Is een Atoomklok radioactief?

An atoomklok houdt de tijd beter dan elke andere klok. Ze houden zelfs de tijd beter dan de rotatie van de aarde en de beweging van de sterren. Zonder de atoomklok zou GPS-navigatie onmogelijk zijn, zou het internet niet synchroniseren en zou de positie van de planeten niet voldoende nauwkeurig bekend zijn om ruimtesondes en landers te lanceren en te bewaken.

Een atoomklok is niet radioactief, hij is niet afhankelijk van atoomverval. Integendeel, een atoomklok heeft een oscillerende massa en een veer, net als gewone klokken.

Het grote verschil tussen een standaardklok in je huis en een atoomklok is dat de oscillatie in een atoomklok zich tussen de kern van een atoom en de omringende elektronen bevindt. Deze oscillatie is niet precies een parallel met het balanswiel en de veer van een uurwerkhorloge, maar feit is dat beide oscillaties gebruiken om de tijd die voorbijgaat te volgen. De oscillatiefrequenties binnen het atoom worden bepaald door de massa van de kern en de zwaartekracht en elektrostatische "veer" tussen de positieve lading op de kern en de elektronenwolk eromheen.

Wat zijn de soorten atoomklokken?

Tegenwoordig, hoewel er verschillende soorten atoomklokken zijn, blijft het principe achter al deze hetzelfde. Het grootste verschil houdt verband met het gebruikte element en de middelen om te detecteren wanneer het energieniveau verandert. De verschillende soorten atoomklok omvatten:

De Cesium-atoomklok maakt gebruik van een straal cesiumatomen. De klok scheidt cesiumatomen van verschillende energieniveaus door een magnetisch veld.

De waterstof-atoomklok handhaaft waterstofatomen op het vereiste energieniveau in een container met wanden van een speciaal materiaal, zodat de atomen hun hogere energietoestand niet te snel verliezen.

De atoomklok van Rubidium, de eenvoudigste en meest compacte van allemaal, gebruikt een glazen cel van rubidiumgas die de absorptie van licht op de optische rubidium-frequentie verandert wanneer de omringende microgolffrequentie precies goed is.

De meest nauwkeurige commerciële atoomklok die vandaag beschikbaar is, maakt gebruik van het cesiumatoom en de normale magnetische velden en detectoren. Bovendien worden de cesiumatomen gestopt door heen en weer te zwaaien met laserstralen, waardoor kleine veranderingen in frequentie als gevolg van het Doppler-effect worden verminderd.

Wanneer was de atoomklok uitgevonden? atoomklok

In 1945 suggereerde fysica professor Isidor Rabi in Columbia dat een klok gemaakt kon worden van een techniek die hij ontwikkelde in de 1930s, atomaire bundel magnetische resonantie genaamd. Door 1949, het National Bureau of Standards (NBS, nu het National Institute of Standards and Technology, NIST) kondigde 's werelds eerste atoomklok aan met behulp van het ammoniakmolecuul als de bron van trillingen, en met 1952 kondigde het de eerste atoomklok aan met cesiumatomen als de trillingsbron, NBS-1.

In 1955, het Nationaal Fysisch Laboratorium (NPL) in Engeland heeft de eerste cesiumbundel-atoomklok gebruikt als kalibratiebron. In het volgende decennium werden meer geavanceerde vormen van de atoomklokken gecreëerd. In 1967 definieerde de 13e Algemene Conferentie over Gewichten en Maatregelen de SI-seconde op basis van trillingen van het cesiumatoom; 's werelds tijdregistratiesysteem had op dat moment geen astronomische basis meer! NBS-4, 's werelds meest stabiele cesium-atoomklok, werd voltooid in 1968 en werd in de 1990s gebruikt als onderdeel van het NPL-tijdsysteem.

In 1999 begon NPL-F1 te werken met een onzekerheid van 1.7-onderdelen in 10 tot de 15th-macht, of nauwkeurigheid tot ongeveer één seconde in 20 miljoen jaar, waardoor dit de meest accurate atoomklok ooit is gemaakt (een onderscheid dat in een vergelijkbare standaard wordt gedeeld in Parijs).

