هل ساعة الذرية مشعة؟

An ساعة ذرية يحافظ على الوقت أفضل من أي ساعة أخرى. حتى أنها تبقي الوقت أفضل من دوران الأرض وحركة النجوم. وبدون الساعة الذرية، سيكون من المستحيل الملاحة في نظام تحديد المواقع العالمي (غس)، ولن تتزامن الإنترنت، ولن يكون موقع الكواكب معروفا بما يكفي من الدقة للمجسات الفضائية والهبوط التي ستطلق وتراقب.

الساعة الذرية ليست مشعة، فإنه لا يعتمد على تسوس الذري. بدلا من ذلك، ساعة ذرية لديها كتلة تتأرجح ونابض، تماما مثل الساعات العادية.

الفرق الكبير بين الساعة القياسية في منزلك وساعة ذرية هو أن التذبذب في الساعة الذرية بين نواة الذرة والإلكترونات المحيطة بها. هذا التذبذب ليس بالضبط موازية لعجلة التوازن و هيرسبرينغ من ساعة تصورها، ولكن الحقيقة هي أن كلا استخدام التذبذبات لتتبع مرور الوقت. وتحدد ترددات التذبذب داخل الذرة بواسطة كتلة النواة والجاذبية والكهرباء "الربيع" بين الشحنة الموجبة على النواة وسحابة الإلكترون المحيطة بها.

ما هي أنواع الساعة الذرية؟

اليوم، على الرغم من أن هناك أنواع مختلفة من الساعة الذرية، والمبدأ وراء كل منهم لا يزال هو نفسه. ويرتبط الفرق الرئيسي بالعنصر المستخدم ووسائل الكشف عند تغير مستوى الطاقة. وتشمل أنواع مختلفة من الساعة الذرية:

تستخدم الساعة الذرية السيزيوم شعاع من ذرات السيزيوم. على مدار الساعة يفصل ذرات السيزيوم من مستويات الطاقة المختلفة بواسطة المجال المغناطيسي.

تحافظ ساعة الذرة الهيدروجينية على ذرات الهيدروجين عند مستوى الطاقة المطلوب في حاوية ذات جدران مادة خاصة بحيث لا تفقد الذرات حالة الطاقة العالية بسرعة كبيرة جدا.

وتستخدم الساعة الذرية للروبيديوم، وهي أبسط وأكثرها إحكاما، خلية زجاجية من غاز الروبيديوم الذي يغير امتصاص الضوء عند تردد الروبيديوم البصري عندما يكون تردد الموجات الدقيقة المحيطة محقا.

وتستخدم الساعة الذرية التجارية الأكثر دقة المتاحة اليوم ذرة السيزيوم والمجالات المغناطيسية العادية والكاشفات. بالإضافة إلى ذلك، يتم إيقاف ذرات السيزيوم من زحزحة ذهابا وإيابا بواسطة حزم الليزر، والحد من التغييرات الصغيرة في التردد بسبب تأثير دوبلر.

متى تم اختراع الساعة الذرية؟ ساعة ذرية

في شنومكس، اقترح أستاذ الفيزياء جامعة كولومبيا إيزيدور رابي أن ساعة يمكن أن تكون مصنوعة من تقنية وضعت في شنومكس دعا الذري شعاع المغناطيسي الرنين. من قبل شنومكس، والمكتب الوطني للمعايير (نبس، والآن المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا، نيست) أول ساعة ذرية في العالم باستخدام جزيء الأمونيا كمصدر للاهتزازات، و شنومكس أعلنت أول ساعة ذرية باستخدام ذرات السيزيوم كمصدر الاهتزاز، نبس-شنومكس.

في شنومكس، المختبر الفيزيائي الوطني (NPL) في إنجلترا بنيت أول ساعة ذرية السيزيوم الذري تستخدم كمصدر معايرة. على مدى العقد المقبل، تم إنشاء أشكال أكثر تقدما من الساعات الذرية. في شنومكس، المؤتمر العام شنومكث على الأوزان والمقاييس حددت سي الثاني على أساس الاهتزازات من ذرة السيزيوم؛ فإن نظام حفظ الوقت في العالم لم يعد له أساس فلكي في تلك المرحلة! وقد تم الانتهاء من نبس-شنومكس، الأكثر استقرارا الساعة الذرية السيزيوم في العالم، في شنومك، وكان يستخدم في شنومكس كجزء من نظام الوقت نبل.

