Вращающиеся нейтронные звезды для проверки и калибровки атомных часов

06.01.2019

Об атомных часах, обеспечивающих высокоточный отсчет времени, мы неоднократно рассказывали на страницах нашего сайта. И, безусловно, многие из наших читателей не раз задавались вопросом, при помощи чего были получены значения характеристик этих часов, ведь для того, чтобы измерить что-то с определенной точностью, требуется измерительный инструмент с минимум на порядок более высокой точностью. Не знаем, как другие организации, имеющие в своем распоряжении атомные часы, а Европейское космическое агентство использует для синхронизации своих часов сигналы далеких вращающихся нейтронных звезд, пульсаров, излучаемые которыми сигналы имеют достаточно высокие показатели стабильности и точности.

Данный проект, получивший название "PulChron", является разработкой ученых из Манчестерского университета, британской Национальной физической лаборатории и частной компании GMV. Система, созданная в ходе этого проекта, уже частично используется для синхронизации атомных часов, обеспечивающих работу европейской системы спутниковой навигации "Galileo". Более того, длительные измерения сигналов пульсаров, объединенные с измерениями колебаний вибрирующих атомов в часах, позволяют получить еще более точный отсчет времени, чем это позволяет каждый из компонентов системы в отдельности.

Ученая-физик Джоселин Белл Бернелл (Jocelyn Bell Burnell) впервые обнаружила пульсар в 1967 году, когда ею был замечен радиосигнал, приходящий из глубин космоса и имеющий период в 1,34 секунды. Отметим, что этот сигнал был принят антеннами телескопа Interplanetary Scintillation Array радио-обсерватории Mullard Radio Astronomy Observatory. В настоящее время уже известно, что пульсары - это нейтронные звезды, небольшие и очень плотные остатки от взрывов массивных звезд, которые вращаются порой с огромной скоростью и излучают направленный луч излучения, который периодически направляется в сторону Земли.

Сейчас пульсары, точнее их сигналы, используются не только для синхронизации атомных часов. Они также представляют собой инструменты для поиска и измерения гравитационных волн, темной материи и изучения других явлений космологических масштабов.

Оборудование PulChron получает данные от пяти радиотелескопов, включая European Pulsar Timing Array, которые следят за 18 пульсарами одновременно. Атомные часы так же генерируют свою собственную частоту, один период которой является одним "тиком" часов. Но, относительно простые атомные часы, основанные на атомах водорода, возбуждаемых микроволновым лазером, могут дрейфовать (менять свою частоту) в течение долгих промежутков времени. И в этом случае для проведения коррекции требуется другая система, обладающая более высокой стабильностью, к примеру, часы системы Galileo требуют проведения процедуры синхронизации и коррекции каждые несколько часов.

Система PulChron является не первой "пульсарной" хронометрической системой, более того, она существует пока в своем первом, можно сказать, демонстрационном варианте. Но после того, как эта система начнет работать в ее окончательном виде, она будет использоваться не только для обеспечения работы системы спутниковой навигации, но и для отсчета точного значения времени Гринвичского меридиана (Coordinated Universal Time, UTC).

<< Назад: Мировой океан стремительно остывает 06.01.2019

>> Вперед: Роботизированные штаны 05.01.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Глюкозамин и когнитивные нарушения 16.10.2026

С возрастом нарушения памяти и мышления становятся все более распространенной проблемой, однако причины того, почему у одних людей легкие когнитивные изменения остаются стабильными, а у других со временем перерастают в деменцию, до сих пор изучены не полностью. Новая работа исследователей Университета Флориды в США указывает на возможную связь одного из широко используемых пищевых добавок с таким переходом. Речь идет о глюкозамине, который обычно принимают для уменьшения дискомфорта в суставах и поддержания их здоровья. Специалисты проанализировали обезличенные медицинские записи UF Health, охватывающие период с 2012 по 2024 год. С помощью искусственного интеллекта они изучили информацию о пациентах с болезнью Альцгеймера и другими связанными с ней деменциями, а также о людях с легкими когнитивными нарушениями. Последние характеризуются заметными проблемами с памятью или мышлением, которые уже выходят за рамки обычных возрастных изменений, но при этом еще не обязательно существенно ...>>

Звук на квантовом уровне меняется скачками, а не постепенно 16.10.2026

В привычном мире звуковые колебания затухают постепенно: струна после щипка вибрирует все слабее, а звон постепенно превращается в тишину. На уровне квантовой физики картина оказывается совершенно иной. Здесь энергия звука существует отдельными порциями, и переход между состояниями может происходить скачкообразно. Исследователи из Стэнфордского университета впервые смогли непосредственно наблюдать такой процесс в реальном времени, зафиксировав квантовые скачки отдельных звуковых частиц. Речь идет о фононах - квантовых порциях механических колебаний, которые можно рассматривать как своеобразный аналог фотонов для звуковых волн. В макроскопическом мире энергия вибрации может уменьшаться практически непрерывно, однако на квантовом уровне такое описание перестает работать. Энергетическое состояние системы изменяется дискретно, переходя с одного уровня на другой. Результаты стэнфордского эксперимента были опубликованы в журнале Science. Чтобы зафиксировать столь быстрый и чувствительн ...>>

