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

Chińscy naukowcy pobili rekord bezprzewodowej synchronizacji zegarów atomowych

Recommended Posts

Naukowcy z Uniwersytetu Nauki i Technologii Chin w Hefei poinformowali o bezprzewodowym przekazaniu informacji o czasie i częstotliwości zegara optycznego na odległość ponad 100 kilometrów. To zaś umożliwi synchronizowanie i monitorowanie optycznych zegarów atomowych tam, gdzie nie można ich połączyć za pomocą światłowodów. Nowa technika będzie miała olbrzymie znaczenie dla metrologii, nawigacji czy systemów pozycjonowania, a także dla poszukiwania ciemnej materii czy testowania teorii względności.

Optyczne zegary atomowe składają się z trzech głównych elementów. Tworzą go atomy lub jony, które przechodzą pomiędzy poziomami energetycznymi z dobrze zmierzoną i stabilną częstotliwością odpowiadającą częstotliwości promieniowania optycznego spektrum elektromagnetycznego. To one stanowią wzorzec atomowy. Drugim elementem jest niezwykle precyzyjny laser. Częstotliwość emitowanego przezeń światła jest dopasowana do różnicy energetycznej pomiędzy poziomami w atomach tworzących wzorzec atomowy. Pomiar odbywa się poprzez zliczanie zmian pola elektromagnetycznego w świetle laserowym.

Jednak częstotliwość drgań znacznie wykracza poza możliwości elektroniki. Dlatego też rolę przekładni, która zlicza poszczególne drgania, pełni optyczny grzebień częstotliwości, czyli mówiąc wprost, laser femtosekundowy. Emituje on serię niezwykle krótkich – liczonych w femtosekundach – impulsów, spełniających rolę podziałki. Jest ona synchronizowana z częstotliwością światła lasera dopasowanego do wzorca atomowego. Uzyskanie naprawdę precyzyjnych pomiarów czasu wymaga jednak ciągłego porównywania czasu z co najmniej dwóch zegarów atomowych.

Janwei Pan kierował zespołem, który przesłał dane pomiędzy systemem odbiorczym a zegarem atomowym na odległość 113 kilometrów. Po 10 000 sekund okazało się, że różnice między oboma systemami wynosiły mniej nią 4x10-19, co oznacza, że bezprzewodowego porównania czasu zegarów atomowych można dokonać z dokładnością 1 sekundy na 100 miliardów lat.

Nasza praca otwiera drogę do porównywania czasów zegarów atomowych znajdujących się na satelitach z zegarami atomowymi na Ziemi, mówi Pan. Jego zdaniem w przyszłości będą mogły powstać całe sieci zegarów optycznych, łączące pomiędzy sobą zegary znajdujące się na satelitach, zegary na satelitach z zegarami naziemnymi oraz zegary naziemne pomiędzy sobą. Chińczycy przygotowują się teraz do przeprowadzenia eksperymentów, w ramach których chcą sprawdzić przekazywanie danych z zegarów atomowych zarówno pomiędzy satelitami, jak i pomiędzy satelitami a Ziemią. Mamy nadzieję, że niestabilność takiego systemu nie przekroczy 5x10-18 w ciągu 10 000 sekund, mówi Pan. Satelita, który posłuży tym eksperymentom, ma zostać wystrzelony w 2026 roku.

Chińscy naukowcy wykorzystali podczas swoich badań technologie opracowane na potrzeby chińskiego satelity Micius, który generuje kwantowo splątane pary fotonów. Służy on do badań nad bezpiecznym przesyłaniem informacji kwantowej. Zaangażowany jest w nie wybitny polski uczony, profesor Artur Ekert, jeden z twórców kryptografii kwantowej.


