Narodowe Laboratorium Fizyczne (Wielka Brytania)

Narodowe Laboratorium Fizyczne

Główne wejście NPL na Hampton Road
Przyjęty	1900 ( 1900 )
Typ badań	Fizyka stosowana
Dziedzina badań	Metrologia
Dyrektor Naczelny	Petera Thompsona
Personel	C. 1000
Adres	Hampton Road, Teddington , TW11 0LW, Anglia, Wielka Brytania
Lokalizacja
Agencja operacyjna	Departament Biznesu, Energii i Strategii Przemysłowej
Strona internetowa	www .npl .co .uk

Narodowe Laboratorium Fizyczne ( NPL ) jest krajowym laboratorium standardów pomiarowych w Wielkiej Brytanii. Wyznacza i utrzymuje fizyczne standardy dla brytyjskiego przemysłu.

Założona w 1900 roku NPL jest jednym z najstarszych instytutów metrologicznych na świecie. Prace badawczo-rozwojowe prowadzone w laboratorium przyczyniły się do rozwoju wielu dziedzin nauki, w tym do powstania wczesnych komputerów na przełomie lat 40. i 50. XX wieku, budowy pierwszego dokładnego zegara atomowego w 1955 r . lat 60., która jest dziś jedną z podstawowych technologii Internetu . Wśród byłych szefów NPL jest wiele osób, które były filarami brytyjskiego establishmentu naukowego.

NPL ma swoją siedzibę w Bushy Park w Teddington w zachodnim Londynie. Jest zarządzany przez Departament ds. Biznesu, Energii i Strategii Przemysłowej i jest jednym z najbardziej rozbudowanych laboratoriów rządowych w Wielkiej Brytanii.

Historia

Prekursory

W XIX wieku Obserwatorium Kew było prowadzone przez samofinansujących się wielbicieli nauki. Na początku lat pięćdziesiątych XIX wieku obserwatorium zaczęło pobierać opłaty za testowanie przyrządów meteorologicznych i innego sprzętu naukowego. Ponieważ uniwersytety w Wielkiej Brytanii stworzyły i rozszerzyły fizykę wydziałów, komitet zarządzający Obserwatorium był coraz bardziej zdominowany przez płatnych fizyków uniwersyteckich w ostatnich dwóch dekadach XIX wieku. W tym czasie testowanie przyrządów było główną rolą obserwatorium. Fizycy starali się o utworzenie finansowanej przez państwo instytucji naukowej do testowania standardów elektrycznych.

Oddział Elektryczny Narodowego Laboratorium Fizycznego w 1944 r

Założenie

Narodowe Laboratorium Fizyczne zostało założone w 1900 roku w Bushy House w Teddington na terenie Kew Observatory. Jego celem było „do standaryzacji i weryfikacji przyrządów, do testowania materiałów oraz do wyznaczania stałych fizycznych”. Laboratorium było prowadzone przez rząd Wielkiej Brytanii, a personel był częścią służby cywilnej . Rozrósł się, wypełniając duży wybór budynków na terenie Teddington.

Koniec XX wieku

Administracja NPL została zlecona w 1995 r. W ramach modelu obsługiwanego przez rządowego wykonawcę, przy czym Serco wygrało przetarg i cały personel został przeniesiony do pracy. W tym systemie koszty ogólne spadły o połowę, przychody stron trzecich rosły o 16% rocznie, a liczba recenzowanych artykułów naukowych podwoiła się.

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

21. Wiek

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

W 2012 r. podjęto decyzję o zmianie modelu działania NPL od 2014 r. w celu włączenia partnerów akademickich i powołania na miejscu instytutu nauczania podyplomowego. Termin przejścia na euro został później przesunięty o rok. Kandydatami na wiodącego partnera akademickiego były uniwersytety w Edynburgu , Southampton , Strathclyde i Surrey , a jako preferowani partnerzy wybrano sojusz uniwersytetów w Strathclyde i Surrey.

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

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

Znani badacze

Roberta Watsona-Watta

Naukowcy, którzy pracowali w NPL, to: DW Dye , który wykonał ważną pracę w rozwoju technologii zegarów kwarcowych ; wynalazca Sir Barnes Wallis , który prowadził wczesne prace rozwojowe nad „skaczącą bombą” używaną podczas wojennych nalotów „Dam Busters”; HJ Gough , jeden z pionierów badań nad zmęczeniem metali , który pracował w NPL przez 19 lat od 1914 do 1938; oraz Sydney Goldstein i Sir James Lighthill , którzy pracowali w dziale aerodynamiki NPL podczas badań II wojny światowej odpowiednio teoria warstw granicznych i aerodynamika naddźwiękowa .

