Переносные атомные фонтанные часы

25.01.2026

Точное измерение времени лежит в основе современной науки и технологий - от глобальных навигационных систем до финансовых сетей и телекоммуникаций. На протяжении десятилетий эталоном высочайшей точности служили громоздкие атомные часы, доступные лишь крупнейшим национальным лабораториям. Однако исследователи из Национальной физической лаборатории Великобритании (NPL) сделали шаг к их радикальному упрощению, создав компактные атомные "фонтанные" часы без потери точности.

Новая установка сохраняет характеристики полноразмерных атомных часов, но при этом занимает лишь около 5% их объема. Вакуумная система устройства стала в 20 раз меньше, а общая масса настолько снизилась, что часы можно переносить одной рукой. Такая мобильность открывает возможность использования сверхточных эталонов времени за пределами специализированных лабораторий.

Ключевым достижением разработчиков стало то, что, несмотря на миниатюризацию, атомы в устройстве проводят в микроволновой камере столько же времени, сколько и в традиционных моделях. Это позволяет сохранять стабильность хода на уровне одной доли на 10^15. Руководитель проекта Сэм Волби подчеркивает, что за счет радикального упрощения конструкции сверхточные измерительные технологии могут стать основой устойчивой инфраструктуры и навигационных систем нового поколения.

Принцип работы атомных часов основан на том, что атомы поглощают и излучают электромагнитное излучение строго определенной частоты. В современной системе единиц СИ секунда определяется через микроволновый переход в атомах цезия. В "фонтанных" часах атомы сначала охлаждают лазерами, а затем запускают вверх, благодаря чему они дважды проходят через микроволновую камеру - при подъеме и падении, что значительно повышает точность измерений.

Команда NPL реализовала этот принцип в компактном формате, создав рубидиевые фонтанные часы высотой всего 80 сантиметров. При этом траектория движения атомов сохранилась на уровне 30 сантиметров, что позволило существенно сократить размеры установки по сравнению с классическими цезиевыми фонтанными часами и сделать ее удобной для транспортировки.

Сокращение габаритов стало возможным благодаря отказу от ряда традиционных элементов. Измерение квантовых состояний атомов теперь происходит непосредственно в охлаждающей камере, а подготовка атомов к нужному состоянию осуществляется с помощью специального адаптера, подающего микроволновый сигнал требуемой частоты в ту же область. Дополнительно была упрощена оптическая система, уменьшена магнитная защита и увеличена доля коммерческих компонентов, что снизило сложность эксплуатации и обслуживания.

По данным NPL, новые атомные часы способны работать как сверхстабильный резервный прибор, накапливая погрешность менее двух наносекунд в месяц. Планируется использовать их в качестве вторичного стандарта частоты для воспроизведения секунды в системе СИ. Такая устойчивость и точность особенно важны для систем позиционирования, навигации и синхронизации времени в условиях возрастающих рисков отказов спутниковых систем и кибератак.

<< Назад: Три измерения времени 26.01.2026

>> Вперед: Лошади распознают страх человека из-за запаха пота 25.01.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Биопрепараты повышают питательную ценность органической гречихи 29.06.2026

В органическом земледелии особое внимание уделяется не только урожайности, но и качественному составу продукции. Потребители все чаще выбирают продукты с высоким содержанием полезных веществ и без следов химических веществ. Исследования показывают, что применение биологических препаратов может существенно улучшить минеральный состав зерновых культур, делая их более ценными с точки зрения питания. В результате полевых экспериментов, проведенных в 2023-2025 годах, ученые установили, что использование биопрепаратов способствует активному накоплению макроэлементов, в частности фосфора и калия, в зерне органической гречихи. Об этом сообщила Леся Крупак из Белоцерковского национального аграрного университета в своей работе "Экологичность и производительность". Наиболее заметный эффект наблюдался при применении гумата калия. В этом случае содержание калия в зерне увеличивалось на 19-21 процент по сравнению с контрольными участками. Такой результат свидетельствует об улучшении работы тра ...>>

Натрий-ионные накопители энергии Tener от CATL 29.06.2026

Литий-ионные аккумуляторы сейчас доминируют на рынке, но их производство сталкивается с ограничениями ресурсов и экологическими вызовами. Китайская компания CATL, один из мировых лидеров в области аккумуляторных технологий, представила инновационную альтернативу на основе натрия, которая может существенно расширить возможности хранения энергии. На отраслевом мероприятии в Мюнхене CATL продемонстрировала систему накопления энергии Tener нового поколения. Она построена на натрий-ионных аккумуляторах и отличается выдающимися эксплуатационными характеристиками. По заявлению разработчиков, новая технология сочетает высокую долговечность, безопасность и экономичность, что делает ее перспективной для широкого применения в энергетике. Одним из главных преимуществ Tener стала исключительная долговечность: система рассчитана на срок службы до 30 лет и способна выдерживать до 15 000 циклов заряда-разряда. Для сравнения, большинство современных аналогов выдерживают около 10 000 циклов. Даже ...>>

