Портативные атомные часы

31.01.2022

Агентство перспективных оборонных разработок (DARPA) Министерства обороны США объявило о поиске партнеров для создания портативных оптических атомных часов. Они должны будут в сто раз превосходить сегодняшние самые точные модели портативных часов.

Сегодня атомные часы - самый точный способ измерить время. Их принцип работы основан на том, что каждый атом может излучать и поглощать фотоны только с определенными частотами - резонансными именно для него. Атомные часы бывают микроволновыми и оптическими. Первые используются, в том числе, в спутниках GPS, данные которых военные используют во множестве операций. В основе микроволновых атомных часов лежит микроволновый резонатор, настроенный на частоту перехода в атоме. Они позволяют измерять время в секундах с точностью до 16 знаков после запятой. Их точность ограничена возможностью измерения и контролирования отклонений в десятки микрогерц в искомой резонансной частоте.

Оптические атомные часы в качестве эталона используют переходы в атомах, приводящие к возникновению фотонов с частотой в оптическом диапазоне. Резонансная частота у них иногда в 100 тысяч раз больше, чем у микроволновых предшественников. Это позволяет добиться большей стабильности и уменьшить относительную статистическую погрешность в определении времени в сто раз, то есть до 10 в минус 18 степени.

Но что касается размеров, оптическим атомным часам сегодня обычно требуется отдельная комната в лабораториях. Кроме того, это очень сложные устройства, и их работу корректируют ученые.

Военных интересуют два типа прототипов для разных видов миссий. Первые часы должны весить менее пяти килограмм, потреблять менее 25 ватт энергии, автономно работать в течение 10 дней и быть устойчивыми к изменениям скорости, вибрации и температуры. Последнее условие необходимо, чтобы они могли работать на воздушных и космических платформах, таких как тактические самолеты и спутники. Устройство должно быть в сто раз точнее самых точных портативных часов.

Вторые часы должны весить менее 200 килограмм и потреблять менее 400 ватт. Они предназначаются для более стабильных платформ, например, кораблей или наземных баз. Предполагается, что они смогут обходиться без ручной корректировки один месяц.

<< Назад: Рыбы тоже разговаривают 31.01.2022

>> Вперед: Электрический купе-кроссовер Skoda Enyaq Coupe iV 30.01.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Фотоаппарат с постфокусировкой 02.01.2012 Американская компания Lytro объявила о возможности предзаказа одноименной камеры. Особенность данного фотоаппарата заключается в том, что сфокусироваться на нужном объекте вы можете уже на готовом снимке. Lytro основана на так называемой плепонической технологии. Такие камеры при помощи массива микролинз полностью фиксируют информацию о световом поле снимаемой сцены, что и дает возможность производить постфокусировку. Отметим, что Lytro станет первым устройством этого типа на массовом рынке. Ее габариты составляют 41x41x112 мм, а вес - 214 г. Младшая модель доступна для предзаказа по цене $399.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026