Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Chińscy naukowcy pobili rekord bezprzewodowej synchronizacji zegarów atomowych
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Eksperci z amerykańskiego Narodowego Instytutu Standardów i Technologii (NIST) udoskonalili swój optyczny zegar atomowy, bazujący na uwięzionych jonach glinu, do tego stopnia, że mierzy on czas z dokładnością do 19 miejsc po przecinku. Oznacza to, że jego dokładność wynosi 1 sekundę na 317 miliardów lat. Jest on więc najdokładniejszym istniejącym obecnie zegarem. To efekt 20 lat ciągłych prac nad udoskonalaniem glinowego zegara. Urządzenie jest obecnie o 41% bardziej precyzyjne niż dotychczasowy rekordzista i 2,6-krotnie bardziej stabilne niż inne zegary jonowe.
Praca przy najbardziej precyzyjnym zegarze w historii jest niezwykle ekscytująca. W NIST prowadzimy długoterminowy program precyzyjnych pomiarów, dzięki którym poszerzamy naszą znajomość fizyki i lepiej poznajemy świat wokół nas, mówi Mason Marshall, główny autor artykułu, w który poinformowano o osiągnięciu.
Jony glinu umożliwiają zbudowanie wyjątkowo precyzyjnego, stabilnego zegara atomowego. Drgania jonów glinu, używane do pomiaru czasu, są bardziej stabilne niż drgania jonów cezu, które są obecnie wykorzystywane do definiowania sekundy, wyjaśnia David Hume, który stoi na czele zespołu rozwijającego glinowy zegar atomowy. Ponadto jony glinu nie są tak wrażliwe na niektóre z czynników zewnętrznych – na przykład na temperaturę czy pola magnetyczne – jak jony cezu.
Dlaczego wobec tego standardem w nauce są cezowe zegary atomowe i to one definiują sekundę? Otóż jony glinu jest trudno chłodzić i próbkować za pomocą lasera. A to niezbędne techniki zegarów atomowych. Dlatego też naukowcy z NIST połączyli jon aluminium z magnezem. Magnez nie drga tak dobrze jak glin, ale łatwo jest go kontrolować za pomocą lasera. Taki system nazywany jest kwantową spektroskopią logiczną, mówi pracująca przy projekcie studentka Willa Arthur-Dworschack. Jon magnezu chłodzi jon glinu. Porusza się też zgodnie ze swoim partnerem, dzięki czemu stan zegara można odczytać badając laserem stan jonu magnezu.
Zegar atomowy to niezwykle skomplikowana maszyneria, a każdy jego element wpływa na precyzję działania całości. Podczas prac nad udoskonaleniem zegara naukowcy musieli poprawić wiele elementów. Jednym z nich była pułapka, w której znajdują się jony. Sama pułapka powoduje nadmiarowe mikroruchy jonów, które negatywnie wpływają na precyzję zegara. Jest to spowodowane nierównowagą ładunku elektrycznego na przeciwnych jej końcach. Naukowcy przebudowali pułapkę, umieszczając ją na grubszym diamentowym podłożu i modyfikując złotą powłokę na elektrodach.
Kolejnym problemem był też system próżniowy, w którym znajduje się pułapka. Wodór przecieka przez stalowe ściany typowej komory próżniowej. Atomy wodoru zderzały się z jonami, przerywając ich pracę. Przez to co 30 minut konieczne było napełnianie pułapki nowymi jonami. Z problemem poradzono sobie zmieniając architekturę komory próżniowej i budując ją z tytanu. Wycieki wodoru zmniejszyły się 150-krotnie. To zaś spowodowało, że pułapka może działać nieprzerwanie przez wiele dni.
W końcu trzeba było poradzić sobie z jeszcze jednym problemem, koniecznością posiadania bardziej stabilnego lasera do zliczania ruchu jonu. Wersja zegara z 2019 roku musiała działać przez kilka tygodni, by uśrednić fluktuacje kwantowe, losowe zmiany stanu energetycznego jonów spowodowane działaniem lasera. Teraz skorzystano z pomocy laboratorium NIST kierowanego przez Juna Ye. Posiada ono jeden z najbardziej stabilnych laserów na świecie. W laboratorium tym znajduje się zresztą zegar atomowy korzystający z atomów strontu, który w swoim czasie był najbardziej precyzyjnym tego typu urządzeniem.
