Национальный институт стандартов и технологий - National Institute of Standards and Technology

Национальный институт стандартов и технологий (NIST)
NIST logo.svg
Обзор агентства
Сформирован 3 марта 1901 г . ; 120 лет назад (как Национальное бюро стандартов) в 1988 г. стал NIST. ( 3 марта 1901 г. )
Штаб-квартира Гейтерсбург, Мэриленд , США,
39 ° 07′59 ″ с.ш., 77 ° 13′25 ″ з.д. / 39,13306 ° с.ш. 77,22361 ° з.д. / 39.13306; -77,22361
Сотрудники Прибл. 3 400
Годовой бюджет $ 1,03 млрд рублей (FY 2021)
Руководитель агентства
Родительский отдел Департамент торговли
Веб-сайт www .nist .gov

Национальный институт стандартов и технологии ( NIST ) является физической наукой лаборатории и нерегуляторные агентством США Министерства торговли . Его миссия - продвигать американские инновации и конкурентоспособность промышленности. Деятельность NIST организована в виде лабораторных программ, которые включают в себя науку и технологии в наномасштабе , инженерию, информационные технологии , нейтронные исследования, измерения материалов и физические измерения. С 1901 по 1988 год агентство называлось Национальным бюро стандартов .

История

Фон

В Статьи Конфедерации , ратифицированная колонии в 1781 году, при условии:

Собравшиеся в Конгрессе Соединенные Штаты также будут иметь единственное и исключительное право и власть регулировать сплав и стоимость монет, отчеканенных своей собственной властью или властью соответствующих штатов, устанавливая стандарты мер и весов на всей территории Соединенных Штатов.

Раздел 8 статьи 1 Конституции Соединенных Штатов , ратифицированной в 1789 году, предоставил новому Конгрессу следующие полномочия: «Конгресс будет иметь право ... чеканить деньги, регулировать их стоимость и стоимость иностранных монет, и установить эталон мер и весов ».

В январе 1790 года президент Джордж Вашингтон в своем первом ежегодном послании Конгрессу сказал: «Единообразие валюты, весов и мер Соединенных Штатов является задачей огромной важности, и я убежден, что она будет должным образом учтена. . " Вашингтон приказал госсекретарю Томасу Джефферсону подготовить План по обеспечению единообразия в чеканке, весах и единицах измерения Соединенных Штатов , позже неофициально названный Отчетом Джефферсона.

25 октября 1791 г. Вашингтон снова обратился к Конгрессу:

Единообразие мер и весов в стране является одним из важных объектов, представленных вам Конституцией, и если оно может быть выведено из стандарта одновременно неизменным и универсальным, оно должно быть не менее почетным для общественного совета, чем способствовать обществу. удобство.

В 1821 году президент Джон Куинси Адамс заявил: «Меры и весы могут быть причислены к потребностям жизни каждого человека в человеческом обществе».

Тем не менее, только в 1838 году правительство Соединенных Штатов приняло единый набор стандартов.

С 1830 по 1901 год роль контроля за мерами и весами выполнялась Управлением стандартных мер и весов, которое входило в состав Береговой и геодезической службы США при Министерстве финансов .

Бюро стандартов

В 1901 году в ответ на законопроект, предложенный конгрессменом Джеймсом Х. Саутхардом (R, Огайо), было основано Национальное бюро стандартов с полномочиями обеспечивать стандартные веса и меры и служить национальной физической лабораторией для Соединенных Штатов. . (Саутхард ранее спонсировал законопроект о преобразовании метрической системы в Соединенных Штатах.)

График деятельности НБС, 1915 г.

Президент Теодор Рузвельт назначил Сэмюэля У. Стрэттона первым директором. Бюджет на первый год эксплуатации составил 40 000 долларов. Бюро взяло на хранение копии килограммовых и метровых полос, которые были стандартами для мер США, и создало программу по предоставлению метрологических услуг для научных и коммерческих пользователей в Соединенных Штатах. Лаборатория была построена в Вашингтоне, округ Колумбия , и инструменты были приобретены в национальных физических лабораториях Европы. Помимо мер и весов, Бюро разработало приборы для электрических единиц и для измерения света. В 1905 году было созвано собрание, которое станет первой «Национальной конференцией мер и весов».

