NIST zet nieuwe standaard voor tijd

De National Institute of Standards and Technology heeft een nieuwe atoomklok gepresenteerd die drie keer preciezer moet zijn in het bijhouden van de tijd dan de vorige versie. Er zou slechts een afwijking van één seconde per 300 miljoen jaar zijn.

Het tijdsinstituut presenteerde de nieuwe klok, genaamd NIST-F2, op zijn website. Volgens de organisatie is het de meest accurate klok ter wereld en kostte het ongeveer 10 jaar om deze te ontwikkelen. De klokken van NIST werken op basis van cesium-atomen die door zes lasers worden gekoeld tot een temperatuur die net boven het absolute nulpunt ligt. De organisatie heeft een demonstratievideo vrijgegeven die uitlegt hoe de klok precies werkt.

Een nog preciezere atoomklok is nuttig voor computernetwerken die gebruikmaken van synchronisatie. Onder andere technologie voor mobiele netwerken, gps en het elektriciteitsnetwerk maakt gebruik van synchronisatie. Ook wetenschappers hebben baat bij nauwkeurige tijdsynchronisatie, bijvoorbeeld bij experimenten in de kwantummechanica.

Voorlopig blijft NIST zowel de F1- als de F2-klok in gebruik houden. De klokken van NIST worden gebruikt door computers en netwerken voor het synchroniseren van de tijd. Er komen per dag ongeveer 8 miljard verzoeken binnen voor synchronisatie. Inmiddels is de organisatie al begonnen met het uitdenken van plannen voor een nieuwe atoomklok die tijd nog nauwkeuriger kan bijhouden.

Helaas!
De video die je probeert te bekijken is niet langer beschikbaar op Tweakers.net.

Reacties (82)

[ToFast]

Mooie ontwikkeling, al vraag ik me af wat het nut van devices is die ermee op afstand mee synchroniseren. Dat ding is zo nauwkeurig, dat een latency van enkele milliseconden naar de server ervan de nauwkeurigheid al schrikbarend slechter maakt. Natuurlijk kan je wel rekening houden met die latency, maar die zal door omstandigheden nooit hetzelfde zijn, dus standaard een 12,8388383xxxxxxx ms eraf trekken bij de synchronisatietijd heeft weinig zin.

Verder zie ik het nut wel in, maar het lijkt me lastig om van afstand daadwerkelijk goed gebruik te kunnen maken van die nauwkeurigheid. Desalniettemin zullen een paar slimme koppen daar ook wel aandacht aan hebben besteed.

[MneoreJ]

Inderdaad. Synchronisatie werkt met wat bekend staat als een phase-locked loop: je past de snelheid van je eigen klok aan aan wat de externe klok zegt. Het is hierdoor niet nodig dat de externe server met uiterste regelmaat de tijd doorgeeft, maar voldoende om te weten wat de latency is. En dat wordt weer bereikt door de lokale tijd mee te geven als je de server om de tijd vraagt. De server stuurt de tijd dat jouw pakket ontvangen was weer terug, plus de tijd dat het antwoord gegenereerd werd. Aan de hand van die timestamps weet de client weer wat de latency was en kan hiervoor gecompenseerd worden, zelfs als die variabel is. Dit is een ruwe notendop hoe NTP werkt, wat het populairste protocol voor tijdsync is onder computers.

Nu is een atoomklok als deze natuurlijk wel andere koek. Zelfs met correcties en geleidelijke aanpassing krijg je je kwartsklok van je doorsnee PC nooit zo goed afgesteld dat het zelfs maar in de buurt komt van zo'n klok, en dan maakt het ook niet heel veel uit of die klok nu 1 seconde in de 300 miljoen jaar of 1 seconde in de miljoen jaar verkeerd loopt, je gaat er hoe dan ook niets van merken. Maar dan heb je het ook niet meer over synchronisatie en NTP maar over zeer nauwkeurige opstellingen waarbij afstanden van nanometers en ongelofelijk kleine intervallen gebruikt worden.

Het is in dit kader nuttig om te weten dat, op massa en temperatuur na, alle SI-eenheiden op de een of andere manier in termen van tijd gedefinieerd zijn. Bijvoorbeeld, de meter is gedefinieerd als de afstand die het licht aflegt in 1 / 299792458 seconde -- waarmee de lichtsnelheid als een constante gedefinieerd wordt en de nauwkeurigheid waarmee we afstand kunnen meten rechtstreeks afhankelijk is van de nauwkeurigheid waarmee we tijd kunnen meten. Dat maakt het weer aantrekkelijker om die nauwkeurigheid steeds verder te verhogen, zodat we steeds nauwkeurigere metingen kunnen doen in het algemeen.

