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:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Жесткий диск Seagate 44 ТВ 10.03.2026

С ростом объемов данных, обрабатываемых крупными компаниями и дата-центрами, требования к накопителям резко увеличиваются. Seagate анонсировала начало поставок новейших жестких дисков Exos емкостью 44 ТБ, которые обещают сочетание рекордного объема и высокой производительности, благодаря передовой платформе Mozaic 4+ и технологии термомагнитной записи HAMR. Платформа Mozaic 4+ включает десять магнитных пластин, каждая из которых имеет емкость более 4 ТБ. В сумме это позволяет получить общий объем накопителя 44 ТБ - рекордный показатель для современных HDD. В сочетании с вращением шпинделя на скорости 7200 оборотов в минуту это обеспечивает скорость передачи данных порядка 300 МБ/с, что делает диск подходящим для работы с большими массивами информации. Seagate отмечает, что использование Exos повышает общую эффективность систем хранения примерно на 47%. Для корпоративных клиентов это означает сокращение занимаемой площади под кластеры на 9 квадратных метров и снижение годового эне ...>>

Скука - двигатель перемен 09.03.2026

Современная жизнь редко оставляет человеку время на простое ощущение скуки. С развитием цифровых технологий и постоянным доступом к социальным сетям мы стремимся мгновенно развлекать себя, избегая пауз, когда ум может быть свободен от внешних раздражителей. Между тем, новое исследование показывает, что скука выполняет важную роль в психическом здоровье и может стимулировать личностное развитие. Часто скука воспринимается как негативное состояние, которое хочется немедленно устранить. Однако психологи отмечают, что именно моменты, когда человеку становится по-настоящему скучно, могут побудить к поиску нового хобби, пересмотру жизненных приоритетов или появлению свежих идей. Это состояние открывает пространство для саморефлексии и внутреннего роста. Исследователи из Университета Бата и Тринити-колледжа показали, что привычка уходить в социальные сети в моменты скуки мешает человеку достигать "максимальной скуки". В результате стимулируется лишь поверхностное отвлечение, которое не ...>>

Случайная новость из Архива ICL5102 - контроллер эффективного полумостового AC-DC преобразователя с ККМ 27.08.2018 ICL5102 от Infineon - новый комбинированный контроллер источника питания, который управляет сразу двумя каскадами: каскадом корректора коэффициента мощности (ККМ) и каскадом резонансного полумостового LLC-преобразователя (как вариант, LCC). Высокий уровень интеграции данного решения обеспечивает малое количество компонентов и отлично подходит для компактных и низкопрофильных источников питания. Конфигурация параметров микросхемы ICL5102 производится путем подбора номиналов резисторов. Со стартовым током порядка 100 мкА контроллер позволяет запускать источник питания за время не более 300 мс. Каскад ККМ реализован на базе цифрового ядра и работает в режиме граничных токов дросселя (CrM) либо переходит в режим прерывистых токов (DCM) при малой нагрузке. Данный каскад работает в диапазоне частот от 22 до 500 кГц и позволяет достичь значения коэффициента мощности более 95% и коэффициента нелинейных искажений входного тока (THD) менее 10%. Каскад полумоста содержит встроенный драйвер нижнего и верхнего плеча для управления внешним транзистором с максимальным напряжением до 650 В. В данной микросхеме реализован адаптивный алгоритм подстройки мертвого времени в диапазоне 500-1000 нс. В контроллере ICL5102 реализован алгоритм выхода из емкостного режима работы LLC-преобразователя. Емкостной режим может наступить либо при коротком замыкании в нагрузке, либо при резком повышении нагрузки (набросе) или при запуске преобразователя. Контроллер пытается плавно вывести преобразователь из емкостного режима путем повышения частоты преобразования. Если это не помогает, то происходит перезапуск контроллера. Технические преимущества: Диапазон действующих значений входных напряжений 85...305 В; Диапазон частот работы ККМ-каскада 22...500 кГц; Встроенный изолированный по технологии бессердечникового трансформатора драйвер верхнего плеча выходного каскада; Возможен высокий КПД преобразователя до 95% (оба каскада - ККМ + LLC); Внешний NTC-резистор для защиты от перегрева; Малое время плавного запуска до 300 мс; Алгоритм регулирования в емкостном режиме LLC-каскада; Запуск на частоте 1,3 МГц; Стабильная работы при малой нагрузке; Корпус DSO-16; Диапазон рабочих температур -40...125°C. Типовые применения: Источники питания промышленного назначения; Источники питания для потребительской электроники; Светодиодные драйверы.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026