Лаборатория 360
Исследовательский центр перспективных технологий
Поиск по сайту

А ВЫ ЗНАЛИ О СПИЧКАХ?

Сверхточные часы обеспечат сверхбыстрый интернет и навигацию для беспилотников

В России созданы сверхточные часы размером со спичечную коробку — малогабаритный рубидиевый стандарт частоты и времени. Он в сто тысяч раз точнее самых продвинутых кварцевых часов.

Новое устройство позволит сделать спутниковую навигацию более «дальнозоркой»: точность вырастет с пяти метров до нескольких сантиметров.

США, Германия, Франция, Япония, Китай, Индия и другие ведущие страны наперегонки разрабатывают подобные стандарты частоты, так как их внедрение в информационных технологиях, навигации, связи и транспорте означает огромный рывок в экономике.

Суперкомпьютеры уйдут в прошлое

Работы над развитием атомных часов в рамках проектов Росстандарта позволят повысить точность спутниковых систем навигации с двух-пяти метров до нескольких сантиметров, а без этого разработки в области беспилотного транспорта теряют смысл. Установка таких часов в обычные компьютеры позволит создавать распределенные системы, не уступающие по своей мощности самым дорогим суперкомпьютерам: в них с безупречной точностью будет синхронизировано между собой решение миллионов подзадач для выполнения одной большой задачи. А для обычного пользователя это означает на порядки более быстрый Интернет.

Миниатюрное устройство разработали во Всероссийском НИИ физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ) Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Институт известен тем, что именно он отвечает за точное время в нашей стране. Руководителю проекта по созданию малогабаритного рубидиевого стандарта — доктору физико-математических наук Виталию Пальчикову — довелось работать за рубежом с несколькими лауреатами Нобелевской премии в области разработки сверхстабильных стандартов частоты.

Миниатюрные атомные часы означают переворот в экономике: на них основаны навигация для беспилотников, суперкомпьютеры и сверхбыстрый Интернет

В повседневной жизни мы постоянно используем такие стандарты частоты, которые синхронизируют между собой множество элементов в системах связи и навигации. Без них рассыплются мобильные сети, перестанет работать GPS и ГЛОНАСС, остановится передача данных по волоконно-оптическим линиям связи, по которым идет трафик Интернета.

Атомы разместят в спичечной коробке

Рубидиевый стандарт на два порядка повышает точность синхронизации, открывая тем самым принципиально новые возможности. В его основе — тот же колебательный процесс, что и у маятниковых или кварцевых часов, только колебания обеспечивает атом — один из самых точных естественных «хронометров» во Вселенной. Атомные часы заменят кварцевые в массовых устройствах, как только будут решены две задачи — их объем доведен до одного-двух кубических сантиметров, а стоимость — до ста долларов.

Объем атомных часов сегодня составляет 15-20 кубических сантиметров, но следующее поколение будет еще меньше (2 кубических сантиметра), а также еще точнее — за счет применения технологии лазерного охлаждения. Корреспондент «Российской газеты» стал одним из первых, кто увидел практически готовое изделие. В этом году ВНИИ ФТРИ планирует приступить к опытно-конструкторским работам, малосерийное производство можно будет начать через два-три года, рассказал «Российской газете» генеральный директор института Сергей Донченко.

В устройстве применяется очень сложная, новая элементная база и полупроводниковый лазер с узкой спектральной линией, четко настроенной на квантовый переход рубидия. Часть деталей изготавливается на 3D-принтере. Испытания показывают, что квантовые часы устойчивы к удару, способны работать при больших нагрузках и ускорениях. При этом в разных точках небольшого объема поддерживается разная температура, отличающаяся на десятки градусов.

100 тысяч раз — на столько рубидиевый стандарт частоты точнее самых продвинутых кварцевых часов

Измерение точного времени имеет множество прикладных применений. На этом строится не только навигация и спутниковая связь, но и безопасность атомных объектов, геодезия и разведка полезных ископаемых. «Внедрение малогабаритного квантового стандарта частоты особенно актуально в системах, критичных к массе и габаритам, — рассказал «Российской газете» заместитель руководителя Росстандарта Сергей Голубев. — Речь идет о беспилотных летательных аппаратах, переносных и мобильных системах различного назначения, измерительной аппаратуре, использующей кварцевые генераторы».

