الساعات الذرية وخوادم NTP
في الساعات الإلكترونية التقليدية يتم الاحتفاظ الوقت عن طريق تشغيل التيار الكهربائي من خلال المذبذب الذي ينتج إشارة كهربائية متكررة هذا ثم يحكمها الكريستال الكوارتز للحفاظ على الدقة. هذه مؤشرات التذبذب الكريستال هي أكثر دقة بكثير من الساعات الميكانيكية ولكن لا يزال الانجراف، وربما أكثر من الثاني في الأسبوع.
لليوم بعد يوم التذبذب استخدام الكريستال هي طريقة دقيقة لتتبع الوقت. في تسيير الحياة اليومية في حياتنا، والثانية يجعل الفارق ضئيل جدا، لكن، وكما ضوء أو موجات الراديو يمكن السفر 300,000 ميلا في الثانية، وبعض التكنولوجيات العالية مثل الملاحة عبر الأقمار الصناعية أو الاتصالات العالمية، تتطلب أكثر بكثير الدقة ليكون ممكنا.
الساعات الذرية هي جهاز ضبط الوقت يستخدم تردد صدى الذري المعروفة من ذرة إلى الحفاظ على الوقت. تم بناء أول ساعة ذرية دقيقة حقا في 1955 في مختبر الفيزياء الوطني في المملكة المتحدة ويستند على ذرة السيزيوم -133 التي تتأرجح في تمام 9,192,631,770 كل ثانية.
هذا التذبذب هو في الواقع إشارة المتكررة من أشعة الميكروويف المنبعثة من الإلكترونات في الذرة عندما تغير مستويات الطاقة. تم تصميم الكثير من ساعة ذرية لخلق الحالة الصحيحة لسبب وزيادة التذبذبات.
وعلى الرغم من ذرات أخرى يمكن استخدامها، التذبذب (9,192,631,770 ثانية) للذرة السيزيوم -133 مقبولة الآن من قبل النظام الدولي للوحدات (SI) بأنها تعريف ثانية واحدة.
الساعات الذرية عادة ما تكون كبيرة جدا وتشكل العديد من الأجهزة التقنية العالية مثل الفراغات وتتطلب فرق كاملة من العلماء للحفاظ على ورصد الساعات. والكثير منها يذهب إلى التعويض عن التأثيرات الجانبية غير المرغوبة مثل ترددات ذرات أخرى في الساعة وحتى تمدد الجاذبية (حيث وفقا لساعات نظرية آينشتاين على ارتفاعات مختلفة تشغيل مختلفة بسبب الاختلاف في مجال الجاذبية) وهذا يجعل من الساعات الذرية عالية مكلفة.
لحسن الحظ العديد نطاق واسع المختبرات الفيزيائية وطنية تنقل إشارات الراديو الوقت من الساعات الذرية والذي يمكن استخدامه لمزامنة مؤشرات التذبذب الكريستال القياسية أيضا.
الساعات الذرية هي أيضا أساس GPS (نظام تحديد المواقع العالمي)، ويحتوي كل ساتل ساعة ذرية من الوقت دقيقة جزء لا يتجزأ لتحديد المواقع (موقف في أي مكان تتكون من اتجاه، والسرعة والوقت).
ويمكن أيضا إشارات GPS يمكن استخدامها لالتقاط إشارة الوقت. هذا هو الآن الطريقة الأكثر شيوعا شبكات الحاسوب تحتفظ وقت دقيق وهو أمر ضروري أيضا في العديد من الاتصالات وشبكات الكمبيوتر applications.Most تستخدم خادم NTP (بروتوكول وقت الشبكة) لsynchonise أجهزتهم إلى وقت الذري ردت إشارة عبر شبكة GPS.
والجدول الزمني العالمي، UTC (التوقيت العالمي)، وقد وضعت على أساس الوقت رواها الساعات الذرية، TAI (الدولية التوقيت الذري). حسابات UTC لتباطؤ دوران الأرض عن طريق إضافة قفزة ثانية إلى TAI وذلك لمنع الانجراف التدريجي من الليل في النهار (على الرغم من شأنها أن تأخذ 40,000 سنوات أو نحو ذلك)، وتتيح للعالم كله على التواصل باستخدام نفس الجدول الزمني.
