Laboratorio Nacional de Física (Reino Unido)
Institución nacional de medición del Reino Unido

Laboratorio Nacional de Física
Entrada principal de NPL en Hampton Road
Establecido1900 ; hace 124 años ( 1900 )
Tipo de investigaciónFísica aplicada
Campo de investigación
Metrología
Director ejecutivo
Peter Thompson
PersonalC. 1.000 [1]
DIRECCIÓNHampton Road, Teddington , TW11 0LW, Inglaterra, Reino Unido
Ubicación51°25′35″N 0°20′37″O / 51.42639, -0.34361
Agencia operadora
NPL Management Ltd para el Departamento de Ciencia, Innovación y Tecnología
Sitio webwww.npl.co.uk

El Laboratorio Nacional de Física (NPL) es el laboratorio nacional de normas de medición del Reino Unido. Establece y mantiene normas físicas para la industria británica.

Fundado en 1900, el NPL es uno de los institutos de metrología más antiguos del mundo. El trabajo de investigación y desarrollo en el laboratorio ha contribuido al avance de muchas disciplinas científicas, incluido el desarrollo de las primeras computadoras a fines de la década de 1940 y la década de 1950, la construcción del primer reloj atómico preciso en 1955 y la invención y primera implementación de la conmutación de paquetes en la década de 1960, que hoy es una de las tecnologías fundamentales de Internet . [2] [3] [4] Entre los antiguos directores del NPL se incluyen muchas personas que fueron pilares del establishment científico británico. [5] [6]

El NPL tiene su sede en Bushy Park , en Teddington , al oeste de Londres. Su gestión está a cargo de NPL Management Ltd, una empresa propiedad del Departamento de Ciencia, Innovación y Tecnología , y es uno de los laboratorios gubernamentales más grandes del Reino Unido.

Historia

Precursores

En el siglo XIX, el Observatorio de Kew estaba dirigido por científicos autofinanciados. A principios de la década de 1850, el observatorio comenzó a cobrar tarifas por probar los instrumentos meteorológicos y otros equipos científicos. A medida que las universidades del Reino Unido creaban y ampliaban los departamentos de física , el comité directivo del observatorio pasó a estar cada vez más dominado por físicos universitarios pagados en las dos últimas décadas del siglo XIX. En ese momento, la prueba de instrumentos era la función principal del observatorio. Los físicos buscaban la creación de una institución científica financiada por el estado para probar los estándares eléctricos. [7]

La División de Electricidad del Laboratorio Nacional de Física en 1944

Establecimiento

El Laboratorio Nacional de Física se estableció en 1900 en Bushy House , Teddington . Su propósito era "estandarizar y verificar instrumentos, probar materiales y determinar constantes físicas". [8] El laboratorio estaba dirigido por el gobierno del Reino Unido y su personal formaba parte de la administración pública . Creció hasta ocupar una gran selección de edificios en el sitio de Teddington. [9]

Finales del siglo XX

En 1995, la administración de los NPL se subcontrató bajo un modelo de contratistas estatales (GOCO, por sus siglas en inglés) a través de una nueva empresa operadora, NPL Management Ltd. Serco ganó la licitación y todo el personal fue transferido a su empleo. Bajo este régimen, los costos generales se redujeron a la mitad, los ingresos de terceros crecieron un 16% anual y el número de artículos de investigación revisados ​​por pares publicados se duplicó. [10] [11]

En 1998 , NPL adquirió un gran laboratorio de última generación en virtud de un contrato de Iniciativa de Financiación Privada. La construcción estuvo a cargo de John Laing . [12]

Siglo XXI

El nuevo edificio del laboratorio, cuyo mantenimiento estaba a cargo de Serco, fue devuelto al DTI en 2004 después de que las empresas del sector privado involucradas sufrieran pérdidas de más de 100 millones de libras. [12]

En 2012 se decidió cambiar el modelo operativo de NPL a partir de 2014 para incluir socios académicos y establecer un instituto de enseñanza de posgrado en el lugar. [13] La fecha del cambio se pospuso posteriormente por un año. [14] Los candidatos para el puesto de socio académico principal fueron las Universidades de Edimburgo , Southampton , Strathclyde y Surrey [15] y se eligió una alianza de las Universidades de Strathclyde y Surrey como socios preferentes. [16]

En enero de 2013 se anunció la financiación de un nuevo Laboratorio de Metrología Avanzada de 25 millones de libras que se construirá en el espacio ocupado por un edificio existente sin uso. [17] [18]

NPL Management Ltd y el funcionamiento del laboratorio se transfirieron nuevamente al Departamento de Negocios, Innovación y Habilidades (ahora Departamento de Ciencia, Innovación y Tecnología ) el 1 de enero de 2015. [19]