Источник: https://rg.ru/2017/09/10/v-rf-sozdali-sverhtochnye-chasy-pozvoliaiushchie-uluchshit-sputnikovuiu-navigaciiu.html

Ничем уже не удивить современного человека – мы жмем руку роботу и выращиваем части тела на 3D принтере. Но не все мы и не каждый день. Зато в быту мы постоянно сталкиваемся с предметами, которые прогресс изменил до неузнаваемости.

Весы

Человечество знакомо с весами со II века до нашей эры. Древние торговцы делали гирьки каждый на свой вкус. А вот всем привычная единица веса — килограмм была принята только в 1918 году.

   

Градусник

Изобретателем градусника считается Галилей. Вот только температура тела его не волновала. Учёный измерял степень тепла воды. Первые термометры заполнялись винным спиртом. До сих пор в России в продаже есть градусники, похожие на своего старинного прадеда, но электронные с каждым годом становятся всё популярнее.

   

Кухонная плита

Здесь логичнее было бы упомянуть печь. Но мы вспомним первую железную кухонную плиту. Её изобрели китайцы в 100-200 гг. н. э. Прошло всего 17 веков, чтобы плита перешла с твердого топлива на газ и электричество. Сравните!

   

Фен

Страшно представить, что это демоническое устройство – всего лишь фен для сушки волос. Первое устройство создал француз Александр Годфруа в 1880 году. А огромные колпаки, под которыми сиживало большинство наших бабушек, были изобретены в 50-х годах в США.

 

Миксер

Первые миксеры весили почти 30 килограммов, стоили как новый Форд и использовались только в пекарнях. Домашние миксеры появились на кухнях в 1936 году.

   

В данном материале приведено обобщенное резюме социально-экономического обзора, подготовленного специалистами информационно-аналитического ресурса «Наука для жизни в рамках программы по изучению социально-трудовой мобильности и профессиональной ориентации молодежи.

В материалы социально-экономического обзора вошел рейтинг профессий в области высоких технологий, спрос на которые обусловлен требованиями научно-технического прогресса. Рейтинг подготовлен информационно-аналитический ресурсом «Наука для жизни» совместно со специалистами портала «Профессионалы.ру». В рамках исследования был проведен экспертный online-опрос HR-директоров, директоров по стратегическому развитию, руководителей ведущих российских технологических компаний, ректоров российских вузов, экспертов, прогнозистов-футурологов и аналитиков. Полный текст исследования будет опубликован на сайте «Наука для жизни. Лаборатория «Эталон»» после завершения всех этапов исследования.

ТОП-10 СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ-ДРАЙВЕРОВ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА

Направление подготовки

Прогноз увеличения спроса на специалистов по специальности к 2023 году (в %)

1

Робототехника и мехатроника

в два раза

 

Биоинженерия

~+75%

 

Автоматизированные системы управления

~+75

2

Анализ данных

~+70%%

 

Материаловедение

~+65%

4

Космические технологии

~+60%

5

Урбанистика

~+50%

6

Метрология

~+45%

7

Космические технологии

~+45%

8

Урбанистика

~+40%

9

Информационные системы связи

~+35%

10

Нейроэкономика

~+30%

Из данных опроса следует, что основная часть перспективных профессий на российском рынке труда сейчас появляется в ИТ-сфере. И это не только общероссийский тренд, но и общемировой. Достаточно большое количество специальностей будет с течением времени появляться на стыке IT и других отраслей. Общим трендом является увеличение требований именно по междисциплинарной подготовке специалистов.

Робототехники и мехатроники

Робототехники сочетают навыки инженеров, программистов и кибернетиков. Ключевые направления деятельности – проектирование, программирование и производство роботов. Родственной для робототехники отраслью является мехатроника – направление по изучению и эксплуатации машин и систем с программным управлением. Общая специализация специалистов по мехатронике – любые приборы, выполняющие конкретные задачи. Программируемая аппаратура применяется в медицине и быту, космосе и системах безопасности.

