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

 ( trey | 2014. április 7., hétfő - 10:16 )

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.

Hozzászólás megjelenítési lehetőségek

A választott hozzászólás megjelenítési mód a „Beállítás” gombbal rögzíthető.

Kérdésem, mihez állítják az órát?

Fordítva működik. Ehhez állítják a többit :)

Az SI szerinti másodperchez:

"The second is the duration of 9 192 631 770 periods of the radiation
corresponding to the transition between the two hyperfine levels of the
ground state of the caesium 133 atom."

2.1.1.3 Unit of time (second)

--
trey @ gépház

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

Errol csak a Mars Climate Orbiter 1998-as elvesztese jut eszembe egybol.

Így-így. "Gyerekek, írjátok ki a mértékegységet, és majd egyszerűsítetek vele. Meglátjátok, ki fog esni az olyan, amelyik nem kell."
Mennyire igaza volt, és mennyit viccelődtünk ezen. :) Ezt itt tanultam meg, de nem csak a fizikában van ez így.

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

A "darab" mióta SI egység?

A mol az SI egyseg. :)
Ne feled mondani a boltban, hogy 1 db kell, es nem 1 mol :)


Amit nem lehet megirni assemblyben, azt nem lehet megirni.

Mi van az felemmel?

Én inkább arra gondoltam, hogy mi a 0:00:00?

Mikor indítják az órát? akkor milyen időpontra állítják?
ha a csillagokhoz, akkor miért kell nekünk atomóra, ha bármikor ki lehet számítani a csillagok állásából?

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

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

A sávszélesség mérésé hihetőnek hangzik, de szerintem azt is időmérésre lehet visszavezetni, ami meg...

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

+1

Gondolom hosszútávon egy napórával.

Hopp,ez raronnak akart menni.

Nem hinném, tudtommal a Föld forgása/mozgása pontatlanabb, mint a mai atomórák. (Ugye a másodpercet a (valamelyik) cézium atom (valamilyen) sugárzásából származtatták.)

szerk.: Volt két szemeszternyi méréstechnikánk, de ilyenről persze említés se volt :-(

Nálunk is van sok nagyon jónak ígérkező leírással rendelkező tárgy, csak nem mindig van köze a ténylegesen leadott anyagnak a leíráshoz :-(

Ha a fenti tárgy tényleg jó, lehet utánakérdezek, hátha be lehet ülni úgy, hogy nem vesznek észre.

Afaik az egyetemi előadások jogilag még mindig szabadon látogathatóak. BME-n előadásokon nincs katalógus*, így az előadó amúgy sem fogja tudni, hogy aki beült, az fel is vette a tárgyat, vagy sem.

*: pár speciális esetet leszámítva

Ha valaki 20 évvel idősebb az átlagnál, az sem feltűnő?


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

Én is úgy tudom, hogy szabadon látogathatók, de sehol nem található meg, hogy melyik mikor van, csak neptunba látom (ott is csak az én szakirányomon lévőket, a többit nem).

Épp benne vagyok az átlag életkorba, úgyhogy az nekem nem probléma.

https://www.vik.bme.hu/hallgatoknak/altalanos/orarend/

A fenti tárgynál a mikor megtalálható, a hol sajnos nem. Megnéztem neptunban, nincs is kurzus a tárgyhoz, valószínűleg ezért... :)

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.

Sokkal nagyobb probléma, hogy a cézium cső, amit használnak, állítólag csak kb. 7 évig használható.

--
trey @ gépház

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

Ha két, ugyanolyan pontos (értsd: régi verziós) atomóra van bennük, akkor is szinkronban mennek :)
Jó sokáig...
--
PtY - www.onlinedemo.hu

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.

Ez rendben van, csak nem válasz arra, hogy mi bizonyítja a pontosságot.
--
PtY - www.onlinedemo.hu

A levezetés bizonyítja.


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

Pont erre vagyok kíváncsi.
--
PtY - www.onlinedemo.hu

Mire? A technikai kivitelezésből adódó hibák becslésének korlátaiból ez az érték jön ki. A pontos részletszámítások érdekelnek?