|
5 февраля 2010
Физика
Поставлен новый рекорд точности атомных часов
Заменив ртуть и бериллий, использовавшиеся в более ранней версии часов, на алюминий и магний, разработчики достигли нового предела точности. На снимке — центральная часть часов, между этими электродами и удерживаются ионы, необходимые для отсчёта времени
(фото J.Koelemeij/NIST)
|
Физики из Национального института стандартов и технологий [США] (NIST)
создали улучшенную версию своих экспериментальных часов на основе
одного атома алюминия, добившись тем самым беспрецедентной точности —
ошибка в секунду накопится у новинки лишь за 3,7 миллиарда лет.
Как сообщается в пресс-релизе,
новый хронометр-рекордсмен получил название "Quantum Logic Clock" так
как он заимствует механизм обработки и хранения данных у
экспериментальных квантовых компьютеров.
Напомним,
в классических атомных часах два иона металлов находятся в
электромагнитной ловушке на расстоянии нескольких микрометров друг от
друга. При воздействии на них лазером, взаимодействие атомов позволяет
выделять два состояния — условные 0 и 1. Колебания системы между этими
состояниями, по сути, и есть отсчёт времени. Один из таких атомов в
ловушке при этом служит собственно "хранителем" времени (по нему и
называют часы — "на основе алюминия", "на основе цезия" и так далее), а
второй необходим для "снятия показаний".
О предыдущем монстре, атомных часах, базирующихся на атоме ртути, мы рассказывали
— обновлённые "Quantum Logic Clock" превосходят своего предка по
точности почти в десять раз. К тому же, новые часы разделяют время на
меньшие интервалы, что в будущем может позволить человечеству измерять
его точнее в 100 раз.
Сейчас учёные NIST
работают над пятью различными типами экспериментальных часов, за
каждыми из которых закреплён атом "своего" вещества (в их числе иттербий).
Часы следующего поколения должны привести к новым типам датчиков для
изучения подземных природных ресурсов и фундаментальных исследований
Земли. Другой возможный метод применения — сверхточная навигация
(например, посадка самолета по GPS).
Есть
ещё один интересный момент — в самом определении понятия "секунда",
принятом на Генеральной конференции по мерам и весам в 1967 году,
фигурирует излучение атома цезия. Поэтому формально ни одни часы не
могут быть признаны более точными, чем цезиевые. К ним, в частности,
относятся и NIST-F1 —
часы, по которым определяют стандарт времени в США. Ошибку в одну
секунду NIST-F1 накапливают за 100 миллионов лет, в 37 раз быстрее, чем
Quantum Logic Clock. <...>
Источник: Мембрана
---------------------------------------------------------------------------------------------
4 февраля 2010
Астрономия. Планетология
Представлена новая детальная карта Плутона.
NASA выпустило самый детализированный набор изображений карликовой планеты Плутон.
Новые данные, извлечённые после обработки старых снимков, представили
учёным любопытные подробности смены сезонов на этом небесном теле.
В первом приближении карту Плутона на основе снимков с телескопа Hubble астрономы составили
ещё в 2005 году, однако работа по совершенствованию этой карты, а также
сравнению её с данными, полученными ещё раньше, шла до сих пор.
Как объясняют учёные в пресс-релизе
NASA, на самом деле в каждом отдельном кадре с орбитального телескопа
Плутон занимает всего несколько пикселей. Потому, дабы получить
картинку значительно большего разрешения, исследователи составили
алгоритм обработки огромного числа отдельных "смещённых" кадров, снятых
с 2002 по 2003 год. Кадры эти показывали разные стороны планетки (её
период вращения составляет 6 дней).
Это — самое детальное представление всей поверхности карликовой планеты Плутон, построенное из многочисленных фотографий, полученных Космическим телескопом им.Хаббла НАСА с 2002 до 2003. [Обратите внимание на кадр полушария Плутона, соответствующая 180° долготы. Самая интригующая его особенность — яркое пятно в центре, богатое замороженным монооксидом углерода]. Плутон является настолько маленьким и отдаленным, что задача разрешения его поверхности является столь же трудной, как попытка увидеть маркировку на футбольном мяче с расстояния в 40 миль [≈ 64 км].
(фото NASA, ESA, M. Buie/Southwest Research Institute).
20 компьютеров в течение 4 лет непрерывно пересчитывали все эти данные, чтобы выдать нынешнюю
карту. И она преподнесла планетологам ряд сюрпризов. Сопоставив вновь
синтезированные снимки с кадрами 1994 года, определив кривые блеска и
проанализировав цвета, учёные выяснили, что северный полярный регион
Плутона стал заметно ярче, а южный — темнее, и что в целом планетка
ныне существенно краснее, чем была раньше.
Этот усиливающийся красный оттенок Плутона, полагают исследователи, связан с
углеродосодержащими составами, получающимися при разложении
присутствующего на поверхности метана под действием солнечного
ультрафиолета. [Невероятно, но даже на ошеломляющем расстоянии свыше 4 млрд. км от Солнца, Плутон все еще сильно зависит от него]. В целом же перед учёными предстал богатый на детали мир,
с сочетанием белых, тёмно-оранжевых и угольно-чёрных областей.
