Переносные атомные фонтанные часы

25.01.2026

Точное измерение времени лежит в основе современной науки и технологий - от глобальных навигационных систем до финансовых сетей и телекоммуникаций. На протяжении десятилетий эталоном высочайшей точности служили громоздкие атомные часы, доступные лишь крупнейшим национальным лабораториям. Однако исследователи из Национальной физической лаборатории Великобритании (NPL) сделали шаг к их радикальному упрощению, создав компактные атомные "фонтанные" часы без потери точности.

Новая установка сохраняет характеристики полноразмерных атомных часов, но при этом занимает лишь около 5% их объема. Вакуумная система устройства стала в 20 раз меньше, а общая масса настолько снизилась, что часы можно переносить одной рукой. Такая мобильность открывает возможность использования сверхточных эталонов времени за пределами специализированных лабораторий.

Ключевым достижением разработчиков стало то, что, несмотря на миниатюризацию, атомы в устройстве проводят в микроволновой камере столько же времени, сколько и в традиционных моделях. Это позволяет сохранять стабильность хода на уровне одной доли на 10^15. Руководитель проекта Сэм Волби подчеркивает, что за счет радикального упрощения конструкции сверхточные измерительные технологии могут стать основой устойчивой инфраструктуры и навигационных систем нового поколения.

Принцип работы атомных часов основан на том, что атомы поглощают и излучают электромагнитное излучение строго определенной частоты. В современной системе единиц СИ секунда определяется через микроволновый переход в атомах цезия. В "фонтанных" часах атомы сначала охлаждают лазерами, а затем запускают вверх, благодаря чему они дважды проходят через микроволновую камеру - при подъеме и падении, что значительно повышает точность измерений.

Команда NPL реализовала этот принцип в компактном формате, создав рубидиевые фонтанные часы высотой всего 80 сантиметров. При этом траектория движения атомов сохранилась на уровне 30 сантиметров, что позволило существенно сократить размеры установки по сравнению с классическими цезиевыми фонтанными часами и сделать ее удобной для транспортировки.

Сокращение габаритов стало возможным благодаря отказу от ряда традиционных элементов. Измерение квантовых состояний атомов теперь происходит непосредственно в охлаждающей камере, а подготовка атомов к нужному состоянию осуществляется с помощью специального адаптера, подающего микроволновый сигнал требуемой частоты в ту же область. Дополнительно была упрощена оптическая система, уменьшена магнитная защита и увеличена доля коммерческих компонентов, что снизило сложность эксплуатации и обслуживания.

По данным NPL, новые атомные часы способны работать как сверхстабильный резервный прибор, накапливая погрешность менее двух наносекунд в месяц. Планируется использовать их в качестве вторичного стандарта частоты для воспроизведения секунды в системе СИ. Такая устойчивость и точность особенно важны для систем позиционирования, навигации и синхронизации времени в условиях возрастающих рисков отказов спутниковых систем и кибератак.

<< Назад: Три измерения времени 26.01.2026

>> Вперед: Лошади распознают страх человека из-за запаха пота 25.01.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Биопластик из отходов хлеба и авокадо 28.01.2026

Проблемы пищевых отходов и загрязнения окружающей среды пластиком все чаще рассматриваются как взаимосвязанные вызовы современности. Ученые по всему миру ищут решения, которые позволили бы одновременно сократить объем выбрасываемых продуктов и заменить традиционные полимеры экологически безопасными материалами. В этом контексте особенно интересны разработки, использующие то, что раньше считалось бесполезным мусором. Исследовательская группа из Австралии предложила технологию превращения пищевых отходов в биопластиковые пленки, применяя кожуру авокадо, черствый хлеб и крахмал саговой пальмы. Работа была выполнена учеными Университета Дикина, а ее результаты опубликованы в журнале Matter, о чем сообщил Anthropocene Magazine. По словам авторов, метод изначально разрабатывался как масштабируемый и экономически оправданный, чтобы его можно было внедрять в промышленность без существенных затрат. Австралийские исследователи подчеркивают, что полученные материалы потенциально пригодны не ...>>

Смартфон NexPhone на трех операционных системах 28.01.2026

Идея объединить смартфон и персональный компьютер в одном устройстве давно волнует инженеров и пользователей, однако до сих пор такие проекты оставались нишевыми или компромиссными. Компания Nex Computer решила подойти к этой задаче радикально и представила NexPhone - смартфон, который позиционируется как полноценная альтернатива ПК. Его ключевая особенность заключается в одновременной поддержке сразу трех операционных систем, каждая из которых рассчитана на свой сценарий использования. В NexPhone реализована система мультизагрузки, позволяющая работать с Android 16, Linux на базе Debian и Windows 11. Android 16 выступает основной мобильной платформой и предназначен для повседневных задач, таких как общение, мультимедиа и приложения. Linux запускается как отдельная рабочая среда, ориентированная на разработчиков и пользователей, привыкших к классическим настольным инструментам. Windows 11 устанавливается во второй раздел накопителя и требует перезагрузки устройства, но именно она до ...>>

