NIST-F2 - az elődjénél háromszor pontosabb atomórát állított munkába a NIST

Hardver

A napokban a National Institute of Standards and Technology (NIST) hivatalosan elindította legújabb atomóráját, a NIST-F2 jelű szerkezetet. A fenti videó laikusoknak próbálja elmondani, hogy hogyan sikerült az elődjénél, a NIST-F1-nél jóval pontosabb időmérőt megalkotni. A NIST-F2, ha működne 300 millió évig, ez alatt az idő alatt alatt egyetlen másodpercet sem késne vagy sietne. Mindkét óra cézium-alapú. A fizikusok azzal érték el a jóval nagyobb pontosságot, hogy a NIST-F2, szemben a NIST-F1-gyel, nem szobahőmérséklet közeli hőmérsékleten (27 °C) üzemel. A NIST-F2-ben az atomokat egy sokkal hidegebb (-193 °C) környezet veszi körül. Ennek a lehűtésnek köszönhetően komoly mértékben csökken a háttérsugárzás és ezáltal szinte eltűnnek olyan kis mérési hibák, amelyeket a NIST-F1-nél még korrigálni kellett.

A részletek itt olvashatók.

( sabe v | 2014. 04. 07., h – 14:52 )

Kérdésem, mihez állítják az órát?

Ez egy korrekt doksi. Leírja például, hogy a °C esetében a mérőszám után van egy szóköz, utána a ° jel, majd a C betű. Én néha jóval nagyobb, értelemzavaró hibákért szoktam itt szólni, aztán néhányan nekem esnek emiatt. Gyanítom, nem a mérnökök.

tr '[:lower:]' '[:upper:]' <<<locsemege
LOCSEMEGE

Hogy az emberbe beleverjék az efféle igényességet, elég akár egy elhivatott ált. iskolai, vagy középiskolai fizikatanár is. Én pl. a mai napig emlékszem arra, hogy mekkora karót kapott az fizikából, aki nem írta ki a megfelelő mértékegységet, akár milyen jó volt a számítása.

Ja, és a mai napig tudom kívülről Newton összes törvényét, az Ohm-törvényt stb. pedig egyiket sem használtam immár 20-25 éve. :D

Köszi, Zsolti! :)

--
trey @ gépház

Az elsőre csak annyit, hogy egyetértek vele, hiszen a mennyiség a mérőszám és a mértékegység szorzata. Azzal, hogy azt mondom, a feszültség 12.3, nem mondtam semmit. Például a prefixumok miatt. Külön jó például a hőmérséklet, amelynek van az SI jelölése, meg a hétköznapi gyakorlatban, hagyományosan elterjedt °C, illetve °F. Ebben az esetben a mértékegység elhagyása még jóindulatú értelmezés esetén is félreértést okozhat.

tr '[:lower:]' '[:upper:]' <<<locsemege
LOCSEMEGE

Ha nincs mertekegyseg irva/modva, akkor minden bizonnyal az SI alap egysegekre gondolunk.
Tehat,
ha valaki azt mondja a boltaban, hogy 'kerek egy kiflit' az azt jelenit, hogy 'kerek 6.02214078×10^23 db kiflit'.

'kerek egy SI kiflit' kifejezes meg egyertelmubbe teszi, hogy SI alapegysegrol van szo.

Amit nem lehet megirni assemblyben, azt nem lehet megirni.

Az iskolában a számonkérés célja az, hogy a tanár megtudja, a delikvens tudja-e, hogy pl. mi a munka, elektromos töltés stb. mértékegysége.

Az karó válasz, hogy nincs odaírva, de helyette van "tudja, tankérem', hogy a itt a munka SI alap mértékegységére gondoltam", miközben fogalma sincs arról, hogy miben mérik.

--
trey @ gépház

Én úgy tudom (de sajnos forrásom nincs, szóval akár tévedhetek is), hogy a jelenlegi rendszerben nem egy atomóra az etalon, hanem több, amik adataiból statisztikai módszerekkel számítják a tényleges pontos időt. Így pontosabb eredményt kapnak, mint egy atomóra pontossága. Elképzelhetőnek tartom, hogy az időszinkronizációt is statisztikai módszerek segítségével oldják meg, addig kell állítani a pontosabb órát, amíg a kevésbé pontos óra "átlaga" épp egybeesik a pontosabb órával.