Hoe wordt Atoomkloktijd gemeten?

De juiste frequentie voor de specifieke cesiumresonantie wordt nu door internationale overeenstemming gedefinieerd als 9,192,631,770 Hz, zodat wanneer deze wordt gedeeld door dit aantal, de uitvoer exact 1 Hz of 1-cyclus per seconde is.

De nauwkeurigheid op lange termijn die haalbaar is met de moderne cesium-atoomklok (het meest gebruikelijke type) is beter dan één seconde per miljoen jaar. De atoomklok van waterstof vertoont een betere nauwkeurigheid op korte termijn (één week), bij benadering 10 maal de nauwkeurigheid van een cesium-atoomklok. Daarom heeft de atoomklok de nauwkeurigheid van tijdmeting ongeveer een miljoen keer verhoogd in vergelijking met de metingen die zijn uitgevoerd met behulp van astronomische technieken.

Synchroniseren met een atoomklok

De eenvoudigste manier om te synchroniseren met een atoomklok is om a te gebruiken speciale NTP-server. Deze apparaten ontvangen het GPS-ataomische kloksignaal of radiogolven van plaatsen zoals NIST of NPL.

MSF-atoomklokontvanger

Het besturende radiosignaal voor de National Physical LaboratoryDe atoomklok wordt verzonden op het MSF 60kHz-signaal via de zender op, CumbriaAnthorn, geëxploiteerd door British Telecom. Dit radio-atoomkloksignaal moet een bereik hebben van enkele 1,500 km of 937.5 mijlen. Alle Britse eilanden zijn natuurlijk binnen deze straal.
De rol van het Nationaal Fysisch Laboratorium als bewaarder van de nationale tijdstandaarden is ervoor te zorgen dat de Britse tijdschaal het eens is met de gecoördineerde universele tijd (UTC) tot het hoogste niveau van nauwkeurigheid en om die tijd beschikbaar te maken in het VK. Als voorbeeld, de MSF (AZG is de drieletterige roepnaam om de bron van het signaal te identificeren) radio-uitzending levert het tijdsignaal voor, elektronische handel in aandelen, de klokken op de meeste treinstations en voor BT's spreekklok.

DCF-atoomklok ontvanger

Het besturende radiosignaal voor de Duitse klok wordt uitgezonden via lange golf van de DCF 77kHz-zender in Mainflinger, nabij Dieburg, enkele 25 km ten zuidoosten van Frankfurt - de zender van Duitse nationale tijdsnormen. Het is vergelijkbaar in gebruik met de Cumbria-zender, maar er zijn twee antennes (radiomasten), zodat het tijd-signaal van de radio-atoomklok te allen tijde kan worden gehandhaafd.

Lange golf is de geprefereerde radiofrequentie voor het verzenden van radio-atoomkloktijdcode binaire signalen, aangezien deze het meest consequent presteert in het stabiele onderste deel van de ionosfeer. Dit komt omdat het lange golfsignaal dat de tijdcode naar uw uurwerk draagt, op twee manieren reist; direct en indirect. Tussen 700 km (437.5 mijl) tot 900 km (562.5 mijl) van elke zender kan de draaggolf rechtstreeks naar het uurwerk reizen. Het radiosignaal bereikt ook het uurwerk door te worden teruggekaatst van de onderkant van de ionosfeer. Tijdens de uren van daglicht is een deel van de ionosfeer genaamd de "D-laag" op een hoogte van sommige 70 km (43.75 mijl) verantwoordelijk voor het weergeven van het lange golf radiosignaal. Tijdens de uren van duisternis wanneer de straling van de zon niet van buiten de atmosfeer werkt, stijgt deze laag naar een hoogte van sommige 90 km (56.25 mijl) en wordt de "E-laag" in het proces. Simpele trigonometrie zal aantonen dat aldus weerspiegelde signalen verder zullen reizen.

