Цифровой журнал «Компьютерра» 2012 № 02 (102)

Цифровой журнал «Компьютерра» 2012 № 02 (102)

ОглавлениеСтатьи

Стрелы времени: как устроены атомные часы Автор: Евгений Лебеденко, Mobi.ru

Стрелы времени: история хронометрирования Автор: Евгений Лебеденко, Mobi.ru

Интервью

Александр Лазуткин о перспективах космонавтики Автор: Алла Аршинова

Терралаб

CES 2012: цифровые фотоаппараты Автор: Олег Нечай

CES 2012: телевизоры, видео- и аудиотехника Автор: Олег Нечай

Колумнисты

Василий Щепетнёв: Сампо–2012 Автор: Василий Щепетнев

Кафедра Ваннаха: Цифровая холодная война Автор: Михаил Ваннах

Дмитрий Шабанов: Отказ от экспансии? Автор: Дмитрий Шабанов

Василий Щепетнёв: Сампо-2012. Эпидемия утопии Автор: Василий Щепетнев

Кивино гнездо: Виртуальная реальность сна Автор: Киви Берд

Кафедра Ваннаха: Получка инженера Автор: Михаил Ваннах

Дмитрий Вибе: День рождения Солнца Автор: Дмитрий Вибе

Кивино гнездо: Бодрствующее сознание внутри сна Автор: Опубликовано 13 января 2012 года

Голубятня-Онлайн

Голубятня: Bluetooth-клавиатура RAPOO E6300 Автор: Сергей Голубицкий

Голубятня: хаб Ginzzu с USB 3.0 и внешний диск Seagate GoFlex Автор: Сергей Голубицкий

Жанры: Компьютерная литература, Газеты и журналы
Серия: Журнал Компьютерра №102
Всего страниц: 32
ISBN: -
Год издания: Не установлен
Формат: Полный

Цифровой журнал «Компьютерра» 2012 № 02 (102) читать онлайн бесплатно

Шрифт
Интервал

Статьи

Стрелы времени: как устроены атомные часы

Евгений Лебеденко, Mobi.ru

Опубликовано 10 января 2012 года

В 2012 году атомное хронометрирование будет праздновать своё сорокапятилетие. В 1967 году категория времени в Международной системе единиц SI стала определяться не астрономическими шкалами, а цезиевым стандартом частоты. Именно его в простонародье и именуют атомными часами.

Каков же принцип работы атомных осцилляторов? В качестве источника резонансной частоты эти «устройства» используют квантовые энергетические уровни атомов или молекул. Квантовая механика связывает с системой «атомное ядро — электроны» несколько дискретных энергетических уровней. Электромагнитное поле определённой частоты может спровоцировать переход этой системы с низкого уровня на более высокий. Возможно и обратное явление: атом может перейти с высокого энергетического уровня на более низкий с излучением энергии. И тем и другим явлением можно управлять и фиксировать эти энергетические межуровневые скачки, создав тем самым подобие колебательного контура. Резонансная частота этого контура будет равна разности энергий двух уровней перехода, делённой на постоянную Планка.

Получаемый при этом атомный осциллятор обладает несомненными преимуществами по отношению к своим астрономическим и механическим предшественникам. Резонансная частота всех атомов выбранного для осциллятора вещества будет, в отличие от маятников и пьезокристаллов, одинакова. Кроме того, атомы с течением времени не изнашиваются и не меняют свои свойства. Идеальный вариант для практически вечного и чрезвычайно точного хронометра.

Впервые возможность использования межуровневых энергетических переходов в атомах в качестве стандарта частоты в далёком 1879 году рассмотрел британский физик Уильям Томсон, более известный как лорд Келвин. В качестве источника атомов-резонаторов он предлагал использовать водород. Однако его изыскания носили скорее теоретический характер. Наука того времени ещё не была готова к разработке атомного хронометра.

Потребовалось почти сто лет, чтобы идея лорда Келвина обрела практическое воплощение. Срок немалый, но и задачка была не из лёгких. Превратить атомы в идеальные маятники на практике оказалось труднее, чем в теории. Сложность заключалась в битве с так называемой резонансной шириной — небольшим колебанием частоты поглощения и испускания энергии при переходе атомов с уровня на уровень. Отношение резонансной частоты к резонансной ширине и определяет качество атомного осциллятора. Очевидно, что чем больше значение резонансной ширины, тем ниже качество атомного маятника. К сожалению, повысить резонансную частоту для улучшения качества невозможно. Она постоянна для атомов каждого конкретного вещества. А вот уменьшить резонансную ширину можно путём увеличения времени наблюдения за атомами.

