Desde la navegación por satélite hasta la NTP servidor de tiempo, los relojes atómicos se usan en todo el mundo.

Todos estamos acostumbrados a nuestros relojes que se ejecutan un minuto o dos rápido o lento. Sin embargo, el extraño momento no afecta demasiado nuestras vidas y podemos salir adelante. Sin embargo, para algunas tecnologías y aplicaciones se necesita un nivel de precisión mucho mayor. Los relojes atómicos son los dispositivos de cronometraje más precisos en la tierra. Se inventaron hace más de cincuenta años cuando se descubrió que las oscilaciones de ciertos átomos en niveles particulares de energía nunca se alteraban y vibraban a una frecuencia tan alta (más de 9 trillón de veces por segundo para el cesio).

Relojes atómicos modernos son tan precisos que no perderán tanto como un segundo en 100 millones de años, pero ¿quién en la tierra necesitaría tanta precisión? Los relojes atómicos proporcionan la base para muchas aplicaciones y tecnologías modernas y también han ayudado en nuestra comprensión del universo físico.

Los relojes atómicos forman la base del sistema de navegación por satélite GPS que utilizamos en nuestros automóviles. Las señales de los relojes atómicos a bordo de los satélites son lo que se usa para triangular el posicionamiento preciso. Solo se puede hacer debido a la naturaleza altamente precisa de las señales de tiempo. Una inexactitud de un segundo de un GPS reloj Podría ver la salida de información por 100,000 km ya que la luz puede viajar tan lejos en ese momento.

Los relojes atómicos también han sido utilizados como un método de prueba de teorías por Einstein y otros. Usando relojes atómicos podemos medir con precisión la gravedad y la forma en que afecta el tiempo. Los relojes modernos son tan precisos que los científicos pueden incluso medir la diferencia en gravedad (y por lo tanto, tiempo) en cada pulgada siguiente sobre la superficie de la tierra. También se pueden usar para medir procesos de movimiento lento como la deriva continental o los ligeros cambios de la rotación de la tierra.

Otras aplicaciones donde la precisión es esencial también se basan en relojes atómicos como el control del tráfico aéreo, donde la naturaleza precisa permite un control seguro del tráfico aéreo. Los sistemas de tráfico vial como los semáforos son cada vez más usando servidores de tiempo conectado a los relojes atómicos para garantizar una sincronización perfecta. Incluso Internet, el internet depende de los relojes atómicos, particularmente cuando se usa para transacciones sensibles al tiempo como la banca, el comercio de acciones y acciones e incluso la reserva de asientos en línea. Sin precisión en el tiempo, aplicaciones como esta no serían posibles ya que también podrían ocurrir errores, como asientos con doble reserva, acciones vendidas antes de su compra.

Red de computadoras sincronizar a los relojes atómicos mediante el uso de servidores de tiempo de red. A menudo estos dispositivos usan el protocolo NTP y recibe la hora del reloj atómico desde el sistema GPS o una transmisión de radio. Los servidores horarios de NTP supervisan y ajustan todos los relojes de los dispositivos en una red informática para que coincida con la hora del reloj atómico.

El servidor de tiempo NTP es un equipo muy mal entendido. Son dispositivos bastante simples en el sentido de que se utilizan con el objetivo de sincronizar el tiempo, recibiendo una fuente externa del tiempo que luego se distribuye a través de una red informática usando NTP (Network Time Protocol).

Sin embargo, con una gran cantidad de servidores de tiempo 'gratuitos' disponibles en Internet, muchos administradores de red toman la decisión de que los servidores de tiempo NTP no son equipos necesarios y que su red puede prescindir de ellos. Sin embargo, hay una gran cantidad de trampas al confiar en Internet como referencia de tiempo; Microsoft y el laboratorio de física de Estados Unidos NIST (Instituto Nacional de Estándares y Tiempo) altamente recomendado servidores de tiempo externos NTP en lugar de proveedores de internet.

Esto es lo que microsoft dice:
"Recomendamos encarecidamente que configure el servidor de tiempo autoritativo para recopilar la hora de una fuente de hardware. Cuando configuras el servidor de tiempo autorizado para sincronizar con una fuente de tiempo de Internet, no hay autenticación ".

La autenticación es una medida de seguridad implementada por NTP para garantizar que la señal de tiempo que se envía proviene de donde dice proceder. En otras palabras, la autenticación es la primera línea de defensa para proteger contra usuarios maliciosos. También existen otros problemas de seguridad con el uso de Internet como fuente de tiempo, ya que cualquier comunicación con una fuente de tiempo de Internet va a requerir que el puerto TCP / IP se deje abierto en el firewall, esto también podría ser manipulado por usuarios malintencionados.

