Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Najbardziej precyzyjny zegar na świecie

Recommended Posts

National Institute of Standards Technology (NIST) poinformował o stworzeniu nowego typu zegara atomowego. Urządzenie, wykorzystujące rtęć niemal 6-krotnie bardziej precyzyjnie odmierza czas, niż stosowane obecnie zegary korzystające z cezu.

Wykorzystywany obecnie cezowy NIST-F1 jest tak dokładny, że może spóźnić się lub przyspieszyć o 1 sekundę w ciągu 70 milionów lat. Nowy zegar korzystający z rtęci charakteryzuje się dokładnością rzędu 1 sekundy na 400 milionów lat.

Eksperymentalne urządzenie wykorzystuje częstotliwość drgań atomów rtęci. Same atomy są elektrycznie naładowane i przetrzymywane w wyjątkowo niskich temperaturach.
Dzięki nowemu zegarowi naukowcy z NIST chcę przeprowadzać bardziej precyzyjne eksperymenty oraz opracować bardziej dokładne urządzenia, który polegają na pracy zegarów atomowych, takie jak GPS.

Obecnie stosowane międzynarodowe standardy, które określają czym jest sekunda, bazują na pomiarach zegarów cezowych. NIST uważa, że minie 5 do 10 lat zanim zegary oparte na rtęci wyprą te cezowe i standardy zostaną zmienione.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jeszcze niedawno najbardziej precyzyjnym zegarem atomowym był australijski Kriogeniczny Oscylator Szafirowy (Zegar Szafirowy). Teraz fizycy z amerykańskiego Narodowego Instytutu Standardów i Technologii (NIST) stworzyli zegar, który może spóźnić się lub przyspieszyć o 1 sekundę raz na... 14 miliardów lat. O tyle pomyliłby się, gdyby istniał od początku wszechświata. Zegar jest tak stabilny, że odchylenie pomiędzy poszczególnymi pomiarami odcinków czasu może wynieść 0,000000000000000032% na dobę.
      Nowy zegar jest tak precyzyjny, że może posłużyć do wykrywania ciemnej materii, mierzenia fal grawitacyjnych oraz niezwykle precyzyjnego określania kształtu pola grawitacyjnego Ziemi.
      Okazuje się, że jeśli mamy możliwość bardzo precyzyjnego pomiaru czasu, to zyskujemy mikroskop do badania wszechświata, mówi fizyk Andrew Ludlow, szef grupy naukowej, która skonstruowała zegar.
      Pierwszy w historii zegar atomowy powstał w NIST w 1949 roku. Wykorzystywano w nim częstotliwość mikrofal emitowanych przez molekułę amoniaku. Nie był on jednak na tyle precyzyjny, by użyć go do wyznaczaniu standardowego czasu. Pierwszy precyzyjny zegar atomowy, wykorzystujący drgania atomów cezu, powstał w 1955 roku w Wielkiej Brytanii. Pierwsze cezowe zegary atomowe dzieliły sekundę na ponad 9 miliardów odcinków.
      Urządzenie skonstruowane właśnie w NIST to zegar z siecią optyczną, który korzysta z atomów iterbu i dzieli sekundę na... 500 bilionów równych fragmentów. Cez pozwala na zbudowanie wspaniałego zegara atomowego, ale dotarliśmy do fizycznych granic tego pierwiastka. Iterb może podzielić czas na znacznie mniejsze odcinki, zwiększając tym samym precyzję pomiaru, wyjaśnia Ludlow.
      Zegary z siecią optyczną istnieją od około 15 lat i wciąż znajdują się we wczesnej fazie rozwoju. Naukowcy wciąż je dostrajają, zwiększając precyzję.
      W najnowszym zegarze największe postępy uczyniono dzięki zastosowaniu osłony cieplnej opracowanej kilka lat temu przez Ludlowa. Chroni ona atomy iterbu przed temperaturą i polem elektrycznym, które mogą zaburzać ich naturalne drgania. Chcemy być pewni, że gdy mierzymy drgania atomu, to dokonujemy pomiaru tego, co dała nam Matka Natura, co nie jest zaburzane przez wpływy zewnętrzne, dodaje Ludlow.