[mcmd]

In het artikel staat dat GPS gebruik maakt van synchronizatie, maar ik betwijfel of GPS in de huidige vorm deze precisie nodig heeft. Als je 1s op de 300e6 jaar terug rekent wat dat betekent voor de afwijking van de afstand dat het licht aflegt in 1 seconde (ongeveer 300.000km), dan is dat zo'n 0,000003 cm, Dat is niet iets wat nu direct nodig is!

[MneoreJ]

Da's iets te kort door de bocht. Een GPS-satelliet staat op 20.000 kilometer afstand van de aarde en als je resolutie wil ten opzichte van het aardoppervlak heb je grote nauwkeurigheid nodig. De exacte berekening die GPS loslaat om je positie te bepalen is ingewikkeld en er zijn meerdere satellieten tegelijk nodig. Het is niet zo dat als je klok X keer nauwkeuriger is, dat dan je afstandsmeting ook X keer nauwkeuriger is -- dat zal minder zijn. Maar de exacte details van GPS weet ik niet, zeg ik er gelijk bij.

Daarnaast kan deze klok natuurlijk niet rechtstreeks gebruikt worden voor GPS (de satellieten hebben hun eigen atoomklokken aan boord) maar draagt hij bij als bron voor de verzameling atoomklokken die samen de tijd bepalen. Je moet het dan ook minder zien als "is dit nog wel nuttig voor GPS" en meer als een algemene verbetering van de tijdbepaling voor alle doeleinden.

[frennek]

GPS zit al behoorlijk op zijn limiet wat precisie betreft. Dit heeft niet te maken dat de klokken in de satellieten beperkt zijn in hun nauwkeurigheid, maar puur door atmosferische verstoringen van het tijdsignaal.

En of we meer positionerings precisie kunnen gebruiken? Zeker wel! De mogelijkheden zijn eindeloos met positionering op bijvoorbeeld mm niveau. Denk aan zelfsturende auto's die met zo'n techniek eindelijk eens een keer een absolute positie weten. Met GPS weet je niet eens of je op de linker of rechterhelft rijdt, maar met millimeter precisie kan je een auto wel zelfstandig laten navigeren zonder alle sensoren om zijn plaats te bepalen.

Met de meest moderne klokken (dus nauwkeuriger dan de gepresenteerde F2, maar nog in experimentele fase), is al goed effect van algemene relativiteit te meten. Mijn begeleider heeft meegewerkt aan lange tijd de meest nauwkeurige klok tot nu toe, de tweede generatie NIST aluminium klok: http://www.nist.gov/pml/div688/logicclock_020410.cfm. Deze aluminium klok is nog ruim een factor 10 beter dan de NIST-F2, maar omdat cesium de tijdstandaard is wordt deze nog niet gebruikt.

Door nu één van de twee aluminiumklokken 30 cm hoger te plaatsen, konden ze meten dat de twee klokken niet meer gelijk liepen als gevolg van de algemene relativiteitstheorie.

Met zulke gevoelige gravitatie sensoren kan je bijvoorbeeld weer denken aan toepassingen als continue dijkbewaking.

Deze nieuwe generatie klokken verschillen ook in één groot punt van de cesium klokken, namelijk dat het tijdsignaal laserlicht is ipv radiogolven. Radiogolven kunnen met antenne's verspreid worden, laser licht over glasvezel.

In de toekomst zal ons GPS signaal dan ook niet meer vanuit de ruimte komen, omdat dit teveel nadelen gaat krijgen. Het signaal is te zwak, waardoor GPS binnen nauwelijks gebruikt kan worden en het eenvoudig verstoord kan worden door jammers. Daarnaast geeft het ook veel problemen in gebieden met bergen of hoge gebouwen, waar je door reflecties grote afwijkingen kan krijgen. Een betere methode is om één nauwkeurige lichtklok neer te zetten in een gebied (Europa bijvoorbeeld) en dit signaal te verspreiden via het glasvezel netwerk.
Hierdoor heb je op elke plek waar glasvezel beschikbaar is ook dit nauwkeurige tijdsignaal, bijvoorbeeld mobiele telefoonmasten. Deze telefoonmasten hebben nu vaak nog een GPS receiver aan boord voor de datasynchronisatie, maar wordt hierdoor overbodig. Nog beter, deze antenne's gaan dienen als verspreiding van dit nauwkeurige tijdsignaal en worden de toekomstige GPS antenne's. Een veel krachtiger signaal, waardoor navigatie binnen gebouwen op mm niveau mogelijk is!