Технически этого можно добиться следующим образом: пусть внешний, например кварцевый, осциллятор периодически генерирует электромагнитное излучение, заставляющее атомы вещества-донора прыгать по энергетическим уровням. При этом задачей настройщика атомного хронографа является максимальное приближение частоты этого кварцевого осциллятора к резонансной частоте межуровневого перехода атомов. Возможным это становится в случае достаточно большого периода наблюдения за колебаниями атомов и создания обратной связи, регулирующей частоту кварца.

Правда, кроме проблемы снижения резонансной ширины в атомном хронографе существует масса других проблем. Это и допплеровский эффект — смещение резонансной частоты вследствие движения атомов, и взаимные столкновения атомов, вызывающие незапланированные энергетические переходы, и даже влияние всепроникающей энергии тёмной материи.

Впервые попытка практической реализации атомных часов была предпринята в тридцатые годы прошлого столетия учёными Колумбийского университета под руководством будущего нобелевского лауреата доктора Айсидора Раби. В качестве вещества — источника атомов-маятников Раби предложил использовать изотоп цезия >133Cs. К сожалению, работы Раби, очень заинтересовавшие NBS, были прерваны Второй мировой войной.

После её окончания первенство реализации атомного хронографа перешло к сотруднику NBS Гарольду Лайонсу. Его атомный осциллятор работал на аммиаке и давал погрешность, соизмеримую с лучшими образцами кварцевых резонаторов. В 1949 году аммиачные атомные часы были продемонстрированы широкой публике. Несмотря на довольно посредственную точность, в них были реализованы основные принципы будущих поколений атомных хронографов.


>Полученный Луи Эссеном прототип цезиевых атомных часов обеспечивал точность 1*10>-9, обладая при этом шириной резонанса всего в 340 Герц

Чуть позже профессор Гарвардского университета Норман Рэмси усовершенствовал идеи Айсидора Раби, снизив влияние на точность измерений допплеровского эффекта. Он предложил вместо одного длительного высокочастотного импульса, возбуждающего атомы, использовать два коротких, посланных в плечи волновода на некотором расстоянии друг от друга. Это позволило резко снизить резонансную ширину и фактически сделало возможным создание атомных осцилляторов, на порядок превосходящих по точности своих кварцевых предков.


Еще от автора Журнал «Компьютерра»
Компьютерра, 2008 № 01-02 (717-718)

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Компьютерра, 2007 № 15 (683)

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Компьютерра, 2008 № 10 (726)

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Компьютерра, 2005 № 27-28 (599-600)

Документ создан на основе открытого контента, расположенного по адресуhttp://offline.computerra.ru/2005/599/Размер изображений не менялся, поэтому некоторые могут быть некорректно отображены на неVGA-моделях КПК (особенно скриншоты и таблицы).


Цифровой журнал «Компьютерра» 2013 № 18 (171)

ОглавлениеКолонкаПочему мы позволяем нас обманывать, или Грустные размышления об иррациональности политической жизни Автор: Дмитрий ШабановГолубятня: Samsung Galaxy S4 — цидули перебежчика (часть 1) Автор: Сергей ГолубицкийУроки любви к Родине: McAfee патентует технологию обнаружения и блокировки пиратского содержания Автор: Сергей ГолубицкийПодпадает ли астрономия под закон о митингах Автор: Дмитрий ВибеIT-рынокНасколько глупа шумиха вокруг «умных» часов? Автор: Андрей ПисьменныйПромзонаПосмотрите на свалку, которую китайцы превратили в парк Автор: Николай МаслухинЭтот сайт позволяет создать собственное световое шоу на точном макете Токио Автор: Николай МаслухинТехнологииДжипег, подвинься! Веппи как единственный необходимый графический формат Автор: Евгений ЗолотовИнновацииПочему менеджерам российских корпораций не нужны стартапы Автор: Елена КраузоваИнга Нахмансон (Fitting Reality): «Российскому e-commerce не до виртуальности» Автор: Елена КраузоваГидGoogle Now для iOS появился без лишнего шума и уже собирает сведения Автор: Андрей Васильков.


