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:

Три измерения времени 26.01.2026

Физики из Варшавского и Оксфордского университетов предложили смелую концепцию, которая по-новому переосмысливает соотношение пространства и времени и потенциально проливает свет на парадоксы квантовой механики. В основе их рассуждений лежит специальная теория относительности Альберта Эйнштейна, согласно которой никакой объект с массой не может достичь скорости света или превзойти ее. При этом сами уравнения не запрещают существование гипотетических сущностей, которые с самого начала движутся быстрее света и никогда не пересекают этот предел "снизу". Авторы исследования рассматривают точку зрения именно таких сверхсветовых наблюдателей, радикально отличающуюся от привычного нам описания мира. Согласно их выводам, для гипотетического наблюдателя, движущегося быстрее света, привычные роли пространства и времени меняются местами. Вместо одного временного и трех пространственных измерений такая система отсчета включала бы три измерения времени и лишь одно пространственное. В результа ...>>

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, ...>>

Лошади распознают страх человека из-за запаха пота 25.01.2026

Взаимодействие человека и животных далеко не всегда ограничивается жестами, голосом или зрительным контактом. Все больше исследований показывает, что важную роль в межвидовой коммуникации играют химические сигналы - летучие вещества, которые организм выделяет в разных эмоциональных состояниях. Новая работа французских ученых демонстрирует, что лошади способны распознавать страх человека, ориентируясь исключительно на запах его пота. Исследование было проведено группой специалистов из Национального института сельского хозяйства, питания и окружающей среды INRAE во Франции. Ученые сосредоточились на так называемых chemosignals - химических сигналах, сопровождающих эмоции. Если способность собак улавливать человеческий стресс уже хорошо известна, то реакции лошадей до сих пор оставались менее изученными, несмотря на их тесное и давнее сосуществование с человеком. Для эксперимента исследователи привлекли 30 добровольцев, у которых собирали образцы пота в двух разных эмоциональных сос ...>>

Каплю жидкого металла научили вращаться 25.01.2026

Инженерия все чаще отходит от классических представлений о механизмах, заменяя жесткие конструкции гибкими и адаптивными системами. Особенно заметен этот сдвиг в робототехнике, биомедицине и микроэлектронике, где традиционные моторы оказываются слишком громоздкими или хрупкими. На этом фоне разработка команды Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) выглядит принципиально новым шагом: исследователи создали вращающийся двигатель, в котором движение возникает внутри капли жидкого металла. Новый тип актуатора получил название liquid metal droplet rotary paddle motor. Его ключевая особенность заключается в том, что вращение создается не за счет твердых роторов и подшипников, а благодаря управляемой циркуляции внутри самой металлической капли. В экспериментальной установке каплю жидкого металла помещают в солевой раствор и прикладывают к ней электрическое поле, в результате чего внутри возникают вихревые потоки, способные приводить в движение крошечную медную лопатку, погруженную в метал ...>>

Видеоигры, образ жизни и масса тела 24.01.2026

Видеоигры давно стали неотъемлемой частью повседневной жизни миллионов людей и перестали восприниматься исключительно как форма досуга. Однако по мере роста времени, проводимого за экраном, все чаще возникает вопрос о том, как подобные привычки отражаются на здоровье. Новое исследование позволило по-новому взглянуть на связь между увлечением видеоиграми, образом жизни и риском набора лишнего веса. Ученые обратили внимание на то, что избыточная масса тела чаще встречается среди людей, активно играющих в компьютерные игры, по сравнению с теми, кто либо вовсе не играет, либо делает это эпизодически. Особенно заметной эта тенденция оказалась у игроков, которые посвящают видеоиграм более 10 часов в неделю. Именно в этой группе чаще фиксировались неблагоприятные поведенческие факторы, включая нарушения питания, сна и недостаток физической активности. Ранее исследователи уже связывали активное пользование компьютером и распространение скоростного интернета с ростом риска избыточного вес ...>>

Случайная новость из Архива Еда как наркотик 14.11.2022 Пончики, пицца, хлопья, газированные напитки - все эти продукты очень вкусны и также опасны для нашего здоровья. В новом исследовании ученые пришли к выводу, что ультрапереработанные продукты можно смело ставить в один ряд с наркотиками и сигаретами - наносят вред организму и вызывают зависимость. Группа исследователей во главе с доктором, профессором психологии Мичиганского университета Эшли Гиргардт пришли к выводу, что ультрапереработанные продукты, к которым относятся и чипсы, выпечка, конфеты, хлопья, пончики, газированные напитки и многое другое, содержат огромное количество искусственных ароматизаторов, консерв. Все это делает их очень вкусными, но также калорийными, жирными, сахарными или солевыми, что повышает риск ожирения или развития других заболеваний. В результате ученые пришли к выводу, что все это делает "вкусики" более похожими на наркотики, ведь они, собственно, далеки от натуральных по текстуре и вкусу. По словам профессора исследования поведения по здоровью в Техническом университете Вирджинии Александры Дифеличантони, все эти продукты были отлично разработаны для доставки сахара и жиров в наш организм. Кроме того, они вызывают привыкание, наряду с сигаретами, алкоголем и наркотиками. Исследования показывают, что в США, например такие продукты составляют около 50% всего рациона местных жителей. Они также становятся причиной развития ожирения, делают людей более подверженными риску развития рака, например колоректального и рака почек, болезни Альцгеймера и других. Регулярное употребление подобных продуктов приведет к повышению уровня сахара в крови, что обернется диабетом. Ранее в сентябре ученые опубликовали потрясающие результаты исследования, в которых говорилось о повсеместном росте показателей раннего рака молочной и поджелудочной железы, а также толстой кишки - виновниками оказались эти продукты. Кроме того, бразильские исследователи пришли к выводу, что каждая пятая преждевременная смерть в этой стране также связана с обработанными продуктами.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026