« powrót do artykułu

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
      Częściowo sfosylizowane szczątki wielkiego wytępionego przez ludzi krokodyla, który mógł zostać rytualnie zabity na terenie dzisiejszych Chin, mogą rzucić nowe światło na ewolucję współczesnych krokodyli. Szczątki Hanyusuchus sinensis zostały znalezione w południowych Chinach. Zwierzę mogło mieć 6 metrów długości i było szczytowym drapieżnikiem w swoim środowisku.
      Z przekazów wiemy, że w IX wieku n.e. w delcie rzeki Han krokodyle były uważane za poważny problem. Ludzie masowo je tępili. Przekazy mówią, że urzędnik i poeta nazwiskiem Han Yu próbował ostrzec krokodyle i skłonić je do opuszczenia tych terenów. Poświęcił nawet świnię i kozę. Krokodyle nie rozpoznały jednak zagrożenia i wkrótce wygięły.
      Profesor Minoru Yoneda z Muzeum Uniwersytetu Tokijskiego, Masaya Iijima z Muzeum Uniwersytetu w Nagoi oraz profesor Jun Liu z Uniwersytetu Technologicznego Hefei w Chinach zbadali szczątki dwóch krokodyli krokodyli, zabitych prawdopodobnie w XIV i X wieku przed naszą erą. Na cześć Han Yu nazwali nowy gatunek Hanyusuchus sinensis.
      Iijima przyznaje, że od lat bada krokodyle, ale H. sinensis to najbardziej zdumiewające zwierzę, z jakim miał do czynienia. Każdy kojarzy krokodyle o ostro zakończonych pyskach i aligatory o pyskach tępo zakończonych. Jednak mniej osób przypomni sobie gawiala, o wąskiej wydłużonej czaszce. Hanyusuchus sinensis to gatunek gawiala, jednak najbardziej ekscytujące są cechy, które dzieli z pozostałymi krokodylami. To znaczące odkrycie, gdyż może zakończyć trwającą od dekad dyskusję o tym, jak, kiedy i w jako sposób krokodyle podzieliły się na znane obecnie trzy rodziny.
      H. sinensis to takson pośredni, który zmniejsza różnice morfologiczne dzielące gawiale indyjskie i malajskie, stwierdzają autorzy badań na łamach Proceedings of the Royal Society B. Dla badań nad ewolucją ważny jest każdy gatunek uznany za zaginione ogniwo. Hanyusuchus sinensis jest tym bardziej ważny, że został wytępiony przez człowieka. Oba badane krokodyle noszą ślady gwałtownego ataku i obcięcia głowy. Biorąc pod uwagę dowody, wskazujące, że oba osobniki zostały zabite przez ludzi, że gatunek już nie istnieje oraz historyczną dokumentację mówiącą o systematycznym tępieniu tych zwierząt musimy uznać, że to ludzie są odpowiedzialni za wyginięcie Hanyusuchus sinensis. Krokodyle to szczytowe drapieżniki swoich ekosystemów. Odgrywają olbrzymią rolę w utrzymaniu zdrowia ekosystemów słodkowodnych, mówi profesor Yoneda.
      Naukowiec specjalizuje się w badaniu początków chińskiej cywilizacji. Na wielu stanowiskach archeologicznych widział kości krokodyli i sądzi, że niektóre z nich mogły mieć znaczenie kulturowe. Nie tylko ja sądzę, że chiński gawial, Hanyusuchus sinensis, mógł zostawić ślady w cywilizacji starożytnych Chin. Niektóre postaci z chińskiej mitologii, a być może nawet mity o smokach, mogły powstać pod wpływem tego zwierzęcia. To mógł być jedyny gad starożytnych Chin, który polował na ludzi, mówi uczony.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W 2013 roku na północy Chin w pobliżu miasta Turfan znaleziono grób około 30-letniego mężczyzny, a w nim niemal kompletną skórzaną zbroję łuskową. Zachowała się ona tylko dzięki wyjątkowo suchemu klimatowi. Badania niezwykłego znaleziska podjął się międzynarodowy zespół z Niemiec, Rosji, USA i Chin prowadzony przez Patricka Wertmanna z Uniwersytetu w Zurichu. Zakończone właśnie badania wykazały, że zbroja pochodzi sprzed ok. 2700 lat i nie jest produktem miejscowym.