[JackBol]

Het NTP en PTP protocol compenseren voor de latency tussen de clock master en clock slave.
Daarnaast wordt er vaak ook gebruik gemaakt van boundary clocks. Dat zijn elementen tussen de clock master en clock slave in (bijv. routers en switches) die op deze intermediate steps de clock 'syncen'.

[ToFast]

Oke duidelijk. Mij lijkt het dat alle compensatie nooit zo nauwkeurig is als de klok zelf (logisch natuurlijk). Het zal altijd bij een benadering blijven met een foutmarge van x zijn. Natuurlijk kom je met dit soort protocollen en verscheidene algoritmes wel een stuk dichter bij de daadwerkelijke tijd van deze superklok

[sfranken]

Klopt. Voor veel mensen die professioneel met tijd bezig zijn is dat een probleem. Gelukkig zijn er klokken die "betrouwbaarder" zijn dan andere omdat ze in het netwerk dichter bij de master klok zitten. Deze gradering heet "Stratum" geloof ik, hoe hoger het Stratum niveau hoe nauwkeuriger de klok zou moeten zijn.

[witchdoc]

Voor alle duidelijkheid:
Des te lager het "stratum getal", des te dichter bij bij de bron.

Stratum 0 = reference clocks
stratum 1 synced van (één of meerdere) stratum 0
stratum 2 synced van (één of meerdere) stratum 1
etc

[sfranken]

Bedankt voor de info, het is alweer een tijdje geleden dat ik iets met tijd heb moeten doen dus de kennis is weggezakt.

[superrock]

Waarom koelen ze de cesium atomen af tot het absolute nulpunt? Hierdoor trilt hij toch bijna niet. En hoe koelen ze atomen af met een laser? Dan warmt hij toch juist op?

[MneoreJ]

Het is juist de bedoeling dat het atoom bijna niet trilt (in een specifieke energietoestand zit) omdat je dan nauwkeuriger kunt meten. Als een atoom bijna stil is, en je voegt dan heel even wat energie toe dat het atoom dan na verloop van tijd weer uitzendt, dan is het uitzenden van die energie precies één tik van de atoomklok -- heel kort door de bocht. Daarvoor wil je dat alle atomen zich in precies dezelfde toestand bevinden, als het even kan, en wel precies die toestand waarin ze alleen maar jouw energiepulsjes accepteren om ze dan na een exact verloop van tijd weer uit te zenden. Als de atomen te warm zijn gebeurt er wel meer en is er meer te meten, maar niet met regelmaat en dan heb je er niks aan als klok.

Laserkoeling is een fascinerend onderwerp. Je moet de laserstraal niet zien als een hittebron, maar als een bundel licht van een bepaalde frequentie. Als je een atoom blootstelt aan lichtdeeltjes met een bepaalde energie "slaat hij aan" en komen de buitenste elektronen in een hogere energietoestand terecht. Maar dit gaat alleen met licht van een hele specifieke frequentie -- het moet precies X hertz zijn en als het meer of minder is gebeurt er helemaal niets met het atoom (de realisatie dat energie op dit niveau discreet is en niet continu is de basis van de kwantummechanica).

De meest voorkomende vorm van laserkoeling gebruikt het dopplereffect: als je naar een laserstraal toe beweegt is de frequentie hoger dan wanneer je je ervan af beweegt, net zoals geluid hoger klinkt als het op je afkomt. Stel nu dat je je laser frequentie X - 1 laat gebruiken, terwijl de atomen aanslaan bij frequentie X. Dat betekent dat atomen die zich van de laser af bewegen niets doen met het licht (omdat het te "langzaam" voor ze is), terwijl atomen die zich (niet te snel) naar de laser toe bewegen het absorberen en aanslaan -- en daarbij vertragen ze, dankzij de wet van behoud van impuls (de snelheid van het atoom plus de snelheid van de foton moet gelijk blijven, en de foton bewoog zich de andere kant op, dus het atoom moet iets langzamer gaan). Een trager atoom is een koeler atoom. Nu hoef je alleen nog maar een manier te vinden om die koelere atomen te houden en de warmere atomen weg te laten blazen, en dat gaat dan met magnetische velden.

