Da navegação por satélite ao O servidor NTP, relógios atômicos são usados ​​em todo o mundo.

Estamos todos acostumados a nossos relógios e relógios executando um minuto ou dois rápido ou lento. No entanto, o minuto estranho não afeta nossas vidas demais e podemos passar. No entanto, para algumas tecnologias e aplicações, é necessário um nível de precisão muito maior. Os relógios atômicos são os dispositivos de manutenção de tempo mais precisos na Terra. Eles foram inventados há mais de cinquenta anos quando descobriu-se que as oscilações de certos átomos em níveis de energia específicos nunca alteraram e vibraram a uma alta freqüência (em relação ao 9 trilhão de vezes por segundo para o césio).

Relógios atômicos modernos são tão precisos que não perderão tanto quanto um segundo em 100 milhões de anos, mas quem na Terra precisaria de tal precisão? Os relógios atômicos fornecem a base para muitas aplicações e tecnologias modernas e também ajudaram na nossa compreensão do universo físico.

Relógios atômicos são a base do sistema de navegação por satélite GPS que usamos em nossos carros. Os sinais dos relógios atômicos a bordo dos satélites são o que é usado para triangular o posicionamento preciso. Só pode ser feito por causa da natureza altamente precisa dos sinais de tempo. Um segundo imprecisão de um Relógio GPS poderia ver postular informações por 100,000 km, pois a luz pode viajar tão longe nesse momento.

Os relógios atômicos também foram usados ​​como um método para testar teorias por Einstein e outros. Usando relógios atômicos, podemos medir com precisão a gravidade e a maneira como ela afeta o tempo. Os relógios modernos são tão precisos que os cientistas podem medir a diferença na gravidade (e, portanto, no tempo) em cada polegada subseqüente acima da superfície da Terra. Eles também podem ser usados ​​para medir processos em movimento lento, como a deriva continental ou as pequenas mudanças de rotação da Terra.

Outras aplicações em que a precisão é essencial também dependem de relógios atômicos, como o controle de tráfego aéreo, onde a natureza precisa possibilita o monitoramento seguro do tráfego aéreo. Os sistemas de trânsito como os semáforos estão cada vez mais usando servidores de tempo ligados aos relógios atômicos para garantir uma sincronização perfeita. Mesmo a internet, a internet depende de relógios atômicos, particularmente quando é usado para transações sensíveis ao tempo, como bancos, negociação de ações e ações e até reservas de lugares on-line. Sem precisão no tempo, aplicativos como este não seriam possíveis, pois os erros também poderiam ocorrer, como assentos reservados duplos, partes vendidas antes de serem compradas.

Redes de computadores sincronizar com relógios atômicos usando servidores de tempo de rede. Muitas vezes, esses dispositivos usam o protocolo NTP e receber o horário atômico do sistema GPS ou uma transmissão de rádio. Os servidores de tempo do NTP monitoram e ajustam todos os relógios em dispositivos em uma rede de computadores para coincidir com o horário do relógio atômico.

O servidor de horário NTP é um equipamento muito incompreendido. Eles são dispositivos bastante simples no sentido de que eles são usados ​​para fins de sincronização de tempo, recebendo uma fonte externa do tempo que é distribuída em toda a rede de um computador usando NTP (Network Time Protocol).

No entanto, com uma infinidade de servidores de tempo "gratuitos" disponíveis na internet, muitos administradores de rede tomam a decisão de que os servidores de tempo do NTP não são peças necessárias de equipamentos e que sua rede pode fazer sem ele. No entanto, há uma grande quantidade de armadilhas em confiar na internet como uma referência de tempo; Microsoft e o laboratório de física dos EUA NIST (Instituto Nacional de Padrões e Tempo), recomendo servidores externos de tempo NTP em vez de provedores de internet.

Aqui está o que microsoft diz:
"Nós recomendamos que você configure o Servidor de Tempo autoritário para reunir o tempo de uma fonte de hardware. Quando você configura o Servidor de horário autoritário para sincronizar com uma fonte de tempo da Internet, não há autenticação ".

A autenticação é uma medida de segurança implementada pelo NTP para garantir que o sinal de tempo que é enviado venha de onde ele pretende vir. Em outras palavras, a autenticação é a primeira linha de defesa na proteção contra usuários mal-intencionados. Há outras questões de segurança também com o uso da internet como fonte de tempo, uma vez que qualquer comunicação com uma fonte de tempo da internet exigirá que a porta TCP / IP seja deixada aberta no firewall, isso também pode ser manipulado por usuários mal-intencionados.