Солнечный свет помогает мозгу работать быстрее 27.01.2026

Влияние света на самочувствие человека давно интересует ученых, однако лишь в последние годы стало возможным изучать этот эффект вне строгих лабораторных условий. Современные носимые датчики и мобильные приложения позволяют наблюдать, как освещение в повседневной жизни отражается на внимании, памяти и уровне бодрствования. Именно таким путем пошли исследователи из Манчестерского университета, решив выяснить, какую роль играет дневной свет в поддержании когнитивной активности. В ходе исследования 58 добровольцев на протяжении недели носили специальные сенсоры, фиксирующие интенсивность окружающего освещения. Параллельно участники выполняли задания в приложении Brightertime, которое оценивало их внимание, скорость реакции, рабочую память и субъективную сонливость. Для этого использовались шкала сонливости Каролинского университета, тест на бдительность, трехзадачный тест памяти и задания на визуальный поиск, что позволяло отслеживать изменения когнитивной производительности практическ ...>>

TeraWave: орбитальная сеть сверхскоростного интернета от Blue Origin 27.01.2026

Компания Джеффа Безоса Blue Origin объявила о запуске амбициозного проекта TeraWave - спутниковой системы, рассчитанной на передачу данных со скоростью до 6 терабит в секунду. Согласно заявлению Blue Origin, сеть TeraWave будет состоять из 5280 спутников на низкой околоземной орбите и еще 128 аппаратов на средней околоземной орбите. Развертывание первых спутников LEO планируется начать в конце 2027 года. При этом сроки полного развертывания всей группировки пока не раскрываются, поэтому говорить о прямой и немедленной конкуренции с существующими системами преждевременно. Проект изначально ориентирован не на массового потребителя, а на корпоративный сегмент. Основными клиентами TeraWave должны стать крупные компании, центры обработки данных и государственные структуры, для которых критически важны высокая пропускная способность, стабильность соединения и возможность быстрого масштабирования сетей. Техническая архитектура сети предполагает использование разных технологий передач ...>>

Три измерения времени 26.01.2026

Физики из Варшавского и Оксфордского университетов предложили смелую концепцию, которая по-новому переосмысливает соотношение пространства и времени и потенциально проливает свет на парадоксы квантовой механики. В основе их рассуждений лежит специальная теория относительности Альберта Эйнштейна, согласно которой никакой объект с массой не может достичь скорости света или превзойти ее. При этом сами уравнения не запрещают существование гипотетических сущностей, которые с самого начала движутся быстрее света и никогда не пересекают этот предел "снизу". Авторы исследования рассматривают точку зрения именно таких сверхсветовых наблюдателей, радикально отличающуюся от привычного нам описания мира. Согласно их выводам, для гипотетического наблюдателя, движущегося быстрее света, привычные роли пространства и времени меняются местами. Вместо одного временного и трех пространственных измерений такая система отсчета включала бы три измерения времени и лишь одно пространственное. В результа ...>>

Случайная новость из Архива Разум важнее зрения 16.11.2012 Исследователи из Университета Вирджинии обнаружили, что способность мозга обрабатывать изображение даже важнее способности глаз видеть окружающие предметы. Другими словами, глаза могут собирать меньше информации, чем впоследствии представляет мозг. Секрет этого "чуда" заключается в обработке картинки, которую мозг способен дополнить недостающими элементами. Исследования проводились на личинках плодовых мушек, глаза которых имеют всего 24 фоторецептора (человеческий глаз содержит более 125 млн. фоторецепторов). Удивительно, но несмотря на крайне примитивные органы зрения, личинки мух могут уверенно ориентироваться в пространстве и распознавать образы, которые по идее должны вызывать у них затруднения. В частности, личинки успешно обнаруживали своего собрата, прикрепленного к нижней части чашки Петри. Попытки личинки освободиться привлекали других личинок, что вызвало интерес ученых. После нескольких дальнейших экспериментов ученые выяснили, что практически слепые личинки кивают головой из стороны в сторону, "сканируя" пространство. Всего из пары десятков пикселей подобной "панорамной съемки" мозг личинок оказался способен создать узнаваемый образ. Похожим образом астроном с помощью небольшого телескопа и множества наблюдений может проанализировать расплывчатое изображение и многое рассказать о далекой планете. Ученые отмечают, что люди с тяжелой потерей зрения также склонны использовать "сканирующие" покачивания головой в качестве средства для построения изображения. Кроме того, слабовидящие люди, которые получили экспериментальные имплантаты сетчатки с небольшим числом пикселей, также часто используют покачивание головой для сбора максимального количества света. Это помогает мозгу формировать узнаваемые мысленные образы при минимуме исходной информации.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026