Za pomocą światłowodów wiązka lasera z laboratorium Ye została wysłana do laboratorium Tary Fortier z NIST, w którym znajduje się grzebień częstości optycznych. To rodzaj niezwykle precyzyjnej linijki do pomiaru częstości promieniowania optycznego. Ta linijka pozwoliła zespołowi pracującemu przy glinowym zegarze atomowym na porównanie swojego lasera z laserem z laboratorium Ye i przeniesienie jego stabilności do swojego laboratorium. Dzięki tej technice możliwe było próbkowanie jonów w zegarze przez pełną sekundę. Wcześniej próbkowanie takie mogło trwać nie dłużej niż 150 milisekund. W ten sposób zwiększono stabilność zegara, a czas potrzebny do osiągnięcia pomiaru rzędu 19 miejsc po przecinku skrócono z 21 do 1,5 dnia.
Pobicie rekordu precyzji pomiaru czasu przyczyni się do lepszego zdefiniowania sekundy, ułatwienia kolejnych odkryć naukowych i postępu technologicznego. Nowy zegar będzie miał swój udział w rozwoju technologii kwantowych, bardziej precyzyjnym badaniu Ziemi czy w poszukiwaniu fizyki wykraczającej poza Model Standardowy.
Źródło: High-Stability Single-Ion Clock with 5.5×10−19 Systematic Uncertainty, https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/hb3c-dk28
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Odkryty w południowo-zachodnich Chinach zestaw drewnianych narzędzi sprzed 300 tysięcy lat daje nam wgląd w życie, dietę oraz warunki środowiskowe, w jakich żyli ówcześni ludzie. To niezwykłe znalezisko. I to podwójnie niezwykłe. Dotychczas znaliśmy jedynie dwa zestawy drewnianych narzędzi z paleolitu, jeden odkryty w Europie i jeden z Afryki. Służyły do polowań. Tutaj zaś mamy narzędzia do pracy w ziemi. W skład zestawu wchodzi 35 narzędzi wykonanych głównie z sosny i gatunków drzew o twardym drewnie Znajdują się w nim kije do kopania, haki oraz niewielkie narzędzia ręczne.
Odkrycia dokonano na stanowisku Gantangquing. Drewniane narzędzia znaleziono w towarzystwie narzędzi kamiennych, młotków wykonanych z poroża i kości ze śladami nacięć. Wiek stanowiska określono na 361–250 tysięcy lat, a drewniane narzędzia znaleziono w warstwach sprzed około 300 tysięcy lat. To wyjątkowe odkrycie, gdyż pokazuje moment w historii, gdy wcześni ludzie używali zaawansowanych drewnianych narzędzi do pozyskiwania pożywienia spod ziemi. Przygotowanie takich przedmiotów wymagało takiego poziomu zaawansowania i rzemiosła, które przeczą założeniu, jakoby homininy z tamtych terenów nie korzystały z zaawansowanych narzędzi, mówi profesor Bo Li z University of Wollongong.
W zestawie widzimy narzędzia o różnym przeznaczeniu. Dwa duże kije do kopania przypominają te z Poggetti Vecchi we Włoszech, datowane na 171 tysięcy lat. Cztery unikatowe haki mogły służyć do przecinania korzeni. Badania śladów zużycia wykazały celowe polerowanie i obecność materiału, wskazującego na wykopywanie bulw i korzeni. To wskazuje, że ich użytkownicy spożywali dietę roślinną, w tym orzechy, owoce kiwi i bulwy roślin wodnych. To też pokazuje różnice w diecie pomiędzy współcześnie żyjącymi grupami ludźmi. O ile na współczesnych stanowiskach w Europie (jak Schöningen w Niemczech) widzimy dowody świadczące o polowaniu na duże zwierzęta, w subtropikalnym Gantanquing mamy unikatowe ślady strategii przetrwania polegającej na diecie roślinnej, dodaje Li.
