• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Brytyjski zegar atomowy najdokładniejszy na świecie

    29.08.2011. 00:40
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Naukowcy ponownie badali dokładność zegara atomowego znajdującego się w National Physical Laboratory (NPL) w Wielkiej Brytanii. Okazało się, że zegar ten jest najdokładniejszy na świecie - informuje serwis BBC. 


    Zegar znajdujący się w NPL posiada jedno z sześciu światowych "atomowych wahadeł", według których regulowane są zegary na całym świecie. Raz na 138 milionów lat ten zegar będzie spóźniał się lub spieszył o jedną sekundę. "Fakt, że możemy wypracować najbardziej dokładny standard pomiaru ma wymierne skutki ekonomiczne" - powiedział dr Krzysztof Szymaniec z NPL.

    Nowa ocena dokładności brytyjskiego zegara atomowego wynika z wykrycia błędów w poprzednio używanej metodzie weryfikacji dokładności. Zespół, w skład którego wchodził dr Szymaniec i naukowcy z Pennsylvania State University (USA), wyeliminował te błędy, co pozwoliło stwierdzić, że zegar z NPL jest dwukrotnie bardziej dokładny, niż wcześniej uważano.

    Dr Szymaniec podkreślił, że naukowa definicja sekundy wymaga pomiarów w warunkach praktycznie niemożliwych do odtworzenia w laboratorium, przez co pomiary i ich ocena mogą nigdy nie być całkiem dokładne.

    Zegar z NPL jest atomowym zegarem dającym cezowy standard czasowy (czyli jest oparty na "fontannie cezowej"). Oznacza to, że "tykanie" zegara mierzy się sprawdzając ilość energii potrzebną do zmiany właściwości atomów cezu, nazywanej spinem. Cezowy standard czasowy dostarcza pomiar sekundy najbliższy matematycznej definicji.

    Na świecie znajduje się sześć zegarów atomowych: dwa we Francji i po jednym w Wielkiej Brytanii, USA, Niemczech i Japonii. Czas międzynarodowy określany jest na podstawie pomiarów pochodzących z sieci ponad 300 zegarów na całym świecie. Pomiary te są przesyłane do Międzynarodowego Biura Miar i Wag, gdzie są uśredniane, a następnie poprawiane przy pomocy zegarów atomowych. Pomiar czasu, który się w ten sposób otrzymuje, nazywany jest Światowym Czasem Atomowym i służy do regulacji zegarów na całym świecie.

    Dokładna analiza i ocena funkcjonowania brytyjskiego zegara atomowego ukaże się w piśmie "Metrologia".

    PAP - Nauka w Polsce

    stm/ agt/bsz



    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Międzynarodowy czas atomowy (ang. International Atomic Time, fr. Temps Atomique International, TAI) - międzynarodowy standard pomiaru czasu, utworzony w 1955 r., bazujący na uśrednieniu czasu mierzonego przez wiele cezowych zegarów (zegarów atomowych) na całym świecie. TAI jest utrzymywany przez Międzynarodowe Biuro Wag i Miar (Bureau International des Poids et Mesures (BIPM)), światowe ciało zarządzające pomiarami czasu dla celów cywilnych. TAI jest podstawą Universal Time Coordinated. Zegar Shortta (ang.: Shortt synchronome clock) – elektromechaniczny zegar wahadłowy, wynaleziony w 1921 roku przez brytyjskiego inżyniera Williama Hamiltona Shortta, we współpracy z zegarmistrzem Frankiem Hope Jonesem. W latach 1922–1956 firma Synchronome Co., Ltd. of London wyprodukowała około stu egzemplarzy tego zegara. Zegary Shortta były najdokładniejszymi zegarami mechanicznymi, jakie kiedykolwiek zostały skonstruowane. Od roku 1922 aż do końca lat 40. XX wieku (kiedy zastąpiono je dokładniejszymi zegarami kwarcowymi) opierała się na nich cała światowa służba czasu. Dokładność ich chodu sięgała pojedynczych milisekund na dobę (chociaż ostatnie doświadczenia wskazują, że można ją poprawić nawet do 200 mikrosekund na dobę). Zegary te w 1926 roku po raz pierwszy z powodzeniem wykorzystano do pomiaru niewielkich zmian prędkości rotacji Ziemi. Zegar kwarcowy - rodzaj zegara, w którym do odmierzania czasu wykorzystuje się drgający kryształ kwarcu. Drgania kryształu są zliczane przez układy cyfrowe, które pokazują aktualny czas na wyświetlaczu zegarka. Rezonator kwarcowy wytwarza sygnał o precyzyjnie ustalonej częstotliwości, przez co zegary kwarcowe są co najmniej o rząd wielkości dokładniejsze od zegarów mechanicznych.

    Chronometr – zegar cechujący się dużą dokładnością i odpornością na zmienne warunki pracy. Dawniej pojęcie to odnosiło się wyłącznie do zegarów mechanicznych; obecnie chronometrami bywają nazywane również inne systemy pomiaru czasu działające w oparciu o urządzenia elektroniczne i łączność radiową lub satelitarną. Cyfrowy zegar słoneczny, to zegar słoneczny wskazujący aktualny czas w postaci cyfrowej. Zgodnie z ideą zegara słonecznego jest to urządzenie całkowicie bierne, nie posiadające ruchomych części ani nie zasilane z żadnego źródła energii. O zmianie wyświetlanych cyfr decyduje tylko i wyłącznie położenie słońca względem zegara.