NIST también reconoce el importancia del servidor de tiempo NTP sistemas para la prevención y detección de amenazas a la seguridad en su Guía de gestión de registros de seguridad informática que sugieren:
"Las organizaciones deberían usar tecnologías de sincronización de tiempo, como servidores de protocolo de tiempo de red (NTP) siempre que sea posible para mantener los relojes de las fuentes de registro consistentes entre sí".

La sincronización del tiempo es crucial para muchas de las aplicaciones que hacemos a través de Internet en estos días; banca por Internet, reservas en línea e incluso subastas en línea, todas requieren sincronización de tiempo de red.

Si no se garantiza que sus servidores estén sincronizados adecuadamente, muchas de estas aplicaciones serían imposibles de lograr; las reservas de asientos podrían venderse más de una vez, las ofertas más bajas podrían ganar subastas por Internet y sería posible retirar sus ahorros del banco dos veces si no tuvieran la sincronización adecuada (bueno para usted, no para el banco).

Incluso las redes informáticas que a primera vista no dependen de transacciones sensibles al tiempo también deben sincronizarse adecuadamente, ya que sería casi imposible rastrear errores o proteger el sistema de ataques maliciosos si las marcas de tiempo difieren en varias máquinas de la red. .

Muchas organizaciones optan por usar servidores de tiempo de internet como fuente de UTC (tiempo universal coordinado): el reloj global controlado por el reloj atómico. Aunque hay muchos problemas de seguridad al hacerlo, como dejar un agujero en el firewall para comunicarse con el servidor de tiempo y no tener ninguna autenticación para el protocolo de sincronización de tiempo NTP (Network Time Protocol).

Sin embargo, al decir que muchos administradores de red todavía optan por utilizar servidores de tiempo en línea como una fuente UTC, independientemente de las implicaciones de seguridad, aunque hay otros problemas que los administradores deben tener en cuenta. En Internet hay dos tipos de servidor de tiempo: el estrato 1 y el estrato 2. Los servidores Stratum 1 reciben una señal de tiempo directamente de un reloj atómico, mientras que los servidores de estrato 2 reciben una señal de tiempo de un servidor 1 de estrato. La mayoría de los servidores 1 de estrato de Internet están cerrados, lo que no está disponible para la mayoría de los administradores y puede haber cierta falta de precisión en el uso de un servidor 2 de estrato.

Para obtener la información de sincronización más precisa, segura y precisa servidores de tiempo externos NTP son la mejor opción, ya que se trata de dispositivos 1 de estratos que pueden sincronizar cientos de máquinas en una red a la misma hora UTC.

Medir el paso del tiempo ha sido una preocupación de los humanos desde los albores de la civilización. En términos generales, medir el tiempo implica usar alguna forma de ciclo repetitivo para calcular cuánto tiempo ha pasado. Tradicionalmente, este ciclo repetitivo se ha basado en el movimiento de los cielos, como un día como una revolución de la Tierra, un mes como una órbita completa de la Tierra por la Luna y un año como la órbita de la Tierra del Sol.

A medida que avanzaba nuestra tecnología, pudimos medir el tiempo en incrementos cada vez más pequeños de los relojes de sol que nos permitían contar las horas, relojes mecánicos que nos permitían controlar los minutos, relojes electrónicos que permitían registrar por primera vez con precisión segundos a la corriente la edad de los relojes atómicos donde el tiempo puede medirse al nanosegundo.

Con el avance en la cronología que ha llevado a tecnologías como Relojes NTP, los servidores de tiempo, los relojes atómicos, los satélites GPS y las comunicaciones globales modernas, vienen con otro enigma: ¿cuándo comienza un día y cuándo termina?

La mayoría de las personas asume que un día tiene 24 horas y que se extiende desde la medianoche hasta la medianoche. Sin embargo, los relojes atómicos nos han revelado que un día no es 24 horas y, de hecho, la duración de un día varía (y en realidad está aumentando gradualmente con el tiempo).

Después de que se desarrollaron los relojes atómicos hubo un llamado de muchos sectores para llegar a una escala de tiempo global. Uno que usa el ultra naturaleza precisa de los relojes atómicos para medir su paso pero también uno que tenga en cuenta la rotación de la Tierra. No tener en cuenta la naturaleza variable de la duración de un día significaría que cualquier escala de tiempo estática eventualmente derivaría con el día que se desplazaría lentamente hacia la noche.

