stråling i hvert sekund. Fordi energieniveauerne i cæsiumatomet (kvantestandarderne) altid er de samme og er et sådant højt tal, er cæsien atomklokken utrolig præcis.
Den mest almindelige form for atomur, der anvendes i verden i dag, er cæsiumfontenen. I denne type ur projiseres en mol af atomer op i et mikrobølgekammer og får lov at falde ned under tyngdekraften. Laserbjælker sænker disse atomer og overgangen mellem atomets energiniveauer måles.
Den næste generation af atomure er ved at blive udviklet, brug ionfælder i stedet for en springvand. Ioner er positivt ladede atomer, der kan fanges af et magnetfelt. Andre elementer såsom strontium anvendes i disse næste generationsklokke, og det anslås, at den potentielle nøjagtighed af et strontiumionfældningsklok kunne være 1000 gange det nuværende atomklok.
Atomiske ure anvendes af alle mulige teknologier; satellit kommunikation, Global Positioning System og endda internet handel er afhængig af atomur. De fleste computere synkroniseres indirekte med et atomur ved hjælp af a NTP-server. Disse enheder modtager tiden fra et atomur og distribuerer rundt om deres netværk, hvilket sikrer præcis tid på alle enheder.
Dette indlæg blev skrevet af Richard N Williams
Richard N Williams er en teknisk forfatter og specialist i NTP Server og Time Synchronization industrien. Richard N Williams på Google+
