A precisão está se tornando cada vez mais importante nas tecnologias modernas e nenhuma mais do que a precisão no tempo. Da Internet à navegação por satélite, a sincronia precisa e precisa é vital na era moderna.

Na verdade, muitas das tecnologias que damos para garantir no mundo de hoje, não seriam possíveis se não fosse para as máquinas mais precisas inventadas - a relógio atômico.

Relógios atômicos são apenas dispositivos de cronometragem como outros relógios ou relógios. Mas o que os distingue é a precisão que eles conseguem. Como um exemplo grosseiro, seu relógio mecânico padrão, como uma torre do relógio do centro da cidade, drift até um segundo por dia. Relógios eletrônicos como relógios digitais ou rádios relógio são mais precisos. Esses tipos de clock variam um segundo em cerca de uma semana.

No entanto, quando você compara a precisão de um relógio atômico no qual um segundo não será perdido ou ganhado em 100,000 anos ou mais, a precisão desses dispositivos é incomparável.

Os relógios atômicos podem alcançar essa precisão pelos osciladores que eles usam. Quase todos os tipos de relógio têm um oscilador. Em geral, um oscilador é apenas um circuito que marca regularmente.

Relógios mecânicos usam pêndulos e molas para fornecer uma oscilação regular, enquanto os relógios eletrônicos têm um cristal (geralmente quartzo) que, quando uma corrente elétrica é executada, fornece um ritmo preciso.

Os relógios atômicos usam a oscilação de átomos em diferentes estados de energia. Muitas vezes, o cesium 133 (e às vezes o rubidium) é usado porque sua oscilação de transição hiperfina é superior a 9 bilhões de vezes por segundo (9,192,631,770) e isso nunca muda. Na verdade, o Sistema Internacional de Unidades (SI) agora considera oficialmente um segundo no tempo como 9,192,631,770 ciclos de radiação do átomo de césio.

Os relógios atômicos fornecem a base para o cronograma global do mundo - UTC (Tempo Universal Coordenado). E as redes de computadores em todo o mundo permanecem sincronizadas usando sinais de tempo transmitidos por relógios atômicos e apanhados em Servidores NTP tempo (Network Time Server).

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No entanto, há algumas ocasiões em que um servidor de horário pode perder conexão com o relógio atômico e não receber o código de tempo por um longo período de tempo. Às vezes, isso pode ser devido ao tempo de inatividade dos controladores de relógio atômico para manutenção ou que a interferência nas proximidades está bloqueando a transmissão.

Obviamente, quanto mais o sinal estiver baixo, mais drift potencial pode ocorrer na rede como o oscilador de cristal no NTP servidor é a única coisa que mantém o tempo. Para a maioria dos aplicativos, isso nunca deve ser um problema, já que o período de tempo de inatividade mais prolongado não é normalmente mais de três ou quatro horas e o servidor NTP não teria derivado muito nesse momento e a ocorrência desse tempo de inatividade é bastante rara (talvez uma vez ou duas vezes por ano).

No entanto, para algumas aplicações de ponta ultra precisas, os osciladores de cristal de rubídio começam a ser usados, pois não derivam tanto quanto o quartzo. Rubidium (freqüentemente usado em relógios atômicos eles em vez de césio) é muito mais preciso um oscilador do que quartzo e fornece uma melhor precisão para quando não há sinal para um O servidor NTP permitindo que a rede mantenha um tempo mais preciso.

O próprio rubídio é um metal alcalino, similar em propriedades ao potássio. É muito ligeiramente radioativo, embora não represente nenhum risco para a saúde humana (e é freqüentemente usado em imagens de medicamentos, injetando-o em um paciente). Tem uma meia vida de 49 bilhões de anos (o tempo que leva a decadência pela metade - em comparação, alguns dos materiais radioativos mais letais têm meias-vidas de menos de um segundo).

O único perigo real representado pelo rubidium é que ele reage de forma bastante violenta à água e pode causar fogo

Os osciladores têm sido essenciais no desenvolvimento de relógios e cronologia. Osciladores são apenas circuitos eletrônicos que produzem um sinal eletrônico repetitivo. Muitas vezes, os cristais como o quartzo são usados ​​para estabilizar a freqüência da oscilação,

Os osciladores são a principal tecnologia por trás dos relógios eletrônicos. Relógios digitais e relógio analógico alimentado por bateria são todos controlados por um circuito oscilante geralmente contendo um cristal de quartzo.

E enquanto os relógios eletrônicos são muitas vezes mais precisos do que um relógio mecânico, um oscilador de quartzo continuará a derrubar por um segundo ou dois por semana.

Os relógios atômicos claro, são muito mais precisos. No entanto, eles ainda utilizam osciladores, mais comumente césio ou rubídio, mas o fazem em um estado hiper-fino, muitas vezes congelado em nitrogênio líquido ou hélio. Esses relógios em comparação com os relógios eletrônicos não serão inferiores em um segundo em até um milhão de anos (e com os relógios atômicos mais modernos 100 milhões de anos).

Para utilizar essa precisão cronológica, um servidor de tempo de rede que usa NTP (Network Time Protocol) pode ser usado para sincronizar redes de computadores completas. Servidores NTP use um sinal de tempo de qualquer rádio GPS ou de onda longa que venha direto de um relógio atômico (no caso do GPS, o tempo é gerado em um relógio a bordo do satélite GPS).

Servidores NTP Verifique continuamente esta fonte de tempo e, em seguida, ajuste os dispositivos em uma rede para coincidir com esse tempo. Entre as pesquisas (recebendo a fonte de tempo), um oculto padrão é usado pelo servidor de tempo para manter o tempo. Normalmente, esses osciladores são de quartzo, mas porque o servidor de tempo está em comunicação regular com o relógio atômico dizer a cada minuto ou dois, então a deriva normal de um oscilador de quartzo não é um problema, pois alguns minutos entre as pesquisas não levariam a qualquer deriva mensurável.

Para ser continuado ...