في شنومكس، بدأ نبل-فسنومكس العمل مع عدم اليقين من أجزاء شنومكس في شنومكس إلى الطاقة شنومكست، أو دقة إلى حوالي ثانية واحدة في شنومكس مليون سنة، مما يجعلها ساعة الذرية الأكثر دقة من أي وقت مضى (وهو تمييز مشترك مع معيار مماثل في باريس).

كيف يتم قياس الوقت الساعة الذرية؟

يتم تعريف التردد الصحيح للرنين السيزيوم معين الآن من قبل الاتفاق الدولي كما شنومك هرتز بحيث عندما مقسوما على هذا العدد الإخراج هو بالضبط شنومكس هرتز، أو دورة شنومكس في الثانية الواحدة.

الدقة على المدى الطويل التي يمكن تحقيقها من قبل الساعة الذرية السيزيوم الحديثة (النوع الأكثر شيوعا) هو أفضل من ثانية واحدة لكل مليون سنة. ساعة الهيدروجين الذرية يظهر أفضل على المدى القصير (أسبوع واحد) دقة، ما يقرب من شنومكس مرات دقة ساعة الذرية السيزيوم. ولذلك، زادت الساعة الذرية من دقة قياس الوقت بنحو مليون مرة بالمقارنة مع القياسات التي أجريت بواسطة تقنيات فلكية.

سينكونيسينغ إلى ساعة الذرية

أبسط طريقة ل سينكونيس لساعة ذرية هو استخدام خادم نتب مخصص. هذه الأجهزة سوف تتلقى إما غس إشارة أتوميك على مدار الساعة أو موجات الراديو من أماكن مثل نيست أو نبل.

منظمة أطباء بلا حدود المستقبل على مدار الساعة الذرية

السيطرة على إشارة الراديو ل المختبر الوطني الفيزيائييتم بث الساعة الذرية على إشارة منظمة أطباء بلا حدود شينومكسهز عبر جهاز الإرسال في كومبرياانثورن الذي تديره شركة بريتيش تليكوم. وينبغي أن يكون لهذه الإشارة الراديوية للوقت الذري على مدار الساعة مجموعة من كمنوم شنومكس أو كمنومكس. جميع الجزر البريطانية هي بالطبع ضمن هذا نصف قطرها.
إن دور المختبر الفيزيائي الوطني كمحافظ للمعايير الزمنية الوطنية هو ضمان توافق التوقيت الزمني في المملكة المتحدة مع التوقيت العالمي المنسق (أوتك) على أعلى مستويات الدقة وتوفير هذا الوقت في جميع أنحاء المملكة المتحدة. وكمثال على ذلك، فإن منظمة أطباء بلا حدود هي علامة النداء المكونة من ثلاثة أحرف لتحديد مصدر الإشارة) إذ يوفر البث الإذاعي إشارة الوقت لتداول الأسهم الإلكترونية والميقاتيات في معظم محطات السكك الحديدية وللميقاتية التي تتحدث بت.

دسف الساعة الذرية المتلقي

وتنتقل إشارة التحكم الراديوية للميقاتية الألمانية عبر موجة طويلة من مرسل ال دسف شنومكسهز في مينفلينجر بالقرب من ديبورغ، على بعد بضعة كيلومترات شمال شرق فرانكفورت - جهاز إرسال معايير التوقيت الوطني الألماني. وهو مشابه في العملية لارسال كمبريا، ولكن هناك هوائيات (صواري الراديو) بحيث يمكن الحفاظ على إشارة الساعة الذرية الذرية الراديو في جميع الأوقات.

الموجة الطويلة هي التردد الراديوي المفضل لإرسال الإشارات الثنائية للشفرة الزمنية للأنظمة الراديوية الراديوية على مدار الساعة، حيث أنها تعمل بأقصى قدر من الاتساق في الجزء السفلي المستقر من الغلاف الأيوني. وذلك لأن إشارة موجة طويلة تحمل رمز الوقت لساعة الخاص يسافر بطريقتين. بشكل مباشر وغير مباشر. بين شنومكس كم (شنومكس ميل) إلى شنومكس كم (شنوم ميل) من كل جهاز إرسال موجة الناقل يمكن أن يسافر مباشرة إلى الساعة. وتصل الإشارة الراديوية أيضا إلى الساعة عبر ارتدادها من الجانب السفلي من الغلاف الأيوني. خلال ساعات النهار جزء من الأيونوسفير يسمى "طبقة D" على ارتفاع بعض كم شنومكس (شنومكس ميل) هي المسؤولة عن تعكس إشارة الراديو موجة طويلة. خلال ساعات الظلام عندما لا تعمل أشعة الشمس من خارج الغلاف الجوي، ترتفع هذه الطبقة إلى ارتفاع بعض كم شنومكس (شنومكس ميل) لتصبح "طبقة E" في هذه العملية. علم المثلثات البسيط سوف تظهر أن الإشارات تعكس بالتالي سوف يسافر أبعد من ذلك.

