Denne artikkelen forklarer opprinnelsen og driften av atomur og hvordan de brukes til å synkronisere datanettverk over hele verden ved hjelp av NTP-servere.

I konvensjonelle elektroniske klokker tid holdes ved å lede en elektrisk strøm gjennom en oscillator som frembringer et repeterende elektrisk signal dette blir så styrt av et kvartskrystall for å holde presisjon. Disse krystall oscillatorer er langt mer nøyaktig enn mekaniske klokker men vil fortsatt drive, kanskje over en andre en uke.

For dag-til-dag bruk krystall oscillatorer er en fin måte å holde styr på tiden; i den daglige driften av våre liv, gjør en annen svært liten forskjell, men som lys eller radiobølger kan reise 300,000 miles i en andre, noen høye teknologier som satellittnavigasjon eller global kommunikasjon, krever langt mer nøyaktighet for å være mulig.

Atomklokkene er en tidtakingsinnretning som bruker den kjente atomresonansfrekvensen til et atom for å holde tiden. Den første virkelig nøyaktig atomur ble bygget i 1955 ved National Physical Laboratory i Storbritannia og var basert på cesium atom -133 som svinger på nøyaktig 9,192,631,770 hvert sekund.

Svingningen er faktisk et signal som gjentar seg fra den mikrobølgestråling som utsendes av elektroner i et atom når de endrer energinivå. Mye av en atomklokke er utformet for å skape den riktige tilstand for å forårsake og forsterke svingninger.
Selv om andre atomer kan brukes, er oscillasjonen (9,192,631,770 et sekund) av cesium-133-atomet nå akseptert av det internasjonale system av enheter som definisjonen av ett sekund.

Atomklokker er generelt svært store og utgjør mange svært tekniske apparater som støvsuger og krever at hele lag forskere skal vedlikeholde og overvåke klokka. En stor del av det går ut på å kompensere for uønskede bivirkninger som frekvenser av andre atomer i døgnet og til og med gravitasjonsutvidelse (der ifølge Einsteins teoriklokker i forskjellige høyder går forskjellig på grunn av forskjellene i gravitasjonsfeltet) Dette gjør atomklokker sterkt dyrt.

Heldigvis er mange store nasjonale fysiske laboratorier sender radiotidssignaler fra deres atomklokker som kan brukes til å synkronisere standard krystalloscillatorer også.

Atomklokkene er også grunnlaget for GPS (Global Positioning System) som hver satellitt inneholder en atomklokke som nøyaktig tid er integral for posisjonering (en stilling hvor som helst består av en retning, en hastighet og tid).
GPS-signaler kan også brukes til å fange et tidssignal. Dette er nå den vanligste måten datamennettverk beholder nøyaktig tid, noe som også er viktig i mange kommunikasjoner og applikasjoner.

De fleste datanettverk bruker en NTP-server (Network Time Protocol) for å synkronisere enhetene til et atomtidssignal mottatt via GPS-nettverket.

En universell tidsskala, UTC (Coordinated Universal Time), har blitt utviklet basert på den tiden fortalt av atomuret, tai (International Atomic Tid). UTC står for demping av jordens rotasjon ved å legge spranget sekunder til TAI å hindre gradvis drift av natt til dag (selv om det ville ta 40,000 år eller så) og gjør det mulig for hele verden å kommunisere ved hjelp av den samme tidsskala.

Dette innlegget ble skrevet av Richard N Williams

Richard N Williams er en teknisk forfatter og spesialist i NTP Server og tid synkronisering industrien. Richard N Williams på Google+