Атом фото: Наука: Наука и техника: Lenta.ru |

Содержание

Фотография атома стронция в ионной ловушке победила на конкурсе научной фотографии / Хабр

«Один атом в ловушке». Конкурсная работа Дэвида Надлингера из Оксфордского университета. На фотографии оригинального размера можно рассмотреть светлую точку посреди ловушки. Это атом стронция, повторно излучающий фотоны при подсветке лазером. Фото: David Nadlinger/University of Oxford/EPSRC Photography Competition 2017

Фотография положительно заряженного атома стронция в ловушке из неподвижных электрических полей победила на пятом ежегодном конкурсе научной фотографии, организованном Научно-исследовательским советом инженерных и физических наук Великобритании (EPSRC).

Прелесть этой фотографии в том, что один атом сфотографирован обычной цифровой камерой. При подсветке сине-фиолетовым лазером атом поглощает и повторно излучает фотоны света достаточно быстро, чтобы обычная камера сумела зафиксировать это на длинной выдержке. Электрические поля ловушки генерируются металлическими электродами. Расстояние между ними на фотографии — два миллиметра.

Охлаждённые лазером атомные ионы представляют собой идеальную платформу для изучения уникальных свойств квантовой физики. Они также служат чрезвычайно точными атомными часами и сенсорами. Возможно, в будущем их будут использовать в квантовых компьютерах, которые на порядок превосходят производительность современных суперкомпьютеров в определённых типах задач.

Снимок сделан через окно камеры сверхвысокого вакуума, в которой находится ионная ловушка. Автор фотографии — Дэвид Надлингер (David Nadlinger) из Оксфордского университета.

«Меня поразила идея, что атом виден невооружённым глазом, — говорит учёный и автор фотографии. — Это представляет собой чудесную прямую и интуитивную взаимосвязь между миниатюрным квантовым миром и нашей макроскопической реальностью. Быстрый расчёт на салфетке показал, что цифры на моей стороне, и в один спокойный воскресный день я отправился в лабораторию с камерой и треногами — и был вознагражден этой конкретной фотографией с маленькой бледно-голубой точкой».

Конкурс проводился в пяти категориях, в каждой из которых определялись трое призёров. Работа Дэвида Надлингера взяла главный приз и 1-е место в категории «Оборудование и аппаратура». Ниже перечислены победители в остальных категориях.

Фото: Li Shen/Imperial College London/EPSRC Photography Competition 2017

Фотография узора, который образуется на мыльной пене в кухонной раковине. Две разноцветные части изображения демонстрируют физический феномен образования и поведения пузырьков в субстратах вроде моющих жидкостей и газированных напитков. На снимке видно, как начинается процесс лопания пузырька, когда две части пены начинают проникать друг в друга. Фотография называется «На кухне далеко-далеко» (In a Kitchen Far, Far Away), что напоминает первую фразу в подводке к космической опере «Звездные войны». Автор — Ли Шен (Li Shen) из Имперского колледжа Лондона

Фото: Estelle Beguin/University of Oxford/EPSRC Photography Competition 2017

«Микропузырёк для доставки лекарства» — работа Эстель Бегуин (Estelle Beguin) из Оксфордского университета, которая победила в категории «Инновации». Такие микропузырьки состоят из газа и биосовместимой оболочки. Они используются для усиления контраста ультразвуковых диагностических изображений. Сейчас изучается возможность их применения в терапевтических целях и для точной доставки лекарств в определённые участки тела человека, например, к раковым опухолям. На изображении с микроскопа показан пузырёк микронных размеров, покрытый липосомами, содержащими препарат. Липосомы имеют нанометровые размеры. Отрезок масштабной шкалы на фотографии равен 2 мкм, то есть диаметр всего пузырька — примерно 5 мкм. Система доставки лекарств включает в себя контролируемую транспортировку и выпуск лекарства в конкретном месте.