ويتم تغطية جزء كبير من منطقة الاتحاد الأوروبي من قبل هذا المرسل تسهيل استقبال لأولئك الذين يسافرون على نطاق واسع في أوروبا. يتم تعيين الساعة الألمانية في توقيت أوروبا الوسطى - قبل ساعة واحدة من توقيت المملكة المتحدة، بعد قرار حكومي دولي، من شنومكسند أكتوبر، شنومكس، المملكة المتحدة سوف يكون الوقت دائما شنومكس ساعة أقل من التوقيت الأوروبي مع كل من المملكة المتحدة والبر الرئيسى أوروبا تقدم وساعات التأخير في نفس "الوقت".

وفف الكتلة الذريةk استقبال

ويتوفر نظام ساعة ذرية راديوية في أمريكا الشمالية ويقوم بتشغيله نيست - المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا، وتقع في فورت كولينز، كولورادو.

ووفب لديه قدرة عالية الارسال (شنومكس واط)، وهو هوائي فعال جدا وتردد منخفض للغاية (شنومكس هرتز). وعلى سبيل المقارنة، تبث محطة إذاعية آم نموذجية بتردد شنومكس هز. مزيج من الطاقة العالية والتردد المنخفض يعطي موجات الراديو من منظمة أطباء بلا حدود الكثير من الارتداد، وهذه المحطة واحدة يمكن بالتالي تغطي الولايات المتحدة القارية بأكملها بالإضافة إلى الكثير من كندا وأمريكا الوسطى.

ال ساعة ذرية راديو يتم إرسال رموز الوقت من ووفب باستخدام واحدة من أبسط النظم الممكنة، وبمعدل بيانات منخفض جدا من بت واحد في الثانية الواحدة. وينتقل دائما إشارة شنومكس هز، ولكن في كل ثانية يتم تخفيضه بشكل كبير في السلطة لفترة من شنومكس، شنومكس أو شنومكس ثانية:

• ثواني شنومك من الطاقة المنخفضة تعني الصفر الثنائي • ثواني شنومك من الطاقة المخفضة هي ثانية ثنائية. • ثواني شنومكس من الطاقة المخفضة هي فاصل.

يتم إرسال رمز الوقت في بسد (ثنائي مشفرة العشرية) ويشير دقائق وساعات و يوم من السنة والسنة، جنبا إلى جنب مع معلومات حول التوقيت الصيفي والقفزة سنوات. يتم إرسال الوقت باستخدام بتات شنومكس وفواصل شنومك، وبالتالي يأخذ ثواني شينومكس لنقل.

ويمكن أن تحتوي الساعة أو الساعة على هوائي هوائي ذري ساعة صغيرة جدا وبسيط نسبيا ومستقبل لفك شفرة المعلومات الواردة في الإشارة وتعيين وقت الساعة الذرية بدقة. كل ما عليك القيام به هو تعيين المنطقة الزمنية، وسوف الساعة الذرية عرض الوقت الصحيح.

معرفة ما هو الوقت ، هو شيء نأخذ كل شيء كأمر مسلم به. ساعات في كل مكان ونظرة على ساعة اليد ، برج الساعة ، شاشة الكمبيوتر أو حتى الميكروويف سوف يخبرنا ما هو الوقت. ومع ذلك ، فإن قول الوقت لم يكن دائمًا بهذه السهولة.

لم تصل الساعات حتى العصور الوسطى وكانت دقتها ضعيفة بشكل لا يصدق. لم تصل دقة الدقة في الوقت الحقيقي إلا بعد وصول الساعة الإلكترونية في القرن التاسع عشر. ومع ذلك ، فإن العديد من التقنيات والتطبيقات الحديثة التي نأخذها كأمر مسلم به في العالم الحديث مثل الملاحة عبر الأقمار الصناعية ، ومراقبة الحركة الجوية والتداول عبر الإنترنت تتطلب دقة ودقة تتجاوز بكثير الساعة الإلكترونية.