      Zbroje łuskowe składały się z metalowych łusek przyszytych do materiału. Chroniły one wojownika, nie krępując jego ruchów. Początkowo były bardzo cenne. Ze względu na koszt materiału oraz żmudny proces produkcyjny, pozwolić mogła sobie na nie elita. Bardzo rzadko znajduje się je pochowane wraz z właścicielem. Z czasem jednak, gdy pojawiły się wielkie imperia i ich armie, zbroje takie zaczęto wytwarzać bardziej masowo, korzystając przy tym z tańszych materiałów jak skóra.
      Na podstawie budowy i szczegółów konstrukcyjnych zbroi naukowcy doszli do wniosku, że powstała ona w imperium nowoasyryjskim pomiędzy rokiem 786 p.n.e. a 543 p.n.e. Zbroja była złożona z około 5444 mniejszych i 140 większych łusek i wraz z podściółką oraz pasami ściągającymi ważyła 4-5 kilogramów. Przypominała kamizelkę, chroniącą przód tułowia, biodra, boki oraz dół pleców. Można było ją szybko założyć bez niczyjej pomocy, a dzięki pasom można ją było dostosować do różnych wielkości ciała.
      Zbroje takie były produkowane w dużej liczbie, mówi Patrick Wertmann. Wraz z rozpowszechnieniem się rydwanów w IX wieku pojawiła się specjalna zbroja dla jeźdźców. Później stała się ona standardowym wyposażeniem wojsk imperium nowoasyryjskiego.
      Znaleziona w Chinach zbroja, chociaż nie jest identyczna, częściowo pod względem stylistycznym i funkcjonalnym przypomina zbroję o nieznanym pochodzeniu przechowywanym w Metropolitan Museum of Art w Nowym Jorku. Naukowcy nie wykluczają, że są to zbroje różnych jednostek tej samej armii. Ta z Met Museum mogła być zbroją piechura, ta znaleziona w Chinach była zbroją jeźdźca.
      Nie wiadomo, czy zbroja z Chin należała do miejscowego najemnika walczącego w armii asyryjskiej, który przywiózł ją do domu czy też była zdobyczą wojenną. Nawet mimo tego, że nie jesteśmy stwierdzić, w jaki sposób zbroja łuskowa trafiła z Asyrii na północ Chin, jest ona jednym z rzadkich dowodów transferu technologii pomiędzy wschodem a zachodem Eurazji na początkach pierwszego tysiąclecia przed naszą erą, mówi Wertmann.
      Szczegóły badań opublikowano na łamach Quaternary International.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chińska „Wenecja epoki kamienia”, miasto Liangzhu, to jedno z najważniejszych świadectw wczesnej chińskiej rozwiniętej cywilizacji. Już ok. 5000 lat temu znajdował się tam zaawansowany system zarządzania wodą. Były tam zdatne do żeglugi kanały, zapory i zbiorniki wodne. A wszystko w czasach, gdy nie znano metalowych narzędzi. Miasto istniało przez niemal 1000 lat, a naukowcy do dzisiaj debatują nad przyczynami jego upadku.
      Na łamach Science Advances międzynarodowy zespół naukowy informuje, że leżące w delcie Jangcy Liangzhu upadło w wyniku powodzi wywołanej niezwykle intensywnymi opadami deszczów monsunowych. W zachowanych ruinach znaleźliśmy cienką warstwę gliny, która może łączyć upadek tej zaawansowanej cywilizacji z zalaniem jej przez wody Jangcy. Brak jakichkolwiek dowodów, by upadek został spowodowany przez człowieka, np. by doszło do konfliktu zbrojnego, mówi Christoph Spötl, geolog i klimatolog z Wydziału Geologii Uniwersytetu w Innsbrucku. Uczony podkreśla przy tym, że z samej obecności warstwy gliny nie można wyciągnąć jednoznacznych wniosków.