Een groot deel van het gebied van de Europese Unie wordt gedekt door deze zender die de ontvangst vergemakkelijkt voor degenen die veel reizen in Europa. De Duitse klok is ingesteld op Midden-Europese tijd - een uur vóór de Britse tijd, na een intergouvernementele beslissing, van 22N oktober, 1995, zal de tijd in het VK altijd 1 uur minder zijn dan Europese tijd, met zowel het VK als het vasteland van Europa. en het vertragen van klokken op hetzelfde "tijdstip".

WVVB atomic clock ontvanger

Een radio-atoomkloksysteem is beschikbaar in Noord-Amerika, opgezet en geëxploiteerd door NIST - het National Institute of Standards and Technology, gevestigd in Fort Collins, Colorado.

WWVB heeft een hoog zendvermogen (50,000 watt), een zeer efficiënte antenne en een extreem lage frequentie (60,000 Hz). Ter vergelijking, een typisch AM-radiostation zendt uit met een frequentie van 1,000,000 Hz. De combinatie van hoog vermogen en lage frequentie geeft de radiogolven van MSF veel veerkracht, en dit enkele station kan daarom de hele continentale Verenigde Staten bestrijken, plus een groot deel van Canada en Midden-Amerika.

Procedure

U ontvangt een e-mail van STO Garant (info@sto-garant.nl) met informatie over het voldoen van de betaling voor uw boeking. Voor alle boekingen geldt dat het volledige boekingsbedrag voor aanvang van de boeking betaald dient te zijn aan de derdengeldenrekening. radio atoomklok tijdcodes worden verzonden vanaf WWVB met behulp van een van de eenvoudigste systemen mogelijk, en tegen een zeer lage gegevenssnelheid van één bit per seconde. Het 60,000 Hz-signaal wordt altijd verzonden, maar elke seconde wordt het aanzienlijk minder energie gedurende een periode van 0.2-, 0.5- of 0.8-seconden:

• 0.2 seconden met verminderd vermogen betekent een binaire nulwaarde • 0.5 seconden met verminderd vermogen is een binaire nul. • 0.8 seconden met verminderd vermogen is een scheidingsteken.

De tijdcode wordt verzonden in BCD (Binary Coded Decimal) en geeft minuten, uren, dag van het jaar en jaar aan, samen met informatie over zomertijd en schrikkeljaren. De tijd wordt verzonden met behulp van 53-bits en 7-scheidingstekens en duurt daarom 60 seconden om te verzenden.

Een klok of horloge kan een extreem kleine en relatief eenvoudige radio-atoomklokantenne en ontvanger bevatten om de informatie in het signaal te decoderen en de atoomkloktijd nauwkeurig in te stellen. Het enige dat u hoeft te doen, is de tijdzone instellen en de atoomklok geeft de juiste tijd weer.

NTP is afhankelijk van een referentieklok en alle klokken op de NTP-netwerk zijn gesynchroniseerd met die tijd. Het is daarom absoluut noodzakelijk dat de referentieklok zo nauwkeurig mogelijk is. De meest nauwkeurige uurwerken zijn atoomklokken. Deze grote physics lab-apparaten kunnen over miljoenen jaren een nauwkeurige tijd bijhouden zonder een seconde te verliezen.

An NTP-server ontvangt de tijd vanaf een atoomklok, hetzij via internet, via het GPS-netwerk of via radiosignalen. Bij het gebruik van een atoomklok als referentie zal een NTP-netwerk nauwkeurig zijn tot op een paar milliseconden van de wereldwijde tijdschaal van de wereld. GMT (Coordinated Universal Time).

NTP is een hiërarchisch systeem. Hoe dichter een apparaat bij de referentieklok zit, hoe hoger bij de NTP-strata. Een atoomklokreferentieklok is een stratum 0-apparaat en een NTP-server die de tijd ervan ontvangt is een stratum 1-apparaat, clients van de NTP-server zijn stratum 2-apparaten, enzovoort.