Alan Turing , znany ze swojej pracy w Government Code and Cypher School (GC&CS) w Bletchley Park w czasie drugiej wojny światowej w celu rozszyfrowania niemieckich zaszyfrowanych wiadomości, pracował w National Physical Laboratory od 1945 do 1947. Zaprojektował tam ACE ( Automatic Computing Engine), który był jednym z pierwszych projektów komputera z zapisanym programem. 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, Oswalda Kubaschewskiego, ojca obliczeniowej termodynamiki materiałów i analityka numerycznego Jamesa Wilkinsona .

Metalurg Walter Rosenhain mianował w 1915 roku pierwszą kobietą-członkinią personelu naukowego NPL, Marie Laura Violet Gayler i Isabel Hadfield .

Badania

Badania NPL wniosły wkład w nauki fizyczne , materiałoznawstwo , informatykę i nauki biologiczne . Zastosowania zostały znalezione w projektowaniu statków , rozwoju samolotów , radarach , sieciach komputerowych i pozycjonowaniu globalnym .

Zegary atomowe

Louisa Essena

Pierwszy dokładny zegar atomowy, standard cezu oparty na pewnym przejściu atomu cezu-133 , został zbudowany przez Louisa Essena i Jacka Parry'ego w 1955 roku w NPL. Kalibrację cezowego standardowego zegara atomowego przeprowadzono z wykorzystaniem astronomicznej skali czasu efemerydy czasu (ET). Doprowadziło to do uzgodnionej na szczeblu międzynarodowym definicji ostatniej sekundy SI opartej na czasie atomowym.

Przetwarzanie danych

Wczesne komputery

NPL prowadzi badania komputerowe od połowy lat czterdziestych XX wieku. Od 1945 roku Alan Turing kierował projektowaniem komputera Automatic Computing Engine (ACE). Projekt ACE był zbyt ambitny i ugrzązł, 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 stała się jedną z najlepiej sprzedających się maszyn lat pięćdziesiątych.

Przełączanie pakietów

Główne artykuły: Przełączanie pakietów i sieć NPL

Zobacz też: Historia Internetu i Internetu w Wielkiej Brytanii § Historia

Począwszy od połowy lat sześćdziesiątych, Donald Davies i jego zespół z NPL byli pionierami przełączania pakietów , obecnie dominującej podstawy komunikacji danych w sieciach komputerowych na całym świecie. Davies zaprojektował i zaproponował komercyjną 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) przekształcili tę koncepcję w sieć lokalną, która działała w latach 1969-1986, i przeprowadzili prace mające na celu analizę i symulację wydajności sieci z komutacją pakietów, w tym sieci datagramowych . Ich badania i praktyka wywarły wpływ na ARPANET w Stanach Zjednoczonych, prekursora Internetu , oraz innych badaczy w Wielkiej Brytanii i Europie, w tym Louisa Pouzina .

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

Internet

sieci NPL były prowadzone przez Daviesa, Barbera i Scantlebury, którzy byli członkami International Networking Working Group (INWG). Łączenie heterogenicznych sieci komputerowych stwarza „podstawowy dylemat”, ponieważ wspólny protokół hosta wymagałby przebudowy istniejących sieci. NPL połączone z Europejską Siecią Informatyczną (Barber kierował projektem, a Scantlebury kierowało wkładem technicznym Wielkiej Brytanii) poprzez tłumaczenie między dwoma różnymi protokołami hosta; to znaczy przy użyciu bramy . Równocześnie połączenie NPL z Pocztą Eksperymentalna usługa przełączania pakietów wykorzystywała wspólny protokół 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. Bob Kahn i Vint Cerf uznali Daviesa i Scantlebury'ego w artykule z 1974 r. „ A Protocol for Packet Network Intercommunication ”.

Album na wycinki

Notatnik był systemem przechowywania i wyszukiwania informacji, który został uruchomiony w połowie 1971 roku. Obejmowało to, co teraz nazwano by przetwarzaniem tekstu , pocztą elektroniczną i hipertekstem . W tym przewidział wiele elementów World Wide Web . Projektem zarządzał David Yates, który powiedział o nim: „Mieliśmy społeczność bystrych ludzi, którzy byli zainteresowani nowymi rzeczami, byli dobrą pożywką dla systemu takiego jak Scrapbook” oraz „Kiedy mieliśmy więcej niż jeden system Scrapbook, hiperłącza mogły iść przez sieć bez wiedzy użytkownika, co się dzieje”. Zdecydowano, że jakikolwiek komercyjny rozwój Scrapbooka należy pozostawić przemysłowi i udzielono licencji firmie Triad, a następnie firmie BT, która wprowadziła go na rynek jako Milepost i opracowała procesor transakcji jako dodatkową funkcję. Różne implementacje były sprzedawane na DEC , IBM i ITL maszyny. 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 trzech implementacji w C , Miranda i Modula-2 .

Elektromagnetyka

W badaniu przeprowadzonym w 2020 roku przez naukowców z Queen Mary University of London i NPL z powodzeniem wykorzystano mikrofale do pomiaru cząsteczek krwi, o których wiadomo, że mają wpływ odwodnienie.