الساعات الذرية هي إلى حد بعيد الوقت الأكثر دقة لإبلاغ الأجهزة. فهي دقيقة للغاية بحيث أن الجدول الزمني العالمي للعالم يعتمد عليها (توقيت عالمي متناسق) يجب ضبطها من وقت لآخر لتفسير تباطؤ دوران الأرض. تأخذ هذه التعديلات شكل الثواني الإضافية المعروفة باسم الثواني الكبيسة.

دقة الساعة الذرية دقيقة لدرجة أنه لا يتم فقدان حتى ثانية من الوقت في أكثر من مليون سنة ، في حين أن ساعة إلكترونية بالمقارنة ستفقد ثانية في الأسبوع.

لكن هل هذه الدقة ضرورية حقا؟ عندما تنظر إلى تقنيات مثل تحديد المواقع العالمية ، فإن الإجابة هي نعم. تعمل أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) عن طريق تثليث إشارات التوقيت المتولدة عن الساعات الذرية على متن السواتل. ونظرًا لأن هذه الإشارات تنتقل بسرعة الضوء ، فإنها تقطع مسافة 100,000 كم تقريبًا كل ثانية. أي عدم دقة في الساعة حتى من الألف من الثانية يمكن أن يرى معلومات تحديد الموقع من خلال الأميال.

يجب أن تضمن شبكات الكمبيوتر التي يجب أن تتواصل مع بعضها البعض في جميع أنحاء العالم تشغيلها ليس فقط وقتًا دقيقًا ولكن أيضًا تتم مزامنتها مع بعضها البعض. يمكن أن تؤدي أي معاملات تتم على الشبكات دون التزامن إلى حدوث جميع أنواع الأخطاء.

حصنه سبب استخدام شبكات الكمبيوتر NTP (بروتوكول وقت الشبكة) و ملقمات الوقت الشبكة غالبًا ما يشار إليها باسم الخادم NTP. تتلقى هذه الأجهزة إشارة توقيت من ساعة ذرية وتوزعها على الشبكة في القيام بذلك ، حيث يتم ضمان الشبكة لتكون دقيقة ودقيقة بقدر الإمكان.

الدقة في قول الوقت لم يكن مهما كما هو عليه الآن. فائقة الدقة الساعات الذرية هي الأساس لكثير من تكنولوجيات وابتكارات القرن العشرين. الإنترنت، والملاحة عبر الأقمار الصناعية، ومراقبة الحركة الجوية والخدمات المصرفية العالمية كل مجرد عدد قليل من التطبيقات التي تعتمد على ضبط الوقت بدقة خاصة.

المشكلة التي واجهناها في العصر الحديث هي أن فهمنا بالضبط ما هو الوقت قد تغير بشكل كبير على مدى القرن الماضي. في السابق كان يعتقد أن الوقت كان ثابتا، غير ثابت، وأننا سافرنا إلى الأمام في الوقت المناسب بنفس المعدل.

كان قياس مرور الوقت على التوالي إلى الأمام أيضا. كل يوم، يحكمها ثورة الأرض تم تقسيمها إلى شنومك كميات متساوية - الساعة. ومع ذلك، بعد اكتشاف أينشتاين خلال القرن الماضي، وسرعان ما اكتشف الوقت لم يكن على الإطلاق ثابتة، ويمكن أن تختلف لمراقبين مختلفين بالسرعة وحتى الجاذبية يمكن أن تبطئ.

كما أصبح ضبط الوقت لدينا أكثر دقة أصبحت مشكلة أخرى واضحة والتي كانت الطريقة القديمة من العمر لتعقب الوقت، وذلك باستخدام دوران الأرض، لم يكن طريقة دقيقة.

وبسبب تأثير الجاذبية القمرية على محيطاتنا، تدور الأرض متقطعة، وأحيانا تقل عن يوم ساعة شنومكس وأحيانا تعمل لفترة أطول.

تم تطوير الساعات الذرية في محاولة للحفاظ على الوقت دقيقا قدر الإمكان. أنها تعمل باستخدام التذبذبات غير المتغيرة للإلكترون ذرة لأنها تغير المدار. هذا "موقوتة" من ذرة يحدث أكثر من تسعة مليارات مرة في الثانية في ذرات السيزيوم مما يجعلها أساسا مثاليا لساعة.