Первоначально задумывавшееся как чисто метрологическое агентство, Герберт Гувер поручил Бюро стандартов создать подразделения для разработки коммерческих стандартов на материалы и продукцию. стр. 133 Некоторые из этих стандартов были для продуктов, предназначенных для государственного использования, но стандарты на продукты также повлияли на потребление в частном секторе. Стандарты качества были разработаны для продуктов, включая некоторые виды одежды, автомобильные тормозные системы и фары, антифриз и электробезопасность. Во время Первой мировой войны Бюро работало над множеством проблем, связанных с военным производством, даже открыв собственный завод по производству оптического стекла, когда европейские поставки были прекращены. Между войнами Гарри Даймонд из Бюро разработал систему посадки самолетов с радиосвязью вслепую . Во время Второй мировой войны проводились военные исследования и разработки , в том числе разработка методов прогнозирования распространения радиоволн , неконтактных взрывателей и стандартизированного планера, которые первоначально использовались для проекта Pigeon , а вскоре после этого - противокорабельная управляемая бомба Bat с автономным радиолокационным наведением и Семейство ракет-торпедоносцев Kingfisher .

Масс - спектрометр используется в НБС в 1948 году.

В 1948 году при финансовой поддержке ВВС США Бюро приступило к проектированию и созданию SEAC , Восточного автоматического компьютера стандартов. Компьютер был запущен в мае 1950 года с использованием комбинации электронных ламп и логики на твердотельных диодах. Примерно в то же время в лос-анджелесском офисе NBS Гарри Хаски построил Standards Western Automatic Computer и использовал его для исследований. Мобильная версия DYSEAC была построена для войск связи в 1954 году.

В связи с изменением миссии «Национальное бюро стандартов» в 1988 году стало «Национальным институтом стандартов и технологий».

После 11 сентября 2001 года NIST провел официальное расследование обрушения зданий Всемирного торгового центра .

После обрушения здания кондоминиума Surfside в 2021 году NIST направил инженеров на объект, чтобы выяснить причину обрушения.

Конституция

NIST, известный с 1901 по 1988 год как Национальное бюро стандартов (NBS), представляет собой лабораторию эталонов измерений , также известную как Национальный метрологический институт (NMI), который не является регулирующим органом Министерства торговли США . Официальная миссия института:

Содействовать инновациям и промышленной конкурентоспособности США, продвигая измерительную науку , стандарты и технологии таким образом, чтобы повысить экономическую безопасность и улучшить качество нашей жизни .

-  NIST

Бюджет NIST на 2007 финансовый год (1 октября 2006 г. - 30 сентября 2007 г.) составлял около 843,3 миллиона долларов. Бюджет NIST на 2009 год составлял 992 миллиона долларов, и он также получил 610 миллионов долларов в рамках Закона о восстановлении и реинвестировании Америки . В NIST работает около 2 900 ученых, инженеров, техников, а также вспомогательного и административного персонала. Около 1800 сотрудников NIST (приглашенные исследователи и инженеры из американских компаний и зарубежных стран) дополняют штат. Кроме того, NIST сотрудничает с 1400 производственными специалистами и сотрудниками почти в 350 дочерних центрах по всей стране. NIST публикует Справочник 44, в котором представлены «Спецификации, допуски и другие технические требования к устройствам для взвешивания и измерения».

Метрическая система

Конгресс 1866 г. использовал метрическую систему в торговле с охраняемым законом деятельности путем прохождения закона Metric 1866 . 20 мая 1875 года 17 из 20 стран подписали документ, известный как Метрическая конвенция или Договор о метре , который учредил Международное бюро мер и весов под контролем международного комитета, избранного Генеральной конференцией по весам и весам. Меры .