NIST também reconhece o importância do servidor de tempo NTP sistemas para prevenção e detecção de ameaças de segurança em seu Guia de Gerenciamento de Log de Segurança de Computadores sugerem:
"As organizações devem usar tecnologias de sincronização de tempo, como servidores de protocolo de tempo de rede (NTP), sempre que possível, para manter os relógios das fontes de log consistentes um com o outro".

sincronização de tempo é crucial para muitas das aplicações que fazemos na internet nos dias de hoje; internet banking, reservas on-line e até on-line, todos os leilões exigem sincronização de tempo de rede.

Falhar em garantir que seus servidores estejam adequadamente sincronizados significaria que muitas dessas aplicações seriam impossíveis de alcançar; As reservas de assentos poderiam ser vendidas mais de uma vez, as propostas mais baixas poderiam ganhar leilões na internet e seria possível retirar as economias de vida do banco duas vezes se não tivessem sincronização adequada (bom para você não para o banco).

Mesmo as redes de computadores que, por sua vez, não dependem de transações sensíveis ao tempo também precisam ser sincronizadas adequadamente, pois pode ser quase impossível rastrear erros ou proteger o sistema de ataques maliciosos se os timestamps diferirem em várias máquinas na rede .

Muitas organizações optam por usar servidores de tempo da internet como fonte de UTC (Tempo Universal Coordenado) - cronograma global controlado pelo relógio atômico. Embora existam muitos problemas de segurança ao fazê-lo, como deixar um buraco no firewall para se comunicar com o servidor de tempo e não ter nenhuma autenticação para o protocolo de sincronização de horário NTP (Network Time Protocol).

No entanto, ao dizer que muitos administradores de rede ainda optam por usar servidores de tempo on-line como uma fonte de UTC, independentemente das implicações de segurança, embora existam outros problemas que os administradores devem estar cientes. Na internet existem dois tipos de servidor de tempo: o estrato 1 e o estrato 2. Os servidores Stratum 1 recebem um sinal de tempo direto de um relógio atômico, enquanto os servidores Xatum Xatrix recebem um sinal de tempo de um servidor 2 do estrato. A maioria dos servidores 1 da Internet está fechada - indisponível para a maioria dos administradores e pode haver uma falta de precisão ao usar um servidor 1 de estrato.

Para obter informações de temporização mais precisas, seguras e precisas servidores externos de tempo NTP são a melhor opção, pois estes são dispositivos 1 de estratos que podem sincronizar centenas de máquinas em uma rede para o mesmo tempo UTC.

Medir a passagem do tempo tem sido uma preocupação dos humanos desde o início da civilização. Em termos gerais, medir o tempo envolve o uso de alguma forma de ciclo repetitivo para determinar quanto tempo passou. Tradicionalmente, este ciclo repetitivo baseou-se no movimento dos céus, como um dia sendo uma revolução da Terra, um mês sendo uma órbita completa da Terra pela lua e um ano sendo a órbita terrestre do sol.

À medida que a nossa tecnologia progredia, conseguimos medir o tempo em incrementos cada vez menores de relógios de sol que nos permitiram contar as horas, relógios mecânicos que nos permitem monitorar os minutos, relógios eletrônicos que permitem pela primeira vez gravar com precisão segundos até a corrente idade dos relógios atômicos onde o tempo pode ser medido para o nanosegundo.

Com o avanço em cronologia que levou a tecnologias como Relógios NTP, servidores de tempo, relógios atômicos, satélites de GPS e comunicações globais modernas, vem com outro enigma: quando um dia começa e quando ele termina.

A maioria das pessoas assume que um dia é 24 horas longas e que ele vai da meia-noite à meia-noite. No entanto, os relógios atômicos nos revelaram que um dia não é 24 horas e, de fato, a duração do dia varia (e na verdade eleva gradualmente ao longo do tempo).

Depois que os relógios atômicos foram desenvolvidos, houve um chamado de muitos setores para chegar a uma escala de tempo global. Um que usa o ultra natureza precisa de relógios atômicos para medir a sua passagem, mas também uma que leva em conta a rotação da Terra. Falhar em explicar a natureza variável de um dia de duração significaria que qualquer escala de tempo estática acabaria por derramar-se com o dia vagando lentamente para a noite.