Фото: Mr Richard Coyne/University of Edinburgh/EPSRC Photography Competition 2017

Фотография под названием «Человек-паук на мосту Георга Четвёртого» сделана учёными из Эдинбургского университета во время испытания мобильного электроэнцефалографа (ЭЭГ). Доброволец по кличке Человек-паук — один из 95 участников эксперимента в возрасте старше 65 лет, на которых изучали реакцию мозга на различные типы городской среды: от автомобильных дорог до тихих парков. По результатам эксперимента учёные выяснили, что разная городская среда вызывает разный эмоциональный отклик у человека. Это можно использовать в урбанистике для более продуманного городского планирования.

Фото: Bernice Akpinar/Imperial College London/EPSRC Photography Competition 2017

«Природная наноразмерная сеть для захвата цвета» — работа Бернис Акпинар (Bernice Akpinar) из Имперского колледжа Лондона. На фотографии под атомным силовым микроскопом снят фрагмент крыльев бабочки. Они покрыты нанометровой структурой для отражения солнечного цвета на разных длинах волны. Из-за этого эффекта в видимом диапазоне кажется, что крылья бабочки переливаются разными цветами.

Фотографии остальных призёров можно посмотреть здесь.

81714-21: АТОМ ИС Системы измерительные с автоматической фото- видеофиксацией

Назначение

Системы измерительные с автоматической фото- видеофиксацией «АТОМ ИС» (далее -Системы) предназначены для определения значений текущего времени измерений относительно национальной шкалы координированного времени UTC(SU), определения координат местоположения Систем, измерения скорости движения транспортных средств (далее — ТС) в зоне контроля Систем и на контролируемых участках дорог, измерения расстояния до ТС и угла на ТС в зоне контроля Систем в автоматическом режиме.

Описание

Принцип действия Систем, при определении значений текущего времени измерений и координат местоположения Систем основан на получении и обработке данных от встроенного в Систему приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS и синхронизации шкалы времени Системы с национальной шкалой координированного времени UTC(SU) с последующей автоматической записью измеренных значений времени, координат и других результатов измерений в сохраняемые фото- и видеокадры, формируемые Системой.

Принцип действия Систем, при измерении скорости движения ТС в зоне контроля, основан на измерении разности частот высокочастотных сигналов при отражении от движущегося ТС, находящегося в зоне контроля Системы (эффект Доплера).

Принцип действия Систем, при измерении расстояния до ТС в зоне контроля, основан на измерении разности фаз отраженных сигналов на различных несущих частотах.

Принцип действия Систем, при измерении угла на ТС основан на измерении разности фаз отраженных сигналов, принятых пространственно-разнесенными антеннами.

Принцип действия Систем, при измерении скорости движения ТС на контролируемых участках дорог основан на определении интервалов времени, за которые ТС преодолевает известное расстояние.

Системы производятся в трёх вариантах исполнений: интегрированном, дискретном и комбинированном. Варианты исполнения Систем отличаются способами их размещения, используемыми аппаратными блоками и метрологическими характеристиками.

Системы в интегрированном варианте исполнения предназначены как для работы в непрерывном режиме и стационарном размещении на опорах, стойках и других элементах обустройства автомобильных дорог, так и для работы в течение ограниченного промежутка времени в передвижном размещении на специальных конструкциях (штативах, треногах, вышках, на базе транспортных средств). Системы в дискретном и комбинированном вариантах исполнения предназначены для работы в непрерывном режиме при стационарном размещении.

В зависимости от варианта исполнения в состав Систем входят: интегрированные измерительные блоки (маркировка — «IB»), видеоблоки (маркировка — «VB»), вычислительные блоки (маркировка — «CB»).

Конструктивно интегрированные измерительные блоки, видеоблоки и вычислительные блоки выполнены в ударопрочных пылевлагозащищенных корпусах с установленными герметичными разъемами для подключения внешних устройств.

Интегрированный измерительный блок («IB») содержит: видеокамеру, вычислительный модуль, приемник глобальных спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS, накопители данных, модуль управления, системы электропитания и термостабилизации. Интегрированный измерительный блок имеет четыре варианта исполнения: «IB-RP», «IB-RI», «IB-Р», «IB-I», отличающиеся наличием в своем составе радиолокационного модуля и метрологическими характеристиками.