      W sukurs przychodzą tutaj jaskinie i znajdujące się w nich nacieki. Na ich podstawie specjaliści są w stanie dokładnie określić klimat na przestrzeni nawet setek tysięcy lat. Jako, że w samym Liangzhu nie znaleziono wyjaśnienia odnośnie jego upadku, uczeni postanowili poszukać w jaskiniach możliwych śladów zmian klimatycznych. Geolog Haiwei Zhang z Xi'an Jiaotong University pobrał próbki stalagmitów z jaskiń Shennong i Jiuilong, położonych na południowy-zachód od ruin Liangzhou. Jaskinie te położone są na tym samym obszarze, na który wpływ ma zarówno monsun z Azji Południowo-Wschodniej, jak i to, co dzieje się w delcie Jangcy. Ich stalagmity dają nam wgląd w warunki klimatyczne, jakie panowały w czasie, gdy Liangzhu upadało, co miało miejsce 4300 lat temu, mówi Spötl.
      Badania izotopów węgla i datowanie metodą uranowo-torową wykazało, że w okresie pomiędzy 4345 a 4324 lata temu miały miejsce ekstremalnie duże opady. Potężne deszcze przyniosły ze sobą tyle wody, że nawet złożony system kanałów nie był sobie w stanie z tym poradzić. Zniszczyły one Liangzhu i zmusiły ludzi do ucieczki, wyjaśnia austriacki uczony. Dane wskazują, że wyjątkowo wilgotne okresy powtarzały się przez kolejnych 300 lat.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chiny intensywnie pracują nad dorównaniem USA w eksploracji kosmosu. Niedawno w Państwie Środka zaaprobowano dalsze prace „Dronem latającym nad powierzchnią Marsa”. Prototyp takiego pojazdu został stworzony przez zespół Bian Chunjianga z Chińskiego Narodowego Centrum Nauk o Kosmosie. To nic innego jak helikopter, który ma latać w atmosferze Czerwonej Planety.
      Pierwszy w historii lot śmigłowca na Marsie odbył się w kwietniu bieżącego roku, gdy w nad powierzchnią planety zawisł śmigłowiec Ingenuity wysłany tam wraz z łazikiem Perseverance w ramach misji Mars 2020.
      Chiński śmigłowiec ma być, podobnie jak Ingenuity, sprawdzianem możliwości technologicznych. Podobnie jak amerykański projekt wykorzystuje dwa rotory, które mają pomóc mu latać w atmosferze Marsa, której gęstość wynosi zaledwie 1% gęstości atmosfery ziemskiej. Początkowo zespół Chunjianga rozważał – co proponowały inne chińskie instytucje – wyposażenie swojego drona w skrzydła, jednak badacze uznali, że ze względu na masę, rozmiary i siłę nośną lepiej sprawdzi się konstrukcja podobna do Ingenuity.
      Amerykański śmigłowiec zasilany jest przez panele słoneczne, które umożliwiają mu nieprzerwany lot przez 90 sekund. Chińczycy zastanawiają się nad zasilaniem swojego pojazdu przez łazik lub połączenie dwóch metod – zasilania przez łazik i panele słoneczne.
      Jak dowiadujemy się z China Science Daily, chiński śmigłowiec ma być nieco cięższy od amerykańskiego. Jego masa wyniesie 2,1 kg wobec 1,8 kg masy Ingenuity. Będzie latał na wysokości 5–10 metrów z prędkością do 300 m/s, a lot może trwać do 3 minut.
      Głównym celem śmigłowca, obok sprawdzenia technologii i konstrukcji, ma być przeprowadzanie zwiadu, wyszukiwanie interesujących obiektów badawczych dla łazika i ostrzeganie go przed niebezpieczeństwami, np. przed trudnym terenem.
