Este artículo explica los orígenes y el funcionamiento de los relojes atómicos y cómo se usan para sincronizar redes de computadoras en todo el mundo utilizando servidores NTP.

En los relojes electrónicos convencionales tiempo se mantiene mediante la ejecución de una corriente eléctrica a través de un oscilador que produce una señal eléctrica repetitiva esto, entonces se rige por un cristal de cuarzo para mantener la precisión. Estos osciladores de cristal son mucho más precisos que los relojes mecánicos, pero todavía se deriva, tal vez más de un segundo a la semana.

Para el día a día de los osciladores de cristal de uso son una buena manera de hacer un seguimiento del tiempo; en el funcionamiento cotidiano de nuestras vidas, un segundo hace muy poca diferencia, sin embargo, como las ondas de luz o de radio pueden viajar 300,000 millas en un segundo, algunas tecnologías altas, tales como navegación por satélite o la comunicación global, requieren mucha más exactitud a ser posible.

Los relojes atómicos son un dispositivo de cronometraje que utiliza el conocido frecuencia de resonancia atómica de un átomo de mantener el tiempo. El primer reloj atómico verdaderamente precisa fue construido en 1955 en el Laboratorio Nacional de Física del Reino Unido y se basó en el átomo de cesio -133 que oscila a exactamente 9,192,631,770 cada segundo.

Esta oscilación es en realidad una señal repetitiva de la radiación de microondas emitida por los electrones en un átomo cuando cambian los niveles de energía. Gran parte de un reloj atómico está diseñado para crear el estado correcto para provocar y aumentar las oscilaciones.
Aunque se pueden usar otros átomos, la oscilación (9,192,631,770 un segundo) del átomo de cesio -133 ahora es aceptada por el Sistema Internacional de Unidades como la definición de un segundo.

Los relojes atómicos son generalmente muy grandes y constituyen muchos aparatos altamente técnicos, como las aspiradoras, y requieren equipos completos de científicos para mantener y monitorear los relojes. Gran parte de esto sirve para compensar efectos secundarios no deseados como frecuencias de otros átomos en el reloj e incluso dilatación gravitacional (donde según la teoría de Einstein los relojes a diferentes alturas funcionan de manera diferente debido a las diferencias en el campo gravitacional) Esto hace que los relojes atómicos costoso.

Afortunadamente muchos laboratorios físicos nacionales a gran escala transmiten señales de radio de tiempo de sus relojes atómicos que pueden utilizarse para sincronizar los osciladores de cristal estándar también.

Los relojes atómicos son también la base de GPS (Global Positioning System), ya que cada satélite contiene un reloj atómico como la hora exacta es integral para el posicionamiento (una posición en cualquier lugar se compone de una dirección, una velocidad y tiempo).
Las señales de GPS también se pueden usar para capturar una señal de tiempo. Esta es ahora la forma más común en que las redes de computadoras retienen el tiempo preciso, lo que también es esencial en muchas comunicaciones y aplicaciones.

La mayoría de las redes de computadoras utilizan un servidor NTP (Network Time Protocol) para sincronizar sus dispositivos con una señal de tiempo atómico recibida a través de la red GPS.

Una escala de tiempo universal UTC (Tiempo Universal Coordinado), ha sido desarrollado basándose en el tiempo indicado por los relojes atómicos, TAI (Tiempo Atómico Internacional). UTC da cuenta de la desaceleración de la rotación de la tierra mediante la adición de segundos de salto a la ITF a fin de evitar la deriva gradual de la noche en día (aunque eso requeriría 40,000 años más o menos) y permite a todo el mundo para comunicarse utilizando la misma escala de tiempo.

Este post fue escrito por Richard N Williams

Cecilia Chavez es una técnica autora y especialista en el servidor y Tiempo industria sincronización NTP. Richard N Williams en Google+