Vanwege dit hiërarchische systeem kunnen apparaten die zich in de lagen bevinden, ook worden gebruikt als een referentie waarmee grote netwerken kunnen werken terwijl ze met slechts één verbinding zijn verbonden NTP tijdserver.

NTP is een protocol dat fouttolerant is. NTP bewaakt fouten en kan meerdere tijdbronnen verwerken en het protocol selecteert automatisch het beste. Zelfs wanneer een referentieklok tijdelijk niet beschikbaar is, kan NTP eerdere metingen gebruiken om de huidige tijd in te schatten ..

Uitzoeken wat de tijd is, is iets dat we allemaal als vanzelfsprekend beschouwen. Klokken zijn overal en een blik op een polshorloge, een klokkentoren, een computerscherm of zelfs een magnetron vertelt ons hoe laat het is. Het was echter niet altijd gemakkelijk om de tijd te vertellen.

Klokken kwamen pas in de middeleeuwen aan en hun nauwkeurigheid was ongelooflijk slecht. Ware tijd om nauwkeurigheid te vertellen kwam pas na de komst van de elektronische klok in de negentiende eeuw. Veel van de moderne technologieën en toepassingen die we in de moderne wereld als vanzelfsprekend beschouwen, zoals satellietnavigatie, luchtverkeersleiding en handel via het internet, vereisen echter een precisie en nauwkeurigheid die een elektronische klok ver overschrijdt.

Atoomklokken zijn verreweg de meest nauwkeurige tijdrovende apparaten. Ze zijn zo nauwkeurig dat de wereldwijde tijdschaal van de wereld die daarop is gebaseerd (Coordinated Universal Time) moet af en toe worden aangepast om rekening te houden met de vertraging van de rotatie van de aarde. Deze aanpassingen nemen de vorm aan van extra seconden die we leapseconden noemen.

Atoomkloknauwkeurigheid is zo nauwkeurig dat zelfs een seconde tijd niet verloren gaat in meer dan een miljoen jaar, terwijl een elektronische klok in vergelijking een seconde in een week zal verliezen.

Maar is deze nauwkeurigheid echt nodig? Wanneer je kijkt naar technologieën zoals global positioning, dan is het antwoord ja. Satellietnavigatiesystemen zoals GPS werken door triangulatie van tijdsignalen gegenereerd door atoomklokken aan boord van de satellieten. Omdat deze signalen met de snelheid van het licht worden uitgezonden, reizen ze elke seconde bijna 100,000 km. Elke onnauwkeurigheid in de klok met zelfs een duizendste van een seconde zou de positioneringsinformatie in kilometers kunnen zien.

Computernetwerken die over de hele wereld met elkaar moeten communiceren, moeten ervoor zorgen dat ze niet alleen nauwkeurige tijd draaien, maar ook met elkaar zijn gesynchroniseerd. Alle transacties die worden uitgevoerd op netwerken zonder synchronisatie kunnen leiden tot allerlei soorten fouten.

Fort zijn reden dat computernetwerken gebruiken NTP (Network Time Protocol) en netwerk tijdservers vaak aangeduid als een NTP-server. Deze apparaten ontvangen een tijdsignaal van een atoomklok en verdelen dit onder een netwerk, zodat een netwerk zo nauwkeurig en nauwkeurig mogelijk is.

Dus je hebt besloten om je netwerk te synchroniseren met GMT (Coordinated Universal Time), je hebt een tijdserver die gebruikt maakt NTP (Network Time Protocol) nu is het enige waar u over beslist waar u de tijd vandaan kunt halen.

NTP-servers genereer geen tijd, ze ontvangen eenvoudig een veilig signaal van een atoomklok, maar het is deze constante controle van de tijd die de NTP-server nauwkeurig en op zijn beurt het netwerk dat het synchroniseert.

Het ontvangen van een atoomkloksignaal is de plaats waar de NTP-server op zichzelf staat. Er zijn veel bronnen van UTC-tijd via internet, maar deze worden niet aanbevolen voor zakelijk gebruik of voor wanneer veiligheid een probleem is, aangezien internetbronnen van UTC extern zijn van de firewall en de veiligheid kunnen aantasten - we zullen dit in meer detail bespreken in de toekomst berichten.