A cél jelen esetben szerintem két esemény közötti időtartam pontos mérése, nem pedig a hétköznapi "Mennyi az idő?" kérdésre megadni egy minden eddiginél pontosabb választ.
Ez a felhasználás meg nem igényli azt, hogy egy bármilyen esemény időpontját kijelöljünk nullának. (ami csak relatív nulla lesz, hiszen az idő abszolut nulla pontját még erősen keresik :-P

( raron | 2014. 04. 07., h – 21:52 )

Hogyan, milyen elv alapján tudják meghatározni (talán) a legpontosabb etalon pontatlanságát?

Nem tudom, de tippelem, hogy az adott sugárzás spektrumának sávszélességéből, a mérési hibákból, jel/zaj viszonyból számolható valamiféle felső korlát, amiről kijelenthetik, hogy ennél pontosabb. Onnantól kezdve meg már lényegtelen, hogy éppen mennyire pontos, hiszen nem kontrollálható, mert éppen ő az etalon.

tr '[:lower:]' '[:upper:]' <<<locsemege
LOCSEMEGE

Egyik esetben sem mérésre gondoltam, hanem számításra. Ha ő a legpontosabb idő etalonunk, szerintem nem tudjuk megmérni a pontosságát, de az alkalmazott eljárásunk elvét ismerve mondhatunk valamit arról, hogy a sugárzott jel sávszélessége legfeljebb mekkora, a jel/zaj viszony biztosan jobb, mint valamennyi, majd ezen legrosszabb esetekből meghatározhatjuk a pesszimális esetet a pontosságra, amelynél mindenképpen pontosabb a szerkezetünk.

tr '[:lower:]' '[:upper:]' <<<locsemege
LOCSEMEGE

( seregr | 2014. 04. 07., h – 22:53 )

Gondolom hosszútávon egy napórával.

Hopp,ez raronnak akart menni.

( rts | 2014. 04. 09., sze – 11:00 )

Oké de hol van az a hűtőszekrény, ami 300 millió éven keresztül tartja a -193 C°-t?
Esetleg ki lehetne lőni az űrbe de úgy meg macerás lesz leolvasni, ráadásul ott a relativitás is ugyebár.

( PtY | 2014. 04. 09., sze – 12:21 )

Nézzük:
Háromszor pontosabb atomóra, azaz, a jelenlegi 100 millió év alatt késhet/siethet 1mp-t. Kiváló. Ha 1 millió év alatt tenné, akkor sem lenne nagy baj szerintem.
Az új cucc más hómérsékleten üzemel. Csúcs.

Bennem egyetlen kérdés merül fel: Mennyivel fogyaszt több energiát az új a réginél? Megéri ennyi energiát áldozni az amúgy elhanyagolható mértékű hozam oltárán? A 3x-os érték vígan leszarható, mivel a pontosság 1 a néhánymilliárdhoz vs. 3 a néhánymilliárdhoz.

És bár laikus vagyok a fizikában, de mihez is mérjük a késést? Mitől tudjuk, hogy pontos az a szar? :)
--
PtY - www.onlinedemo.hu

Képzelj el olyan rendszereket, amelyeknek szinkronban kellene menniük, de összeszinkronizálásukhoz nincs meg a szinkront biztosító csatorna, csak az eszközökön van egy-egy atomóra. Ezek csak akkor fognak szinkronban járni aszinkron mivoltuk ellenére, ha nagyon pontosak.

tr '[:lower:]' '[:upper:]' <<<locsemege
LOCSEMEGE

de ha a szinkronhibán múlik a helymeghatározási hiba mérete, vagy a szögfelbontás, akkor jól jöhet a nagyobb pontosság.

pár példa, ahol az időmérés pontossága létfontosságú:
http://en.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System
http://en.wikipedia.org/wiki/Very-long-baseline_interferometry

Ezek a nagyságrendek (1 millió év vs 100 millió év stb) nem a közembereknek fontosak, hanem a tudománynak. Például azért, hogy az egyes tudományos elméletek prediktív erejét ellenőrizzék, ahhoz nagypontosságú mérések kellenek, aminek alapja a nagypontosságú időmérés sokszor.
Nem elhanyagolható mértékű a hozam, hiszen arról van szó esetleg, hogy egy tudományos elmélet helyes-e vagy hibás.