Para compensar esto, la escala de tiempo global del mundo, llamada UTC (tiempo universal coordinado) tiene segundos adicionales agregados (segundos intercalares) para garantizar que no haya deriva. La hora UTC se mantiene fiel a una constelación de relojes Atomic C y es utilizada por los modernos tecnologías como el servidor de tiempo NTP que asegura que todas las redes de computadoras funcionen exactamente el mismo tiempo preciso.

Tras el éxito de los investigadores daneses trabajando en conjunto con NIST (Instituto Nacional de Estándares y Tiempo), quien reveló el reloj atómico más preciso del mundo a principios de este año; Científico alemán ha entrado en la carrera para construir el reloj más preciso del mundo.

Investigadores del Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) en Alemania están usando nuevos métodos de espectroscopía para investigar sistemas atómicos y moleculares y esperan desarrollar un reloj basado en un solo átomo de aluminio.

EXCURSIONES relojes atómicos utilizado para la navegación por satélite (GPS), como referencias para la red informática NTP servidores y el control del tráfico aéreo se ha basado tradicionalmente en el átomo de cesio. Sin embargo, la próxima generación de relojes atómicos, como la revelada por NIST, que se afirma que es exacta en un segundo cada 300 millones de años, utiliza los átomos de otros materiales como el estroncio, que según los científicos puede ser potencialmente más preciso que el cesio. .

Los investigadores de PTB han optado por utilizar átomos de aluminio individuales y creen que están en vías de desarrollar el reloj más preciso que haya existido y creen que existe un gran potencial para que dicho dispositivo nos ayude a comprender algunos de los aspectos más complicados de la física.

La cosecha actual de relojes atómicos permite tecnologías como la navegación por satélite, el control del tráfico aéreo y la sincronización del tiempo de la red utilizando NTP servidores pero se cree que la exactitud de los aumentos de la próxima generación de relojes atómicos podría usarse para revelar algunas de las cualidades más enigmáticas de la ciencia cuántica, como la teoría de cuerdas.

Los investigadores afirman que los nuevos relojes proporcionarán tal precisión que incluso podrán medir las diminutas diferencias de gravedad dentro de cada centímetro sobre el nivel del mar.

Decir la hora puede parecer una tarea sencilla en estos días con la cantidad de dispositivos que nos muestran el tiempo y con la increíble precisión de dispositivos como relojes atómicos y servidores de tiempo de red es bastante fácil ver cómo se ha dado por sentada la cronología.

La precisión de nanosegundos que impulsa tecnologías como el sistema GPS, el control del tráfico aéreo y Servidor NTP los sistemas (Network Time Protocol) están muy lejos de las primeras piezas que se inventaron y fueron impulsadas por el movimiento del sol a través de los cielos.

Los diales de sol fueron de hecho los primeros relojes reales, pero obviamente tenían sus desventajas, como no trabajar de noche o con tiempo nublado, sin embargo, poder decir la hora con bastante precisión fue una innovación completa para la civilización y ayudó a sociedades más estructuradas.

Sin embargo, confiar en los cuerpos celestes para hacer un seguimiento del tiempo como lo hemos hecho durante miles de años, no probaría ser una base confiable para medir el tiempo, como fue descubierto por la invención del reloj atómico.

Antes de los relojes atómicos, los relojes electrónicos proporcionaban el más alto nivel de precisión. Estos fueron inventados a fines del siglo pasado y aunque eran mucho más confiables que los relojes mecánicos, aún se desplazaban y perdían uno o dos cada semana.

Relojes electrónicos trabajados mediante el uso de las oscilaciones (vibraciones bajo energía) de cristales como el cuarzo, sin embargo, los relojes atómicos usan la resonancia de átomos individuales como cesio, que es un número tan alto de vibraciones por segundo que hace que sea increíblemente preciso (relojes atómicos modernos) no se desvíe ni por un segundo cada 100 millón de años).

Una vez que se descubrió este tipo de precisión en el tiempo, se hizo evidente que nuestra tradición de usar la rotación de la tierra como medio para contar el tiempo no era tan precisa como estos relojes atómicos. Gracias a su precisión, pronto se descubrió que la rotación de la Tierra no era precisa y se ralentizaría y aceleraría (en cantidades de minutos) cada día. Para compensar esto, la escala de tiempo global del mundo UTC (Tiempo Universal Coordinado) tiene segundos adicionales agregados una o dos veces al año (segundos bisiestos).

