Atomik Saatler ve NTP Sunucuları
Geleneksel elektronik saatlerde, tekrar eden bir elektrik sinyali üreten bir osilatör aracılığıyla bir elektrik akımı sürerek zaman tutulur; daha sonra, hassasiyeti muhafaza etmek için bir kuvars kristali ile yönetilir. Bu kristal osilatörler mekanik saatlerden çok daha doğru ancak haftada bir saniyede belki de sürüklenmeye devam edecek.
Günlük kullanım için kristal osilatörler, zamanı takip etmenin iyi bir yoludur; Ancak, hayatımızın gündelik hayatında bir saniye fark ederse, hafif veya radyo dalgaları saniyede 300,000 mil hızla ilerleyebilir, uydu navigasyonu veya küresel iletişim gibi bazı yüksek teknolojilerin mümkün olabilmesi çok daha fazla doğruluk gerektirir.
Atomik saatler, zamanı korumak için atomun bilinen atomik rezonans frekansını kullanan bir zaman ölçüm cihazıdır. İlk gerçekten doğru atom saati 1955'da İngiltere Ulusal Fizik Laboratuarı'nda inşa edildi ve her saniye tam olarak 133 oranında titreşen sezyum atomu -9,192,631,770'ı temel aldı.
Bu salınım, aslında, bir atomdaki elektronlar tarafından yaydığı mikrodalga radyasyonunun enerji düzeylerini değiştirdiklerinde tekrarlayan bir sinyaldir. Bir atom saatinin büyük kısmı, salınımların meydana gelmesi ve arttırılması için doğru durumu yaratacak şekilde tasarlanmıştır.
Diğer atomlar kullanılabilse de, sezyum-9,192,631,770 atomunun salınımı (133 saniye) Uluslararası Sanayide Sistem (SI) tarafından bir saniyelik tanım olarak kabul edilmektedir.
Atom saatleri genellikle çok büyüktür ve vakumlar gibi çok teknik cihazlar oluşturur ve saatleri korumak ve izlemek için bilim adamlarının tüm ekiplerini gerektirir. Saatte diğer atomların frekansları ve yer çekimi genişlemesi gibi istenmeyen yan etkileri telafi etmek için uğraşmaktadır (Einstein'ın teorisine göre, farklı yüksekliklerde saatler, yer çekim alanındaki farklılıklar nedeniyle farklı çalışır) Bu, atomik saatleri son derece zenginleştirir pahalı.
Neyse ki, birçok büyük ölçekli ulusal fizik laboratuvarları, standart kristal osilatörlerini de senkronize etmek için kullanılabilen atom saatlerinden radyo zaman sinyalleri gönderir.
Doğru saat, konumlandırma için ayrılmaz olduğu için her uydu bir atom saati içerdiğinden atom saatleri GPS (Global Positioning System) 'nin temelini oluşturur (herhangi bir konum bir yön, hız ve saatten oluşur).
GPS sinyalleri, bir zaman sinyali yakalamak için de kullanılabilir. Bilgisayar ağları, birçok iletişim ve uygulamalarda da önemli olan doğru zamanı korumanın en yaygın yolu bugün. En çok bilgisayar ağı, cihazlarını, GPS ağı üzerinden alınan bir atom zaman sinyaliyle eşzamanlamak için bir NTP sunucusu (Ağ Zaman Protokolü) kullanıyor.
TAI (International Atomic Time) atom saatleri tarafından söylenen zamana dayalı evrensel zaman ölçeği, UTC (Eşgüdümlü Evrensel Zaman) geliştirildi. UTC, (ki 40,000 yıl kadar sürecek olsa da) gündüzün kademeli olarak sürüklenmesini önlemek için TAI'ye sıçrama saniye ekleyerek Dünya'nın dönüşünün yavaşlamasını ve tüm dünyanın aynı zaman ölçeğini kullanarak iletişim kurmasını sağlar.