Цифровой журнал «Компьютерра» 2012 № 01 (101)

ОглавлениеСтатьиTertium datur: другие компьютеры Автор: Евгений Лебеденко, Mobi.ruИнтервьюПавел Фролов («ГНУ/Линуксцентр») о НПП Автор: Евгений КрестниковА. Самсонов о троичной логике и цифровой археологии Автор: Андрей ПисьменныйКолумнистыВасилий Щепетнёв: Месть индейских вождей Автор: Василий ЩепетневКивино гнездо: Беззаконие роботехники Автор: Киви БердКафедра Ваннаха: Подарки и конструкции Автор: Михаил ВаннахАлександр Амзин: Силой данного мне природой мозга Автор: Александр АмзинВасилий Щепетнёв: Гимн усталому караулу Автор: Василий ЩепетневКивино гнездо: Беззаконие роботехники (окончание) Автор: Киви БердДмитрий Шабанов: Марков и Эволюция человека Автор: Дмитрий ШабановКафедра Ваннаха: Пришельцы на Луне Автор: Михаил ВаннахГолубятня-ОнлайнГолубятня: Даже гоблин ходит в отпуск Автор: Сергей ГолубицкийГолубятня: Железный парад 2011 Автор: Сергей Голубицкий.


Рекомендуем почитать
Вторая жизнь Эми Арчер

Самый страшный для человека удар судьбы – прожить дольше собственного ребенка. Но много страшнее этого – когда ребенок исчезает бесследно. Эми, десятилетняя дочь Элизабет Арчер, пропала в ночь Миллениума. Поиски не принесли результатов – девочку не нашли ни живую, ни мертвую. С тех пор жизнь для ее матери превратилась в ад. Пока однажды – в новогоднюю ночь, десять лет спустя – в опустевшем доме Элизабет не появились женщина и девочка, удивительно похожая на пропавшую Эми…


Не культ, а культура...

Опубликовано в журнале «Юность» № 5 (132), 1966.


Бумажная звезда

Они встретились в Нью-Йорке — городе, в который, как мотыльки на огонь, слетаются молодые таланты.Их было четверо: красавец актер, обворожительная актриса, неприметная художница и блестящий писатель.Они поклялись добиться успеха — еще не зная, какую высокую цену придется за него заплатить. Зависть и ложь, шантаж и интриги, предательство любимых, одержимость поклонников — такова дорога к блеску и славе…


Условия любви

Условия завещания требуют, чтобы Кассандра Клейтон вышла замуж, иначе огромное ранчо уйдет к другому наследнику. На роль мужа выбран Стивен Лоринг, разыскиваемый за убийство, которого не совершал. Но условия завещания становятся условиями любви…


Цифровой журнал «Компьютерра» 2012 № 48 (148)

ОглавлениеКолумнистыДмитрий Вибе: Заблудшая планета Автор: Дмитрий ВибеВасилий Щепетнёв: Укрепление тары Автор: Василий ЩепетневКафедра Ваннаха: Душа по Пенроузу Автор: Михаил ВаннахГолубятня-ОнлайнГолубятня: Аудиофилия второй волны Автор: Сергей Голубицкий.


Компьютерра PDA N136 (17.09.2011-23.09.2011)

ОГЛАВЛЕНИЕСергей Голубицкий: Голубятня: Ужастик ЕвернотВаннах Михаил: Кафедра Ваннаха: Углерод и кремнийДенис Злобин: Пиратство: почему мы перестали ценить информациюСергей Голубицкий: Голубятня: Исход из 1PasswordВасилий Щепетнев: Василий Щепетнёв: Исчезновение столицыДмитрий Шабанов: Аргумент ХойлаАлла Аршинова: Александр Бондарь (ИЯФ СО РАН) о megascience-проектахВаннах Михаил: Кафедра Ваннаха: Удешевить странуЮрий Ильин: После шаттла: "Клипер" и "Русь"Киви Берд: Кивино гнездо: Дежавю, или Хождение по кругуСергей Голубицкий: Голубятня: News360 и ZiteВасилий Щепетнев: Василий Щепетнёв: Светлая сторона торгаАлександр Амзин: Возникнут модыАндрей Федив: Обзор Windows 8 Developer PreviewВаннах Михаил: Кафедра Ваннаха: Демократия хищных вещейДмитрий Вибе: Почтальон сойдёт с ума.