Орибитальное вино с МКС 28.06.2026

Виноделие всегда было тесно связано с землей, климатом и традициями, но современная наука все чаще выводит его на новый уровень - в буквальном смысле за пределы нашей планеты. Исследователи ищут способы адаптировать сельское хозяйство к условиям космоса, чтобы обеспечить будущие миссии продовольствием и изучить влияние экстремальной среды на биологические процессы. Один из таких амбициозных проектов реализуется в США и обещает в перспективе появление первого вина из винограда, побывавшего на орбите. Ученые из Техасского университета A&M отправили на Международную космическую станцию сотни семян винограда. После шести месяцев воздействия космической радиации семена вернутся на Землю, будут высажены и через несколько лет могут дать первый урожай для производства "космического вина". Проект представляет собой уникальное сочетание астронавтики, биологии и виноградарства. Идея эксперимента возникла как дипломная работа двух студентов-старшекурсников кафедры аэрокосмической инженер ...>>

Телескоп Эвклид раскрыл сердце Млечного Пути 28.06.2026

Космические телескопы позволяют человечеству заглянуть в самые отдаленные уголки Вселенной, раскрывая тайны темной материи, далеких галактик и процессов звездообразования. Один из современных аппаратов, предназначенных для масштабных обзоров неба, неожиданно оказался мощным инструментом для изучения нашей собственной Галактики. Речь идет о телескопе "Эвклид", который предоставил астрономам одно из самых детальных изображений центральной области Млечного Пути. Космический телескоп "Эвклид" был создан прежде всего для исследования темной материи и темной энергии, составляющих основную часть массы-энергии Вселенной. Однако ученые нашли ему дополнительное применение, направив прибор на густонаселенные звездные поля нашей Галактики. За относительно короткое время наблюдений - всего 26 часов - аппарат зафиксировал более 60 миллионов звезд в центральной части Млечного Пути. Такой результат стал возможен благодаря высокому разрешению и широкому полю зрения инструмента. Особый интерес для ...>>

Гренландские акулы - рекордсмены долголетия среди позвоночных 27.06.2026

В мире живых существ продолжительность жизни варьируется от нескольких дней у некоторых насекомых до нескольких десятилетий у крупных млекопитающих. Однако среди морских обитателей есть настоящие долгожители, чей возраст поражает воображение. Гренландские акулы, населяющие холодные воды Северной Атлантики и Арктики, по праву считаются самыми долговечными позвоночными на планете, и современные научные методы позволили точно оценить масштаб их жизненного пути. Эти крупные хищники растут крайне медленно - всего на несколько сантиметров за несколько лет, достигая в итоге более пяти метров в длину. Долгое время определить точный возраст гренландских акул было практически невозможно, поскольку у них отсутствуют традиционные маркеры, такие как годовые кольца на костях или чешуе. Предположения о выдающемся долголетии существовали давно, но требовали надежного подтверждения. Прорыв наступил в 2016 году, когда международная группа ученых применила радиоуглеродный анализ к хрусталикам глаз ...>>

Случайная новость из Архива Изменение климата повлияет на рождаемость людей 05.05.2019 Составленная учеными модель отразила влияние изменений климата на рождаемость в бедных и богатых странах. Недавно сотрудники Стэнфордского университета представили результаты исследования, которое продемонстрировало, что с 1961 по 2010 год глобальное потепление уменьшило ВВП на душу населения беднейших стран на 17-30 процентов. Разрыв показателей ВВП на душу населения между странами с самым высоким и самым низким его уровнем сегодня примерно на 25 процентов больше, чем он был бы без изменения климата. Сейчас ученые из Колледжа Уильямса, Европейского института экономики окружающей среды и других университетов проследили за тем, как экономические условия, выстроенные под влиянием изменения климата, воздействуют на поведение родителей разных стран в будущем. Они построили количественную модель, которая объединяет стандартную экономико-демографическую теорию с современными оценками экономических последствий изменения климата. В частности, они смотрели, как повышение температуры влияет на сельскохозяйственный сектор. Для модели авторы выбрали Колумбию и Швейцарию - как примеры бедных и богатых стран. В ней они рассматривали путь человека начиная с детства: как бы родители решали судьбу ребенка и семьи, исходя из предложенных условий. По их мнению, стратегии развития кардинально отличались в двух странах. Поскольку в сельском хозяйстве потребность в квалифицированных рабочих меньше, то с учетом последствий изменений климата родители в таких условиях будут делать ставку на число детей, не заботясь об их образовании. В развитых странах это приведет к обратному эффекту: родители больше будут заботиться о конкурентоспособности ребенка, начнут вкладывать деньги в его образование, а уже после думать о большем количестве детей.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026