Źródło: 300,000-year-old wooden tools from Gantangqing, southwest China, https://www.science.org/doi/10.1126/science.adr8540
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Niewidoczna z Ziemi strona Księżyca zawiera znacznie mniej wody, niż część widoczna – donoszą chińscy naukowcy. Takie zaskakujące wnioski płyną z badań próbek bazaltu zebranych przez misję Chang'e-6. Wyniki badań, opublikowane na łamach Nature, pozwolą lepiej zrozumieć ewolucję ziemskiego satelity.
Dostarczone na Ziemię próbki zawierały mniej niż 2 mikrogramy wody w gramie. Nigdy wcześniej nie zanotowano tak mało H2O na Księżycu. Wcześniejsze badania próbek ze strony widocznej z Ziemi zawierały nawet do 200 mikrogramów wody na gram.
Naukowcy potrafią mierzyć zawartość wody w materiale z dokładnością do 1–1,5 części na milion. Już widoczna strona Księżyca jest niezwykle sucha. A ta niewidoczna całkowicie zaskoczyła naukowców. Nawet najbardziej suche pustynie na Ziemi zawierają około 2000 części wody na milion. To ponad tysiąckrotnie więcej, niż zawiera jej niewidoczna z Ziemi część Księżyca, mówi główny autor badań, profesor Hu Sen z Instytutu Geologii i Geofizyki Chińskiej Akademii Nauk.
Obecnie powszechnie przyjęta hipoteza mówi, że Księżyc powstał w wyniku kolizji Ziemi z obiektem wielkości Marsa. Do zderzenia doszło 4,5 miliarda lat temu, a w wyniku niezwykle wysokich temperatur, będących skutkiem zderzenia, Księżyc utracił wodę i inne związki lotne. Debata o tym, jak dużo wody pozostało na Księżycu, trwa od dekad. Dotychczas jednak dysponowaliśmy wyłącznie próbkami ze strony widocznej z Ziemi.
Chińska misja Chang'e-6 została wystrzelona w maju 2024 roku, wylądowała w Basenie Południowym – Aitken i w czerwcu wróciła z niemal 2 kilogramami materiału. To pierwsze w historii próbki pobrane z niewidocznej części Księżyca.
Zespół profesora Hu wykorzystał 5 gramów materiału, na który składało się 578 ziaren o rozmiarach od 0,1 do 1,5 milimetra. Po przesianiu i dokładnej analizie okazało się, że 28% z nich stanowi bazalt. I to on właśnie został poddany badaniom.
Ilość wody w skałach księżycowych to bardzo ważny test hipotezy o pochodzeniu Księżyca. Jeśli w skałach byłoby 200 części wody na milion lub więcej, byłoby to poważne wyzwanie dla obecnie obowiązującej hipotezy i naukowcy musieliby zaproponować nowy model powstania Księżyca, wyjaśnia profesor Hu. Wyniki badań jego zespołu stanowią więc potwierdzenie tego, co obecnie wiemy.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Podczas badań prowadzonych przed rozpoczęciem prac budowlanych w pobliżu Kantonu, znaleziono najmniejsze znane jaja nieptasich dinozaurów. Sześć sfosylizowanych jajek stanowi obecnie część skały budującej formację Tangbian. Pochodzi ona z górnej kredy, sprzed 80 milionów lat. Jaja są nieregularnie ułożone, trudno więc stwierdzić, czy wszystkie znajdowały się w jednym gnieździe. Jaja są owalne, a ich dłuższa oś liczy zaledwie 29 milimetrów.
Naukowcy, którzy badali jaja, stwierdzili na łamach Historical Biology, że prawdopodobnie należą one do nieznanego dotychczas nieptasiego terapoda, którego nazwali Minioolithus ganzhouensis. Eksperci wykluczyli, by należał on do troodonów, owiraptorozaurów, ani dromeozaurów. Obecnie nie wiadomo, jakie rozmiary mógł osiągnąć ten gatunek.
Jaja zachowały się w świetnym stanie. Badania za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego ujawniły, że ich wewnętrzna struktura jest niemal nienaruszona. To dzięki temu udało się ustalić, że posiadają one unikatowy zestaw cech, które nie pasują do żadnego znanego gatunku.
