Re: Sincronizzazioni dei vari orologi atomici sparsi in vari istituti nel mondo

From: Elio Fabri <elio.fabri_at_tiscali.it>
Date: Tue, 8 Aug 2023 08:41:20 +0200

af4409162_at_gmail.com ha scritto
> Presumo che i vari orologi debbano sincronizzarsi tra loro per
> emettere un unico valore del tempo, ma non mi è chiara la procedura
> per questa sincronizzazione.
L'argomento è interessante, ma è anche maledettamente complicato.
Per essere precsisi, si à andato vieppiù complicando negli ultimi
decenni, man mano che crescevano le esigenze di precisione nella
sincronizzazione.
Non ho remore a spiegarti che - proprio per questo - ne ho una
conoscenza alquanto superficiale. Ma del resto credo che tu non ti
aspetti una trattazione approfondita :-)

Per cominciare ti consiglio su wikipedia
https://en.wikipedia.org/wiki/International_Atomic_Time
Comincia a leggere da "Operation", solo il primo capoverso.

> Mi spiego, finché ci sono due laboratori relativamente vicini
Questo credo che in pratica non succeda mai.

> Il segnale allora viene inviato su nella ionosfera e da li come in
> uno specchio si riflette e ritorna giù verso la stazione ricevente?
> Mi sembra che in effetti le trasmissioni radio funzionino in questo
> modo (ma anche qui non sono sicuro -è tutto un mi sembra-).
La ionosfera è solo un disturbo.
Anche per le trasmissioni radio serve solo per frequenze non troppo
alte (già la vecchia modulazione di frequenza, attorno ai 100 MHz,
non viene riflessa.
Poi la ionosfera è tutt'altro che stabile, anche come posizione.
E non dimenticare che in 1 ns un'onda e.m. percorre solo 30 cm...

I segnali GPS sono su 1.2-1.5 GHz e partono da satelliti distanti
almeno 20000 km dal ricevitore.
Della ionosfera si deve tener conto perché altera la velocità delle
onde. Non dico di più ma questo effetto si può correggere.

Ogni satellite ha a bordo un orologio atomico e naturalmente occorre
conoscere istante per istante la distanza tra satellite e ricevitore.
Questo si fa per il normale funzionamento del GPS.
Un ricevitore GPS di qualità (non gli smartphone!) può darti un errore
di posizione sotto il cm, che in tempo significa una decina di
picosecondi.
Basta quindi confrontare l'orologio atomico locale col segnale GPS: se
due orologi in posti diversi ricevono il segnale dallo stesso
satellite, ecco che abbiamo un modo per confrontarli.

Questo non vuol dire che vengano "rimessi" sul dato del GPS,
altrimenti vorrebbe dire che il tempo è dato dalla rete GPS.
Invece i vari confronti che ho detto vengono inviati al BIPM, dove
vengono messi insieme per ricavarne un Tempo Atomico Internazionale,
più stabile dei singoli orologi.

Non bisogna dimenticare poi che i singoli orologi risentono del
cosidddetto "redshift gravitazionale", che in modo molto improprio ma
più semplice da dire, consiste nel fatto che un orologio che sta più in
basso in un campo gravitazionale va più piano.
L'effetto nel campo della Terra è piccolo, ma non può essere trascurato.
In termini relativi è 10^(-16) per metro, il che vuol dire che un
orologio che si trovi a 1000 metri sul livello del mare guadagna circa
9 ns al giorno.
Il TAI fornito dal BIPM è quindi riferito "al geoide" (grosso modo,
come dire "al livello del mare".

PS. Mentre stavo per mandare questo, ho visto il post di Franco.
Per fortuna non c'è quasi sovrapposizione, quindi non ho cambiato
niente :-)
-- 
Elio Fabri
Received on Tue Aug 08 2023 - 08:41:20 CEST

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