Компьютерра PDA N142 (22.10.2011-28.10.2011)

ОГЛАВЛЕНИЕСергей Голубицкий: Голубятня: Хронотоп детстваВасилий Щепетнев: Василий Щепетнёв: Колхоз имени Тома СойераЕвгений Лебеденко, Mobi.ru: Микропроцессор Hobbit: на каком языке говорили полуросликиВаннах Михаил: Кафедра Ваннаха: Intel в зеркале финансов Киви Берд: Кивино гнездо: Стены и мосты Олег Нечай: Обзор NAS Buffalo Link Station Pro Duo 2 ТВВасилий Щепетнев: Василий Щепетнёв: Без параллелейЕвгений Крестников: Валентин Макаров (РУССОФТ) о тендере на создание НППВаннах Михаил: Кафедра Ваннаха: Выкидуха в боюДмитрий Шабанов: Аргумент ГоссеАлександр Амзин: На отвлечённую темуСергей Голубицкий: Голубятня: Будучи ТАМВасилий Щепетнев: Василий Щепетнёв: До двенадцатого знакаДмитрий Вибе: Немного холодной воды у солнцаАндрей Федив: Обзор телефона Apple iPhone 4S.


Компьютерра PDA N174 (19.05.2012-25.05.2012)

ОГЛАВЛЕНИЕДмитрий Вибе: Ударим Венерой по МарсуВасилий Щепетнев: Василий Щепетнёв: После точкиСергей Голубицкий: Голубятня: От ашрама-дхармы к президенту-вампируДмитрий Шабанов: Объемное слышаниеОлег Нечай: PocketBook A 10": планшет, притворяющийся ридеромДмитрий Вибе: Так будет не всегда.


Цифровой журнал «Компьютерра» 2012 № 28 (128)

ОглавлениеСтатьиОбратная сторона эпохи пост-ПК: 30-долларовый компьютер Raspberry Pi Автор: Андрей ПисьменныйТерралабКак производятся материнские платы Автор: Олег НечайКолумнистыКафедра Ваннаха: Европейский лидер Автор: Михаил ВаннахВасилий Щепетнёв: Честь пикейного жилета Автор: Василий ЩепетневДмитрий Шабанов: Судьба точек роста в системе декоративного образования Автор: Дмитрий ШабановДмитрий Вибе: Лунная астрономия Автор: Дмитрий ВибеГолубятня-ОнлайнГолубятня: Про одного битого зелёного слоника Автор: Сергей ГолубицкийГолубятня: 4 спичечных коробка Автор: Сергей Голубицкий.


Цифровой журнал «Компьютерра» 2012 № 08 (108)

ОглавлениеКолумнистыКафедра Ваннаха: Горячая цифровая война Автор: Михаил ВаннахДмитрий Шабанов: Парадокс ускорения эволюции Автор: Дмитрий ШабановКивино гнездо: Пароль для серой зоны Автор: Киви БердВасилий Щепетнёв: Предсказания и пророчества Автор: Василий ЩепетневДмитрий Вибе: Мы сверху Автор: Дмитрий ВибеГолубятня-ОнлайнГолубятня: Идеальный мобильный звук. Часть вторая Автор: Сергей Голубицкий.


Цифровой журнал «Компьютерра» 2012 № 49 (149)

ОглавлениеИнтервьюВалерий Тельнов (ИЯФ СО РАН) о бозоне Хиггса Автор: Алла АршиноваТерралабНовое поколение нетбуков Acer и Packard Bell Автор: Ника ПарамоноваКолумнистыВасилий Щепетнёв: Освобождение Автор: Василий ЩепетневДмитрий Вибе: А вы уже закупили спички и соль? Автор: Дмитрий ВибеКафедра Ваннаха: Сланцевая передышка Автор: Михаил ВаннахДмитрий Шабанов: Вперёд, к эпигенетическому будущему! Автор: Дмитрий ШабановГолубятня-ОнлайнГолубятня: Хоть бы что-нибудь еще… всё не так, как надо! Автор: Сергей ГолубицкийГолубятня: Касталийский мираж истории Автор: Сергей Голубицкий.