Видеоблок («VB») содержит: видеокамеру, системы электропитания и термостабилизации. Видеоблок имеет пять вариантов исполнения: «VB-Р», «VB-I», «VB-uP», «VB-uI» и «VB-S», отличающихся конструктивным исполнением и метрологическими характеристиками.

Вычислительный блок («CB») содержит: вычислительный модуль, приемник глобальных спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS, накопители данных, модули управления, системы электропитания и термостабилизации. Вычислительный блок имеет два варианта исполнения «CB-1» и «CB-2», отличающиеся конструктивным исполнением.

Измерения скорости движения ТС в зоне контроля, расстояния до ТС и угла на ТС производятся Системами при стационарном или передвижном размещении и имеющими в составе интегрированные измерительные блоки исполнений «IB-RP», «IB-RI».

Измерения скорости движения ТС на контролируемых участках дорог производятся Системами при стационарном размещении и имеющими в составе интегрированные измерительные блоки исполнений «IB-RP», «IB-Р» или видеоблоки «VB-Р», «VB-uP».

Общий вид и места пломбирования блоков Систем представлен на рисунке 1.

Место нанесения маркировки знака утверждения типа

Вычислительный блок CB-1

Вычислительный блок CB-2

Место

пломбирования

Видеоблок исполнений VB-P, VB-I

Место

пломбирования

Видеоблок исполнения VB-S

Видеоблок исполнений VB-uP, VB-uI

Рисунок 1 — Общий вид и места пломбирования блоков Системы.

Программное обеспечение

Программное обеспечение Системы «Binom» содержит метрологически значимую часть «metrol.so». Метрологически значимая часть программного обеспечения «Binom» обеспечивает определение значений текущего времени измерений относительно национальной шкалы координированного времени UTC(SU), определения координат местоположения Систем, измерения скорости движения транспортных средств (далее — ТС) в зоне контроля Систем и на контролируемых участках дорог, измерения расстояния до ТС и угла на ТС в зоне контроля Систем в автоматическом режиме.

Уровень защиты ПО «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014

Таблица 1- Идентификационные данные метрологически значимой части ПО

Идентификационные данные (признаки)

Значение

Идентификационное наименование ПО

metrol.so

Номер версии (идентификационный номер) ПО

1. 0.0

Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода)

36c5a6ee183345a8d3d0722170dee70e

Алгоритм вычисления идентификатора ПО

MD5

Таблица 2 — Метрологические характеристики

Наименование характеристики

Значение

характеристики

Пределы допускаемой абсолютной погрешности синхронизации внутренней шкалы времени относительно шкалы UTC (SU), нс

±100

Пределы допускаемой абсолютной погрешности присвоения времени видеокадру относительно шкалы UTC (SU), мс:

— для интегрированных измерительных блоков исполнений «IB-RI», «IB-I», видеоблоков исполнений «VB-I», «VB-uI», «VB-S»:

— для интегрированных измерительных блоков исполнений «IB-RP», «IB-P», видеоблоков исполнений «VB-P», «VB-uP»:

±1000

±1

Допускаемые границы абсолютной инструментальной погрешности (при доверительной вероятности 0,95) определения координат местоположения Системы в плане в статическом режиме при геометрическом факторе PDOP не более 3, м

— в автономном режиме

— с использованием дифференциального режима SBAS

±5

±1,5

Диапазон измерений скорости движения ТС на контролируемом участке дороги, км/ч

от 0 до 350

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений скорости движения ТС на контролируемом участке дороги:

— в диапазоне от 0 до 200 км/ч включ, км/ч

— в диапазоне свыше 200 до 300 км/ч включ, км/ч

— в диапазоне свыше 300 до 350 км/ч включ, км/ч

±1

±2

±3

Диапазон измерений скорости движения ТС в зоне контроля, км/ч (для интегрированных измерительных блоков исполнений «IB-RP», «IB-RI»)

от 1 до 350

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений скорости в зоне контроля, км/ч

(для интегрированных измерительных блоков исполнений «IB-RP», «IB-RI»)

±1

Диапазон измерений расстояния до ТС, м

(для интегрированных измерительных блоков исполнений «IB-RP», «IB-RI»)