Мизофония может иметь выраженную генетическую основу 15.10.2026

Для большинства людей звук жевания, дыхания или сопения остается практически незаметной частью повседневной жизни. Однако у людей с мизофонией такие совершенно обычные звуки способны вызывать мгновенную и крайне сильную негативную реакцию. Причины этого состояния до сих пор изучены недостаточно, однако новое исследование указывает на важную роль наследственности. Полученные данные свидетельствуют о том, что предрасположенность к мизофонии может иметь глубокую генетическую основу. Исследованием занималась команда Медицинской школы Йельского университета, сосредоточившая внимание на семейной истории людей с этим расстройством. В отличие от ряда предыдущих работ, проводившихся преимущественно с помощью дистанционных опросов, на этот раз специалисты непосредственно обследовали 101 человека с мизофонией и членов их семей. Такой подход позволил исследователям оценить не только распространенность состояния среди родственников, но и возможные связи с другими особенностями психического здоро ...>>

Запись магнитных данных с помощью сверхбыстрых лазерных импульсов 15.10.2026

Системы хранения данных постоянно сталкиваются с необходимостью одновременно увеличивать скорость записи, плотность информации и энергоэффективность. Один из возможных путей решения этой задачи связан с использованием света для управления магнитными состояниями материала. Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали метод, в котором специально сформированные лазерные импульсы позволяют изменять направление намагниченности, открывая перспективу создания более быстрых и компактных магнитных устройств памяти. Главное отличие нового подхода заключается в том, что исследователи управляют не составом магнитного материала, а характеристиками самого лазерного излучения. Ультрабыстрый лазер концентрирует энергию на микроскопическом участке поверхности. Когда диаметр светового пятна становится меньше 1,36 мкм, специалистам удается переключать направление намагниченности независимо от спиральности света, то есть направления вращения его поляризации. Это позволяет отказаться от ...>>

Биокаталитический способ получения хиральных оксазолидинонов 14.10.2026

Химия все чаще обращается к биологическим молекулам, чтобы сделать синтез сложных веществ более точным и эффективным. Особенно важны такие технологии при создании соединений, у которых одинаковый химический состав может сопровождаться разным пространственным расположением атомов и, следовательно, различными свойствами. Исследователи из Калифорнийского технологического института и Университета Питтсбурга предложили новый биокаталитический подход, позволяющий получать хиральные оксазолидиноны непосредственно из простых неактивированных алкенов. В основе предложенного метода лежит последовательность из двух реакций - азиридинирования и последующего расширения цикла. Этот каскад запускается с помощью гемопротеина, который выполняет функцию катализатора и позволяет направлять химическое превращение в нужную сторону. В результате из относительно простого исходного соединения формируется более сложная циклическая структура с заданной пространственной конфигурацией. Особенно существенным ...>>

Случайная новость из Архива Установлен механизм формирования памяти 24.08.2020 Как мозг переводит информацию, поступающую из внешнего мира, в наши воспоминания? Группа ученых из Хейдельбергского института теоретических исследований (Германия) сосредоточила внимание на нейронных сетях в полосатом теле - структуре мозга, участвующей в памяти, поведении и обучении за вознаграждение. Это знакомо нам всем: мы слышим мелодию, и она каким-то образом запоминается так, что мы узнаем ее даже спустя десятилетия. Мы смотрим на картину Ван Гога один раз, и она запечатлевается в нашей памяти на всю жизнь. Как же может нечто столь мимолетное, как мелодия, стать частью мозга и привести к формированию воспоминаний, которые определяют наше поведение? Обработка информации в мозге происходит внутри нейронных сетей, связанных между собой синапсами. Каждая модификация синапсов влияет на то, как мы запоминаем, или как мы реагируем на определенные раздражители. Один из способов изменения нейронных сетей - процесс синаптической пластичности, когда определенные синапсы со временем либо усиливаются, либо ослабляются в ответ на нейронную активность. Анализируя сети биохимических реакций, лежащих в основе синаптических модификаций, ученые смогли по-новому взглянуть на механизмы пластичности. В нейронах обработка информации происходит с помощью синаптических сигналов, определяющих синаптическую пластичность. Иногда даже отдельные молекулы - ферменты, белки и т.п. - способны сильно повлиять на синапсы в сетях. Одним из них является семейство ферментов аденилатциклазы, которые могут передавать внеклеточные сигналы во внутриклеточную молекулу цАМФ - одну из основных клеточных сигнальных молекул. При обучении за вознаграждение выработка цАМФ в полосатом теле мозга является решающей для укрепления синапсов. Именно ее производство и взаимодействие нейронов через синапсы играют важную роль в формировании воспоминаний и способности нервной системы обучаться и адаптироваться к изменяющимся условиям.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026