Dat is hoe het ongeveer werkt, met een hoop interessante details weggelaten -- disclaimer: ik ben geen natuurkundige. :-) Voor iedereen die geïnteresseert is in het onderwerp kan ik het boek "Splitting the Second: The Story of Atomic Time" aanraden. Dit 200 pagina's tellend werkje leest makkelijk weg en legt onder andere uit hoe laserkoeling gebruikt wordt in atoomklokken, alsmede waarom we eigenlijk op atoomtijd gekomen zijn en waar het goed voor is.

[Appie de Drenth]

zeer uitgebreide maar duidelijke reactie, ik vroeg me het zelfde namelijk al af.

[Verwijderd]

Ik vraag me nog steeds af waarom ze deze niet inzetten, die is nog veel preciezer:
http://www.nist.gov/pml/div688/clock-082213.cfm

[arjankoole]

Ik vraag me nog steeds af waarom ze deze niet inzetten, die is nog veel preciezer:
http://www.nist.gov/pml/div688/clock-082213.cfm

De klok die jij geeft hanteert een ander principe, eentje die niet gestandaardiseerd is, en daarom nog niet volledig vertrouwd is. Hij is nog te experimenteel. Op een gegeven moment zal hun losbreken uit die fase, en zal hij waarschijnlijk de nieuwe standaard worden op dit gebied, of misschien alleen voor super gevoelige situaties en/of experimenten.

[Feanathiel]

"Each of NIST's ytterbium clocks relies on about 10,000 rare-earth atoms cooled to 10 microkelvin"
Lijkt mij niet dat je dit even snel doet. Wellicht ook de reden dat dit niet gebeurd.

Even om te vergelijken met de NIST-F2:
"The key operational difference is that F1 operates near room temperature (about 27 ºC or 80 ºF) whereas the atoms in F2 are shielded within a much colder environment (at minus 193 ºC, or minus 316 ºF)." (dat is 80K, tegenover 10^-5K van de ytterbium klok)

[Reactie gewijzigd door Feanathiel op 26 juli 2024 01:43]

[frennek]

Nee, dit staat los van elkaar. De NIST-F2 mag dan kouder zijn dan de NIST-F1, maar hier wordt gesproken over de temperatuur van de omgeving rond de cesium atomen en niet de cesium atomen zelf. De cesium atomen zelf zijn ook gekoeld tot iets boven het absolute nulpunt.

Het is prima mogelijk om een atomenwolk met lasers af te koelen tot microkelvin niveau, terwijl de omgeving op kamertemperatuur is. Dit is mogelijk omdat de atomen vanzelfsprekend in een ultrahoog vacuum zitten en daardoor infraroodstraling van de omgeving het enige interactie mechanisme is wat warmte over kan brengen. Deze infraroodstraling heeft echter geen enkele interactie met deze koude atomen, waardoor deze twee systemen volledig los gekoppeld van elkaar zijn.

Het zou dus goed kunnen zijn dat de NIST Ytterbium klok gewoon op kamertemperatuur is.

Ze koelen de omgeving af om diverse andere redenen. Voornamelijk om elektkronische ruis te verminderen voor de detectie en manipulatie van de atomen.

[David Mulder]

Als ik het goed begrijp, en zou best kunnen dat ik dat niet doe, dan heb je daar het voordeel dat de klokken exact synchroon blijven lopen, maar een grotere afwijking kunnen hebben (maar als ze een afwijking hebben hebben ze dat allebei en maakt dat dus voor veel applicaties niet uit).

Hoe dan ook, Ik ben me goed bewust van het nut van extreem precieze klokken, maar ik toch redelijk wat moeite om te begrijpen of het echt in de praktijk een verschil maakt of je 1 seconde per 300 miljoen jaar of 3 seconde per 300 miljoen jaar er naast zit. Ik bedoel maar, we hebben het hier over een imprecisie van 1±6x10^-15 seconde...

[ErwinPeters]

bij toepassingen als GPS bijvoorbeeld. Gelukkig corrigeren de grondstations nog wel eens wat .

[Verwijderd]

Los van de GPS die ErwinPeters al noemt, is het tot op de miliseconde (of nog kleiner) correct hebben van tijd enorm belangrijk in dingen als de aandelen markt, een miliseconde verschil kan letterlijk over miljoenen gaan.

[Domstad-Rudie]

Volgens mij haal jij snelheid van handelen en nauwkeurigheid door elkaar.