Los relojes atómicos proporcionan la base de UTC que es utilizado por miles de NTP servidores para sincronizar las redes de computadoras a.

Cronología El estudio del tiempo ha proporcionado a la ciencia y la tecnología algunas innovaciones y posibilidades increíbles. De relojes atómicos, NTP servidores y el sistema de GPS, la cronología verdadera y precisa ha cambiado la forma del mundo.

El tiempo y la forma en que se cuenta han sido una preocupación de la humanidad desde las primeras civilizaciones. Los primeros cronólogos dedicaron su tiempo a tratar de establecer calendarios, pero esto resulta ser más complicado de lo que se había imaginado, principalmente porque la Tierra tarda un cuarto de día más de 365 días en orbitar el sol.

Establecer el número correcto de días bisiestos fue uno de los primeros desafíos y tardó varios intentos en calendarios hasta que el calendario gregoriano moderno fue adoptado por el mundo.

Cuando se trataba de controlar el tiempo a un nivel más pequeño, se hacían grandes avances Galileo Galilei quién habría construido el primer reloj de péndulo si su muerte no hubiera interrumpido sus planes. Los péndulos finalmente fueron inventados por Christiaan Huygens y proporcionó el primer vistazo verdadero de controlar con precisión el tiempo durante el día.

Sin embargo, los siguientes pasos en la cronología no podrían llevarse a cabo hasta que comprendamos mejor el tiempo en sí mismo. Newton (Sir Isaac) tuvo las primeras ideas y tuvo la noción de que el tiempo era absoluto "y fluiría" equitativamente "para todos los observadores. Esto habría sido una idea obvia para Newton ya que muchos de nosotros consideramos el tiempo como inmutable, pero fue Einstein en su teoría especial de la relatividad que propuso que, de hecho, el tiempo no era una constante y difería de todos los observadores.

Fueron las ideas de Einstein las que resultaron correctas y su modelo de tiempo y espacio allanó el camino para muchas de las tecnologías modernas que damos por sentadas hoy en día, como el reloj atómico.

Sin embargo, la cronología no se detiene allí, los cronometradores están constantemente buscando formas de aumentar la precisión con relojes atómicos modernos tan precisos que no perderían ni un segundo en millones de años.

También hay otras figuras notables en el mundo moderno de la cronología. Profesor David Mills de la Universidad de Delaware ideó un protocolo en el 1980 para sincronizar las redes de computadoras.

Su protocolo de tiempo de red (NTP) ahora se utiliza en sistemas informáticos y redes en todo el mundo a través de Servidores de tiempo NTP. Viable Servidor NTP asegura que las computadoras en lados opuestos del globo puedan correr exactamente al mismo tiempo.

Es una de las marcas de tierra más emblemáticas del mundo. Orgullosos de las Casas del Parlamento, el Big Ben celebra su 150 aniversario. Sin embargo, a pesar de vivir en una era de relojes atómicos y Servidores de tiempo NTP, es uno de los relojes más usados ​​en el mundo con cientos de miles de londinenses confiando en sus carillones para configurar sus relojes.

Big Ben es en realidad el nombre de la campana principal dentro del reloj que crea las campanas cada cuarto de hora, pero la campana no sonó cuando el reloj se construyó por primera vez. El reloj comenzó a mantener el tiempo en 31 May 1859, mientras que el timbre no sonó por primera vez hasta julio 11.

Algunos afirman que la campana de doce toneladas fue nombrada después Sir Benjamin Hall el comisionado jefe de obras que trabajó en el proyecto del reloj (y se decía que era un hombre de gran circunspección). Otros afirman que la campana fue nombrada después del boxeador de peso pesado Ben Caunt quien luchó bajo el apodo de Big Ben.

El mecanismo de reloj de cinco toneladas funciona como un reloj de pulsera gigante y se enrolla tres veces por semana. Su precisión está en sintonía si se agregan o quitan monedas viejas en el péndulo, lo cual está bastante alejado de la precisión con que los modernos relojes atómicos y Servidor NTP los sistemas se generan con precisión de cerca de nanosegundos.

Mientras decenas de miles de londinenses confían en Big Ben para proporcionar tiempo preciso, millones de nosotros usamos el reloj atómico moderno todos los días sin darnos cuenta. Los relojes atómicos son la base de los sistemas de navegación satelital GPS que tenemos en nuestros automóviles y también mantienen a Internet sincronizado por medio del NTP servidor de tiempo (Network Time Protocol).