Цифровой журнал «Компьютерра», 2010 № 21

ОглавлениеБольшие новостиE3 2010: Microsoft Kinect, новый Xbox 360 Автор: Андрей Письменный E3 2010: Nintendo DS со стереоэкраном Автор: Михаил Карпов Госинтернет, тариф «Социальный» Автор: Юрий Ильин Что высокие технологии дают Чемпионату мира по футболу Автор: Михаил Карпов Кодек WebM набирает популярность Автор: Крестников Евгений E3 2010: Десятка лучших игр Автор: Андрей Письменный Nintendo и Microsoft: порознь во враждебные воды Автор: Юрий Ильин Onlive: играем в сети Автор: Михаил Карпов Как сэкономить на мобильном интернете Автор: Максим Букин Виртуальные валюты: Facebook, «Вконтакте», Livejournal Автор: Юрий Ильин ТерралабПромзона: Кухня будущего Автор: Николай Маслухин Промзона: Светящиеся контуры Автор: Николай Маслухин Промзона: Кофейный iTunes Автор: Николай Маслухин Промзона: Звуковой кокон Автор: Николай Маслухин Чипсеты для новых десктопных процессоров Intel Автор: Олег Нечай Своя играВасилий Щепетнёв: Законотворчество Автор: Василий Щепетнев Кивино гнездо: Фактор Мэннинга Автор: Берд Киви Кафедра Ваннаха: Мораль, автоэволюция, моделирование Автор: Ваннах Михаил Василий Щепетнёв: Жаба и Чехов Автор: Василий Щепетнев Плюс интернетизация всей страны Автор: Юрий Ревич Кафедра Ваннаха: Эволюция машин Автор: Ваннах Михаил Кивино гнездо: Архив-Шнархив Автор: Берд Киви ИнтерактивАнна Ламтюгина («Яндекс») о сервисе «Народные карты» Автор: Андрей Письменный В.


Цифровой журнал «Компьютерра» 2013 № 11 (164)

ОглавлениеКолонкаПринуждение к альтруизму, или 451 градус политкорректности Автор: Василий ЩепетнёвМатематика как ресурс: На каком наследии работает отрасль информационных технологий Автор: Михаил ВаннахГолубятня: Праздник на нашей улице, или Фактура, столь редкая для софтверных обзоров Автор: Сергей ГолубицкийТень Рикардо: Чему биржевик и мыслитель былых времён может научить нас в информационную эру? Автор: Михаил ВаннахЗаказная мифология IT-прессы Автор: Сергей ГолубицкийЛожь навсегда: почему нас обманывают снова и снова Автор: Василий ЩепетнёвИгра в беспилотники: Как технологии боевых роботов соотносятся с классическим римским правом Автор: Михаил ВаннахСотая колонка: попытка перевести дух, осмотреться и понять, что и зачем я делаю Автор: Дмитрий ШабановВот и пришел Песочный Человек: о презентации Samsung своего нового флагмана и харакири Филла Шиллера Автор: Сергей ГолубицкийЧто общего между отключением Google Reader, заявлением Элиссы Финк и жалобой Дина Гарфилда? Автор: Сергей ГолубицкийОрганика в старом веществе Солнечной системы Автор: Дмитрий ВибеIT-рынокКак компьютеры, стоящие доллар, изменят привычные вещи и перевернут всё с ног на голову Автор: Андрей ПисьменныйАлександр Чачава: «Россия появилась на мировой технологической карте как полноценный инновационный рынок» Автор: Елена КраузоваGrowth Hackers: кто это и почему они нужны стартапам Автор: Игорь ТишкинКак смартфоны смогут демократизировать такси Автор: Андрей ПисьменныйПромзонаПосмотрите на серию плакатов, посвящённых выдающимся учёным и их открытиям Автор: Николай МаслухинДополненная реальность как способ обучения игре в бильярд Автор: Николай МаслухинПосмотрите на составные часы, складывающие время из сотен других часов Автор: Николай МаслухинMobileТестирование приложений для Android как инструмент выхода в ТОП на Google Play Автор: Дмитрий Куриленко, компания PromwadВосемь угроз вашему мобильному банку.


Цифровой журнал «Компьютерра» 2010 № 10

ОглавлениеТерралабOpera 10.50: оперативный релиз Автор: Андрей КрупинАнтивирус со вкусом "Яндекса" Автор: Андрей КрупинБлоки питания на любой случай, часть 2. 600–700 Вт Автор: Константин ИвановОбзор Samsung i5700 Galaxy Spica Автор: Алексей СтародымовСвоя играМодель чугунного дирижабля, или Учитель Добреску — 2 Автор: Василий ЩепетневКафедра Ваннаха: Нано-блюз Автор: Ваннах МихаилВасилий Щепетнёв: Разбор полётов перед стартом Автор: Василий ЩепетневКивино гнездо: За что боролись Автор: БЕРД КИВИОткрытые системы Королевского Флота Автор: Ваннах МихаилИнтерактивCeBIT 2010: первые новинки Автор: Алексей СтародымовReaDitorialMovavi: история развития Автор: Наталья ХудяковаГолубятня-ОнлайнГолубятня: Хули Холи Автор: Сергей ГолубицкийГолубятня: Бабу Автор: Сергей ГолубицкийГолубятня: Агора № 20 Автор: Сергей ГолубицкийНаука и жизньМарсианский экспресс Автор: Олег Волошин.