Metrologia

Narodowe Laboratorium Fizyczne zajmuje się nowymi osiągnięciami w metrologii , takimi jak badanie metrologii i standaryzacja nanotechnologii . Jej siedziba znajduje się głównie w Teddington, ale ma również placówkę w Huddersfield zajmującą się pomiarami wymiarowymi i podwodną akustykę w Wraysbury Reservoir w pobliżu lotniska Heathrow .

Dyrektorzy NPL

Dyrektorzy NPL

• 

  EV Appleton

• 

  WL Bragg

• 

  CG Darwina

• 

  Petera Claphama

Dyrektorzy NPL obejmują szereg znanych osób:

• Sir Richarda Tetleya Glazebrooka , 1900–1919
• Sir Joseph Ernest Petavel , 1919–1936
• Sir Frank Edward Smith , 1936–1937 (działający)
• Sir Williama Lawrence'a Bragga , 1937-1938
• Sir Charlesa Galtona Darwina , 1938–1949
• Sir Edward Victor Appleton , 1941 (działający)
• Sir Edward Crisp Bullard , 1948–1955
• Dr Reginald Leslie Smith-Rose , 1955–1956 (aktorstwo)
• Sir Gordon Brims Black McIvor Sutherland , 1956–1964
• Dr John Vernon Dunworth, 1964–1977
• Dr Paul Dean, 1977–1990
• Dr Peter Clapham, 1990–1995

Dyrektorzy zarządzający

• Dr John Rae, 1995–2000
• Dr Bob McGuiness, 2000–2005
• Steve McQuillan, 2005–2008
• Dr Martyn Sené, 2008–2009, 2015 (aktorstwo)
• Dr Brian Bowsher , 2009–2015

Dyrektorzy generalni

• Dr Peter Thompson, 2015 – obecnie

Budynki NPL

• Budynki NPL
• 

  Zarośnięty dom

• 

  Budynek Darwina

• 

  Część nowego budynku

• 

  Malowanie laboratorium autorstwa Lee Campbella, artysty rezydenta w 2009 roku

• 

  Plan parteru Bushy House w latach 1901/1902

• 

  Plan piwnicy Bushy House w latach 1901/1902

Zobacz też

• Lista instytutów naukowo-badawczych rządu Wielkiej Brytanii
• Narodowy Instytut Standardów i Technologii w Stanach Zjednoczonych
• Narodowe Laboratorium Fizyczne Indii
• WAMAS

Dalsza lektura

•    Campbell-Kelly, Martin (1987). „Transmisja danych w Narodowym Laboratorium Fizycznym (1965-1975)” . Roczniki historii informatyki . 9 (3/4): 221–247. doi : 10.1109/MAHC.1987.10023 . ISSN 0164-1239 . S2CID 8172150 .
•   Claxton, JK (1983). „Narodowe Laboratorium Fizyczne - Historia” . Biuletyn Fizyki . 34 (9): 395. doi : 10.1088/0031-9112/34/9/029 . ISSN 0031-9112 .
•     Macdonald, Lee T. (2018). „Fizycy uniwersyteccy i początki Narodowego Laboratorium Fizycznego, 1830–1900”. Historia nauki . 59 (1): 73–92. doi : 10.1177/0073275318811445 . ISSN 0073-2753 . PMID 30474405 . S2CID 53792127 .
•     Moseley, Russell (1978). „Początki i wczesne lata Narodowego Laboratorium Fizycznego: rozdział w prehistorii brytyjskiej polityki naukowej”. Minerwa . 16 (2): 222–250. doi : 10.1007/BF01096015 . ISSN 0026-4695 . JSTOR 41820329 . S2CID 144283941 .
•   Yates, David M. (1997). Dziedzictwo Turinga: historia informatyki w National Physical Laboratory 1945-1995 . Narodowe Muzeum Nauki i Przemysłu. ISBN 978-0-901805-94-2 .
• Vigoureux, P. (1988). „Jednostki elektryczne w Narodowym Laboratorium Fizycznym, 1900-50” . Artykuły wygłoszone na szesnastym weekendowym spotkaniu IEE poświęconym historii elektrotechniki : 9–12.

Linki zewnętrzne

• Oficjalna strona internetowa
• Narodziny Internetu w Wielkiej Brytanii Film Google z udziałem Rogera Scantlebury'ego, Petera Wilkinsona, Petera Kirsteina i Vinta Cerfa, 2013
• Podcast wideo NPL
• Drugie zdrowie w Second Life
• Strona główna NMS
• kanał NPL na YouTube
• Klub Sportowo-Społeczny NPL
• [1]
• Praktykanci w Narodowym Laboratorium Fizycznym
• Poseł Benjamin Stone i NPL – żywe dziedzictwo brytyjskiego parlamentu