Atomklockor och NTP-servern med hjälp av kvantmekanik för att berätta tiden
Postat av Stuart on December 11th, 2008
Att räkna tiden är inte så rakt fram som de flesta tror. Faktum är själva frågan, "hur är tiden?" är en fråga som även modern vetenskap kan misslyckas med att svara på. Tid, enligt Einstein, är relativ; Det går förbi förändringar för olika observatörer, som påverkas av sådana saker som hastighet och tyngdkraft.
Även när vi alla bor på samma planet och upplever tidens gång på ett liknande sätt, kan tiden bli allt svårare att tala om. Vår ursprungliga metod för att använda jordens rotation har sedan dess visat sig vara felaktig, eftersom Månens gravitation får några dagar att vara längre än 24 timmar och några att vara kortare. Faktum är att de tidiga dinosaurerna roaming jorden en dag var bara 22 timmar lång!
Medan mekaniska och elektroniska klockor har givit oss viss grad av noggrannhet har vår moderna teknik krävt mycket mer exakta tidsmätningar. GPS, Internethandel och flygkontroll är bara tre industrier som delades i andra timing är otroligt viktigt.
Så hur håller vi koll på tiden? Att använda jordens rotation har visat sig otillförlitlig medan elektriska oscillatorer (kvartsklockor) och mekaniska klockor bara är korrekta till en sekund eller två per dag. Tyvärr för många av våra tekniker kan en andra felaktighet vara alltför lång. I satellitnavigering kan ljuset resa 300,000 km på drygt en sekund, vilket gör den genomsnittliga sat nav-enheten värdelös om det var en sekund av felaktighet.
Lösningen att hitta en exakt metod för att mäta tiden har varit att undersöka den mycket små kvantmekaniken. Kvantmekanik är studien av atomen och dess egenskaper och hur de interagerar. Det upptäcktes att elektroner, de små partiklarna som omloppat atomer ändrade banan som de kretsade och släppte en exakt mängd energi när de gjorde det.
När det gäller cesiumatomen sker detta nästan nio miljarder gånger i sekund och detta nummer ändras aldrig och kan så användas som en extremt pålitlig metod för att hålla reda på tiden. Cesiumatomer använder din atomur och i själva verket är den andra nu definierad som strax över 9-miljarder cyklar av strålning av cesiumatomen.
Atomur är grunden för många av våra teknologier. Hela den globala ekonomin bygger på dem med tiden som vidarebefordras NTP-tidsservrar på datanät eller strålade ner av GPS-satelliter; se till att hela världen håller samma, exakta och stabila tid.
En officiell global tidsplan, Coordinated Universal Time (UTC) har utvecklats tack vare atomur som gör att hela världen kan springa samtidigt inom några tusenedelar av en sekund från varandra.
Det här inlägget skrevs av Stuart