      Dzięki niezwykłej precyzji drgań zegar oparty na atomie iterbu może wykrywać zmiany w polu grawitacyjnym planety. Jak wiemy z ogólnej teorii względności, czas płynie różnie w zależności od tego, w którym miejscu pola grawitacyjnego się znajdujemy. Na szczycie góry, z dala od jądra Ziemi, płynie on nieco szybciej, niż u jej podnóża.
      Większość zegarów nie jest wystarczająco precyzyjna, by zmierzyć tak niewielką różnicę. A jest ona naprawdę minimalna. Jeśli umieścimy jeden wystarczająco precyzyjny zegar u podnóża góry, a drugi na jej szczycie i oba zegary będzie dzieliło 1000 metrów w pionie, to po 10 latach różnica we wskazanym czasie wyniesie 31/1000000 sekundy.
      Nowy zegar jest tak precyzyjny, że zarejestrowałby różnicę czasu związaną ze zmianą wysokości o... 1 centymetr. Przy tak olbrzymiej precyzji można pokusić się o użycie zegara do wykrywania ciemnej materii i fal grawitacyjnych.
      Mimo tego, że zegar jest niezwykle precyzyjny, jego konstruktorzy nie powiedzieli ostatniego słowa. Mamy już kilka pomysłów, jak można pewne rzeczy przebudować, by uzyskać jeszcze większą precyzję, mówi Ludlow.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Grupa naukowców położyła fundamenty pod skonstruowanie niezwykle dokładnego zegara atomowego. Zegara, który może pomylić się o 1/10 sekundy w ciągu 14 miliardów lat.
      Takie urządzenie byłoby przydatne do nawiązywania bezpiecznej łączności oraz posłużyłoby do zbadania postaw fizyki. Obecnie najdokładniejszy zegar atomowy świata - brytyjski CsF2 - może wykazać odchylenie o 1 sekundę na 138 milionów lat.
      Obecnie używane zegary atomowe są wystarczająco dokładne do większości zastosowań. Są jednak takie dziedziny, w których posiadanie dokładniejszego zegara jest bardzo pożądane - mówi profesor Alex Kuzmich z Georgia Institute of Technology. Oprócz fizyków z Georgii w pracach zespołu brali udział naukowcy z australijskiego University of New South Wales oraz University of Nevada.
      Zegary atomowe do pomiaru czasu wykorzystują drgania elektronów w atomach wywoływane przez działanie laserów. Jednak elektrony są podatne na oddziaływanie pola elektrycznego i magnetycznego, co zaburza ich dokładność. Naukowcy z USA i Australii wpadli na pomysł, by zamiast elektronów wykorzystać neutrony, które są cięższe i gęściej upakowane, zatem mniej podatne na wpływy zewnętrzne. Zegar neutronowy powinien być zatem dokładniejszy od opartego na elektronach.
      W naszym artykule pokazaliśmy, że za pomocą lasera można tak wpłynąć na orientację elektronów, że będziemy mogli wykorzystać neutrony w roli wahadła odmierzającego czas. Jako, że neutrony są gęsto upakowane, czynniki zewnętrzne nie będą miały niemal żadnego wpływu na ich drgania - mówi Corey Campbell, główny autor artykułu.