هذا الوقت الذري الدقيق للغاية (المعروف رسميا باسم التوقيت الذري الدولي - TAI) هو أساس الجدول الزمني الرسمي العالمي ، على الرغم من الحاجة إلى الحفاظ على الجدول الزمني بالتوازي مع دوران الأرض (مهم عند التعامل مع الأجسام الأرضية الإضافية مثل الثوابت الفلكية أو حتى الأقمار الصناعية) إضافة ثانية ثانية ، تعرف باسم قفزة ثانية ، تضاف إلى TAI ، هذه الفترة الزمنية المعدلة تعرف باسم UTC - توقيت عالمي متناسق.

التوقيت العالمي المنسق هو الجدول الزمني المستخدم من قبل الشركات والصناعة والحكومات في جميع أنحاء العالم. كما أنه يحكم الساعات الذرية يعني العالم كله يمكن التواصل باستخدام نفس الجدول الزمني، يحكمها الساعات الذرية فائقة الدقة. شبكات الكمبيوتر في جميع أنحاء العالم تتلقى هذه المرة باستخدام خوادم NTP (بروتوكول وقت الشبكة) ضمان أن الجميع لديه نفس الوقت إلى غضون بضعة ميلي ثانية.

الساعات الذرية معروفة جيدا لدقتها. معظم الناس قد لم يسبق له مثيل واحد ولكن ربما تكون على علم بأن الساعات الذرية الحفاظ على الوقت الدقيق للغاية. في الواقع ساعة الذرية الحديثة سوف تبقي دقيقة الوقت ولا تفقد ثانية في مائة مليون سنة.

قد يبدو هذا المبلغ من الدقة مبالغا فيه ولكن العديد من التكنولوجيات الحديثة تعتمد على الساعات الذرية وتتطلب مثل هذا المستوى العالي من الدقة. وخير مثال على ذلك هو أنظمة الملاحة الساتلية التي عثر عليها الآن في معظم السيارات. نظام تحديد المواقع يعتمد على الساعات الذرية لأن إشارات الأقمار الصناعية المستخدمة في التثليث السفر في سرعة الضوء الذي في ثانية واحدة يمكن أن تغطي ما يقرب من شنومك كم.

لذلك يمكن أن نرى كيف تعتمد بعض التقنيات الحديثة على هذا التوقيت الدقيق جدا من الساعات الذرية ولكن استخدامها لا يتوقف هناك. الساعات الذرية تحكم التوقيت العالمي العالمي أوتك (توقيت عالمي متناسق) ويمكن استخدامها أيضا لمزامنة شبكات الكمبيوتر أيضا.

قد يبدو من المستحيل استخدام هذه الدقة نانوسيكوند لمزامنة شبكات الكمبيوتر أيضا ولكن كما يتم إجراء العديد من المعاملات الحساسة الوقت عبر الإنترنت مع مثل هذه الصفقات كما البورصة حيث الأسعار يمكن أن تنخفض أو ترتفع كل ثانية يمكن أن ينظر إليه لماذا الساعات الذرية هي مستخدم.

لتلقي الوقت من ساعة ذرية مخصصة الخادم NTP هو الأسلوب الأكثر أمانا ودقة. وتتلقى هذه الأجهزة إشارة زمنية تبثها ساعات ذرية من مختبرات الفيزياء الوطنية أو مباشرة من الساعات الذرية على متن سواتل نظام تحديد المواقع العالمي (غس).

باستخدام مخصص الخادم NTP فإن شبكة الكمبيوتر ستكون أكثر أمنا وكما هو متزامن إلى أوتك (الجدول الزمني العالمي) فإنه سيتم في الواقع أن تكون متزامنة مع كل شبكة كمبيوتر أخرى باستخدام خادم نتب.

يلعب التزامن الزمني دوراً أكثر أهمية في العالم الحديث مع اعتماد المزيد والمزيد من التقنيات على وقت دقيق وموثوق.

إن التزامن الزمني ليس مهمًا فحسب ، بل يمكن أن يكون أيضًا أمرًا حاسمًا في التشغيل الآمن للأنظمة مثل التحكم في حركة النقل الجوي التي لا يمكن أن تعمل ببساطة دون التزامن الدقيق. التفكير في الكوارث التي يمكن أن تحدث في الهواء من الطائرات كانت متزامنة مع بعضها البعض؟

في التجارة العالمية دقيقة للغاية وموثوقية التزامن الزمني مهم للغاية. عندما تفتح أسواق الأسهم في العالم في الصباح ويشتري التجار من جميع أنحاء العالم الأسهم على أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم. مع تذبذب أسعار الأسهم من ثانية إلى أخرى في حالة عدم التزامن بالآلات ، يمكن أن تكلف الملايين.