    Zegar pulsarowy – zegar, którego działanie opiera się na zliczaniu impulsów fal radiowych emitowanych z dużą regularnością okresu przez pulsary. W szczególności wykorzystanie pulsarów o milisekundowym okresie emisji pozwala na zbudowanie stabilnie działających zegarów o dużej dokładności, jednak wymaga to skorygowania naturalnie występujących nieregularności emisji. Zegar systemowy - fizyczne urządzenie wbudowane na płycie głównej komputera, odpowiedzialne za dostarczanie aktualnego czasu i daty do komputera i oprogramowania. Można synchronizować jego działanie z zewnętrznymi serwerami czasu uzyskując wysoką dokładność wskazań. Zegar systemowy odpowiada również za dostarczanie sygnałów synchronizujących działanie podzespołów komputera z dokładnością do tysięcznych części sekundy.

    Real Time Kinematic (RTK GPS) - technologia precyzyjnych pomiarów przy użyciu nawigacji satelitarnej. Pomiar RTK to aktualnie najnowocześniejsza na świecie technologia najdokładniejszych pomiarów (rzędu centymetrowych dokładności) uzyskiwanych w czasie rzeczywistym (bez wykonywania obliczeń po pomiarze w tzw. post-processingu). Pomiary RTK są wykorzystywane także w Polsce głównie w produkcji geodezyjnej. Synchronizacja zegarów: Synchronizacja zegarów stanowi fundamentalny punkt szczególnej teorii względności. Każdy punkt w czasoprzestrzeni jest teoretycznie wyposażony w wirtualny zegar i pozostaje tylko zsynchronizować je, aby otrzymać informację o kolejności zdarzeń. W tym celu wysyłamy sygnał świetlny do punktu zaopatrzonego w zegar i czekamy na jego natychmiastową odpowiedź również w postaci impulsu świetlnego. W momencie jego powrotu znamy opóźnienie zegara, który synchronizowaliśmy co wystarcza nam do określenia pojęcia następstwa i jednoczesności zdarzeń. Należy podkreślić, że synchronizujemy zegary tylko w obrębie tego samego układu inercjalnego.

    Zegar wodny lub klepsydra jest urządzeniem służącym do pomiaru czasu. Jego działanie opiera się o regularny i stały wypływ wody ze zbiornika zwykle przez niewielki otwór. Kontrola dokładności wypływu wody w tego typu urządzeniach jest dość trudna, dlatego zegary wodne nigdy nie osiągnęły dużej precyzji.

    Zegar mechaniczny – zegar wykorzystujący jako regulator chodu wahadło lub balans. Energia do napędu regulatora przekazywana jest za pomocą wychwytu. Zegar taki nazywany jest mechanicznym niezależnie od tego, czy energia potrzebna do ruchu zegara pochodzi z energii sprężyny czy np. z napędu elektrycznego. Jako zegary mechaniczne budowane są zarówno zegary wieżowe, jak i zegarki naręczne. Obecnie masowo produkuje się także zegary kwarcowe, tańsze, ale bardzo punktualne.

    Dokładność pomiarów olfaktometrycznych – precyzja i poprawność pomiarów stężenia zapachowego, kontrolowana w ramach regularnych ocen wewnątrzlaboratoryjnych i okresowych testów międzylaboratoryjnych. Dokładna C*-algebra – C*-algebra która zachowuje dokładność po tensorowaniu krótkich ciągłów dokładnych C*-algebr. Dokładnej, C*-algebra E jest dokładna, gdy dla każdego krótkiego ciągu dokładnego C*-algebr

    Interferometria wielkobazowa, interferometria międzykontynentalna (ang. Very Long Baseline Interferometry, skrót VLBI) – rodzaj interferometrii, w której dane odbierane przez niezależne od siebie radioteleskopy, znajdujące się w znacznej odległości od siebie (np. na różnych kontynentach) są zapisywane razem z dokładnym czasem obserwacji (najczęściej wyznaczanym na podstawie wskazań miejscowego zegara atomowego) i przechowywane do późniejszej analizy na taśmie magnetycznej lub twardym dysku. Postęp w dziedzinie technik sieci komputerowych pozwolił także na przeprowadzanie eksperymentów, w których dane przesyłane są na bieżąco poprzez specjalnie zestawiane łącza o gigabitowej przepustowości (tzw. e-VLBI). Zebrane zapisy są następnie zestawiane z danymi pochodzącymi z innych radioteleskopów i używane do utworzenia obrazu końcowego. Czynniki wpływające na wynik pomiaru GPS: Na wynik pomiaru GPS wpływ ma wiele czynników, które należy uwzględnić przy opracowaniu pomiarów, szczególnie gdy zależy nam jednocześnie na wysokiej precyzji i dokładności. Oto lista najważniejszych czynników mogących spowodować błędy pomiaru i przełożyć się na dokładność wyznaczanych współrzędnych.

    Zegar atomowy – rodzaj zegara, którego działanie opiera się na zliczaniu okresów atomowego wzorca częstotliwości. Zegar elektroniczny to urządzenie elektroniczne, które wyświetla czas w sposób cyfrowy w przeciwieństwie do zegarów analogowych, w których użyte są wskazówki.

    Rachunek błędów – zespół zagadnień na pograniczu metrologii, statystyki i matematyki stosowanej, obejmujący zasady opracowywania i prezentacji wyników doświadczalnych. Analiza błędów obejmuje dyskusje zasadności stosowanych metod pomiarowych, dyskusje ich dokładności i powtarzalności oraz właściwą analizę wielkości błędów, czyli właśnie rachunek błędów. Wszelkie wyniki pomiarów pozbawione dyskusji błędów, a zwłaszcza określenia błędu pomiarowego, są w istocie wyłącznie wskazaniami. Jeśli na przykład ktoś stwierdza, że jest wzrostu 4 m, to w zasadzie może być to prawda, bowiem kluczowe jest zagadnienie: w jaki sposób dokonano pomiaru.

    Dodano: 29.08.2011. 00:40  


    Najnowsze