Cualquier red informática se puede sincronizar con un reloj atómico utilizando un dispositivo dedicado Servidor NTP. Estos dispositivos reciben el tiempo de un reloj atómico, ya sea a través del sistema GPS o transmisiones de radio especializadas.

Armas nucleares, computadoras, GPS, relojes atómicos y datación por carbono: hay mucho más en los átomos de lo que piensas.

Desde el comienzo del siglo XX, la humanidad ha estado obsesionada con los átomos y las minucias de nuestro universo. Gran parte de la primera parte del siglo pasado, la humanidad se obsesionó con el aprovechamiento del poder oculto del átomo, que nos reveló la obra de Albert Einstein y que finalizó Robert Oppenheimer.

Sin embargo, nuestra exploración del átomo ha sido mucho más que solo armas. El estudio de los átomos (mecánica cuántica) ha estado en la raíz de la mayoría de nuestras tecnologías modernas, como computadoras e Internet. También está a la vanguardia de la cronología: la medición del tiempo.

El átomo juega un papel clave tanto en el control del tiempo como en la predicción del tiempo. El reloj atómico, que se utiliza en todo el mundo mediante redes informáticas utilizando NTP servidores y otros sistemas técnicos como el control del tráfico aéreo y la navegación por satélite.

Los relojes atómicos trabajar supervisando las oscilaciones de frecuencia extremadamente alta de átomos individuales (tradicionalmente cesio) que nunca cambia en estados energéticos particulares. Como los átomos de cesio resuenan sobre un 9 mil millones de veces por segundo y nunca lo altera su frecuencia, hace que el m sea altamente preciso (perdiendo menos de un segundo cada 100 millón de años)

Pero los átomos también se pueden usar para calcular el tiempo preciso y preciso, pero también se pueden utilizar para establecer la edad de los objetos. La datación por carbono es el nombre dado a este método que mide la descomposición natural de los átomos de carbono. Todos nosotros estamos hechos principalmente de carbono y, como otros elementos, el carbono "decae" a lo largo del tiempo donde los átomos pierden energía emitiendo partículas ionizantes y radiación.

En algunos átomos, como el uranio, esto ocurre muy rápidamente, sin embargo, otros átomos como el hierro son altamente estables y se descomponen muy, muy lentamente. El carbono, aunque se descompone más rápido que el hierro, aún tarda en perder energía, pero la pérdida de energía es exacta con el tiempo, por lo que al analizar los átomos de carbono y medir su fuerza puede determinarse con precisión cuando se formó originalmente el carbono.

Siguiendo informes recientes de los medios sobre la falta de inversión en el Sistema Global de Navegación por Satélite de los Estados Unidos - GPS (Sistema de Posicionamiento Global) y la falla potencial de los receptores de navegación en los últimos años, los especialistas en sincronización de tiempo, Galleon Systems, desean asegurar a todos sus clientes que cualquier falla del GPS la red no afectará la corriente Servidores de tiempo NTP GPS.

Informes de medios recientes luego de un estudio de la oficina de rendición de cuentas (GAO) del gobierno de los EE. UU. Que concluyó que la mala administración y la falta de inversión significaron que el número actual de satélites operacionales 31 podría caer por debajo de 24 en ocasiones en 2011 y 2012, lo que dificultaría su precisión.

Sin embargo, a pesar de la Laboratorio Físico Nacional del Reino Unido confían en que cualquier problema potencial de las instalaciones de navegación GPS no afectará la información de temporización utilizada por NTP GPS servidores.

Un portavoz del Laboratorio Nacional de Física del Reino Unido confirmó que la información de tiempo no debería verse afectada por una posible falla futura del satélite.

"Se estima que hay un riesgo de 20% de que en 2011-2012 la cantidad de satélites en la constelación de GPS podría caer por debajo de 24 a veces.

"Si eso ocurriera, podría haber una ligera reducción en la precisión de la posición de los receptores de GPS en algunos períodos, y en particular, podría demorar más tiempo para obtener una solución en algunos lugares cuando se enciende por primera vez. Sin embargo, incluso entonces, el efecto sería una degradación del rendimiento, en lugar de una falla completa al operar.

"Es poco probable que un receptor de temporización GPS se vea afectado de manera significativa ya que, una vez que ha determinado su posición cuando está encendido, cada satélite que observa le proporciona información de tiempo útil. Una pequeña reducción en el número de satélites a la vista no debería degradar mucho su rendimiento ".