от 1 до 100

Пределы абсолютной погрешности измерений расстояния до ТС, м (для интегрированных измерительных блоков исполнений «IB-RP», «IB-RI»)

±1

Диапазон измерений угла на ТС, °

(для интегрированных измерительных блоков исполнений «IB-RP», «IB-RI»)

±22

Пределы абсолютной погрешности измерений угла на ТС, °

(для интегрированных измерительных блоков исполнений «IB-RP», «IB-RI»)

±1

Наименование характеристики

Значение

характеристики

Минимальная протяженность контролируемого участка дороги, м

100

Условия эксплуатации:

— температура окружающей среды, °С

— относительная влажность при температуре 35 °С, %, не более

— атмосферное давление, кПа

от -60 до +60 98

от 60 до 106,7

Напряжение питания от сети постоянного тока, В

от 10 до 24

Напряжение питания от сети переменного тока, В

Частота переменного тока, Гц

(для вычислительных блоков CB-1, CB-2)

от 85 до 300 50±1

Потребляемая электрическая мощность, Вт, не более:

— интегрированный измерительный блок, исп. IB-P, IB-I, IB-RP,

IB-RI

— видеоблок, исп. VB-P, VB-I

— видеоблок, исп. VB-uP, VB-uI

— видеоблок, исп. VB-S

— вычислительный блок CB-1

300

— вычислительный блок CB-2

Габаритные размеры, мм, не более

а) интегрированный измерительный блок, исп. IB-P, IB-I, IB-RP,

IB-RI

— длина

260

— ширина

285

— высота

170

б) видеоблок, исп. VB-P, VB-I

— длина

440

— ширина

120

— высота

110

в) видеоблок, исп. VB-uP, VB-uI

— длина

200

— ширина

100

— высота

100

г) видеоблок, исп. VB-S

— длина

220

— ширина

220

— высота

350

д) вычислительный блок CB-1

— длина

260

— ширина

420

— высота

720

е) вычислительный блок CB-2

— длина

150

— ширина

200

— высота

300

Наименование характеристики

Значение

характеристики

Масса, кг, не более

— интегрированный измерительный блок, исп. IB-P, IB-I, IB-RP, IB-RI

— видеоблок, исп. VB-P, VB-I

— видеоблок, исп. VB-uP, VB-uI

— видеоблок, исп. VB-S

4,3

— вычислительный блок CB-1

— вычислительный блок CB-2

Знак утверждения типа

наносится фотохимическим способом на шильду, расположенную на корпусе интегрированного вычислительного блока или вычислительного блока Системы, а также типографским способом на титульный лист формуляра 4278-001-13188666-2020 ФО.

Комплектность

Таблица 4

Наименование

Обозначение

Количество

Система измерительная с автоматической фотовидеофиксацией «АТОМ ИС» в составе:

Интегрированный вариант исполнения

Интегрированный измерительный блок (исп. IB-RP или IB-RI или IB-P или IB-I)

Дискретный вариант исполнения

Видеоблок (исп. VB-P или VB-uP или VB-I или VB-uI или VB-S)

Вычислительный блок (исп. CB-1 или CB-2)

Комбинированный вариант исполнения

Интегрированный измерительный блок (исп. IB-RP или IB-RI или IB-P или IB-I)

Вычислительный блок (исп. CB-1 или CB-2)

Видеоблок (исп. VB-P или VB-uP или VB-I или VB-uI или VB-S)

Комплект документов

Система измерительная с автоматической фотовидеофиксацией «АТОМ ИС». Формуляр

4278-001

13188666-2020

ФО

ГСИ. Системы измерительные с автоматической фото- видеофиксацией «АТОМ ИС». Методика поверки

4278-001

13188666-2020

МП

Система измерительная с автоматической фотовидеофиксацией «АТОМ ИС». Руководство по эксплуатации

4278-00113188666-2020 РЭ

* — количество может быть увеличено по заказу

Сведения о методах измерений

приведены в разделе 1 документа 4278-001-13188666-2020 РЭ «Система измерительная с автоматической фото- видеофиксацией «АТОМ ИС». Руководство по эксплуатации».