[core_dump]

bij aandelenhandel gaat het om het synchroniseren van tijd en niet om nauwkeurigheid.

[MrBreaker]

'Jongens nu synchroniseren, de tijd van de AEX is nu ongeveer 09:59 uur'

Vat je hem?

[Domstad-Rudie]

Volgens mijn ervaring vanuit de derivatenhandel gaat het puur om snelheid. Handelaren geven kapitalen uit aan snelle netwerken, hardware en software om fracties van een seconde sneller te zijn dan een concurrent. Zie bijvoorbeeld: http://en.wikipedia.org/wiki/High-frequency_trading

[Countess]

die clock zet een record voor stabiliteit, niet voor precisie, wat niet het zelfde is.

One key benefit of the very high stability of the ytterbium clocks is that precise results can be achieved very quickly. For example, the current U.S. civilian time standard, the NIST-F1 cesium fountain clock, must be averaged for about 400,000 seconds (about five days) to achieve its best performance. The new ytterbium clocks achieve that same result in about one second of averaging time.

[Reactie gewijzigd door Countess op 26 juli 2024 01:43]

[Batiatus]

Kan iemand mij uitleggen wat het precieze nut is van een klok die 1 seconde in de 300 miljoen jaar afwijking heeft, ten opzichte van een seconde in de 100 miljoen jaar? Oke, vooruitgang moet er altijd zijn, maar ik zie hier het nut nog niet echt van in.

[Mitsuko]

Weet je nog die ophef over neutrino's die zich sneller dan het licht zouden bewegen? Dat ging om een afwijking van zo'n 60 nanoseconden op een afstand van, als ik het me goed herinner, meer dan 800 km. Om die uitspraak te kunnen doen moesten ze gebruik maken van de atoomklokken in het GPS systeem, met nog een nauwkeurige analyse om kleine afwijkingen te corrigeren - en er werd ook een tijdje gesuggereerd dat die stap wellicht niet goed was uitgevoerd.

Uiteindelijk bleek het probleem een slechte connectie van een optische kabel te zijn - iets wat ze eigenlijk meteen al hadden moeten checken. De slechte connectie zorgde ervoor dat de trigger, die van 0 naar 1 gaat op het moment dat het ontvangen signaal boven een bepaalde grenswaarde uitkomt, net wat langzamer werkte: het signaal was door de slechte connectie namelijk zwakker dan het had moeten zijn, dus het duurde langer om de grenswaarde te bereiken. Dus niet precies hetzelfde als een slecht aangesloten coaxkabel, maar nog steeds een stomme fout (die drie jaar lang onopgemerkt was gebleven).

Maar goed, punt is: door de gigantische afstanden waarover we het hebben bij iets als het GPS netwerk heb je hele precieze tijdmeting nodig om de effecten van de relativiteitstheorie tegen te werken (de satellieten bewegen immers ten opzichte van ons met een behoorlijke snelheid), en om de metingen van verschillende satellieten precies te synchroniseren. Hoe preciezer je op afstand een locatie wilt bepalen, hoe preciezer de verschillende satellieten die je gebruikt gesynchroniseerd moeten worden. Voor wetenschappelijke experimenten die nog meer precisie nodig hebben moet je tot het uiterste gaan.

[Reactie gewijzigd door Mitsuko op 26 juli 2024 01:43]

[.oisyn]

de satellieten bewegen immers ten opzichte van ons met een behoorlijke snelheid

Toch is juist het effect van de generale relativiteitstheorie een stuk groter (ongeveer 6x zo groot) dan het effect van de speciale relatitiveitstheorie. Het is vooral het feit dat de GPS satellieten verder van de aarde staan en daardoor minder van invloed zijn van de Aardse zwaartekracht waardoor hun klokken sneller tikken dan hier op aarde.

[thomasv]

Sneller? Hoort dat niet langzamer te zijn? Astronauten die langere tijd in het IIS verblijven zijn namelijk ook een paar minuten "jonger" dan wanneer ze op aarde waren gebleven.

[Reactie gewijzigd door thomasv op 26 juli 2024 01:43]

[Countess]

dat komt voornamelijk omdat ze lange tijd met hoge snelheid reizen (27,600km/h, tegenover 14,000km/h voor GPS)
de ISS staat ook veel dichter nog bij de aarde(330-435km) als GPS satalieten(20,000km).

