Atomuhren und der NTP-Server mit Quantenmechanik, um die Zeit zu sagen
Geschrieben von Stuart on Dezember 11th, 2008
Die Zeit zu sagen ist nicht so geradlinig wie die meisten Leute denken. In der Tat die Frage: "Wie spät ist es?" ist eine Frage, die selbst die moderne Wissenschaft nicht beantworten kann. Die Zeit ist laut Einstein relativ; Es gibt Veränderungen für verschiedene Beobachter, die von Dingen wie Geschwindigkeit und Schwerkraft beeinflusst werden.
Selbst wenn wir alle auf dem gleichen Planeten leben und den Ablauf der Zeit auf ähnliche Weise erleben, kann es immer schwieriger werden, die Zeit zu bestimmen. Unsere ursprüngliche Methode, die Erdrotation zu verwenden, wurde seither als ungenau befunden, da die Schwerkraft des Mondes dazu führt, dass einige Tage länger als 24-Stunden und einige weniger kürzer sind. In der Tat, als die frühen Dinosaurier die Erde durchstreiften, war ein Tag nur 22 Stunden lang!
Während mechanische und elektronische Uhren uns eine gewisse Gradgenauigkeit gegeben haben, erforderten unsere modernen Technologien weit genauere Zeitmessungen. GPS, Internethandel und Flugsicherung sind nur drei Branchen, in denen Sekundenbruchteile unglaublich wichtig sind.
Wie behalten wir die Zeit im Auge? Die Verwendung der Erdumdrehung hat sich als unzuverlässig erwiesen, während elektrische Oszillatoren (Quarzuhren) und mechanische Uhren nur eine oder zwei Sekunden pro Tag genau sind. Leider kann für viele unserer Technologien eine zweite Ungenauigkeit viel zu lang sein. In der Satellitennavigation kann das Licht 300,000-km in etwas mehr als einer Sekunde zurücklegen, wodurch die durchschnittliche Navigationseinheit nutzlos wird, wenn eine Sekunde Ungenauigkeit vorhanden ist.
Die Lösung, um eine genaue Methode der Zeitmessung zu finden, war die Untersuchung der sehr kleinen Quantenmechanik. Quantenmechanik ist das Studium des Atoms und seiner Eigenschaften und wie sie interagieren. Es wurde entdeckt, dass Elektronen, die winzigen Teilchen, die Atome umkreisen, den Weg änderten, den sie umkreisten, und eine präzise Menge an Energie freisetzten, wenn sie dies tun.
Im Falle des Cäsiumatoms tritt dies fast neun Milliarden Mal pro Sekunde auf und diese Zahl ändert sich nie und kann daher als äußerst zuverlässige Methode zur Verfolgung der Zeit verwendet werden. Cäsiumatome werden in Atomuhren verwendet, und tatsächlich ist die Sekunde jetzt definiert als nur 9 Milliarden Zyklen der Strahlung des Cäsiumatoms.
Atomuhren sind die Grundlage für viele unserer Technologien. Die gesamte Weltwirtschaft vertraut auf sie mit der übermittelten Zeit NTP Zeitserver in Computernetzen oder durch GPS-Satelliten übertragen; sicherzustellen, dass die gesamte Welt die gleiche, genaue und stabile Zeit behält.
Eine offizielle globale Zeitskala, Coordinated Universal Time (UTC), wurde dank Atomuhren entwickelt, die es der ganzen Welt ermöglichen, die gleiche Zeit innerhalb weniger Tausendstelsekunden voneinander zu laufen.
Dieser Beitrag wurde geschrieben von Stuart