Meestal zijn er twee soorten tijdserver. Er zijn er die een atoomklokbron van UTC-tijd ontvangen van langegolfradio-uitzendingen of diegene die het GPS-netwerk (Global Positioning System) als een bron gebruiken.

De lange-golf radio-uitzendingen worden uitgezonden door verschillende nationale fysica laboratoria. De meest voorkomende signalen zijn de WWVB uit de VS (uitgezonden door NIST - National Institute for Standards and Time), de MSF van het VK (uitgezonden door het VK National Physical Laboratory) en het Duitse DCF-signaal (uitgezonden door het Duitse nationale natuurkundig laboratorium).

Niet elk land produceert deze tijdsignalen en de signalen zijn gevoelig voor interferentie door topografie. In de VS is het WWVB-signaal echter wel te ontvangen in de meeste delen van Noord-Amerika (inclusief Canada), hoewel de signaalsterkte zal variëren afhankelijk van de plaatselijke geografie, zoals bergen, enz.

Het GPS-signaal aan de andere kant is letterlijk overal op de planeet beschikbaar, net als de GPS-antenne die op de GPS is aangesloten GPS NTP-server kan een duidelijk zicht op de lucht hebben.

Beide systemen zijn een echt betrouwbare en nauwkeurige methode van UTC-tijd en met behulp van beide kan synchronisatie van een computernetwerk binnen enkele milliseconden van UTC worden toegestaan.

Precisie in het vertellen van de tijd is nog nooit zo belangrijk geweest als nu. Ultra nauwkeurig atoomklokken zijn de basis voor veel van de technologieën en innovaties van de twintigste eeuw. Het internet, satellietnavigatie, luchtverkeersleiding en wereldwijd bankieren zijn allemaal slechts een paar van de toepassingen die afhankelijk zijn van bijzonder nauwkeurige tijdregistratie.

Het probleem dat we in de moderne tijd hebben ondervonden, is dat ons begrip over hoe laat het is, enorm is veranderd in de afgelopen eeuw. Eerder werd gedacht dat tijd constant was, onveranderlijk en dat we in dezelfde tijd vooruit reisden.

Het meten van het verstrijken van de tijd was ook ongecompliceerd. Elke dag, bestuurd door de revolutie van de aarde, werd in gelijke hoeveelheden verdeeld in 24 - het uur. Echter, na de ontdekking van Einstein gedurende de vorige eeuw, werd al snel ontdekt dat de tijd helemaal niet constant was en voor verschillende waarnemers kon variëren omdat snelheid en zelfs zwaartekracht het kunnen vertragen.

Naarmate onze tijdwaarneming preciezer werd, werd een ander probleem duidelijk en dat was de eeuwenoude methode om de tijd bij te houden, door de rotatie van de aarde te gebruiken, was geen nauwkeurige methode.

Vanwege de zwaartekrachtsinvloed van de Maan op onze oceanen, is de spin van de aarde sporadisch, soms minder dan de 24-urendag en soms langer.

Atoomklokken werden ontwikkeld om te proberen de tijd zo precies mogelijk te houden. Ze werken met de onveranderlijke oscillaties van het atoomelektron terwijl ze van baan veranderen. Dit 'tikken' van een atoom gebeurt meer dan negen miljard keer per seconde in cesiumatomen, wat ze een ideale basis voor een klok maakt.

Deze uiterst nauwkeurige atoomkloktijd (officieel bekend als Internationale Atoomtijd - TAI) vormt de basis voor de officiële tijdschaal van de wereld, hoewel vanwege de noodzaak om het tijdsschema parallel te houden aan de rotatie van de Aarde (belangrijk bij het omgaan met buitenaardse lichamen) zoals astronomische objecten of zelfs satellieten) toegevoegde seconden, bekend als schrikkelseconde, worden toegevoegd aan TAI, deze gewijzigde tijdschaal staat bekend als UTC - Coordinated Universal Time.