لكن التزامن ضروري أيضاً في شبكات الحاسوب الحديثة. يحافظ على أمان النظام ويتيح التحكم السليم وتصحيح الأنظمة. وحتى إذا لم تكن شبكة الكمبيوتر متورطة في أي معاملات حساسة في الوقت ، فقد يؤدي عدم التزامن إلى جعلها عرضة لهجمات خبيثة ويمكن أن يكون عرضة أيضًا لفقدان البيانات.

يمكن إجراء تزامن دقيق في شبكات الكمبيوتر بفضل اثنين من التطورات: بالتوقيت العالمي و NTP.

التوقيت العالمي المنسق (UTC) هو التوقيت العالمي المنسق زمنياً ، ويستند إلى توقيت جرينتش ولكن يتم التحكم فيه من خلال مجموعة من الساعات الذرية مما يجعله دقيقًا في غضون بضعة نانوثانية.

NTP هو بروتوكول برمجي - Network Time Protocol ، مصمم لمزامنة شبكات الكمبيوتر بدقة إلى مصدر وقت واحد. كل من هذه التطبيقات تأتي معا في جهاز واحد والذي يعتمد على العالم لمزامنة شبكات الكمبيوتر - الخادم NTP.

An NTP خادم الوقت or خادم وقت الشبكة هو جهاز يتلقى الوقت من ساعة ذرية ، مصدر UTC ويقوم بتوزيعه عبر شبكة. ونظرًا لأن مصدر الوقت يتم فحصه باستمرار بواسطة خادم التوقيت وهو من ساعة ذرية ، فإنه يجعل الشبكة دقيقة في غضون بضعة ميلي ثانية من التوقيت العالمي المنسق ، مما يوفر التزامن على نطاق عالمي.

هذا هو الوقت من السنة مرة أخرى عندما نفقد ساعة خلال عطلة نهاية الأسبوع مع تقدم الساعات التوقيت الصيفي البريطاني. مرتين في السنة نغير الساعات ولكن في عصر بالتوقيت العالمي (التوقيت العالمي المنسق) وتزامن خادم التوقيت هو ضروري حقا؟

تغيير الساعات هو شيء نوقش قبل الحرب العالمية الأولى عندما اقترح باني لندن ويليام ويليت الفكرة كطريقة لتحسين صحة البلاد (على الرغم من أن فكرته الأولية كانت تعزيز الساعات العشرين في كل يوم أحد في أبريل).

لم تطرح فكرته على الرغم من أنها تزرع بذرة فكرة ، وعندما اندلعت الحرب العالمية الأولى ، اعتمدتها العديد من الدول كطريقة لاقتصاص وزيادة ضوء النهار على الرغم من أن العديد من هذه الدول تجاهل الفكرة بعد الحرب ، بما في ذلك العديد منها احتفظت بها المملكة المتحدة والولايات المتحدة الأمريكية.

تغير التوقيت الصيفي على مر السنين ولكن منذ 1972 فقد بقي وقت الصيف البريطاني (BST) في فصل الصيف وغرينتش Meantime في فصل الشتاء (بتوقيت جرينتش). ومع ذلك ، على الرغم من استخدام ما يقرب من قرن من الزمن ، فإن تغيير الساعات لا يزال مثيرا للجدل. على مدى أربع سنوات ، جربت بريطانيا دون تغيير النهار ، ولكن ثبت أنها لا تحظى بشعبية في اسكتلندا وفي الشمال حيث كان الصباح أكثر قتامة.

إن هذا القفزة الزمنية تقلل من التشويش (سأفقد ساعة واحدة في تلك الساعة في يوم الأحد) ، لكن بينما يتبنى عالم التجارة التوقيت المدني العالمي (الذي هو لحسن الحظ نفس توقيت جرينتش بتوقيت غرينتش ، حيث يتم ضبط UTC مع قفزات ثانية لضمان أن جرينتش هو لا تزال غير متأثرة بإبطاء دوران الأرض؟

لا يحتاج تزامن وقت العالم بالتأكيد إلى ضبط التوقيت الصيفي. UTC هو نفسه في جميع أنحاء العالم وبفضل الأجهزة مثل الخادم NTP يمكن متزامنة حتى العالم بأسره يعمل في نفس الوقت.

مع مجموعة متنوعة من المختصرات والمناهج الزمنية ، يمكن أن يكون تزامن وقت العالم مربكًا تمامًا هنا بعض الأسئلة الشائعة التي نأمل أن تساعد في تنويرك.