Para compensar isso, o cronograma global do mundo, chamado UTC (tempo universal coordenado), adicionou segundos adicionais (segundos de salto) para garantir que não haja deriva. O tempo UTC é mantido verdadeiro por uma constelação de relógios atômicos e é usado por modernos tecnologias como o servidor de horário NTP que garante que as redes de computadores executem exatamente o mesmo tempo exato.

Seguindo o sucesso dos pesquisadores dinamarqueses trabalhando em conjunto com NIST (Instituto Nacional de Padrões e Tempo), que revelou o relógio atômico mais preciso do mundo no início deste ano; Cientistas alemães entraram na corrida para construir o relógio mais preciso do mundo.

Pesquisadores do Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) na Alemanha estão usando novos métodos de espectroscopia para investigar sistemas atômicos e moleculares e esperamos desenvolver um relógio baseado em um único átomo de alumínio.

ponte relógios atômicos usado para navegação por satélite (GPS), como referências para rede de computadores Servidores NTP e o controle do tráfego aéreo tem sido tradicionalmente baseado no átomo césio. No entanto, a próxima geração de relógios atômicos, como o revelado pelo NIST, que se afirma ser preciso dentro de um segundo a cada 300 milhões de anos, usa os átomos de outros materiais, como o estrôncio que os cientistas afirmam que podem ser potencialmente mais precisos do que o césio .

Os pesquisadores da PTB optaram por usar átomos de alumínio individuais e acreditam que estão a caminho do desenvolvimento do relógio mais preciso e acreditam que existe um enorme potencial para que um desses dispositivos nos ajude a entender alguns dos aspectos mais complicados da física.

A atual safra de relógios atômicos permite tecnologias como navegação por satélite, controle de tráfego aéreo e sincronização de tempo de rede usando Servidores NTP mas acredita-se que a maior precisão da próxima geração de relógios atômicos poderia ser usada para revelar algumas das qualidades mais enigmáticas da ciência quântica, como a teoria das cordas.

Os pesquisadores afirmam que os novos relógios fornecerão tal precisão, que até mesmo poderão medir as mínimas diferenças de gravidade a cada centímetro acima do nível do mar.

Dizer que o tempo pode parecer um caso simples nos dias de hoje com a quantidade de dispositivos que nos mostram o tempo e com a incrível precisão de dispositivos como relógios atômicos e tempo os servidores de rede é bastante fácil ver como a cronologia foi tomada como certa.

A precisão da nanosegunda que alimenta tecnologias como o sistema de GPS, controle de tráfego aéreo e NTP servidor sistemas (Network Time Protocol) está muito longe das peças da primeira vez que foram inventadas e foram alimentadas pelo movimento do sol através dos céus.

Os mostradores solares eram realmente os primeiros relógios reais, mas eles obviamente tiveram suas desvantagens - como não trabalhar à noite ou em tempo nublado, no entanto, ser capaz de dizer o tempo com bastante precisão era uma inovação completa para a civilização e ajudado para sociedades mais estruturadas.

No entanto, confiar em corpos celestes para acompanhar o tempo como fizemos há milhares de anos, não seria uma base confiável para medir o tempo como foi descoberto pela invenção do relógio atômico.

Antes dos relógios atômicos, os relógios eletrônicos proporcionavam o mais alto nível de precisão. Estes foram inventados na virada do século passado e, embora fossem muitas vezes mais confiáveis ​​do que os relógios mecânicos, eles ainda seguiam a perder e perderiam um segundo ou dois por semana.

Os relógios eletrônicos funcionaram usando as oscilações (vibrações sob energia) de cristais como o quartzo, no entanto, os relógios atômicos usam a ressonância de átomos individuais, como o césio, que é um número elevado de vibrações por segundo, torna incrivelmente preciso (relógios atômicos modernos Não derive até mesmo um segundo cada 100 milhões de anos).

Uma vez que este tipo de precisão de precisão do tempo foi descoberto, tornou-se evidente que nossa tradição de usar a rotação da Terra como meio de dizer o tempo não era tão precisa quanto esses relógios atômicos. Graças à sua precisão, logo descobriu-se que a rotação da Terra não era precisa e retardava e acelerava (por minima quantidade) a cada dia. Para compensar isso, o cronograma global do mundo UTC (Tempo Universal Coordenado) tem segundos adicionais adicionados uma vez ou duas vezes por ano (Leap segundos).