      Uczeni proponują wykorzystać petahercowy (1015) laser do wzbudzenia jonu toru 229. Taki zegar będzie pracował tylko w bardzo niskich temperaturach, rzędu ułamków kelwina. Zwykle takie temperatury uzyskuje się za pomocą lasera, jednak tutaj będzie to stanowiło problem, gdyż laser jest wykorzystywany do wzbudzenia jonów. Naukowcy zaproponowali użycie jonu toru 232 obok toru 229. Tor 232 reaguje na inną częstotliwość światła lasera niż tor 229. Cięższy jon miałby zostać schłodzony i schłodzić cały system, bez wpływania na oscylacje toru 229.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dzięki umowie pomiędzy producentem nawigacji samochodowej firmą TomTom, a brokerem ubezpieczeniowym Motaquuote, powstał nowy produkt, który pozwala kierowcom zaoszczędzić na kosztach ubezpieczenia. Każdy kto wykupi ubezpieczenie Fair Pay Insurance musi do niego dokupić urządzenie TomTom Pro 3100, które nie tylko zawiera moduł nawigacji satelitarnej, ale również ostrzega kierowcę przed niebezpiecznymi manewrami. Urządzenie zwraca uwagę, gdy kierowca hamuje zbyt późno czy ścina zakręty. Dodatkowo do zestawu dołączane jest urządzenie śledzące Link, które monitoruje sposób jazdy. Kierowcy na wstępie płacą obniżone składki ubezpieczeniowe, jednak jeśli jeżdżą w sposób ryzykowny ubezpieczyciel zwiększa im opłaty. „Zerwaliśmy z generalizowaniem i mówimy klientom, że jeśli są dobrymi kierowcami, to my im awansem wierzymy. Od razu oferujemy im ulgi w ubezpieczeniu“ - mówi Nigel Lombard, dyrektor odpowiedzialny za Fair Pay Insurance. „To coś innego niż oferują inne podobne systemy, gdzie najpierw przez wiele miesięcy trzeba udowodnić, że jeździ się bezpiecznie“ - dodaje.
      Dodatkową korzyścią z wykorzystywania TomTom Pro 3100 jest dostarczanie przez urządzenie aktualizowanych co dwie minuty informacji o ruchu na drogach. „Oferujemy unikatowe połączenie nawigacji satelitarnej, informacji nt. ruchu na drogach i danych telemetrycznych, dzięki czemu promujemy bardziej oszczędną i bezpieczną jazdę“ - stwierdził Thomas Schmidt z TomToma.
      Informacje nt. zachowania kierowcy są przekazywane do firmy ubezpieczeniowej, w której ma wykupioną polisę. Kierowca może za pomocą internetu sprawdzać informacje. System też ostrzega, gdy rośnie ryzyko podniesienia składki ubezpieczeniowej.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dzięki umowie pomiędzy producentem nawigacji samochodowej firmą TomTom, a brokerem ubezpieczeniowym Motaquuote, powstał nowy produkt, który pozwala kierowcom zaoszczędzić na kosztach ubezpieczenia. Każdy kto wykupi ubezpieczenie Fair Pay Insurance musi do niego dokupić urządzenie TomTom Pro 3100, które nie tylko zawiera moduł nawigacji satelitarnej, ale również ostrzega kierowcę przed niebezpiecznymi manewrami. Urządzenie zwraca uwagę, gdy kierowca hamuje zbyt późno czy ścina zakręty. Dodatkowo do zestawu dołączane jest urządzenie śledzące Link, które monitoruje sposób jazdy. Kierowcy na wstępie płacą obniżone składki ubezpieczeniowe, jednak jeśli jeżdżą w sposób ryzykowny ubezpieczyciel zwiększa im opłaty. „Zerwaliśmy z generalizowaniem i mówimy klientom, że jeśli są dobrymi kierowcami, to my im awansem wierzymy. Od razu oferujemy im ulgi w ubezpieczeniu“ - mówi Nigel Lombard, dyrektor odpowiedzialny za Fair Pay Insurance. „To coś innego niż oferują inne podobne systemy, gdzie najpierw przez wiele miesięcy trzeba udowodnić, że jeździ się bezpiecznie“ - dodaje.
      Dodatkową korzyścią z wykorzystywania TomTom Pro 3100 jest dostarczanie przez urządzenie aktualizowanych co dwie minuty informacji o ruchu na drogach. „Oferujemy unikatowe połączenie nawigacji satelitarnej, informacji nt. ruchu na drogach i danych telemetrycznych, dzięki czemu promujemy bardziej oszczędną i bezpieczną jazdę“ - stwierdził Thomas Schmidt z TomToma.
      Informacje nt. zachowania kierowcy są przekazywane do firmy ubezpieczeniowej, w której ma wykupioną polisę. Kierowca może za pomocą internetu sprawdzać informacje. System też ostrzega, gdy rośnie ryzyko podniesienia składki ubezpieczeniowej.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W USA zapadły dwa wyroki mające olbrzymie znaczenie dla prywatności i wolności obywatelskich. Z pierwszego administracja prezydencka nie będzie zadowolona. Sąd Najwyższy jednogłośnie orzekł, że wykorzystywanie urządzeń GPS do śledzenia osób wymaga uzyskania wcześniejszej zgody sądu.