Investigadores notables

Robert Watson-Watt

Los investigadores que han trabajado en NPL incluyen: [20] DW Dye , quien realizó un trabajo importante en el desarrollo de la tecnología de los relojes de cuarzo ; el inventor Sir Barnes Wallis, quien realizó un trabajo de desarrollo temprano en la "Bouncing Bomb" utilizada en las incursiones en tiempos de guerra de los "Dam Busters"; [21] HJ Gough , uno de los pioneros de la investigación sobre la fatiga del metal , que trabajó en NPL durante 19 años desde 1914 hasta 1938; y Sydney Goldstein y Sir James Lighthill, quienes trabajaron en la división de aerodinámica de NPL durante la Segunda Guerra Mundial investigando la teoría de la capa límite y la aerodinámica supersónica respectivamente. [22]

Alan Turing , conocido por su trabajo en la Government Code and Cypher School (GC&CS) en Bletchley Park durante la Segunda Guerra Mundial para descifrar mensajes encriptados alemanes, trabajó en el Laboratorio Nacional de Física de 1945 a 1947. [23] Allí diseñó el ACE (Automatic Computing Engine), que fue uno de los primeros diseños de una computadora con programa almacenado. Clifford Hodge también trabajó allí y se dedicó a la investigación sobre semiconductores. Otros que han pasado tiempo en el NPL incluyen a Robert Watson-Watt , generalmente considerado el inventor del radar, Oswald Kubaschewski, el padre de la termodinámica computacional de materiales y el analista numérico James Wilkinson . [24]

El metalúrgico Walter Rosenhain nombró a las primeras mujeres miembros del personal científico del NPL en 1915, Marie Laura Violet Gayler e Isabel Hadfield . [25]

Investigación

La investigación de NPL ha contribuido a la ciencia física , la ciencia de los materiales , la informática y la biociencia . Se han encontrado aplicaciones en el diseño de barcos , el desarrollo de aeronaves , el radar , las redes informáticas y el posicionamiento global . [26]

Relojes atómicos

Louis Essen a la derecha, con Jack Perry

El primer reloj atómico preciso, un patrón de cesio basado en una cierta transición del átomo de cesio-133 , fue construido por Louis Essen y Jack Parry en 1955 en la NPL. [27] [28] La calibración del reloj atómico patrón de cesio se llevó a cabo mediante el uso de la escala de tiempo astronómico de efemérides (ET). [29] Esto condujo a la definición acordada internacionalmente del último segundo del SI basado en el tiempo atómico. [30]

Computación

Las primeras computadoras

La NPL se ha dedicado a la investigación informática desde mediados de la década de 1940. [31] A partir de 1945, Alan Turing dirigió el diseño de la computadora Automatic Computing Engine (ACE). El proyecto ACE era demasiado ambicioso y fracasó, lo que llevó a la salida de Turing. [32] Donald Davies se hizo cargo del proyecto y se concentró en entregar la computadora Pilot ACE , menos ambiciosa , que funcionó por primera vez en mayo de 1950. Entre los que trabajaron en el proyecto se encontraba el pionero de la informática estadounidense Harry Huskey . Un derivado comercial, DEUCE fue fabricado por English Electric Computers y se convirtió en una de las máquinas más vendidas de la década de 1950. [32]

Conmutación de paquetes

A mediados de la década de 1960, Donald Davies inventó y fue pionero en la implementación de la conmutación de paquetes , ahora la base dominante para las comunicaciones de datos en redes informáticas en todo el mundo. [33] Davies diseñó y propuso una red nacional de datos comerciales en su Propuesta de 1965 para el desarrollo de un servicio nacional de comunicaciones para el procesamiento de datos en línea . [34] Posteriormente, el equipo NPL, dirigido por Roger Scantlebury , fue el primero en implementar la conmutación de paquetes en la red NPL de área local a principios de 1969, [35] [36] [37] [38] que operó hasta 1986. Llevaron a cabo trabajos para analizar y simular el rendimiento de una red de conmutación de paquetes de área amplia capaz de proporcionar instalaciones de comunicaciones de datos a la mayor parte del Reino Unido. [39] Su investigación y práctica influyeron en ARPANET en los Estados Unidos, el precursor de Internet , y otros investigadores en el Reino Unido y Europa, incluido Louis Pouzin . [40] [41] [42]

El NPL patrocina una galería, inaugurada en 2009, sobre el desarrollo de la conmutación de paquetes y la "Tecnología de Internet" en el Museo Nacional de Computación . [43]

Interconexión de redes y correo electrónico

La investigación sobre interconexión de redes NPL estuvo a cargo de Davies, Barber y Scantlebury, quienes eran miembros del International Network Working Group (INWG). [44] [45] [46] [47] [48] Conectar redes informáticas heterogéneas crea un "dilema básico", ya que un protocolo host común requeriría la reestructuración de las redes existentes. NPL se conectó con la Red Informática Europea (Barber dirigió el proyecto y Scantlebury lideró la contribución técnica del Reino Unido) [49] [50] [51] traduciendo entre dos protocolos host diferentes; es decir, utilizando una puerta de enlace . Al mismo tiempo, la conexión NPL al Servicio Experimental de Conmutación de Paquetes de la Oficina Postal utilizó un protocolo host común en ambas redes. La investigación de NPL confirmó que establecer un protocolo host común sería más confiable y eficiente. [52] El protocolo EIN ayudó a lanzar el estándar INWG propuesto. [53] Bob Kahn y Vint Cerf reconocieron a Davies y Scantlebury en su artículo de 1974 " Un protocolo para la intercomunicación de redes de paquetes ". [54]