Relógios atômicos fornecem a base de UTC que é usado por milhares de Servidores NTP para sincronizar redes de computadores para.

Cronologia - o estudo do tempo - forneceu ciência e tecnologia com algumas inovações e possibilidades incríveis. A partir de relógios atômicos, Servidores NTP e o sistema GPS, cronologia verdadeira e precisa mudou a forma do mundo.

O tempo e a forma como é contado tem sido uma preocupação da humanidade desde as primeiras civilizações. Os primeiros cronologistas passaram o tempo tentando estabelecer calendários, mas isso parece ser mais complicado do que se imaginava principalmente porque a Terra faz um quarto de dia mais do que 365 dias para orbitar o sol.

Estabelecer o número certo de dias de pulo foi um dos primeiros desafios e levou várias tentativas de calendários até o calendário gregoriano moderno ter sido adotado pelo globo.

Quando se tratava de monitorar o tempo em um nível menor, grandes avanços foram feitos por Galileo Galilei que teria construído o primeiro relógio de pêndulo, se apenas sua morte não tivesse interrompido seus planos. Pendulums foram finalmente inventados por Christiaan Huygens e desde o primeiro vislumbre verdadeiro de monitorar com precisão o tempo ao longo do dia.

Os próximos passos em cronologia não poderiam ter lugar até que tivéssemos uma melhor compreensão do tempo em si. Newton (Sir Isaac) teve as primeiras idéias e teve a noção de tempo era absoluto "e iria fluir" de forma justa "para todos os observadores. Esta teria sido uma idéia óbvia para Newton, como muitos de nós consideramos o tempo como imutável, mas era Einstein em sua teoria da relatividade especial que propôs que de fato o tempo não era uma constante e seria diferente para todos os observadores.

Foram as ideias de Einstein que se mostraram corretas e seu modelo de tempo e espaço abriu o caminho para muitas das tecnologias modernas que hoje damos como garantidas, como o relógio atômico.

No entanto, a cronologia não pára por aí, os cronometristas estão constantemente procurando maneiras de aumentar a precisão com os relógios atômicos modernos, de forma que não perderiam um segundo em milhões de anos.

Há outras figuras notáveis ​​no mundo moderno da cronologia também. Professor David Mills da Universidade de Delaware elaborou um protocolo no 1980 para sincronizar redes de computadores.

Seu Protocolo de Tempo de Rede (NTP) agora é usado em sistemas e redes de computadores em todo o mundo via Servidores NTP tempo. UMA NTP servidor garante que computadores em lados opostos do globo possam funcionar exatamente ao mesmo tempo.

É uma das marcas de terra mais emblemáticas do mundo. Permanente orgulhosamente sobre as casas do parlamento, Big Ben comemora seu 150th aniversário. No entanto, apesar de viver em uma época de relógios atômicos e Servidores NTP tempo, é um dos relógios mais usados ​​no mundo, com centenas de milhares de londrinos confiando em seus sinos para ajustar seus relógios.

O Big Ben é, na verdade, o nome do sino principal dentro do relógio que cria as badalações de hora em hora, mas o sino não começou a soar quando o relógio foi construído pela primeira vez. O relógio começou a passar o tempo no 31 May 1859, enquanto o sino não tocou pela primeira vez até julho 11.

Alguns afirmam que o sino de doze toneladas foi nomeado após Sir Benjamin Hall o Comissário Chefe de Obras que trabalhou no projeto do relógio (e foi dito ser um homem de grande circunferência). Outros afirmam que o sino foi nomeado após boxer pesado Ben Caunt que lutou sob o apelido de Big Ben.

O mecanismo de relógio de cinco toneladas funciona como um relógio de pulso gigante e é enrolado três vezes por semana. A sua precisão se ajustada adicionando ou removendo moedas antigas no pêndulo, que é bastante distante da precisão que os relógios atômicos modernos e NTP servidor os sistemas geram com precisão de quase nanossegundos.

Enquanto o Big Ben é confiado por dezenas de milhares de londrinos para fornecer tempo preciso, o relógio atômico moderno é usado por milhões de pessoas todos os dias sem perceber. Os relógios atômicos são a base para os sistemas de navegação por satélite GPS que temos em nossos carros, eles também mantêm a internet sincronizada por meio do O servidor NTP (Network Time Protocol).