[Reactie gewijzigd door Countess op 26 juli 2024 01:43]

[.oisyn]

Wat countess zegt, en "een paar minuten" is een overdrijving van behoorlijk wat orders van groote. We hebben het over een fractie van een seconde

[Mitsuko]

Dank, ik moet me weer eens inlezen in de stof

[Beroemdheid]

Ondanks dat dat effect wel groter is, dien je ook te corrigeren voor de speciale relativiteitstheorie. Het is echt niet zo dat je alleen met de algemene rekening hoeft te houden, anders lopen je positiebepalingen alsnog de mist in.

[arjankoole]

Kan iemand mij uitleggen wat het precieze nut is van een klok die 1 seconde in de 300 miljoen jaar afwijking heeft, ten opzichte van een seconde in de 100 miljoen jaar? Oke, vooruitgang moet er altijd zijn, maar ik zie hier het nut nog niet echt van in.

Een hoop wetenschappelijke experimenten gebruiken minuscule hoeveelheden van tijd om dingen te berekenen. In fysica land spreekt men bijvoorbeeld ook wel eens van Planck time.

Daar en in andere gebieden kan een minuscule hoeveelheid tijd een enorm verschil maken, hoe beter we kunnen meten een aansturen, en hoe sneller, hoe beter we in staat zullen zijn om te werken met quantum mechanica, quantum fysica, en bijvoorbeeld kernfusie.

[supersnathan94]

maar om het even in perspectief te bekijken. Hoe zit het met de meetonzekerheden die we hebben? Hoe kunnen we die 1 seconde op 300 miljoen jaar meten? even drie miljoen jaar wachten zit er namelijk niet in. en hoe is dat meetbaar ten opzichte van het feit dat we dan dus meten met een klok die minder precies is. Tuurlijk is het zo dat je met minder precieze methoden ook hele goede metingen kan verrichten die significanter zijn dan de significantie van de apparatuur, maar dat houd toch ergens een keer op?

Een minuscule hoeveelheid tijd kan hele grote gevolgen hebben. een stelling waar ik het absoluut mee eens ben, maar kunnen we dat überhaupt meten met de huidige significantie?

[imqqmi]

Wat ik zou doen is 10 dezelfde tijdmeters bouwen en het gemiddelde nemen van deze 10. Dan een apparaat bouwen dat 0.2x (=2x nauwkeuriger dan 1 apparaat van vorige generatie) zo nauwkeurig is als het gemiddelde van 10 apparaten van de vorige generatie. Ad infinitum Reproduceerbaarheid is daarom ook heel belangrijk.

[supersnathan94]

ja dat klinkt in theorie erg leuk ja en ik snap em ook daadwerkelijk ;-).

MAAR hoe weet je dat je apparaat daadwerkelijk 2X zo nauwkeurig is? aangezien tijd een dimensie is waar je niet zomaar ff een meting doet. Snapt u? ik snap de theoretische achtergrond van het bouwen van nauwkeurigere methodes/apparaten wel, maar HOE weet men nu dat het ook daadwerkelijk zo is?

[egnappahz]

Wel, als die frequentie niet klopt van de microgolven, dan moet de mensheid het hele natuurwetten van fysica herbezien; aangezien deze klok dan de theorie en definitie breekt van alles dat we nu al kennen (en kunnen reproduceren).

Dus nee, ik denk niet dat de theorie erachter een fout heeft. Of we hebben nog een veel groter probleem dan een type atoomklok die mislukt is...

[basfriends]

Dit zelfde probleem zie je in de luchtvaart, waar systemen de kans op falen moeten verlagen tot een bepaalde grens. Er zijn niet genoeg crashes om te zien of deze grens gehaald wordt, net als bij deze tijdsmeting.

Neem bijvoorbeeld een autolandingsystem. Als een vliegtuig buiten een bepaald vak land dan crashed het. Aangezien dit (hopelijk) nooit gebeurt bekijken ze een veel kleiner vak en kijken hoeveel vliegtuigen daarbuiten landen. Als je aanneemt dat de fout normaal verdeeld is kun je de Q-functie http://en.wikipedia.org/wiki/Q-function gebruiken om dit aantal te relateren aan de "echte" fout.

Ik kan me voorstellen dat ze zo'n zelfde soort truuc hebben uitgehaald om de precisie van de F2 te bepalen, maar dat is puur speculatief.

[Ayporos]

arjankoole, alleen wel jammer dan dat je op zulke 'geavanceerde' takken van natuurkunde niet om het feit heen kan dat tijd, net als vrijwel alles, relatief is.

