Primul ceas!? Service pentru ceasul meu! Cadrane rescrise...si nu numai, la intrebari si raspunsuri!
Sarcina de a construi un ceas care să păstreze cu precizie timpul este total diferit de lucrul cu ceas. Ceasurile normale ne ajută să ne descurcăm bine pentru nevoile practice de zi cu zi, însă cercetarea științifică și tehnologia bazată pe măsurători sensibile necesită ceasuri care sunt capabile să măsoare trecerea timpului cu cea mai mare precizie. Astfel, oamenii de știință au inventat ceasuri atomice - și, în timp ce sunt mult mai exacte în ceea ce privește menținerea timpului decât sistemele convenționale, au rămas destul de importante pentru îmbunătățire. Acum, oamenii de știință se deplasează de la lumea atomică la cel nuclear. Un nou studiu publicat în Natură arată că fizicienii germani au dezvoltat un ceas capabil să piardă mai puțin de o zecime de secundă la fiecare 20 de miliarde de ani. Asta - în funcție de modul în care te uiți - de 10 ori mai bun decât tehnologiile atomice actuale
Dar, înainte de a dubla ceasurile atomice învechite, să luăm în considerare ceea ce îi face diferit de strămoșii pendulului.
Fiecare ceas utilizează un rezonator pentru a urmări timpul. Un rezonator este un mecanism care, din motive de simplificare, "cade" în mod regulat. Ceasurile vechi au folosit un pendul și unelte ca un rezonator. Ceasurile digitale utilizează oscilațiile pe linia de alimentare sau un cristal de cuarț ca rezonator. Un ceas atomic ia această idee cu câțiva pași înainte folosind frecvențele de rezonanță ale atomilor înșiși ca rezonator. În acest sistem, rezonatorul este reglat de radiația electromagnetică emisă de tranziția cuantică a unui atom. Cu alte cuvinte, un ceas atomic ține evidența timpului prin măsurarea schimbărilor energetice într-o particulă atomică.
Pentru unele elemente și izotopii lor, acest lucru se întâmplă la frecvențe consistente. Cesiul-133, de exemplu, oscilează la exact 9,192,631,770 cicluri pe secundă. De aceea a fost folosită pentru a construi primul ceas atomic la Laboratorul Național Fizic din Marea Britanie, în 1955.
De atunci, o serie de progrese tehnologice au condus la ceasuri atomice mai precise - incluzând răcirea cu laser și capturarea atomilor, spectroscopia laser mai precisă și imaginarea altor elemente izotopice care prezintă frecvențe rezonante și mai uniforme. Titularul curent al înregistrărilor pentru cele mai exacte ceasuri atomice le bazează pe ionii ytterbium.
Motivul pentru care ceasurile atomice sunt atât de critice are de-a face cu faptul că ceasurile măsoară timpul diferit la altitudini diferite. Cu cât un ceas este mai departe de principala sursă de gravitație, timpul trece mai repede (adică un ceas va rula mai repede la Mount Everest decât la nivelul mării). Diferența este aparent neglijabilă, dar se poate adăuga în timp ce trece mai mult timp.
Atât de mult din tehnologia noastră funcționează în prezent ca aplicații globale, cum ar fi GPS. Pentru a se asigura că rulează în același timp, indiferent unde este cineva, trebuie să fie legați direct de un ceas precis. Nu există o modalitate mai bună de a se asigura că decât de a folosi ceasurile atomice ca standard. În ultimul studiu, echipa germană de cercetare prezintă o idee de măsurare directă a oscilațiilor nucleului atomic al elementului (spre deosebire de electronii din jurul nucleului). Un ceas atomic bazat pe acest design ar putea evita influențarea forțelor externe. Echipa de cercetare identifică o stare de excitație în izotopul thorium, Th-229m, care ar putea funcționa - și ilustrează constatările experimentale care susțin această noțiune.
Există doar o problemă: Th-229m nu se întâmplă în mod natural. Deși rezultatele noului studiu sunt totuși impresionante, este neclar exact modul în care cercetătorii pot recolta suficient de Th-229m pentru a construi și a menține un ceas nuclear. Cercetatorii au derivat Th-229m in acest caz prin utilizarea uraniului-233 ca sursa. Nu este un proces ușor.
Dacă oamenii de știință dau seama cum să rezolve această mică problemă și să genereze o cantitate durabilă de Th-229m, ne uităm la o nouă generație de ceasuri atomice care vor juca, fără îndoială, un rol major pe măsură ce construim tot mai multe tehnologii care se întind pe glob și servește oameni în fiecare colț al lumii.
Oamenii de stiinta construiesc un scut pentru a proteja astronautii de cancer
În spațiul gol al spațiului adânc, nu există nimic care să protejeze astronauții de cantități uriașe de radiații cauzatoare de cancer. Cu excepția cazului în care oamenii de știință își pot da seama cum să deflectă razele daunatoare, ar fi destul de iresponsabil să trimitem astronauții pe călătorii lungi pe lună, pe Marte sau pe asteroizi din apropiere. Asta înseamnă scurt ...
Oamenii de știință construiesc sonar naval de schimbări climatice
Schimbările climatice afectează eficacitatea dispozitivelor sonare pe care navele navale le utilizează pentru a cartografia marea în jurul lor, dar oamenii de știință lucrează la o soluție. Sonarul implică ascultarea sunetelor din ocean pentru a estima de unde vin și cât de departe sunt. Problema este că sunetul călătorește mai repede ...
Facial Cues sunt un dăruire Dead că oamenii sunt bolnavi, spun oamenii de stiinta
Atunci când un prieten sau un coleg este bolnav, puteți spune adesea doar dacă vă uitați la ele, dar cum? Acest instinct nu a fost explorat de oamenii de știință.