Эти изменения (быстрее всего шедшие в 2000-2002 годах, как рассчитали
планетологи) вероятнее всего являются последствиями сублимации льдов
(преимущественно азотных) на освещённом полюсе и переносе газов с
последющим замораживанием на другом полюсе. Ведь по мере продвижения по
своей 248-летней "дорожке" вокруг Солнца Плутон испытывает серьёзные
сезонные изменения на поверхности, движимые как наклоном оси вращения,
так и заметным эксцентриситетом самой орбиты. Хотя
в целом такие перемены в облике карликовой планеты предполагались и
ранее, по словам ведущего исследователя Марка Буи (Marc Buie) из
Юго-Западного института (Southwest Research Institute), "немного удивительно, что эти изменения столь велики и происходили столь быстро".
<...>
Разобраться с тонкими деталями сезонных чудес вероятно сможет межпланетная станция New Horizons, находящаяся ныне на пути к далёкому миру (но не в бездействии).
Нынешняя работа поможет уточнить главные цели этой миссии. В частности,
планетологи очень надеются подробно отснять очень яркое пятно
монооксида углерода в центре одного из полушарий ("Все озадачены этой
деталью", — поясняет Буи), а заодно сравнить его с "угольной" областью,
лежащей буквально рядом.
Поскольку зонд у Плутона не останется (после встречи с ним аппарат отправится в
пояс Койпера), очень важно заранее уточнить как можно больше параметров
для съёмки. Это не только координаты интересных районов. Необходимо
удачно подобрать время экспозиции кадров, чтобы не получить слишком
тёмные или слишком засвеченные участки. И это — ещё одна из подсказок,
которую планетологи извлекут из результатов нынешнего исследования.
Короткую анимацию вращения этой модели
смотрите в блоге Discover Фила Плэйта (Phil Plait) здесь
Изображения и видео в высоком разрешении смотрите здесь (HST)
Источники: Мембрана (05.02.10) и Habble Space Telescope (04.02.10)
---------------------------------------------------------------------------------------------
2 февраля 2010
Космические исследования
США отказались от своей космической программы
В первый день февраля был обнародован бюджет Американского [национального] космического агентства на 2011 год. Слухи, упорно циркулировавшие в околокосмических кругах последнее время, подтвердились. Амбициозная программа "Созвездие" (Constellation) отменена. Конечной целью "Созвездия" был пилотируемый полет на Луну, а затем и на Марс. <...>
Сторонники новой стратегии деятельности NASA утверждают, что она позволит агентству лучше соответствовать современным реалиям. <...>
Критики прекращения работы над "Орионами" и "Аресами", напротив, считают, что новая политика на корню уничтожит американскую космическую программу и отдаст космос на откуп Китаю, Индии и России.
Полный текст статьи Ирины Якутенко "Луна, прощай!" на Lenta.ru, и на Мембране — иллюстрированный обзор планов США в связи с принятием Б. Обамой отказа от освоения Луны человеком.
Еще одно сообщение от 6 февраля 2010 к этой очень важной для космических исследований теме: "О прекращении финансирования программ США по пилотируемых полетам на Луну и Марс".
Джон Карас (John C. Karas) вице-президент и генеральный директор программ пилотируемых космических полетов компании Космические Системы Локхид Мартин (Human Space Flight for Lockheed Martin Space Systems Company) в своём интерьвью (6 февраля 2010) Кену Кремеру (Ken Kremer) главному редактору интернет-журнала "Вселенная сегодня" (universetoday.com) сказал:
"Мы можем летать на Орионе в 2013 году". Локхид является главным подрядчиком NASA по капсуле Орион. <...>
<...> Более 3000 человек, работающих на "Орион", находятся под угрозой и могут быть уволены. Локхид вложил в "Орион" $ 500 млн.
"За 3 года мы прошли большой путь от ничего, но не смогли вывести капсулу на орбиту".
Под угрозой увольнения сейчас находятся более 7000 человек в Космическом центре Кеннеди , а также более тысячи по всей Америке в результате завершения работы по программе "Спейс Шаттл" (Space Shuttle) в конце 2010 года и отменой проектов Созвездие (Constellation). <...>
<...> Пока, что я сказал команде: нужно сохранять спокойствие и выдержку. Мы еще не прекращаем работы. Мы продолжаем программу Созвездие (Constellation) в соответствии с нашими контрактами с NASA. По закону, еще Конгресс должен сказать свое слово. Программа не может быть прекращено без одобрения Конгресса. У нас некоторая надежда на это есть, и мы работаем с сенаторами и членами палаты представителей". <...>
Источник: Universу Today (6 февраля 2010)
---------------------------------------------------------------------------------------------
17 декабря 2009
Технологии. Математика для учащихся
Российский поисковик научили решать школьные задачи по математике
У российского поисковика Nigma появилась возможность решать системы рациональных неравенств, находить область допустимых значений сложных функций, а также выполнять интегрирование и дифференцирование. Описание новых функций приводится в пресс-релизе поисковика.
Типичный пример запроса можно посмотреть тут. Все запросы можно вводить как в числовой форме, так и при помощи слов. При этом, справляясь с квадратичными уравнениями, уже уравнения третьей степени система способна решить не всегда (несмотря на обязательное наличие хотя бы одного действительного корня и существование формул Кардано).
Полный список новых возможностей, большинство из которых относится к старшим классам средней школы, можно посмотреть тут. По словам разработчиков в настоящее время они работают над добавлением возможности построения графиков и полного исследования функций.
Совсем недавно поисковик запустил сервис по поиску цепочек реакций с участием органических веществ. Кроме этого с помощью системы можно искать отдельные химические реакции.
Источник: lenta.ru
--------------------------------------------------------------------------------------------- |