Биоинженеры
Биоинженерия – одно из относительно новых направлений науки на стыке биологии и медицины. Предполагается, что к 2028 году число биоинженеров увеличится на 175%. В область профессиональных компетенций биоинженеров входят создание искусственных органов для человека, включая регенеративную медицину, разработка генетически модифицированных организмов растений и животных, разработка вакцин от старения.
Инженеры по автоматике
Автоматизированные системы управления имеют широкую сферу применения в различных областях промышленности и производства, а также в жилищно-коммунальном хозяйстве и в быту. Автоматика управляет такими процессами, как транспортировка углеводородов, используется для регулирования транспортного потока на дорогах – светофоры, семафоры, стрелочные переводы, уличное освещение, лифтовое оборудование и регулирование температуры воды в батареях жилищного сектора. По прогнозам опрошенных специалистов, в будущем спрос на таких специалистов будет расти, а сама отрасль АСУ будет разделена на ряд менее крупных прикладных направлений.

Специалисты по анализу данных
Результаты работы специалистов по Data Science в основном представлены агрегированными потоками данных или настроенными машинными алгоритмами. Работа таких специалистов позволяет решать важные прикладные задачи. . Анализ данных широко используется для оптимизации транспортной ситуации и дорожных условий, модернизации навигации и при прогнозировании погоды, анализа спроса на энергоносители и более эффективного их перераспределения между потребителями, прогнозирования преступности и терроризма, в предиктивной медицине, прогнозирования потребительского поведения в интересах крупных торговых сетей. Устанавливаемые на трубопроводах, магистралях и больших производствах специальные датчики позволяют отслеживать неисправности и предупреждать крупные аварии. Вероятность мощного землетрясения или разрушающего урагана – также могут быть спрогнозированы с использованием больших данных.

Материаловеды
В основе не менее 70% всех инновационных разработок лежат исследования различных материалов. Современное материаловедение – одна из динамично развивающихся отраслей. Знания в области композитных материалов для производства широко используются в самых разных отраслях: при создании композитных материалов для 3D-печати (аддитивные технологии), экологичных материалов для безопасной упаковки, имплантов человеческих органов, модернизированного дорожного покрытия, оболочки летательных средств.

Специалисты по космическим технологиям
Развитие космических технологий тесно связано с применением новых технологий на Земле. Рационализация исследований космоса способствует, в том числе, решению энергетических проблем человечества. Космические технологии влияют на развитие военного комплекса, а также являются частью крупнейших национальных и международных программ, связанных с изучением развития Земли с обязательным использованием космической информации.

Урбанисты
Урбанисты — специалисты по городскому планированию, в задачи которых входит создание максимально комфортной для человеческого проживания городской среды. Рост масштаба городов, увеличение численности населения обязывают применять принципиально новые подходы к формированию эргономичной городской среды, оптимизации подземных коммуникаций, развитию транспортной инфраструктуры, жилищных комплексов.

Метрологи
Развитие международной торговли и экономики требует единства измерений. Точность измерений – необходимое условие научно-технического прогресса. Результаты работ ученых-метрологов позволяет обеспечить единый научный измерительный фундамент для слаженного и согласованного развития самых разных отраслей: от авиастроения и систем связи до пищевой промышленности и ядерных технологий.
Специалисты по информационным системам связи
Информационные системы позволяют обеспечивать своевременную подачу требуемой информации и используются повсеместно: в банках и государственных учреждениях, в аэропортах и на заводах, больницах, школах, мобильных портативных устройствах. От качества работы информационных систем зависит точность и скорость движения финансовых потоков. В комплекс работ специалиста по информационным системам входит программное и математическое обеспечение, техническое обеспечение, информационное обеспечение и технологии, а также организационно-методическое и правовое обеспечение.

Нейроэкономисты
Нейроэкономика – одна из молодых междисциплинарных отраслей, которая изучает процесс взаимодействия мозга с внешним окружением, чтобы определить экономическое поведение. Нейроэкономисты работают над тем, чтобы объяснить, как принятие решений зависит от активности мозга, как эволюционные тенденции отражаются в нашем поведении, понять, как на наше решение влияют гены, гормоны, то есть создать интегративную новую теорию принятия решения.

