Narodowe Laboratorium Fizyczne (Wielka Brytania) - National Physical Laboratory (United Kingdom)

Narodowe Laboratorium Fizyczne
Narodowe Laboratorium Fizyczne - geograph.org.uk - 16240.jpg
Główne wejście NPL na Hampton Road
Przyjęty 1900 ( 1900 )
Rodzaj badania Fizyka stosowana
Dziedzina badań
Metrologia
Dyrektor Peter Thompson
Personel C. 1000
Adres Hampton Road, Teddington , TW11 0LW, Anglia
Lokalizacja 51°25′35″N 0°20′37″W / 51.42639°N 0,34361°W / 51.42639; -0,34361 Współrzędne: 51°25′35″N 0°20′37″W / 51.42639°N 0,34361°W / 51.42639; -0,34361
Agencja operacyjna
Departament Biznesu, Energii i Strategii Przemysłowej
Strona internetowa npl .co .uk

National Physical Laboratory ( NPL ) jest krajowym standardy pomiarowe laboratorium w Wielkiej Brytanii. Jest to jedno z najbardziej rozbudowanych laboratoriów rządowych w Wielkiej Brytanii i cieszy się prestiżową reputacją dzięki swojej roli w ustalaniu i utrzymywaniu standardów fizycznych dla brytyjskiego przemysłu.

Założony w 1900 roku jest jednym z najstarszych instytutów metrologicznych na świecie. Wśród byłych szefów NPL jest wiele osób, które były filarami brytyjskiego establishmentu naukowego. Prace badawcze w NPL przyczyniły się do rozwoju wielu dyscyplin naukowych, w tym rozwoju zegarów atomowych, a także przełączania pakietów , które jest dziś jedną z fundamentalnych technologii Internetu .

NPL ma siedzibę w Bushy Park w Teddington w Anglii. Zarządza nim Departament Biznesu, Energii i Strategii Przemysłowej .

Historia

Prekursory

W XIX wieku Obserwatorium w Kew było prowadzone przez samofinansujących się wielbicieli nauki. Na początku lat 50. XIX wieku obserwatorium zaczęło pobierać opłaty za testowanie instrumentów meteorologicznych i innego sprzętu naukowego. Gdy uniwersytety w Wielkiej Brytanii tworzyły i rozbudowywały wydziały fizyki , w ostatnich dwóch dekadach XIX wieku komitet zarządzający Obserwatorium stał się coraz bardziej zdominowany przez opłacanych fizyków uniwersyteckich, kiedy to testowanie przyrządów było główną rolą obserwatorium. Fizycy dążyli do utworzenia finansowanej przez państwo instytucji naukowej do testowania standardów elektrycznych.

Wydział Elektryczny Państwowego Laboratorium Fizycznego w 1944 r.

Założenie

Narodowe Laboratorium Fizyczne zostało założone w 1900 roku w Bushy House w Teddington na terenie Obserwatorium Kew. Jego celem było „standaryzacja i weryfikacja przyrządów, badanie materiałów oraz wyznaczanie stałych fizycznych”. Rozrosło się, aby wypełnić duży wybór budynków na terenie Teddington.

koniec XX wieku

Laboratorium było początkowo prowadzone przez rząd Wielkiej Brytanii, a pracownicy stanowili część służby cywilnej . Administracja NPL została zlecona w 1995 r. w ramach modelu rządowego obsługiwanego wykonawcy, przy czym Serco wygrało przetarg, a wszyscy pracownicy zostali przeniesieni do pracy. W tym reżimie koszty ogólne zmniejszyły się o połowę, przychody stron trzecich rosły o 16% rocznie, a liczba opublikowanych recenzowanych artykułów naukowych podwoiła się.

NPL zakupiło duże, najnowocześniejsze laboratorium w ramach kontraktu Private Finance Initiative w 1998 roku. Budowę podjął się John Laing .

21. Wiek

Konserwacja nowego budynku laboratoryjnego, którą podjęło się Serco , została przeniesiona z powrotem do DTI w 2004 r. po tym, jak zaangażowane firmy z sektora prywatnego poniosły straty w wysokości ponad 100 milionów funtów.

W 2012 r. podjęto decyzję o zmianie modelu operacyjnego NPL od 2014 r. w celu włączenia partnerów akademickich i utworzenia na miejscu instytutu nauczania podyplomowego. Data przejścia została później przesunięta nawet o rok. Kandydatami na wiodącego partnera akademickiego były uniwersytety w Edynburgu , Southampton , Strathclyde i Surrey, a jako preferowani partnerzy wybrano sojusz uniwersytetów Strathclyde i Surrey.

