Estrellas de neutrones giratorias para probar y calibrar relojes atómicos. Noticias gratuitas de la biblioteca técnica

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Rotación de estrellas de neutrones para probar y calibrar relojes atómicos

06.01.2019

En las páginas de nuestro sitio web hemos hablado repetidamente sobre los relojes atómicos, que proporcionan lecturas de tiempo de alta precisión. Y, por supuesto, muchos de nuestros lectores se han preguntado en repetidas ocasiones cómo se obtienen los valores de las características de estos relojes, ya que para medir algo con cierta precisión se necesita un instrumento de medición con al menos un orden de magnitud superior. se requiere precisión. No sabemos cómo otras organizaciones que tienen relojes atómicos a su disposición, pero la Agencia Espacial Europea utiliza las señales de estrellas de neutrones y púlsares giratorios distantes para sincronizar sus relojes, cuyas señales emitidas tienen una estabilidad y precisión suficientemente altas.

Este proyecto, denominado "PulChron", es el desarrollo de científicos de la Universidad de Manchester, el Laboratorio Nacional de Física Británico y la empresa privada GMV. El sistema creado durante este proyecto ya se utiliza en parte para sincronizar los relojes atómicos que alimentan el sistema europeo de navegación por satélite Galileo. Además, las mediciones a largo plazo de las señales de los púlsares, combinadas con las mediciones de las vibraciones de los átomos que vibran en los relojes, hacen posible obtener una sincronización aún más precisa que la que permite cualquiera de los componentes del sistema por separado.

La física Jocelyn Bell Burnell descubrió por primera vez un púlsar en 1967 cuando notó una señal de radio proveniente del espacio profundo con un período de 1,34 segundos. Tenga en cuenta que esta señal fue recibida por las antenas del telescopio Interplanetary Scintillation Array del Observatorio de Radioastronomía Mullard. En la actualidad, ya se sabe que los púlsares son estrellas de neutrones, pequeños y muy densos restos de las explosiones de estrellas masivas, que giran a veces a gran velocidad y emiten un haz de radiación dirigido que se dirige periódicamente hacia la Tierra.

Ahora los púlsares, o más bien sus señales, se utilizan no solo para sincronizar relojes atómicos. También son herramientas para buscar y medir ondas gravitacionales, materia oscura y otros fenómenos a escala cosmológica.

El equipo PulChron recibe datos de cinco radiotelescopios, incluido el European Pulsar Timing Array, que rastrea 18 púlsares simultáneamente. Los relojes atómicos también generan su propia frecuencia, un período del cual es un "tictac" del reloj. Pero los relojes atómicos relativamente simples basados en átomos de hidrógeno excitados por un láser de microondas pueden desviarse (cambiar su frecuencia) durante largos períodos de tiempo. Y en este caso, se requiere otro sistema con mayor estabilidad para realizar la corrección, por ejemplo, el reloj del sistema Galileo requiere un procedimiento de sincronización y corrección cada pocas horas.

El sistema PulChron no es el primer sistema cronométrico "pulsar", además, todavía existe en su primera, podría decirse, versión de demostración. Pero una vez que este sistema esté operativo en su forma final, se utilizará no solo para alimentar el sistema de navegación por satélite, sino también para medir el valor exacto de la hora del meridiano de Greenwich (Tiempo Universal Coordinado, UTC).

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Este explosivo se detecta por su propiedad física llamada presión de vapor: la facilidad con que una sustancia cambia de estado sólido a gaseoso. Para TATP, este indicador es relativamente alto, es decir, la composición cambia fácilmente de estado, lo que significa que el sensor puede detectar partículas gaseosas de una sustancia en el aire circundante.

En el sensor, las moléculas interactúan con un catalizador ácido sólido, el ácido descompone el TATP en sus componentes, acetona y peróxido de hidrógeno. Luego, el peróxido de hidrógeno reacciona con el tinte en el sensor y, por lo tanto, el cambio de color indica la presencia de explosivos basados en TATP en las cercanías. Para detectar una sustancia, el sensor solo necesita una concentración mínima en el aire: solo 2 partes por mil millones.

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