      Obecnie chińscy specjaliści pracują nad tym, by ich dron był w stanie latać w bardzo rzadkiej atmosferze i przy bardzo niskich temperaturach oraz by radził sobie z wysokim zapyleniem. Śmigłowiec będzie testowany w symulowanych marsjańskich warunkach stworzonych na Ziemi. Chińczycy nie posiadają obecnie instalacji, która pozwalałaby na prowadzenie takich testów. Podobny problem mieli amerykańscy studenci z Caltechu, którzy budowali Ingenuity. Amerykanie wybudowali specjalny tunel powietrzny. Niewykluczone więc, że i naukowcy z Państwa Środka pójdą ich śladem.
      Chińczycy dają sobie 5–6 lat na stworzenie śmigłowca. Wierzą, że w tym czasie pokonają wszelkie przeszkody techniczne i będą w stanie wysłać drona na Marsa.
      Trzeba przypomnieć, że Państwo Środka może pochwalić się coraz większymi osiągnięciami. W maju bieżącego roku Chiny stały się drugim – po USA – krajem, który dokonał w pełni udanego lądowania na Marsie. Na lata 2028–2030 zaplanowały zaś kolejną misję na Marsa, która ma przywieźć próbki z Czerwonej Planety.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Alkohol towarzyszy nam od tysiącleci, a w dawnych społeczeństwach odgrywał ważną rolę rytualną. Naukowcy z Darthmouth College poinformowali, że 9000 lat temu na kopcu na stanowisku Qiaotou w Chinach spożywano piwo. Prawdopodobnie stanowiło to część rytuałów pogrzebowych. Tym samym mamy tutaj do czynienia z jednymi z najstarszych dowodów na produkcję i spożywanie piwa.
      Dolina rzeki Jangcy na południu Chin stanowi centrum produkcji ryżu. Przejście od kultury łowiecko-zbierackiej do rolniczej trwało tutaj przez około 5000 lat, a pierwszymi, którzy prowadzili intensywną uprawę tego zboża, byli przedstawiciele kultury Liangzhu, istniejącej od 5300 do 4400 lat temu. Najstarszą natomiast znaną kulturą tego regionu, która uprawiała ryż i w przypadku której mamy dowody na wczesne osadnictwo jest Shangshan. I to właśnie jej przedstawiciele raczyli się piwem podczas pogrzebów.
      Niedawno odkryto w tym regionie 18 miejsc występowania kultury Shanghan. We wczesnej fazie, w okresie od 10 do 9 tysięcy lat temu osady Shanghan to zwykle małe wioski o powierzchni nie przekraczającej 3 hektarów, z prostymi domostwami i jamami służącymi do przechowywania różnych rzeczy. Jednak około 9000 lat temu zaczynają pojawiać się osady, których powierzchnia przekracza 10 hektarów. Są one otoczone rowami, występują w nich różne typy budowli, w tym również budynki służące przechowywaniu oraz pochówki. Naukowcy rozpoczęli systematyczne prace w czterech takich miejscach.
      Jednym z nich jest stanowisko Qiaotou, pochodzące sprzed 9000–8700 lat. Archeolodzy znaleźli tam kopiec o wymiarach 80 x 50 metrów, wyniesiony 3 metry nad poziom gruntu. Jest on otoczony przez dawne koryto rzeczne oraz rów szerokości 10–15 i głębokości 1,5–2 metrów. W północnej części kopca odkryto dwa szkielety. Są one ściśle powiązane z wieloma jamami, w których złożono ceramiczne naczynia wysokiej jakości. Niektóre z nich zachowały się w całości, a archeolodzy zauważyli, że zostały one ozdobione przez pomalowanie na biało. Na niektórych widnieją abstrakcyjne symbole. Ciała zmarłych zorientowano w kierunku wschodnim, a we wschodniej części kopca znaleziono dołki posłupowe z kamiennymi fundamentami. Wydaje się, że w tamtym miejscu istniała jakaś budowla. Dotychczas znalezione przedmioty, czyli bogactwo ceramiki wysokiej jakości oraz niewiele przedmiotów codziennego użytku, sugerują, że kopiec był raczej miejscem rytualnym, a nie mieszkalnym.