UTC is de tijdschaal die wordt gebruikt door bedrijven, industrie en overheden over de hele wereld. Omdat het wordt bestuurd door atoomklokken, betekent dit dat de hele wereld kan communiceren via dezelfde tijdschaal, bestuurd door de ultraprecieze atoomklokken. Computernetwerken over de hele wereld ontvangen deze tijd met behulp van NTP-servers (Network Time Protocol) zorgt ervoor dat iedereen binnen enkele milliseconden dezelfde tijd heeft.

Network Time Protocol (NTP) is een van de oudste gebruikte protocollen van internet. Uitgevonden door dr. David Mills van de Universiteit van Delaware. Het is in gebruik sinds 1985. NTP is een protocol dat is ontworpen om de klokken op computers en netwerken via internet of Local Area Networks (LAN's) te synchroniseren.

NTP (versie 4) kan de tijd via het openbare internet te behouden om binnen 10 milliseconden (1 / 100th van een seconde) en kan zelfs beter dan LAN's uit te voeren met een nauwkeurigheid van 200 microseconden (1 / 5000th van een seconde) onder ideale omstandigheden.

NTP werkt binnen de TCP / IP-suite en vertrouwt op UDP, een minder complexe vorm van NTP bestaat genaamd Simple Network Time Protocol (SNTP) die de opslag van informatie over eerdere mededelingen, die nodig zijn door NTP vereist. Het wordt gebruikt in sommige apparaten en toepassingen waar hoge nauwkeurigheid timing niet belangrijk.

Tijdsynchronisatie met NTP is relatief eenvoudig, het synchroniseert de tijd met verwijzing naar een betrouwbare klokbron. Deze bron kan relatief zijn (de interne klok van een computer of de tijd op een polshorloge) of absoluut (A UTC - Universal Coordinated Time-clock-bron die accuraat is zoals menselijkerwijs mogelijk is).

Atoomklokken zijn de meest absolute-tijd houden apparaten. Zij werken volgens het principe dat het atoom, cesium-133 heeft een exact aantal cycli straling per seconde (9,192,631,770). Dit is zo accuraat is het internationale systeem van eenheden (SI) heeft nu de tweede gedefinieerd als de duur van 9,192,631,770 cycli van straling van de cesium-atomen 133.

Echter, atoomklokken zijn zeer duur en zijn meestal alleen te vinden in de natuurkunde laboratoria grootschalige. Toch kan NTP netwerken om een ​​atoomklok synchroniseren met behulp van de Global Positioning System (GPS) of een specialist radio-uitzending.

De meest gebruikte is het GPS systeem dat bestaat uit een aantal satellieten nauwkeurige positionering en plaatsinformatie. Elke GPS satelliet kan dit alleen door toepassing van een atoomklok dat weer kan worden kan worden gebruikt als tijdsreferentie.

Een typische GPS-ontvanger kan verschaffen tijdinformatie binnen enkele nanoseconden van UTC zolang er een antenne gelegen met een goed zicht op de lucht.

Er zijn ook een aantal nationale tijd- en frequentie radio-uitzendingen die kunnen worden gebruikt om een ​​NTP-server te synchroniseren. In Groot-Brittannië wordt het signaal (genaamd MSF) uitgezonden door het National Physics Laboratory in Cumbria, dat dienst doet als de nationale tijdreferentie van het Verenigd Koninkrijk, er zijn ook vergelijkbare systemen in Colorado, VS (WWVB) en in Frankfurt, Duitsland (DCF-77). Deze signalen bieden UTC-tijd tot een nauwkeurigheid van 100-microseconden, maar het radiosignaal heeft een eindig bereik en is gevoelig voor interferentie.

De afstand van de referentieklok is bekend als het stratum niveaus en ze bestaan ​​cycli in de NTP voorkomen. Stratum 0, zijn inrichtingen zoals atoomklokken rechtstreeks op een computer. Stratum 1 zijn computers verbonden aan 0 apparaten stratum, terwijl Stratum 2 zijn computers die NTP verzoeken tot Stratum 1 servers te sturen. NTP ondersteunt maximaal 256 strata.