 

Системы передачи данных наконец станут полностью защищены от постороннего вмешательства

Российские физики-метрологи разработали систему обеспечения абсолютной точности счёта одиночных фотонов для защиты квантового криптографического канала. Новая разработка заключается в абсолютной калибровке детекторов, которые работают в режиме счёта одиночных фотонов. Разработка в первую очередь будет интересна для оборонной промышленности, банкам и службам госбезопасности.
Квантовая криптография – новый перспективный метод защиты коммуникаций, основанный на принципах квантовой физики. Новая разработка обеспечит надёжность и защищенность квантового криптографического канала за счет возможности проверки абсолютной чувствительности счётчиков с точностью до одиночных фотонов. Кроме того, метод позволит проводить аттестацию аппаратуры, которая применяется в квантовых криптографических системах.

Квантовая криптография приносит миру $7 млрд
Объем мирового рынка информационной безопасности сегодня оценивается более чем в $80 млрд с тенденций роста до $100 млрд. Рынок собственно квантовой криптографии оценивается примерно в $7 млрд. В настоящее время на свободном рынке доступны аналогичные системы квантового шифрования производства Швейцарии и Австрии, но широкого применения они пока не получили. Потенциальных заказчиков останавливает высокая стоимость систем (порядка $200 тыс.), ограничения по длине линии оптической связи (около 50 км) и принципиальная инновационность метода.
Технологии квантового шифрования стремительно совершенствуются, в августе 2017 года китайский спутник «Мо-цзы» впервые в истории осуществил успешную передачу данных при помощи метода квантовой криптографии. В России созданием метода поверки элементов систем квантового шифрования занимается Всероссийский Научно-Технический Институт Оптико-Физических измерений (ВНИИОФИ). Необходимость такой разработки в институте объясняют приближающимся появлением на рынке серийного оборудования для квантовой криптографии и внедрением этого оборудования в системы передачи данных.

Это прорыв в безопасной передачи информации
В системе шифрования передаваемой информации две проблемы: первая, обеспечить безопасность линии связи от прослушивания, вторая, если прослушивание имеет место, сделать невозможным расшифровку сигнала. Используемые на сегодня математические методы шифрования решают вторую задачу – невозможность расшифровать сигнал. Определить, имеет ли место факт прослушивания, они не в состоянии. Квантовое шифрование принципиально решает первую задачу – выявляет факт прослушивания. При этом в систему передачи квантовой информации теоретически можно встроить методы математического шифрования. Потенциально это дает огромный рывок в обеспечении безопасности передачи информации.
При внедрении любых автоматизированных систем, тем более шифровальных, стоит принципиальная проблема проверки параметров такого оборудования. Если производитель обещает регистрацию 70% попадающих в приемник фотонов, а реально он регистрирует только 50%, вероятность обнаружения утечки информации недопустимо отличается от заданной. Теперь показатели станет возможным проверить с помощью нового метода. С развитием технологий квантовой криптографии и прогнозируемого высокого спроса на подобное оборудование наличие проверенных методов калибровки измерений является необходимым условием, без них математические алгоритмы работать не будут.

С утечкой данных скоро будет покончено
Задача современных методов защиты информации не ограничивается выявлением факта несанкционированного доступа – необходимо сделать недоступным расшифровку сигнала. Эту задачу решает высокая точность однофотонных детекторов. Пока оборудование для регистрации единичных фотонов закупается за рубежом, однако начать его выпуск обещают некоторые российские компании.
Во ВНИИОФИ прогнозируют начало серийного внедрения систем квантовой криптографии в течение ближайших пяти лет. В Российском квантовом центре обещают выпустить на рынок первое коммерческое устройство уже в следующем году. Создаваемый во ВНИИОФИ метод обеспечит гарантированную калибровку элементов оптических систем квантового шифрования, что позволит перейти от их тестирования на экспериментальном уровне к широкому внедрению. По мере роста рынка возможно потребуется выпуск систем калибровки для центров измерений в российских регионах.

Скорость — это разновидность экстаза, подаренная человеку технической революцией.