Qualquer rede de computadores pode ser sincronizada com um relógio atômico usando um NTP servidor. Esses dispositivos recebem o tempo de um relógio atômico, seja através do sistema GPS ou de transmissões de rádio especializadas.

Armas nucleares, computadores, GPS, relógios atômicos e datação de carbono - há muito mais para átomos do que você pensa.

Desde o início do século XX, a humanidade ficou obcecada com os átomos e as minúcias do nosso universo. Grande parte da primeira parte do século passado, a humanidade ficou obcecada com o aproveitamento do poder oculto do átomo, revelado pelo trabalho de Albert Einstein e finalizado por Robert Oppenheimer.

No entanto, tem havido muito mais a nossa exploração do átomo do que apenas armas. O estudo dos átomos (mecânica quântica) tem sido a raiz da maioria das nossas tecnologias modernas, como computadores e a internet. Também está na vanguarda da cronologia - a medida do tempo.

O átomo desempenha um papel fundamental tanto na cronometragem como na previsão do tempo. O relógio atômico, que é utilizado em todo o mundo por redes de computadores usando Servidores NTP e outros sistemas técnicos, tais como controle de tráfego aéreo e navegação por satélite.

Os relógios atômicos trabalhe monitorando as oscilações de freqüência extremamente alta de átomos individuais (tradicionalmente césio) que nunca mudam em estados de energia particulares. À medida que os átomos de césio ressoam em um 9 bilhões de vezes a cada segundo e nunca alteram sua freqüência, torna o m altamente preciso (perdendo menos de um segundo em cada 100 milhões de anos)

Mas os átomos também podem ser utilizados para resolver não apenas um tempo preciso e preciso, mas também podem ser utilizados para estabelecer a idade dos objetos. O namoro de carbono é o nome dado a este método que mede a decadência natural dos átomos de carbono. Todos nós somos feitos principalmente de carbono e, como outros elementos, o carbono "decaça" ao longo do tempo, onde os átomos perdem energia ao emitir partículas e radiação ionizantes.

Em alguns átomos, como o urânio, isso acontece muito rapidamente, no entanto, outros átomos como o ferro são altamente estáveis ​​e se deterioram muito, muito lentamente. O carbono, enquanto decai mais rápido do que o ferro, ainda é lento para perder energia, mas a perda de energia é exata ao longo do tempo, por isso, analisando os átomos de carbono e medindo sua força, pode ser bastante precisamente verificada quando o carbono originalmente formado.

Segue relatórios recentes da mídia sobre a falta de investimento no Sistema de Satélites de Navegação Global dos EUA - GPS (Sistema de Posicionamento Global) e a possível falha de receptores de navegação nos últimos anos, especialistas em sincronização de tempo, Galleon Systems, gostaria de garantir a todos os clientes que qualquer falha no GPS A rede não afetará a corrente servidores de tempo GPS NTP.

Os recentes relatórios de mídia após um estudo do escritório de responsabilidade do governo dos EUA (GAO), que concluiu a má administração e a falta de investimento significaram que o número atual de satélites operacionais 31 pode cair abaixo do 24 às vezes em 2011 e 2012, o que dificulta sua precisão.

No entanto, o Laboratório Físico Nacional do Reino Unido está confiante de que qualquer problema potencial das instalações de navegação GPS não afetará a informação de tempo utilizada por GPS servidores NTP.

Um porta-voz do Laboratório Nacional de Física do Reino Unido confirmou que as informações de tempo não devem ser afetadas por qualquer possível falha de satélite no futuro.

"Existe um risco de 20% que, em 2011-2012, o número de satélites na constelação de GPS possa cair abaixo de 24 às vezes.

"Se isso acontecesse, poderia haver uma ligeira redução na precisão da posição dos receptores GPS em alguns períodos e, em particular, eles podem levar mais tempo para adquirir uma correção em alguns locais quando iniciados pela primeira vez. No entanto, mesmo assim, o efeito seria uma degradação do desempenho, em vez de uma falha completa na operação.

"É improvável que um receptor de temporização GPS seja significativamente afetado, pois, uma vez que determinou sua posição quando ligado, todo satélite que observa fornece informações úteis de temporização. Uma pequena redução no número de satélites à vista não deve degradar muito seu desempenho ".