вторник, 20 марта 2012 г.

Разрабатываются сверхточные атомные часы

Разрабатываются сверхточные атомные часыИсследователи из Технологического института Джорджии, Невадского университета в Рено (оба — США) и Университета Нового Южного Уэльса (Австралия) представили технологию создания ядерных часов, которые будут ошибаться не более чем на 0,1 с за 14 млрд лет. В качестве основы суперчасов планируется использовать ядро одного-единственного атома тория.

Мы уже писали о том, что почти все современные физические эксперименты нуждаются в сверхточных атомных часах (впрочем, без них не могут обойтись и глобальные навигационные системы). Однако реализация такой задачи — дело непростое. Существующие конструкции имеют точность, превосходящую все остальные виды часов, но для многих важных экспериментов и этого мало. Авторы нового ядерного хронометра собираются превзойти предшествующие модели по точности не менее чем в 100 раз. Кроме существенного улучшения экспериментальных средств в современной физике, это сулит повышение точности систем типа ГЛОНАСС и GPS, что имеет огромное значение как для высокоточного оружия, так и для ряда сугубо мирных приложений.

Современные атомные часы используют для измерения времени колебания электронов в атомах, искусственно вызываемые лазерными импульсами. Однако сторонние электромагнитные силы могут влиять на такие приборы, доводя их накапливающуюся ошибку до четырёх секунд за 14 млрд лет (время существования известной Вселенной).

Исследователи намерены справиться с этой проблемой, используя в качестве «маятника» нейтрон. Он намного тяжелее электрона, и сторонние воздействия на него приведут к радикально меньшим ошибкам на протяжении бóльших отрезков времени. Напрямую это невозможно, однако, ориентируя электроны довольно своеобразным способом, можно использовать в качестве маятника нейтрон из атомного ядра.

Для этого исследователям понадобится лазер, работающий с волнами в районе петагерца (1015 Гц), который будет воздействовать на ядро атома тория-229. Именно частота лазерного импульса станет основой для одного «хода маятника» в разрабатываемых ядерных часах. При этом сам атом тория придётся всё время содержать при очень низких температурах, близких к абсолютному нулю (не выше десятков микрокельвинов). И здесь кроется проблема: обычно добиться таких температур позволяет только лазерное же охлаждение, которое, естественно, собьёт с ритма атом тория-229. Чтобы решить эту задачу, предлагается охлаждать его не напрямую, а посредством чрезвычайно близко расположенного атома тория-232, который и будет охлаждаться лазерным способом (уже на другой частоте).

Основным вопросом, стоящим сегодня перед разработчиками, является правильное определение частоты лазерного излучения для «заводки маятника». Тем не менее они полагают этот вопрос решаемым и надеются в ближайшее время перейти к воплощению задуманного на практике.

Подготовлено по материалам Технологического института Джорджии.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Другие новости науки и техники":

Прямохождение могло стать результатом жадности
Сузана Карвалью из Кембриджского университета (Великобритания), Тецуро Мацузава из Университета Киото (Япония) и их коллеги попытались установить происхождение бипедализма, понаблюдав за тем, как шимпанзе борются за пищевые ресурсы. Оказалось, обезьяны встают на задние конечности, когда нужно захватить как можно больше пищи — руками сделать это намного удобнее. Отсюда вывод: наши предки, возможн...
  (читать дальше)

Обнаружен неизвестный фрагмент Великой китайской стены
В глубине пустыни Гоби за пределами Китая обнаружена забытая часть Великой китайской стены. Примерно 100-километровая секция (высота до 2,75 м) была найдена международной экспедицией с помощью сервиса Google Earth в августе 2011 года. Эксперты полагают, что изначально стена была на 2 м выше, чем сегодня. И к тому же более протяжённой — по словам г-на Линдси, его группа нашла не более чем кость о...
  (читать дальше)

Internet Explorer впервые уступил лидерство на мировом рынке браузеров
По данным компании StatCounter, в минувшие выходные браузер Chrome впервые обошёл по популярности Internet Explorer в мировом масштабе. В воскресенье, 18 марта, рыночная доля Chrome достигла 32,7%. В то же время IE занимал 32,5% глобального рынка. Третьим по популярности веб-обозревателем, по оценкам StatCounter, является Firefox с 24,8%; далее следуют Safari и Opera, доли которых равны 7,1 и 1,...
  (читать дальше)

Microsoft патентует очки виртуальной реальности
Microsoft подала в Управление США по патентам и торговым маркам (USPTO) патентную заявку на «Систему виртуального визуального представления с лазерным сканированием» (Laser-Scanning Virtual Image Display). В документе говорится о лазерной проекционной системе, позволяющей формировать стереоскопическое изображение. «Майкрософт» предлагает встраивать подобное решение, к примеру, в очки или игровые...
  (читать дальше)

Samsung и RIM обвиняются в нарушении патента на систему отображения смайликов
Компания Varia Holdings подала в суд на Samsung и Research in Motion (RIM), обвинив их в нарушении патента на «Метод и инструменты ввода эмотиконов» (Emoticon Input Method and Apparatus). В документе описывается система, позволяющая выбирать пиктограммы смайликов на портативном устройстве через специальное меню опций, а не вводить их символ за символом. Такой подход ускоряет и упрощает набор соо...
  (читать дальше)

Среди неандертальцев встречались кареглазые особы
Неандертальцы музеев всего мира имеют пронзительно голубые или зелёные глаза, бледную кожу и рыжеватые волосы. Однако новый анализ ДНК показал, что два самых изученных неандертальца — девушки из Хорватии — на самом деле были кареглазыми брюнетками с золотистой кожей. Исследование вызвало глубокий скептицизм среди специалистов, которые раскритиковали многие аспекты избранной методологии. Полученн...
  (читать дальше)

В Австралии обнаружен бабезиоз
Исследователи из Университета Мёрдока в Перте помогли идентифицировать новую человеческую инфекцию в Австралии, после того как болезнь убила жителя Канберры. Наличие инфекции в образцах крови, взятых у больного, подтвердили адъюнкт-профессор Питер Ирвин и доктор Андреа Папарини из Школы ветеринарных и биомедицинских наук. Речь идёт о бабезиозе — инвазионной трансмиссивной болезни животных и че...
  (читать дальше)

Stealth SVM-2150W: всепогодный монитор с диагональю 21,5 дюйма
Компания Stealth Computer анонсировала монитор SVM-2150W, рассчитанный на использование на открытом воздухе. Панель не боится воды, пыли и грязи; диапазон рабочих температур составляет от минус 10 до плюс 50 градусов Цельсия. Яркость равна 1 000 кд/м²; изображение хорошо читается при прямом солнечном свете. Диагональ монитора — 21,5 дюйма; разрешение — 1920×1080 пикселов (формат Full HD). Конт...
  (читать дальше)

На древней метановой Земле было то ясно, то туманно
Новое исследование древних южноафриканских пород показало, что состав ранней атмосферы Земли, возможно, переживал масштабные колебания. Обри Зеркл из Университета Ньюкасла (Великобритания) и её коллеги проанализировали морские отложения карбонатной платформы Кэмпбеллранд-Малмани группы Гаап. Это одна из старейших пород на планете — ей 2,5–2,65 млрд лет. Специалисты смогли восстановить химическ...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)