                                                                                                                                Милан Кундера

ТОЧНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ НОРМ ГТО И «КРОССА НАЦИЙ» ОБЕСПЕЧИЛИ КИРОВСКИЕ МЕТРОЛОГИ

«Беги быстрее, а то опоздаешь на автобус!», — распространенная ситуация. Такие опоздания обидны, но, как правило, не смертельны. А вот в спорте важны не только секунды, но и сотые доли секунды. Именно точный замер времени может решить, какое место займет спортсмен или установит ли новый мировой рекорд. Как правильно уловить эти самые секунды и доли секунд?

Центр стандартизации и метрологии Кировской области обеспечил точность показаний секундомеров во время «Кросса Нации – 2017».

Всего в России участие в кроссе приняли полтора миллиона человек. Результаты фиксировались, в том числе, и в протоколах по выполнению норм ГТО.

«Кросс нации» проводится в России с 2004 года. Это одно из самых массовых спортивных мероприятий в стране.

«Секундомеры прошли проверку точности показаний на государственном рабочем эталоне единицы времени – установке для поверки секундомеров УПМС – 1. Результаты исследований показали, что технические и метрологические характеристики секундомеров полностью удовлетворяют требованиям,  предъявляемым к измерениям в области проведения спортивных соревнований» — сообщает Ольга Семакина, начальник отдела поверки средств измерений механических величин ФБУ «Кировский ЦСМ».

Основной целью «Кросса Нации – 2017» является привлечение внимания к занятиям физической культурой.

 

В Оренбурге призывают не терять деньги на неправильных диагнозах

Потери от непроверенного медицинского оборудования могут составить 87,9 млн в год, считают в Оренбургском Центре стандартизации и метрологии.

Согласно существующему законодательству, далеко не все средства измерения такой социально значимой группы как «здравоохранение» подлежат обязательной поверке. Так, например, законом не закреплена обязательная поверка средств измерения, необходимых при диагностировании сердечно-сосудистых заболеваний (кардиографы, кардиогаджеты). Как следствие, неверно поставленный диагноз, часто сопряженный с некорректными показателями технического оборудования, ведет к прямым экономическим потерям. Расчеты Оренбургского ЦСМ показали, что минимальные затраты на посещение врача, если сразу поставлен верный диагноз (затраты на профилактическое исследование), составляют 391 р. на одного человека. Средние затраты при постановке неправильного диагноза составят уже 6525,8 р., т.е. в 16,6 раза больше. С учетом статистических данных о заболеваемости в Оренбургской области потери в этом случае составят 87,9 млн в год (при этом проводился только базовый подсчет: один поход к врачу — одна диагностика — один больничный лист).

Подробнее об исследовании http://www.ria-stk.ru/libraries/detail.php?ELEMENT_ID=107309&sphrase_id=1806273

Россия входит в пятерку стран, которые активно продвигают метрологию

Во что превратилась бы наша жизнь, если бы вдруг исчезли единицы измерения – все эти вольты, граммы, кельвины? Ни тебе телевизор посмотреть, ни в магазин сходить, ни по погоде одеться. И это еще цветочки.

– Любое получение информации – визуальное, текстовое, слуховое – это на самом деле измерение: когда мы различаем слова, символы, образы, мы их с чем-то сравниваем, – объясняет директор Всероссийского научно-исследовательского института метрологии имени Менделеева Кирилл Гоголинский. – Точность измерений определяет уровень экономического развития государства и темпы его развития.

Кельвин, метр и ампер — в Петербурге

Говорить всему миру на одном языке помогает метрология – наука, обеспечивающая единство измерений. Если бы не она, человечество не смогло организовать торговлю, наладить работу инженерных коммуникаций, даже собрать автомобиль.

Воплощением меры служит либо какой-то прибор (к примеру, линейка), либо предмет (та же гиря). Приборы и предметы, с которых делают многочисленные копии, называют эталонами. Каждое государство стремится создать как можно больше эталонов и применить для этого высочайшие технологии, дабы каждый раз не ездить за идеальной гирей к соседям или во Францию (там хранится главный килограмм мира).

– Сегодня у нас в стране существует 164 эталона, – объясняет руководитель Росстандарта Алексей Абрамов. – Россия входит в пятерку стран, которые активно продвигают метрологию.

54 из 164 эталонов хранятся в НИИ Менделеева, «колыбели русской метрологии». Все эталоны мира рождаются из семи базовых величин: метр (длина), килограмм (масса), секунда (время), ампер (сила электрического тока), кельвин (температура), моль (количество вещества) и кандела (сила света).