Alle Microsoft Windows-versies sinds 2000 bevatten de Windows Time Service (w32time.exe) die de computerklok kan synchroniseren met een NTP-server (of een SNTP-server - een vereenvoudigde versie van NTP). Veel op LINUX en UNIX gebaseerde besturingssystemen hebben ook een versie van NTP maar de broncode kan gratis worden gedownload (huidige versie 4.2.4) op de NTP-website (ntp.org).

Het wordt ten zeerste aanbevolen door Microsoft en anderen, dat externe timing moet worden gebruikt in plaats van op internet, omdat deze niet kunnen worden geverifieerd. Er zijn gespecialiseerde NTP-tijdservers beschikbaar die de tijd op netwerken kunnen synchroniseren met behulp van het MSF (of equivalent) of GPS-signaal.

Atoomklokken staan ​​erom bekend accuraat te zijn. De meeste mensen hebben er misschien nooit een gezien, maar zijn zich er waarschijnlijk van bewust dat atoomklokken een zeer precieze tijd aanhouden. In feite zal de moderne atoomklok nauwkeurige tijd bijhouden en geen seconde verliezen in honderd miljoen jaar.

Deze precisie lijkt misschien overdreven, maar een groot aantal moderne technologieën is afhankelijk van atoomklokken en vereist een hoge mate van nauwkeurigheid. Een perfect voorbeeld zijn de satellietnavigatiesystemen die nu in de meeste auto's te vinden zijn. GPS is afhankelijk van atoomklokken omdat de satellietsignalen die in triangulatie worden gebruikt, reizen met de snelheid van het licht, die in één seconde bijna 100,000 km kan bestrijken.

Het is dus duidelijk hoe sommige moderne technologieën afhankelijk zijn van deze ultra precieze tijdwaarneming vanaf atoomklokken, maar hun gebruik stopt hier niet. Atoomklokken beheersen de wereldwijde tijdschaal UTC (Coordinated Universal Time) en ze kunnen ook worden gebruikt om computernetwerken te synchroniseren.

Het lijkt misschien extreem om deze nanoseconde-precisie te gebruiken om ook computernetwerken te synchroniseren, maar omdat veel tijdgevoelige transacties via internet worden uitgevoerd met dergelijke transacties als de beurs, waar de prijzen kunnen dalen of stijgen, elke seconde kan worden gezien waarom atoomklokken gebruikt.

Om de tijd te ontvangen van een atoomklok een toegewijde NTP-server is de meest veilige en nauwkeurige methode. Deze apparaten ontvangen een tijdsignaal dat wordt uitgezonden door atoomklokken uit nationale fysicalaboratoria of direct van de atoomklokken aan boord van GPS-satellieten.

Door een toegewijde te gebruiken NTP-server een computernetwerk is veiliger en aangezien het wordt gesynchroniseerd met UTC (de wereldwijde tijdschaal), wordt het in feite gesynchroniseerd met elk ander computernetwerk met behulp van een NTP-server.

Tijdsynchronisatie speelt een steeds belangrijkere rol in de moderne wereld met steeds meer technologieën die afhankelijk zijn van nauwkeurige en betrouwbare tijd.

Tijdsynchronisatie is niet alleen belangrijk, maar kan ook cruciaal zijn voor de veilige werking van systemen zoals luchtverkeersleiding die gewoonweg niet konden functioneren zonder nauwkeurige synchronisatie. Denk aan de rampen die kunnen gebeuren in de lucht van vliegtuigen waren niet synchroon met elkaar?

In de wereldwijde handel is een te nauwkeurige en betrouwbare tijdsynchronisatie van groot belang. Wanneer 's morgens de beurzen van de wereld opengaan en handelaren van over de hele wereld aandelen kopen op hun computers. Aangezien aandelen per seconde fluctueren als machines niet meer gesynchroniseerd zijn, kan dit miljoenen kosten.