      Jednak znacznie ważniejszym odkryciem od przeznaczenia samego kopca jest fakt, że znalezione tutaj naczynia to najstarsza malowana ceramika na świecie. Badający ją specjaliści zwrócili uwagę na kształt niektórych z naczyń. Są one pękate i mają wąską szyjkę. Przypominają wykonywane z brązu naczynia hu, w których za czasów dynastii Shang (ok. 1600 – 1046 p.n.e.) i Zhou (ok. 1046 – 256 p.n.e.) przechowywano alkohol. Autorzy badań, naukowcy z Darthmouth College, wysunęli więc hipotezę, że na kopcu odbywały się rytuały pogrzebowe, podczas których spożywano alkohol. By ją zweryfikować, zbadano 20 naczyń.
      Szczegółowej analizie poddano siedem naczyń podobnych do hu, cztery misy i dziewięć dzbanów. W 15 naczyniach znaleziono ślady zżelowanej skrobi. Do jej żelowania dochodzi w obecności wody i wysokiej temperatury, zatem wskazuje to, że w naczyniach przechowywano żywność. Wśród tych 15 naczyń było 8, w których znaleziono też ślady wskazujące, że znajdowały się w nich fermentowane napoje. Zidentyfikowano tam zarówno pochodzącą z ryżu skrobię, w której zaszły zmiany typowe dla procesu hydrolizy i podgrzewania charakterystycznego dla warzenia piwa, jak i ślady grzybów z rodzajów Aspergillus i Rhizopus, które są powszechnie wykorzystywane w Azji Wschodniej do produkcji piwa z ryżu. Oprócz ryżu do piwa trafiła też łzawnica ogrodowa i bulwy.
      Prehistoryczne alkohole, w tym piwo, wino i miód pitny, uzyskiwano w różny sposób. Wino i miód produkowano z owoców, miodu czy innych substancji, które zawierają cukry proste poddające się fermentacji w obecności drożdży. Natomiast piwo wytwarzanie jest z ziaren i innych produktów zawierających skrobię. Do rozpoczęcia fermentacji potrzeby jest tutaj starter. Wiemy, że w starożytnych Chinach starterem takim mogła być ludzka ślina, kiełkowane ziarna i qu, suszone startery fermentacji składające się z pleśni, drożdży i różnych bakterii. Qu to rodzimy chiński wynalazek, który z czasem rozpowszechnił się w Azji. Na przykład Khmerowie używali qu zrobionego ze sproszkowanego ryżu, łupin ryżu i miejscowych roślin, a na Tajwanie qu przygotowywano z gotowanego ryżu i ziół.
      W naczyniach z Qiaotou znaleziono też zmiany w enzymach typowe dla użycia qu w procesie fermentacji, mamy zatem tutaj dowód, że startery tego typu były wykorzystywane co najmniej 8000 lat wcześniej niż najstarsze zapiski na ich temat.
      Naukowcy przypuszczają, że w Qiaotou piwo produkowano mieszając ugotowany ryż z łzawnicą ogrodową, bulwami i dodając qu. Całość z czasem fermentowała, tworząc piwo. Było ono inne niż współczesne mu piwo ze stanowiska Jiahu w regionie rzeki Huai. Tam bowiem do sfermentowanego ryżowego napoju dodawano miodu i owoców. Obecnie nie wiadomo, czy takie dodatki były stosowane w Qiaotou. Pokażą to dopiero przyszłe analizy.
      Dowody na obecność piwa znaleziono w sześciu naczyniach hu i dwóch misach. Hu są niewielkie i mogły być używane jako naczynia indywidualne. Dość duże misy mogły zaś przechodzić z rąk do rąk. Duża liczba hu i mis znalezionych w kontekście pochówku wskazuje zaś, że picie piwa było niezwykle ważnym elementem rytuałów pogrzebowych sprzed 9000 lat.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   1 member

×
×
  • Create New...