Государственные эталоны – это национальное достояние. Но эта великолепная семерка – ценнейшие среди них. И четыре меры – метр, ампер, кельвин и килограмм – хранятся в Петербурге.

Десять лет подготовки

– В кельвине мы лучшие в мире! – говорят институтские. – Отечественные разработки способны расширить диапазон до 3 473 градусов по шкале Кельвина и сократить погрешность при воспроизведении в полтора-два раза.

Ноль по шкале Кельвина равняется минус 273 градусам Цельсия. Выглядит эталон температуры далеко не как градусник: установка из сложнейших тепловых излучателей, множества линз, двух абсолютно черных тел и нескольких компьютеров, основанная на квантовых эффектах, занимает полкомнаты. Семьдесят процентов деталей – российские.

В помещении, где «живет» кельвин, поддерживают постоянную температуру: даже недолгое пребывание компании людей в лаборатории сказывается на показаниях.

– Сейчас происходит сличение нашего кельвина с японским, – объясняет хранитель кельвина Анатолий Походун. – Сам процесс занимает много времени: сравнить в одной точке – около двух часов, а ведь надо во многих. Одному человеку не справиться. Готовились к этому сличению десять лет.

Ом предпочитает запредельный холод

Король среди электрических величин – ампер. Но потихоньку происходит переориентация на квантовые эталоны вольта (напряжение) и ома (сопротивление). Вольт «обитает» в сложной установке, помещенной в экранированную комнату. Измерения ведут при сверхнизких температурах.

– Самые низкие температуры применяют при воспроизведении специальных электрических величин, – разъясняет хранитель вольта Александр Катков. – Температуры достигают милликельвинов. В них тепловые колебания атомов настолько малы, что не разрушают электрические свойства материалов. Вольт при четырех кельвинах измеряют с точностью на уровне десять в минус одиннадцатой степени.

По сути, вольт представляет собой микросхему, помещенную в жидкий гелий. – У нас разработан единственный в мире переносной эталон вольта, – отмечает Кирилл Гоголинский. – С помощью него проводили международные сличения, и мы показали лучшие в мире результаты.

Ом тоже предпочитает запредельный холод. За сопротивлением можно проследить буквально по одному электрону.

– Одна из проблем – присутствующее магнитное поле, – рассказывает хранитель ома Юрий Семенов. – Вытащить микроструктуры из него непросто. А ведь нам нужно измерять нановеличины.

Посреди лаборатории вольта стоит каменный стол. Но это не просто предмет интерьера: это… вершина трехэтажного 750-тонного фундамента отдельного здания, находящегося внутри здания. Бетонный «термос» независим от внешних стен. Ведь ни малейшая вибрация – от оживленного Московского проспекта, от соседней станции метро «Технологический институт», от ходящих по Загородному трамваев – не должна добраться до святая святых, до килограмма.

Главному российскому килограмму 125 лет

Если эталоны шести основных единиц измерения базируются на физических константах и от «железа» не зависят, то килограмм – последний эталон-артефакт. То есть хоть и совершенный, но предмет.

– Всемирный эталон килограмма – гиря, которая хранится в Севре под Парижем, – разъясняет Гоголинский. – Копии ее есть во всех метрологических институтах мира. Ситуация такова: если украсть первичный килограмм во Франции, то весь мир потеряет единицу килограмма.

Главному российскому кило (и его запасному брату-близнецу) 125 лет. Он представляет собой гирю из сплава платины и иридия с высотой и диаметров в 39 миллиметров. Хранится килограмм под герметичным колпаком в сейфе за тремя замками в отдельном бункере в лаборатории с определенными влажностью и температурой, которая и находится в здании-«термосе».

– Достаем эталон раз в пять лет для сличения с копиями, – рассказывает хранитель килограмма Виктор Снегов. – С парижским эталоном последние разы сличали в 1993 и в 2013 годах.

Но даже в таких условиях российский килограмм «похудел». Пока на один микрограмм при погрешности измерений в три микрограмма. А вот его французский прародитель со временем стал легче на пятьдесят микрограммов. Причина, предполагают ученые, в движении атомов и микропереносе частиц металла на подставки во время сличений.