ما هو NTP؟

NTP هو بروتوكول مصمم لمزامنة شبكات الكمبيوتر عبر الإنترنت أو الشبكة المحلية (شبكات المناطق المحلية). انها ليست الوحيدة مزامنة الوقت بروتوكول المتاحة ولكنها الأكثر استخداما والأقدم بعد أن تم تصورها في أواخر 1980.

ما هي بالتوقيت العالمي و GMT?

بالتوقيت العالمي أو التوقيت العالمي المنسق هو مقياس زمني عالمي ، ويتم التحكم فيه بواسطة ساعات ذرية دقيقة للغاية ، لكنه أبقى على نفس توقيت جرينتش (جرينتش Meantime) باستخدام الثواني الكبيسة ، عندما يتباطأ دوران الأرض. ومع أن توقيت جرينتش هو التوقيت الزمني القديم للغاية ، ويستند إلى الوقت الذي تكون فيه الشمس فوق خط الزوال ، فإن النظامين متطابقان في الوقت المناسب ، وذلك بفضل الثواني الكبيسة ، وغالبًا ما يشار إلى التوقيت العالمي المتزامن بتوقيت جرينتش والعكس بالعكس.

و NTP خادم الوقت?

هذه هي الأجهزة التي تقوم بمزامنة شبكة الكمبيوتر بالتوقيت العالمي UTC عن طريق استقبال إشارة زمنية وتوزيعها مع بروتوكول NTP الذي يضمن تشغيل جميع الأجهزة بدقة لمرجع التوقيت.

أين يمكن الحصول على وقت UTC؟

هناك طريقتان آمنتان لتلقي UTC. الأول هو استخدام الإشارات الزمنية الطويلة التي تبثها نيست (WWVB) NPL في المملكة المتحدة (MSF) و NPL الألمانية (DCF) والطريقة الأخرى هي استخدام شبكة GPS. تبث سواتل النظام GPS إشارة ساعة ذرية يمكن استعمالها وتحويلها إلى UTC بواسطة الخادم GPS NTP.

ال نتب غس الخادم هو جهاز مخصص يستخدم إشارة الوقت من نظام تحديد المواقع العالمي (غس). غس هو الآن أداة مشتركة لسائقي السيارات مع أجهزة الملاحة الفضائية تركيبها على معظم السيارات الجديدة. ولكن غس هو أكثر بكثير من مجرد مساعدة لتحديد المواقع، في قلب شبكة غس هو الساعات الذرية التي تقع داخل كل قمر صناعي لتحديد المواقع.

يعمل نظام غس عن طريق نقل الوقت من هذه الساعات جنبا إلى جنب مع موقف وسرعة القمر الصناعي. وسيعمل مستقبل الملاحة الساتلية عندما يستلم هذه المرة المدة التي استغرقها وصوله، وبالتالي إلى أي مدى سافرت الإشارة. وباستخدام ثلاثة أو أكثر من هذه الإشارات، يمكن لجهاز الملاحة الساتلي أن يعمل بالضبط أينما كان.

يمكن لنظام تحديد المواقع القيام بذلك فقط بسبب الساعات الذرية التي يستخدمها لنقل إشارات الوقت. هذه الإشارات الوقت السفر، مثل جميع الإشارات الراديوية، في سرعة الضوء حتى عدم دقة فقط شنومكس ميلي ثانية واحدة (شنومكس / شنومكس من الثانية) يمكن أن يؤدي إلى الملاحة الفضائية يجري ما يقرب من شنومك كيلومترا.

لأن هذه الساعات يجب أن تكون دقيقة جدا، فإنها تجعل مصدرا مثاليا للوقت ل NTP خادم الوقت. نتب (بروتوكول وقت الشبكة) هو البرنامج الذي يوزع الوقت من خادم الوقت إلى الشبكة. الوقت غس و أوتك (التوقيت العالمي المنسق) الجدول الزمني المدنية ليست تماما نفس الشيء ولكن هي قاعدة دون نفس الجدول الزمني لذلك نتب لا يوجد لديه مشكلة في تحويله. استخدام مخصص نتب غس الخادم يمكن مزامنة الشبكة بشكل واقعي في غضون بضعة ميلي ثانية من التوقيت العالمي المنسق

ال غس على مدار الساعة هو مصطلح آخر غالبا ما يعطى ل خادم الوقت لتحديد المواقع. تتكون شبكة غس من الأقمار الصناعية النشيطة شنومكس (وعدد قليل من الغيار) أميوم شنومك في المدار فوق الأرض وكل دائرة ساتلية الأرض مرتين في اليوم. ويحتاج جهاز استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (غس) المصمم للملاحة بواسطة السواتل إلى ثلاثة سواتل على الأقل للمحافظة على موقع. ومع ذلك، في حالة ساعة نظام تحديد المواقع (غس) مطلوب ساتل واحد فقط يجعل من الأسهل بكثير للحصول على إشارة يمكن الاعتماد عليها.