Dzięki analizie ewolucyjnej znanych skamieniałych jaj, doszliśmy do wniosku, że pochodzą one od niewielkiego terapoda, mówi profesor Han Fenglu z Chińskiej Akademii Nauk i dodaje, że ich odkrycie zwiększa naszą wiedzę na temat ewolucji i metod reprodukcyjnych dinozaurów z późnej kredy.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na Piazzetta San Marco, weneckim placu łączącym Canale di San Marco z placem św. Marka znajdują się dwie słynne granitowe kolumny. Na jednej z nich stoi figura pierwszego patrona miasta, świętego Teodora. Drugą zaś wieńczy uskrzydlony lew z brązu, atrybut nowego patrona miasta, ewangelisty św. Marka. Jeszcze do niedawna sądzono, że lew pochodzi z Persji Achemenidów i oryginalnie przedstawiał chimerę, której dodano skrzydła. Właśnie okazało się, że posąg znacznie młodszy i powstał w Państwie Środka.
W latach 80. XX wieku słynny lew został poddano konserwacji i wówczas przeprowadzono badania, na podstawie których stwierdzono, że powstał w Anatolii na początku epoki hellenistycznej (IV w. p.n.e.). Teraz jednak badania izotopów ołowiu zdradziły zupełnie inną historię.
Geolodzy, chemicy, archeolodzy i historycy sztuki z Uniwersytetu w Padwie, Uniwersytetu Ca' Foscari w Wenecji oraz International Association of Mediterranean and Eastern Studies - Ismeo przeprowadzili nowe analizy brązu, z którego wykonano lwa. Uzyskane dane, wskazują, że miedź wykorzystana do produkcji posągu pochodzi z kopalń w dolnym biegu Jangcy. Analizy stylistyczne zaś zdradziły na grzywie, klatce piersiowej i głowie cechy typowe dla sztuki z czasów dynastii Tang (609–907).
Badacze uważają, że oryginalna rzeźba była „strażnikiem grobu” (镇墓兽, zhènmùshòu). Były to fantastyczne stwory umieszczane przed grobowcami, które miały odstraszać złe duchy i zapewnić spokój duszy zmarłego. Już na początku rządów dynastii Tang ustawiano je zwykle w parach. Jeden ze stworów miał ludzką, drugi – twarz bestii.
W przypadku uskrzydlonego lwa z Wenecji cechami typowymi dla zhènmùshòu są szerokie nozdrza z wąsami po obu stronach, szeroko otwarty pysk z widocznymi szeroko rozstawionymi kłami w żuchwie i wąsko umiejscowionymi kłami w szczęce. Pomiędzy kłami występuje równy, płaski rząd zębów, a oczodoły rzeźby są bardzo wydatne, by można było zamontować tam rogi. U naszego lwa oczodoły są ścięte. Najwyraźniej ucięto umocowane tam rogi lub poroże, by nadać zwierzęciu bardziej lwi wygląd.
Odkrycie ogłoszono przed tygodniem, podczas ceremonii otwarcia międzynarodowej konferencji dotyczącej Marco Polo. Zorganizowano ją z okazji 700. rocznicy śmierci podróżnika.
Gdy w 1295 roku Marco powrócił ze swojej podróży opisywał lwa już stojącego na kolumnie. Nie wiadomo, jak posąg znalazł się w Wenecji. Mógł przybyć Szlakiem Jedwabnym przez Indie i Afganistan. Droga ta była aktywna za czasów dynastii Tang, później przez wieki była zablokowana, a za czasów Marco Polo ponownie ją wykorzystywano.
Tak czy inaczej brak wzmianek o transporcie i ustawianiu tak dużej rzeźby sugeruje, że lew przybył w częściach. Wskazują też na to analizy z różnych miejsc rzeźby, dzięki którym wiemy, że jej fragmenty ponownie odlano i łączono w co najmniej 5 fazach prac. Ślady tych prac pochodzą sprzed 1797 roku, gdy Wenecję splądrowały wojska Napoleona, które wywiozły lwa, rozbijając go przypadkiem na 20 części.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.