Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2013 № 10

После Олимпиады часть «Ласточек» оставят на Черноморском побережье, а большинство переедет в столицу для обслуживания пассажиров Московского транспортного узла. Пассажиров ожидают кресла, как в «Сапсане», и просторные вагоны. Правда, не обойдется без «побочного эффекта»: сидений в «Ласточке» будет меньше, чем в нынешних пригородных поездах. Так что в электричку поместится столько же пассажиров, но при этом большему количеству людей придется постоять.

Зато доехать до пункта назначения можно будет с ветерком, при этом потратив в полтора раза меньше энергии. «Ласточка» сможет разогнаться до 160 км/ч, в то время как нынешние электрички плетутся со скоростью 40–60 км/ч. Однако, если уж честно, развить максимум «Ласточка» пока сможет лишь на немногих участках нынешних, в большинстве своем уже устаревших пригородных дорог.

В «Ласточках» будет принципиально новая для нашей страны система автоведения — своего рода «автопилот» для электричек, рассказал глава дирекции скоростного сообщения РЖД Дмитрий Пегов. При этом закрывать-открывать двери и экстренно тормозить все равно придется машинисту. Зато поезд лучше защищен от аварий. Особая крэш-система «Ласточки» предотвращает серьезные повреждения при столкновениях и сходах с рельсов: кинетическую энергию поглощают специальные устройства, установленные в торцах вагонов.

Публикацию подготовил С. ЗИГУНЕНКО

Чем точнее часы, тем больше они подходят для использования в навигации, средствах связи или вычислительной технике.

Именно поэтому мастера многие тысячелетия совершенствовали измерители времени, пройдя за это время путь от песочных и солнечных часов до часов атомных.

В 50-х годах ХХ века были предложены устройства, которые измеряли частоту перехода электронов из одного энергетического состояния в другое и обратно, испуская при этом излучение строго определенной частоты. Они оказались столь точны, что в 1967 году был принят стандарт секунды, как время, за которое атом цезия-133 совершит 9 192 631 770 таких квантовых переходов.

Первые атомные часы работали с точностью 10 -10с, потом специалисты научились отмерять время с точностью 10 -15с, что дает ошибку в 1 секунду за 30 миллионов лет. Точность же атомных стронциевых часов, которые разработала лет пять тому назад в Университете Токио группа специалистов под руководством Хидетоши Катори, составляет 10 -18с. Для достижения такого результата японским ученым пришлось решить две проблемы.

Прежде всего, специалистам известно, что атомные часы, работающие на изотопе стронция, можно создавать двумя путями: используя колебания отдельно взятого атома или заставить синхронно колебаться сразу несколько атомов.

Преимущество отдельного атома состоит в том, что его несколько проще оградить от внешних электромагнитных воздействий, которые влияют на частоту колебаний. Недостаток же такого подхода — в чрезвычайной трудности измерения высокочастотных вибраций единственной микрочастицы.

Многоатомные часы дают более мощный сигнал, но менее точны из-за помех, создаваемых электромагнитными полями самих атомов.

Так вот, созданные в Токийском университете стронциевые «ходики» объединили преимущества двух подходов — здесь задействовано шесть лазерных лучей, благодаря которым электромагнитные волны атомов оказываются защищены от постороннего влияния. При этом измеряется сигнал каждого из атомов, а затем все показания суммируются. Таким образом, сигнал не только усиливается, но и исключаются ошибки случайных отклонений; ведь в итоге за конечный результат принимается среднее арифметическое многих значений.

Следующий шаг сделали недавно исследователи из NIST (Национального института стандартов и технологий США). В начале лета 2013 года они представили пару наиболее точных часов из всех, когда-либо построенных человечеством. Эти «близнецы» способны измерить возраст Вселенной с точностью до секунды.

Так выглядят самые точные атомные часы в мире, дающие погрешность на одну секунду в 3,7 млрд. лет.

Миниатюрные цезиевые атомные часы, созданные в 2011 году, используются в навигационных устройствах.

Конструкторам не только удалось разместить такие часы в объеме, сравнимом с коробкой для детской обуви, но и решить две проблемы. Первая из них связана с эффектом Доплера, возникающим при малейшем движении атома и вызывающим смещение измеренной частоты. Вторая — с эффектом Штарка, проявляющимся в изменении разницы между энергиями различных состояний атома (а значит, и частоты фотона, излучаемого при переходе) под действием электрического поля.