Сверхустойчивый лазер сделает GPS точнее

23.04.2012

Физики из Объединенного института лабораторной астрофизики (JILA) продемонстрировали новый тип лазера, который в 100-1000 раз более устойчив по частоте, чем обычный. Этот тип лазера может повысить точность самых современных атомных часов и сопутствующих технологий, таких как коммуникационные и навигационные системы, а также космические астрономические инструменты.

Прототип лазера основан на миллионе атомов рубидия, которые выполняют своего рода синхронный танец и производят тусклый темно-красный лазерный луч. Новый лазер фактически представляет собой своеобразную оптическую фазированную антенную решетку, в которой электромагнитные волны большой группы идентичных антенн тщательно синхронизированы и создают волну с уникальными свойствами. Обычный лазер основан на миллионах фотонов, которые рикошетят между двумя зеркалами, ударяют атомы и генерируют интенсивный свет. К сожалению, из-за движений атомов и вибрации зеркал происходит постоянное изменение частоты лазерного луча, что затрудняет его использование, например для высокоточных измерений.

Новый лазер от JILA лишен этого недостатка, поскольку фотоны в нем надолго не задерживаются. Атомы постоянно излучают синхронизированные фотоны, но в очень небольшом количестве. При этом почти все фотоны улетают прежде, чем сталкиваются с зеркалами и нарушают синхронизированный танец атомов. Это стало возможным благодаря уникальной системе, которая удерживает атомы между двумя зеркалами, а затем с помощью маломощных лазеров настраивает скорость переключения атомов между двумя энергетическими уровнями. Атомы испускают фотоны каждый раз, когда уровень их энергии падает. Обычно атом испускает только один фотон в секунду, но благодаря системе, разработанной в JILA, скорость переключения энергетических состояний повышается в 10 тыс. раз.

Новый лазер светит намного слабее, чем самая обычная дешевая лазерная указка. Однако он идеально подходит для приложений, где необходимо точно выдерживать частоту, например, в атомных часах системы GPS, системах оптической связи, современных геодезических инструментах и астрономии.

<< Назад: Гибридные процессоры AMD Trinity 23.04.2012

>> Вперед: Каждое процессорное ядро получит маршрутизатор 22.04.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива Открыт шестой вкус 25.04.2025 Как считают специалисты, помимо традиционных пяти вкусов - сладкого, соленого, кислого, горького и умами - существует возможность выделить и шестой вкус. Недавние исследования, проведенные учеными из Университета Южной Калифорнии, открыли новую главу в изучении вкусового восприятия, добавив к известным ароматам еще один, ранее не замеченный. Этот шестой вкус связан с веществом, называемым хлоридом аммония, которое давно известно своим острым, неприятным вкусом. Исследования показали, что хлорид аммония активирует специальный рецептор в организме, который носит название OTOP1. Этот рецептор является аналогом того, который отвечает за восприятие кислотности. Такое открытие может значительно изменить представление ученых о том, как мы воспринимаем вкус и как химические соединения в пище влияют на наше восприятие. Исследователи изучали реакцию клеток с белком OTOP1 на воздействие хлорида аммония. Эксперименты подтвердили, что это вещество вызывает такую же реакцию, как и кислота, активируя рецептор. Интересно, что этот процесс наблюдается не только у человека, но и у других видов животных, включая птиц и рыб. Это открытие подсказывает, что восприятие хлорида аммония могло эволюционно развиться как способ защиты, позволяя организму избегать потенциально опасных и токсичных веществ. Хотя для большинства людей вкус хлорида аммония достаточно неприятен, он все же имеет свою нишу. В некоторых странах, например, в Нидерландах и северной Германии, хлорид аммония добавляют в лакричные конфеты, придавая им характерную резкость и уникальный вкус. Ученые полагают, что вкусовые предпочтения людей могут формироваться под влиянием культурных традиций и пищевых привычек, которые различаются по регионам. Тем не менее, хлорид аммония не является единственным кандидатом на звание шестого вкуса. В последние годы ученые активно исследуют возможность выделения вкуса для жиров, который называется олеогустус. Этот вкус связан с восприятием окисленных жиров, что, по мнению исследователей, может служить сигналом о порче пищи. Однако, в отличие от хлорида аммония, восприятие олеогустуса не связано с конкретным рецептором, что делает его восприятие менее четким и однозначным. Необычное открытие о рецепторе OTOP1 и его реакции на хлорид аммония может кардинально изменить подходы к изучению вкусового восприятия. Это исследование подчеркивает, насколько сложным и многогранным может быть процесс восприятия пищи. Открытие нового вкуса и нового механизма его восприятия открывает перед учеными новые горизонты и возможности для дальнейших исследований. Шестой вкус, пока представленный хлоридом аммония, может стать важным шагом в изучении биологии вкусов. Оно демонстрирует, как сложное взаимодействие химических веществ и рецепторов в нашем организме определяет наши ощущения от пищи.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026