W styczniu 2013 r. ogłoszono finansowanie nowego Laboratorium Metrologii Zaawansowanej o wartości 25 mln funtów, które zostanie zbudowane na podstawie istniejącego nieużywanego budynku.

Działalność laboratorium przeszła z powrotem na własność Departamentu Biznesu, Innowacji i Umiejętności (obecnie Departament Biznesu, Energii i Strategii Przemysłowej) z dniem 1 stycznia 2015 r.

Znani badacze

Badacze, którzy pracowali w NPL to: DW Dye, który wykonał ważną pracę przy opracowywaniu technologii zegarów kwarcowych . Wynalazca Sir Barnes Wallis wykonał wczesne prace rozwojowe nad „Bouncing Bomb” używanej podczas wojennych nalotów „Dam Busters”. HJ Gough , jeden z pionierów badań nad zmęczeniem metali , pracował w NPL przez 19 lat od 1914 do 1938. Sydney Goldstein i Sir James Lighthill pracowali w dziale aerodynamiki NPL podczas II wojny światowej, badając odpowiednio teorię warstw granicznych i aerodynamikę naddźwiękową .

Alan Turing , znany ze swojej pracy w Government Code and Cypher School (GC&CS) w Bletchley Park podczas II wojny światowej w celu odszyfrowania niemieckich zaszyfrowanych wiadomości, pracował w Narodowym Laboratorium Fizycznym w latach 1945-1947. Tam zaprojektował ACE (Automatic Computing). Engine), który był jednym z pierwszych projektów komputera z pamięcią programu. Pracował tam również dr Clifford Hodge, który zajmował się badaniami nad półprzewodnikami. Inni, którzy spędzili czas w NPL, to Robert Watson-Watt , powszechnie uważany za wynalazcę radaru, Oswald Kubaschewski, ojciec termodynamiki materiałów obliczeniowych i analityk numeryczny James Wilkinson .

Metalurg Walter Rosenhain powołał w 1915 roku pierwszą członkinię naukową NPL, Marie Laurę Violet Gayler i Isabel Hadfield .

Badania

Badania NPL przyczyniły się do rozwoju nauk fizycznych , materiałoznawstwa , informatyki i nauk biologicznych . Aplikacje zostały znalezione w projektowaniu statków , rozwoju samolotów , radarów , sieci komputerowych i globalnego pozycjonowania .

Zegary atomowe

Pierwszy dokładny zegar atomowy, wzorzec cezu oparty na pewnym przejściu atomu cezu-133 , został zbudowany przez Louisa Essena i Jacka Parry'ego w 1955 roku w NPL. Kalibrację wzorcowego zegara atomowego cezu przeprowadzono przy użyciu astronomicznej skali czasu efemerydy (ET). Doprowadziło to do uzgodnienia na szczeblu międzynarodowym definicji ostatniego sekundy SI opartego na czasie atomowym.

Przetwarzanie danych

Wczesne komputery

NPL prowadzi badania komputerowe od połowy lat 40. XX wieku. Od 1945 roku Alan Turing kierował projektem komputera Automatic Computing Engine (ACE). Projekt ACE był zbyt ambitny i nieudolny, co doprowadziło do odejścia Turinga. Donald Davies przejął projekt i skoncentrował się na dostarczeniu mniej ambitnego komputera Pilot ACE , który po raz pierwszy zadziałał w maju 1950 roku. Wśród osób, które pracowały nad projektem był amerykański pionier komputerowy Harry Huskey . Komercyjny spin-off, DEUCE, został wyprodukowany przez English Electric Computers i stał się jedną z najlepiej sprzedających się maszyn lat pięćdziesiątych.

Przełączanie pakietów

Począwszy od połowy lat 60. Donald Davies i jego zespół w NPL byli pionierami w dziedzinie przełączania pakietów , obecnie dominującej podstawy komunikacji danych w sieciach komputerowych na całym świecie. Davies zaprojektował i zaproponował krajową sieć danych opartą na komutacji pakietów w swojej propozycji z 1965 r. dotyczącej rozwoju krajowej usługi komunikacyjnej do przetwarzania danych on-line . Następnie zespół NPL (Davies, Derek Barber, Roger Scantlebury , Peter Wilkinson, Keith Bartlett i Brian Aldous) rozwinął koncepcję w sieć lokalną działającą w latach 1969-1986 i przeprowadził prace mające na celu analizę i symulację wydajności sieci z komutacją pakietów, w tym sieci datagramowe . Ich badania i praktyka wpłynęły na ARPANET w Stanach Zjednoczonych, prekursora Internetu , oraz na innych badaczy w Wielkiej Brytanii i Europie.