Maar ja ik ben dan ook meer van de theoretische natuurkunde dus deze klok boeit mij niet zo enorm veel.

[Domih]

Dat staat in het artikel uitgelegd, het is voor tijdssynchronisatie waar die 0,00000000000000000000001(random getal) seconde per uur wel uit kan maken, dit is hetzelfde bij kwantummechanica

[Verwijderd]

Belangrijkste reden die ze geven in het filmpje is om commerciële minder nauwkeurige modellen goed te kalibreren.

[aegis]

als je wilt weten waarom tijd belangrijk is voor computer moet je dit filmpje kijken https://www.youtube.com/watch?v=-5wpm-gesOY dit gaat over time en timezones voor programmeren maar er word ook uit gelegd hoe tijd werkt voor computers en netwerken.

[Verwijderd]

Het betekent dat je nog preciezer op tijd kunt zijn voor je afspraken.

[Brahiewahiewa]

Afgezien van het in het artikel genoemde belang voor de wetenschap, is het ook belangrijk voor financiële transacties. D'r worden tegenwoordig miljarden rondgepompt, die in een fractie van een seconde verwisselen van eigenaar. In diezelfde fractie van een seconde veranderd de wisselkoers dusdanig, dat het al gauw een modaal jaarsalaris scheelt...

[Luukje01]

het is al wel meer uitgelegd. maar een ander perspectief. je wilt (als energie centrale) dat je wisselstroom signaal exact 50 hz is, als je daar vanaf wijk, is dat verspilde energie.

De resolutie neemt altijd af, naarmate je verder in het proces zit. Bij het begin van het proces acurater beginnen heeft enkel een positieve invloed op de rest van de ketting.

[Splorky]

Zal wel aan de mobiele versie liggen maar het filmpje werkt blijft even hangen en daarna is het geluid niet in sync met de video

Houd deze klok ook rekening met het schrikkeljaar?

[Exploited]

Klokken zoals deze hebben helemaal niets te maken met schrikkeljaren oid. Deze meet slechts het aantal seconden dat is verstreken vanaf het moment dat hij is aangezet en het is aan de gebruiker om dat om te rekenen naar zijn huidige tijds-aanduiding.

[Verwijderd]

Het schrikkeljaar is ingevoerd omdat het jaar wat wij gebruiken als jaar (een x aantal seconden) niet precies overeenkomt met een enkele rotatie van de aarde om de zon. Het feit dat dit x aantal seconden nu iets preciezer gedifinieerd is doet niks af aan het feit dat één rotatie nog steeds niet overeenkomt met dit x aantal seconden. Vergelijk maar: één seconde in de zoveel miljoen jaar of één dag in de vier jaar.

[lukjah]

Het schrikkeljaar is ingevoerd omdat het jaar wat wij gebruiken als jaar (een x aantal seconden) niet precies overeenkomt met een enkele rotatie van de aarde om de zon.

Dit is niet waar, een rotatie om de zon staat niet gelijk aan 365 rondjes van de aarde. Een echte rotatie rond de zon duurt ~365,25 dagen maar omdat we de dagen goed moeten houden (12 uur moet het hoogste punt van de zon blijven). Lopen we dus elke jaar een kwart dag voor op de zon. 1 keer in de 4 jaar wordt deze weer terug gezet door een dag te skippen.

Dus 24 uur is wel degelijk precies 1 rotatie van de aarde. 365 dagen komen alleen niet overeen met een rotatie rond de zon.

[Reactie gewijzigd door lukjah op 26 juli 2024 01:43]

[Domih]

1 keer in de 4 jaar wordt deze weer terug gezet door een dag te skippen.

Dit is niet waar, die 1 keer in de 4 jaar wordt terug gezet door een dag extra toe te voegen*

[Reactie gewijzigd door Domih op 26 juli 2024 01:43]

[.oisyn]

Dus 24 uur is wel degelijk precies 1 rotatie van de aarde.

Nope, de rotatieperiode van de aarde is korter dan 24 uur (ongeveer 4 minuten korter, niet geheel toevallig 1/365e van een etmaal ) Maar omdat we tegelijkertijd ook om de zon draaien moeten we langer dan een volledige rotatie wachten voor de zon op dezelfde plek aan de hemel staat).

[jip_86]

Op de desktop loopt hij ook niet goed in sync.

