欧洲核子研究中心如何同步定时装置?

欧洲核子研究所的科学家们已经写了详细而复杂的论文，解释了他们计时系统的内部工作原理。信号频率、测量系统和精度方程只是欧洲粒子物理研究所报告中的几个要素，科学家们把它们吃光了，而我们其他人则皱起眉头，包括详细说明了全球定位系统(GPS)CERN和lng之间的时间联系．

简而言之:当测量中微子从欧洲核子研究中心到格兰萨索国家实验室(Gran Sasso National Laboratory, LNGS)的速度时，科学家需要精确地同步他们的仪器。因此，一个脉冲每秒(PPS)的GPS测量是由一个叫做CTRI的测量系统时间标记的，这是基于原子钟它与两个实验室都有联系，并与GPS系统配对。这些时间戳可以在两个地点之间进行比较，时间上的差异揭示了中微子的飞行时间。听起来很简单，对吧?

好吧，设置仍然需要各种测试来确保准确性和方程来解释不可避免的误差。CERN用于与lng通信的接收器是由瑞士认证的FederalOfficeofMetrology．因为他们处理的是如此精确的数字，即使是天线的位置和所使用的电缆也会影响结果。

的大型强子对撞机使用一种叫做WorldFIP的技术在10纳秒内同步系统。WorldFIP是一种现场总线，一种用于将大量系统连接在一起的技术——这显然是LHC所需要的。就像CERN和LNGS之间用来协调中微子追踪的定时系统一样，WorldFIP也与GPS系统相连。来自该系统的数据被传输到大型强子对撞机的设备上，以保持一切与宇宙时间同步。

借助基于振荡器的主时钟，CERN可以为其设备提供精度为1纳秒的时间数据。WorldFIP系统最具挑战性的任务之一是保持1800个电源转换器在一毫秒内同步。它还用于同步LHC的辐射监测、磁铁定位、低温和其他系统。

当然，并不是大型强子对撞机上的每个系统都必须精确到这样的程度。有些有几十甚至几百毫秒的摆动空间。考虑到安装规模如此之大，并且包含了世界上最复杂的一些技术，这仍然令人印象深刻。

CERN的计时系统是我研究过的最复杂的东西之一。这部分是因为CERN的许多粒子加速器中没有一个单独的系统在工作——不同的装置有不同的要求——而且计时系统的精度可以降到纳秒。最令人惊讶的是：即使天线的最小调整也会影响定时设备的同步。

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