NPL sponsoruje otwartą w 2009 roku galerię o rozwoju komutacji pakietów i „Technologii Internetu” w Narodowym Muzeum Informatyki .

Praca w sieci

NPL był zaangażowany w badania intersieci . Davies, Scantlebury i Barber byli członkami Międzynarodowej Grupy Roboczej ds. Sieci (INWG), która opracowała protokół dla intersieci. Łączenie istniejących sieci stwarza „podstawowy dylemat”, ponieważ wspólny protokół hosta wymagałby przebudowy istniejących sieci. NPL połączona z Europejską Siecią Informatyczną (Barber kierował projektem, a Scantlebury kierował wkładem technicznym w Wielkiej Brytanii) poprzez tłumaczenie między dwoma różnymi protokołami hosta; czyli za pomocą bramy . Jednocześnie połączenie NPL z usługą Post Office Experimental Packet Switched Service używało wspólnego protokołu hosta w obu sieciach. Badania NPL potwierdziły, że ustanowienie wspólnego protokołu hosta byłoby bardziej niezawodne i wydajne. Protokół EIN pomógł w uruchomieniu proponowanego standardu INWG.

Album na wycinki

Notatnik był systemem przechowywania i wyszukiwania informacji, który został uruchomiony w połowie 1971 roku. Obejmowało to, co teraz nazywałoby się przetwarzaniem tekstu, e-mailem i hipertekstem. W tym przewidział wiele elementów sieci WWW . Projekt był zarządzany przez Davida Yatesa, który powiedział o nim: „Mieliśmy społeczność błyskotliwych ludzi, którzy byli zainteresowani nowymi rzeczami, byli dobrą pożywką dla systemu takiego jak Scrapbook” i „Kiedy mieliśmy więcej niż jeden system Scrapbook, można było korzystać z hiperłączy w całej sieci bez wiedzy użytkownika o tym, co się dzieje”. Zdecydowano, że każdy komercyjny rozwój Scrapbooka powinien zostać pozostawiony przemysłowi i został on licencjonowany przez Triad, a następnie przez BT, który sprzedawał go jako Milepost i opracował procesor transakcyjny jako dodatkową funkcję. Różne wdrożenia zostały wprowadzone na rynek na maszynach DEC , IBM i ITL . Wszystkie implementacje NPL Scrapbooka zostały zamknięte w 1984 roku.

Bezpieczeństwo sieci

Na początku lat 90. NPL opracowała trzy formalne specyfikacje MAA: jedną w Z , jedną w LOTOS i jedną w VDM . Specyfikacja VDM stała się częścią rewizji Międzynarodowego Standardu 8731-2 z 1992 roku i trzema implementacjami w C , Miranda i Modula-2 .

Elektromagnetyka

NPL zapewnia dokładne i powtarzalne pomiary parametrów elektromagnetycznych w całym spektrum, od DC do częstotliwości optycznych, które można prześledzić w układzie SI. Wiele nowych technologii, takich jak 5G , oraz możliwe zastosowania, takie jak inteligentne miasta , Przemysł 4.0 , połączone i autonomiczne pojazdy (CAV) oraz rolnictwo precyzyjne, opierają się na dokładnych i identyfikowalnych pomiarach przy częstotliwościach RF , mikrofalach i falach milimetrowych . Praca NPL pomaga testować i zatwierdzać nowe innowacje technologiczne oraz wprowadzać je na rynek. W badaniu przeprowadzonym w 2020 r. przez naukowców z Queen Mary University of London i NPL z powodzeniem wykorzystano mikrofale do pomiaru cząsteczek krwi, o których wiadomo, że są pod wpływem odwodnienia.

Metrologia

Narodowe Laboratorium Fizyczne zajmuje się nowymi osiągnięciami w metrologii , takimi jak badania metrologii i standaryzacja nanotechnologii . Opiera się głównie na terenie Teddington, ale ma także miejsce w Huddersfield dla metrologii wymiarowej oraz akustyką podwodną zakładu w Wraysbury Reservoir niedaleko lotniska Heathrow .

Dyrektorzy NPL

W skład dyrektorów NPL wchodzi wiele znaczących osób.

Dyrektorzy zarządzający

Dyrektorzy generalni

  • Dr Peter Thompson, 2015–obecnie

Budynki NPL

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura

Zewnętrzne linki