[Dabono]

Hoe weten ze nu eigenlijk dat dit ding 1/300000000 sec/jaar achterloopt op de 'echte' tijd, als dit de meest nauwkeurige klok is?

[Exploited]

Omdat deze klok alleen het aantal cycles vastlegt vanaf het moment dat hij is ingeschakeld en vanaf dat moment dus een "afwijking" heeft die ten hoogste één seconde is per zoveel duizenden jaren.

[B_FORCE]

Dit moet je anders zien.
Je kunt namelijk op een gegeven moment 'simpelweg" berekenen wat de (verwachte) afwijking gaat worden.
Daar heb je geen andere referentie voor nodig
Dat betekent dus ook dat het best zou kunnen dat deze klok misschien nog nauwekeuriger is.
Beter gezegd, dat is wel zeker zelfs.
Met onnauwkeurigheidsanalyse zit je namelijk altijd aan de veilige kant, omdat je de fout altijd overwaardeerd.

[Mizgala28]

Met de loop van tijd komt er vast wel een klok die altijd precies loopt.

[ToFast]

Volgens mij kan dat niet, net zoals het getal pi zeg maar nooit stopt achter de komma. De nauwkeurigheid zal alleen toenemen. Best vreemd, aangezien wij tijd hebben gedefineerd met gehele getallen (60 seconden = 1 minuut etc) en dat is gebaseerd op natuurverschijnselen (aarde die om zn as draait en iets met de zon )

Perfect rond (cirkel) bestaat dus ook niet, alhoewel ik een tijdje terug op Discovery ofzo heb gezien dat ze in een lab van heel duur speciaal materiaal wel een perfecte bol hadden gecreëerd, maar volgens mij kan dat dus ook niet en was die bij benadering perfect.

[WouterVDP]

kan inderdaad niet wegens de onzekerheid van heisenberg, tijd en energie zijn canonisch. de distributie van de tijdsonzekerheid wordt nul als de energie variaties oneindig zijn, door komt er concreet op neer dat cesium op absoluut nulpunt moet gebracht worden, onmogelijk wegens derde wet thermodynamica

[beerse]

Zodra er een klok komt die altijd precies loopt, komt er een wetenschapper die laat zien dat er een afwijking in zit. Ooit was het de zonnestand die de tijd bepaalde. Toen kwam het slingeruurwerk waarmee kon worden aangetoond dat de zonnestand niet stabiel is. Die ontwikkeling is steeds verder gegaan doordat ze steeds stabielere trillingen hebben gevonden.

De huidige stand is iets met cesium-atoom-trillingen maar de reacties hierboven laten zien dat die ook al niet goed genoeg meer zijn.

[Verwijderd]

Ik vraag me dan toch af hoe ze die nieuwe klok dan zo nauwkeurig goed hebben gezet.

[Countess]

het voornaamste doel van deze klok is meesten hoe lang er zit tussen 2 momenten, niet om precies aan te geven dat het 12 uur is.

dat is van ondergeschikt belang dus zolang hij maar gelijk loopt met de andere atoom klokken werkt het zoals het moet.

[satoer]

Er zou slechts een afwijking van één seconde per 300 miljoen jaar zijn.

Als ze zo nauwkeurig die afwijking kunnen berekenen... Dan kalibreer je die klok toch gewoon daarop?

[Verwijderd]

Maar is het een seconde vooruit of achteruit

[broflodge]

Geweldige prestatie. Ik zag een tijd terug een BBC-documentaire waarin het 1 & ander hierover werd uitgelegd. Er werd toen nog hard gewerkt om het apparaat helemaal naar wens te krijgen. Toch is de klok die bij mij aan de muur hangt nauwkeuriger; deze staat namelijk stil en geeft zodoende twee maal daags de exacte tijd aan! Beetje flauw, maar wel waar toch? Of helpt iemand mij uit de droom over deze theorie?

[.oisyn]

Deze klok geeft geen tijd aan, maar geeft het verloop van tijd aan. En dat is iets wat jouw stilstaande klok niet doet

[broflodge]

Ik vat 'm (was ook meer als oubollig geintje bedoeld). Mijn stilstaande klok heeft een symbolische betekenis; meer emotie dan wetenschap...

[Brahiewahiewa]

En jij weet ook _wanneer_ precies jouw stilstaande klok de juiste tijd aangeeft?

[broflodge]

Dat zit meer tussen mijn oren, het gevoel boven exacte wetenschap! Zie reactie hierboven!