Maar synchronisatie is ook noodzakelijk in moderne computernetwerken; het houdt systemen veilig en maakt een goede controle en debugging van systemen mogelijk. Zelfs als een computernetwerk niet betrokken is bij tijdgevoelige transacties, kan een gebrek aan synchronisatie het kwetsbaar maken voor kwaadwillende aanvallen en kan het ook gevoelig zijn voor gegevensverlies.

Nauwkeurige synchronisatie is mogelijk in computernetwerken dankzij twee ontwikkelingen: GMT en NTP.

UTC is een gecoördineerde universele tijdschaal, gebaseerd op GMT, maar wordt bestuurd door een reeks atoomklokken, waardoor het nauwkeurig is binnen enkele nanoseconden.

NTP is een softwareprotocol - Network Time Protocol, ontworpen om computernetwerken nauwkeurig te synchroniseren met een enkele tijdsbron. Beide implementaties komen samen in één apparaat dat over de hele wereld vertrouwd is om computernetwerken te synchroniseren - de NTP-server.

An NTP tijdserver or netwerktijdserver is een apparaat dat de tijd van een atoomklok, UTC-bron ontvangt en deze via een netwerk distribueert. Omdat de tijdsbron continu wordt gecontroleerd door de tijdserver en afkomstig is van een atoomklok, wordt het netwerk nauwkeurig tot binnen enkele milliseconden van UTC, waardoor synchronisatie op een wereldwijde schaal wordt geboden.

Het ontwikkelen van nieuwe methoden om de tijd accuraat en precies te vertellen, heeft zich ontwikkeld tot een nieuwe obsessie onder chronologen in de eenentwintigste eeuw. Sinds de ontwikkeling van de eerste atoomklokken in de 1950's met milliseconde nauwkeurigheid werd de race gestart met een organisatie zoals de VS. NIST (National Institute for Standards and Time) en de UK's NPL (National Physical Laboratory) ontwikkelt steeds nauwkeurigere atoomklokken.

Atoomklokken worden gebruikt als de tijdbron voor geavanceerde technologieën en toepassingen zoals satellietnavigatie en luchtverkeersleiding, ze zijn ook de bron voor tijdsignalen die worden gebruikt door NTP-servers om computernetwerken te synchroniseren.

An NTP-server werkt door de systeemklok van de computer voortdurend aan te passen om te zorgen dat deze overeenkomt met de tijd die door de atoomklok. Hierbij het NTP-server kan een computernetwerk binnen enkele milliseconden van door atomaire klok bestuurde UTC (Coordinated Universal Time).

Hoe opmerkelijk deze technologie ook lijkt, het lijkt erop dat Moeder Natuur al hetzelfde doet met onze eigen lichaamsklokken.

De klok van het menselijk lichaam wordt nog maar net begrepen door de medische wetenschap (de studie hiervan wordt Chronobiologie genoemd), maar wat bekend is, is dat de lichaamsklok uiterst belangrijk is in het functioneren van ons dagelijks leven; het is ook zeer nauwkeurig en werkt op een vergelijkbare manier als het NTP-server.

Terwijl a NTP tijdserver ontvangt een tijdsignaal van een atoomklok en past de systeemklokken op computers aan om te matchen, onze lichaamsklokken doen precies hetzelfde. De lichaamsklok loopt in een circadiaans ritme, met andere woorden een 24-uurklok. Wanneer de zon 's morgens opkomt, corrigeert een deel van de hersenen dat de lichaamsklok bestuurt die de suprachiasmatische kern wordt genoemd - die zich in de hypothalamus van de hersenen bevindt - automatisch voor de beweging van de zon.

Op deze manier past de klok van het menselijk lichaam zich aan de donkere winters en lichtere maanden van de zomer aan, waardoor u het in de winter moeilijker kunt maken om wakker te worden. De lichaamsklok stelt zichzelf elke dag in om ervoor te zorgen dat deze gelijk is aan de rotatie van de zon NTP tijdserver synchroniseert de systeemklok van een computer om ervoor te zorgen dat deze nauwkeurig werkt naar de timingbron - de atoomklok.