Предыдущий мировой эталон килограмма был куда менее надежным и удобным: это был кубический дециметр дистиллированной воды. Эталон массы невольно зависел от эталона длины. Теперь же есть вакуумные компараторы – суперсовременные весы, которые способны пересчитать объект по атомам.

– В пределах погрешности наш нынешний килограмм не изменился, но требования растут, – рассказывает Кирилл Гоголинский. – Стоит проблема не только точности, но и сохранения и воспроизведения килограмма как такового.

Вклад метрологии в экономику — один процент ВВП

Увеличивать число знаков после запятой требуют развивающиеся экономика и промышленность.

– Переопределение назрело давно: точные производства, такие, как фармакология, активно развиваются, – отмечает Алексей Абрамов. – А ведь вклад метрологии в экономику составляет один процент от ВВП.

Перейти от рукотворных эталонов к абсолютно точным квантовым величинам мировое сообщество планирует в 2018 году.

– Есть два международных проекта, посвященных новому эталону килограмма, – объясняет Виктор Снегов. – Первый – определение килограмма через постоянную Планка с помощью так называемых ватт-весов, на которых сравнивают механическую и электрическую энергии. Второй – это путь постоянной Авогадро и кремниевой сферы.

Килограммовый шар из изотопа кремния 28 можно принять за ту же гирю. Но есть одно важное отличие: ученые знают, сколько в этом шаре атомов. Их – страшно сказать – около пятидесяти септиллионов штук (после пятерки – 43 нуля). Если человечество перейдет от гири к сфере, то на вопрос, что такое килограмм, станут отвечать: «Это масса стольки-то атомов кремния-28». Воспроизводить новые эталоны помогут компараторы. И никакого «старения» металла, никаких разночтений.

– Кремний – очень стабильный элемент: распадется он через миллиарды лет, слой окисления у него минимальный, – объясняют ученые. – У него четкая кристаллическая структура, так что шлифовкой можно добиться одного числа атомов в диаметре по всем направлениям. Шар – самая оптимальная форма.

Сейчас в мире около сотни таких сфер. Первые две обошлись в два миллиона евро: только полировка чистейшего кремния российского производства, которая шла в Австралии, длилась два года.

Импорт пока 89 процентов

В Ломоносове появится технопарк, где будут создавать новые эталоны

В борьбе за независимость от импорта Россия «нажимает» на метрологию. На базе отделения НИИ Менделеева в Ломоносове появится технопарк, где будут создавать новые эталоны и разрабатывать автоматические измерительные системы.

– Технопарк объединит российский разработчиков и производителей измерительного оборудования и компетенции Росстандарта, – рассказывает начальник отдела инвестиционных проектов ВНИИМ имени Менделеева Андрей Хованский. – Планируем полное исключение импорта. Если сейчас это 89 процентов, то к 2020 году будет, как минимум, пятьдесят.

В полную силу технопарк заработает в 2022 году. Сейчас на участке в 35,5 гектара расположены восемнадцать зданий, в том числе уникальные корпуса: помехозащищенные здания, подземные лаборатории. Правда, им нужен ремонт. В ходе первой очереди на участке появятся пять промышленных зданий, логистический комплекс, административное здание и три жилых корпуса для иногородних специалистов.

Проектирование займет год, ремонт и строительство – еще два. На все нужно 9,1 миллиарда рублей.

В первую очередь, технопарк займется автоматизированными измерительными системами в сфере экологии. В планах и электрохимические измерения для медицины, метрология «умных» киберфизических систем, метрология газового и нефтехимического комплекса. А заодно – развитие эталонной базы. Причем делать это резиденты будут только на своем оборудовании.

– Обсуждаем пакет налоговых льгот для технопарков, – рассказывает председатель Комитета по промышленности и инновациям Петербурга Максим Мейксин. – Создание измерительной аппаратуры и всего, что с этим связано, попадет в перечень видов деятельности, для которой обнуляются налоговые ставки.

Трудится в технопарке уже готовы около десяти организаций. В Смольном считают, что технопарк «Ломоносов» станет «серьезным прорывным проектом».

Источник: https://www.spb.kp.ru/daily/26672/3694362/