      Cała sprawa zaczęła się przed kilku laty, gdy do samochodu właściciela klubu nocnego, Antoine’a Jonesa, policja i FBI przymocowały nadajnik GPS. Jones podejrzewany był o handel narkotykami. Podejrzenia się potwierdziły, Jones okazał się ważną figurą w półświatku handlarzy i został z czasem skazany na dożywotnie więzienie. Śledczych oskarżono jednak o naruszenie praw obywatelskich Jonesa. Mieli bowiem zgodę na jego śledzenie przy pomocy urządzenia GPS przez 10 dni, a wykorzystywali je dłużej.
      Policja, FBI i wspierająca służby administracja rządowa powoływały się na orzeczenie z lat 80., gdy uznano, że nie jest wymagana zgoda sądu do śledzenia podejrzanego za pomocą sygnalizatora przymocowanego do samochodu.
      Kolejne sądy zwracały jednak uwagę, że sygnalizatory działały tylko na ograniczonej przestrzeni, wymagane było poruszanie się za śledzonym pojazdem i siłą rzeczy ciągła inwigilacja nie była w takich warunkach możliwa. Tymczasem GPS pozwala na nieprzerwane śledzenie z dowolnego miejsca na Ziemi. To, zdaniem sądów, była zupełnie inna sytuacja.
      Sąd Najwyższy przypomniał, że Czwarta Poprawka przewiduje, iż obywatele są chronieni przed nieusprawiedliwionym przeszukaniem osób, domów, dokumentów i własności. Samochód, jak stwierdził sędzia Scalia, jest własnością, a dołączenie doń urządzenia GPS stanowi naruszenie własności równoznaczne z przeszukaniem. Sędzia dodał, że instytucje rządowe fizycznie zajęły prywatną własność w celu uzyskania informacji. Nie mamy wątpliwości, że takie fizyczne najście byłoby w czasach gdy uchwalono Czwartą Poprawkę uznane za przeszukanie. Taka argumentacja oznacza, że sąd uznał, iż Czwarta Poprawka jest ściśle związana z pojęciem praw własności, a to oznacza, że chroni ona zarówno osoby, jak i własność, a nie ogranicza się jedynie do określenia praw do prywatności.
      W drugim z istotnych wyroków, wydanym przez sąd w Kolorado, to strona skarżąca była górą. Sędzia uznał, że osoba podejrzana w sprawie kryminalnej - chodzi w tym wypadku o kobietę oskarżoną o defraudację - nie może powoływać się na Piątą Poprawkę odmawiając podania śledczym hasła do laptopa. Sprawie tej z uwagą przyglądają się organizacje chroniące prawa obywatelskie, gdyż to nie pierwszy tego typu przypadek, gdy oskarżony odmawia podania haseł, powołując się na wspomnianą poprawkę. Stwierdza ona, że nikogo nie można zmuszać, by świadczył przeciwko sobie. Sąd uznał, że wymóg podania haseł nie jest równoznaczny samooskarżeniem, ale jest podobny do sytuacji, w której nakazuje się podejrzanemu udostępnienie klucza do domu w celu przeprowadzenia przeszukania.
      Podobnie zakończyła się przed kilkoma laty sprawa obywatela Kanady, który wwiózł do USA laptop zawierający dziecięcą pornografię. Zdjęcia zauważyli celnicy, mężczyznę zatrzymano i osadzono w areszcie. Gdy jednak miał rozpocząć się proces okazało się, że w laptopie zastosowano mechanizm, który po określonym czasie automatycznie szyfrował cały dysk.
      Sprawa z Kolorado była jednak o tyle odmienna, iż w przypadku Kanadyjczyka wiedziano, że na laptopie znajdują się obciążające materiały.
      Teraz sąd stwierdził, że samo uzasadnione podejrzenie wystarczy, by wymagać podania haseł.
×
×
  • Create New...