ويقوم كل ساتل باستمرار بإرسال موقعه الخاص ورمز زمني. يتم إنشاء رمز الوقت عن طريق الساعة الذرية على متن الطائرة ودقيقة للغاية، يجب أن يكون كما يتم استخدام هذه المعلومات من قبل جهاز استقبال غس لتثليث الموقف وإذا كان فقط نصف ثانية من وحدة سات ناف سيكون غير دقيقة من قبل الآلاف من الأميال.

معظم الناس قد سمعت غامضة من ساعة ذرية ويفترض أنهم يعرفون ما هو واحد ولكن عدد قليل جدا من الناس يعرفون مدى أهمية الساعات الذرية لتشغيل حياتنا اليومية لحياة اليوم في القرن الحادي والعشرين.

هناك الكثير من التقنيات التي تعتمد على الساعات الذرية، وبدون العديد من المهام التي نأخذها لمنحنا سيكون مستحيلا. مراقبة الحركة الجوية، والملاحة عبر الأقمار الصناعية والتداول عبر الإنترنت ليست سوى عدد قليل من التطبيقات التي تعتمد على كرونوميتري دقيقة جدا من ساعة الذرية.

بالضبط ما ساعة ذرية هو، غالبا ما يساء فهمها. بعبارات بسيطة ساعة الذرية هو الجهاز الذي يستخدم التذبذبات من الذرات في حالات الطاقة المختلفة لحساب القراد بين ثوان. حاليا السيزيوم هو الذرة المفضلة لأنه يحتوي على شنومكس مليار القراد في كل ثانية، ولأن هذه التذبذبات أبدا تغييره يجعلها طريقة دقيقة للغاية للحفاظ على الوقت.

الساعات الذرية على الرغم من ما يدعي كثير من الناس لا يوجد إلا من أي وقت مضى في مختبرات الفيزياء واسعة النطاق مثل NPL (المختبر الفيزيائي الوطني في المملكة المتحدة) و نيست (المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والوقت). في كثير من الأحيان يقترح الناس لديهم ساعة الذرية التي تسيطر على شبكة الكمبيوتر الخاصة بهم أو أن لديهم ساعة الذرية على جدارهم. هذا ليس صحيحا وما يشير إليه الناس هو أن لديهم ساعة أو خادم الوقت الذي يتلقى الوقت من الساعة الذرية.

الأجهزة مثل NTP خادم الوقت وغالبا ما تتلقى إشارات الساعة الذرية تشكل أماكن مثل نيست أو نبل عبر الراديو موجة طويلة. طريقة أخرى لتلقي الوقت من الساعات الذرية يستخدم شبكة غس (النظام العالمي لتحديد المواقع).

شبكة غس والملاحة عبر الأقمار الصناعية هي في الواقع مثال جيد على السبب تزامن الساعة الذرية هناك حاجة ماسة مع هذا المستوى العالي من الدقة. الساعات الذرية الحديثة مثل تلك التي تم العثور عليها في نيست، نبل وداخل المدار الأقمار الصناعية غس دقيقة في غضون ثانية كل شنومكس مليون سنة أو نحو ذلك. هذه الدقة أمر بالغ الأهمية عند فحص كيف يعمل شيء مثل السيارات غس نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية.

يعمل نظام غس من خلال تثليث إشارات الوقت المرسلة من ثلاثة أو أكثر من الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع المنفصلة وساعاتها الذرية على متن الطائرة. ولأن هذه الإشارات تسير بسرعة الضوء (ما يقرب من شنومكسم في الثانية) فإن عدم دقة حتى ملي ثانية واحدة كاملة يمكن أن تضع المعلومات الملاحية من قبل كيلومترا شنومكس.

هذا المستوى العالي من الدقة مطلوب أيضا لتكنولوجيات مثل مراقبة الحركة الجوية مما يضمن لنا أن السماء المزدحمة تبقى آمنة وحتى حرجة للعديد من المعاملات الإنترنت مثل التداول في المشتقات حيث القيمة يمكن أن ترتفع وتندرج في كل ثانية.