Derek Barber propuso un protocolo de correo electrónico en 1979 en INWG 192 y lo implementó en el EIN. [55] Jon Postel hizo referencia a esto en su primer trabajo sobre el correo electrónico en Internet, publicado en la serie Internet Experiment Note . [56]

Álbum de recortes

Scrapbook fue un sistema de almacenamiento y recuperación de información que se puso en marcha a mediados de 1971. Incluía lo que ahora se llamaría procesamiento de textos , correo electrónico e hipertexto , anticipándose a muchos elementos de la World Wide Web . [57] El proyecto fue dirigido por David Yates, quien dijo de él: "Teníamos una comunidad de personas brillantes que estaban interesadas en cosas nuevas, eran un buen forraje para un sistema como Scrapbook" y "Cuando teníamos más de un sistema Scrapbook, los hipervínculos podían atravesar la red sin que el usuario supiera lo que estaba sucediendo". [57] [58] Se decidió que cualquier desarrollo comercial de Scrapbook debería dejarse en manos de la industria y se licenció a Triad y luego a BT, que lo comercializó como Milepost y desarrolló un procesador de transacciones como una característica adicional. Varias implementaciones se comercializaron en máquinas DEC , IBM e ITL . Todas las implementaciones NPL de Scrapbook se cerraron en 1984. [59]

Comunicación segura

A principios de la década de 1990, la NPL desarrolló tres especificaciones formales de la MAA : una en Z , [60] una en LOTOS , [61] y una en VDM . [62] [63] La especificación VDM se convirtió en parte de la revisión de 1992 del Estándar Internacional 8731–2, y tres implementaciones en C , Miranda y Modula-2 . [64]

Electromagnetismo

Un estudio de 2020 realizado por investigadores de la Universidad Queen Mary de Londres y el NPL utilizó con éxito microondas para medir moléculas sanguíneas que se sabe que están influenciadas por la deshidratación. [65]

Metrología

El Laboratorio Nacional de Física está involucrado en nuevos desarrollos en metrología , como la investigación de metrología para la nanotecnología y la estandarización de la misma . [66] Tiene su base principalmente en el sitio de Teddington, pero también tiene un sitio en Huddersfield para metrología dimensional [67] y una instalación de acústica submarina en el embalse de Wraysbury cerca del aeropuerto de Heathrow . [68]

Directores de NPL

Directores de NPL

Entre los directores de NPL se incluyen varias personas notables: [69]

Directores Generales

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

Directores ejecutivos

Edificios NPL

  • Edificios NPL
  • Casa tupida
    Casa tupida
  • El edificio Darwin
    El edificio Darwin
  • Edificio nuevo con puertas conservadas de la entrada original en Queen's Road
    Edificio nuevo con puertas conservadas de la entrada original en Queen's Road
  • Parte del nuevo edificio
    Parte del nuevo edificio
  • Pintura del laboratorio de Lee Campbell, artista residente allí en 2009
    Pintura del laboratorio de Lee Campbell, artista residente allí en 2009
  • Planta baja de Bushy House en 1901/1902
    Planta baja de Bushy House en 1901/1902
  • Planta del sótano de Bushy House en 1901/1902
    Planta del sótano de Bushy House en 1901/1902

Véase también

Referencias

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Lectura adicional

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  • Claxton, JK (1983). "El Laboratorio Nacional de Física: una historia". Physics Bulletin . 34 (9): 395. doi :10.1088/0031-9112/34/9/029. ISSN  0031-9112.
  • Macdonald, Lee T. (2018). "Físicos universitarios y los orígenes del Laboratorio Nacional de Física, 1830-1900". Historia de la ciencia . 59 (1): 73–92. doi :10.1177/0073275318811445. ISSN  0073-2753. PMID  30474405. S2CID  53792127.
  • Moseley, Russell (1978). "Los orígenes y los primeros años del Laboratorio Nacional de Física: un capítulo en la prehistoria de la política científica británica". Minerva . 16 (2): 222–250. doi :10.1007/BF01096015. ISSN  0026-4695. JSTOR  41820329. S2CID  144283941.
  • Yates, David M. (1997). El legado de Turing: una historia de la informática en el Laboratorio Nacional de Física 1945-1995. Museo Nacional de Ciencia e Industria. ISBN 978-0-901805-94-2.
  • Vigoureux, P. (1988). "Unidades eléctricas en el Laboratorio Nacional de Física, 1900-50". Documentos presentados en la decimosexta reunión de fin de semana del IEE sobre la historia de la ingeniería eléctrica : 9-12.
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