Метод многократного увеличения точности измерений частоты

18.06.2017

Три группы ученых, работающие независимо друг от друга, нашли практически идентичные способы увеличения разрешающей способности и, следовательно, точности, квантово-магнитных датчиков. Теперь такие датчики, использующиеся для измерений частоты электромагнитных колебаний, обеспечивают точность на много порядков превышающую точность любых других методов.

Первой из вышеупомянутых групп является группа из Швейцарского федерального технологического института (Swiss Federal Institute of Technology, ETH), второй - группа из Ульмского университета (Ulm University), Германия, а третья - из Гарвардского университета. И что интересно само по себе, так это то, что все группы ученых практически одновременно и независимо друг от друга пришли к практически одному результату.

Технологии квантовых измерений стали в последнее время одним из основных инструментов для ученых-физиков. При помощи квантовых датчиков можно производить измерения широкого ряда фундаментальных физических величин, в том числе и частоты электромагнитных колебаний. Однако, как и все квантовые устройства, такие датчики подвержены влиянию факторов окружающей среды, которые пагубно сказываются на точности измерений. И все три группы ученых нашли способ уменьшения влияния окружающей среды и увеличения точности измерений за счет использования классических атомных часов.

В качестве чувствительного элемента датчика все три группы использовали так называемую азотную вакансию, дефект кристалла алмаза, вызванный заменой одного атома углерода атомом азота. Этот дефект является крошечным магнитом с полюсами, что делает его чрезвычайно чувствительным к внешнему магнитному полю. Если не вдаваться сильно в подробности, в своих исследованиях ученые увеличили глубину реакции азотной вакансии на изменения внешнего магнитного поля путем проведения активации азотной вакансии и измерений через строго определенные промежутки времени. А эти промежутки времени с очень высокой точностью задавались внешними часами.

В результате синхронизации моментов измерений точность этих измерений превысила точность любых других технологий измерений частоты на целых девять порядков, что является совершенно фантастическим улучшением. И такие высокоточные измерения частоты позволят ученым производить столь же точные измерения некоторых других физических величин, что в свою очередь, даст им в руки возможность зарегистрировать и изучить эффекты и явления, ускользавшие от их внимания до последнего времени.

<< Назад: Анонс PCI Express 5.0 18.06.2017

>> Вперед: Беспилотный пассажирский Boeing 17.06.2017

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 Туры на воздушных шарах по стратосфере 25.02.2023 Японская компания Iwaya Giken начала принимать заявки на участие в туристических турах на высотном воздушном шаре. Двухместная капсула обеспечит доставку пилота с одним туристом на высоту 25 км. Почувствовать себя на четверть космонавтом можно будет за сравнительно скромную сумму около $180 тыс. По мере развития проекта цены обещают существенно упасть, что сделает "полеты в космос" доступными широкому кругу граждан. Туристическая капсула выглядит как бочка диаметром 1,5 м с прозрачными стенками, потолком и полом. В небо капсулу будет поднимать воздушный шар с гелием. Система, как нетрудно догадаться, многоразовая. В перспективе разработчики обещают полеты с интервалом в неделю, а может даже чаще, но все будет зависеть от погоды. Полеты на МКС по программам космического туризма стоят несколько десятков миллионов долларов США на человека. Подъем на многоразовых челноках в стратосферу на границу космоса компаниями Virgin Galactic и Blue Origin тоже не дешевое удовольствие. В идеале цена билета на такой аттракцион с подъемом на 80-100 км вверх от Земли должна опустить до $250 тыс., но пока она определенно выше. Туры на воздушном шаре действительно станут доступны большему числу людей как по цене, так и по уровню требуемой подготовки. Подъем на воздушном на максимальную высоту в примерно 25 000 метром ориентировочно будет занимать до двух часов. Час будет проведен на высоте и затем последует часовой спуск. Больше удовольствия за меньшие деньги. Почему бы нет? Сами туры собирается организовывать профильная компания JTB Corp, ставшая партнером разработчика высотной платформы. Победители первого этапа отбора будут объявлены в октябре. Первые пять пассажиров смогут отправиться в полет до конца текущего года. Вылеты планируется организовать с Хоккайдо. Полеты будут проходить над территорией Японии. В конечном итоге стоимость туров снизится до нескольких тысяч долларов США. Это "демократизирует" полеты в космос, уверены организаторы и изобретатели.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026