Организация

Комплекс передовых измерительных лабораторий в Гейтерсбурге
Аэрофотоснимок кампуса Гейтерсбурга в 2019 году
Boulder Laboratories

Штаб-квартира NIST находится в Гейтерсбурге, штат Мэриленд , и управляет центром в Боулдере, штат Колорадо , который был открыт президентом Эйзенхауэром в 1954 году. Деятельность NIST организована в виде лабораторных программ и заочных программ. С 1 октября 2010 года NIST был реорганизован за счет сокращения количества лабораторных единиц NIST с десяти до шести. Лаборатории NIST включают:

  • Лаборатория коммуникационных технологий (CTL)
  • Инженерная лаборатория (EL)
  • Лаборатория информационных технологий (ITL)
  • Центр нейтронных исследований (NCNR)
  • Лаборатория измерения материалов (MML)
  • Лаборатория физических измерений (PML)

В заочные программы входят:

  • Hollings Manufacturing Extension Partnership (MEP), общенациональная сеть центров для оказания помощи малым и средним производителям в создании и сохранении рабочих мест, повышении эффективности и минимизации отходов за счет улучшения процессов и для увеличения проникновения на рынок с помощью инноваций и стратегий роста;
  • Программа технологических инноваций (TIP), грантовая программа, в рамках которой NIST и отраслевые партнеры участвуют в начальных этапах разработки инновационных, но сопряженных с высоким риском технологий;
  • Программа повышения эффективности работы Болдриджа, в рамках которой присуждается Национальная награда за качество Малкольма Болдриджа , высшая национальная награда за производительность и деловое превосходство.

Лаборатории NIST в Боулдере наиболее известны благодаря NIST ‑ F1 , в котором находятся атомные часы . NIST ‑ F1 служит источником официального времени страны. На основе измерения естественной резонансной частоты цезия, которая определяет вторую, NIST передает сигналы времени через длинноволновую радиостанцию WWVB возле Форт-Коллинза , штат Колорадо, и коротковолновые радиостанции WWV и WWVH , расположенные рядом с Форт-Коллинзом и Кекаха, Гавайи , соответственно.

NIST также управляет нейтронной науки пользователя объекта: в NIST центр нейтронных исследований (NCNR). NCNR предоставляет ученым доступ к разнообразным приборам для рассеяния нейтронов , которые они используют во многих областях исследований (материаловедение, топливные элементы, биотехнология и т. Д.).

Установка синхротронного ультрафиолетового излучения SURF III является источником синхротронного излучения , непрерывно работающим с 1961 года. В настоящее время SURF III служит национальным стандартом США для радиометрии на основе источников во всем обобщенном оптическом спектре. Все установленные НАСА приборы для наблюдения в крайнем ультрафиолете калибровались в SURF с 1970-х годов, и SURF используется для измерения и определения характеристик систем для литографии в крайнем ультрафиолете .

Центр наноразмерной науки и техники (CNST) проводит исследования в области нанотехнологий , и за счет внутренних усилий научно - исследовательских и запустив пользователем доступным для чистых помещений НАНОПРОИЗВОДСТВО объекта. Эта «НаноФаб» оснащена инструментами для литографического моделирования и визуализации (например, электронными микроскопами и атомно-силовыми микроскопами ).

Комитеты

В NIST есть семь постоянных комитетов:

Проекты

Логотип NIST шириной 40 нм, сделанный из атомов кобальта

Измерения и стандарты

В рамках своей миссии NIST поставляет промышленности, академическим кругам, правительству и другим пользователям более 1300 стандартных эталонных материалов (SRM). Эти артефакты сертифицированы как имеющие определенные характеристики или состав компонентов, используемые в качестве калибровочных стандартов для измерительного оборудования и процедур, эталонов контроля качества для промышленных процессов и экспериментальных контрольных образцов.

Справочник 44

NIST издает Справочник 44 каждый год после ежегодного собрания Национальной конференции мер и весов (NCWM). Каждое издание разработано в сотрудничестве с Комитетом по спецификациям и допускам NCWM и Отделом мер и весов (WMD) NIST. Целью книги является частичное выполнение установленной законом ответственности за «сотрудничество с государствами в обеспечении единообразия законов о мерах и весах и методов проверки».

NIST публикует различные формы того, что сейчас называется Справочником 44, с 1918 года и начал публикацию под текущим названием в 1949 году. Издание 2010 года соответствует концепции основного использования единиц СИ (метрической), рекомендованной Omnibus Foreign Trade and Закон о конкурентоспособности 1988 года .

Национальная безопасность

NIST разрабатывает общегосударственные стандарты документов, удостоверяющих личность, для федеральных служащих и подрядчиков, чтобы предотвратить несанкционированный доступ к правительственным зданиям и компьютерным системам.

Расследование обрушения Всемирного торгового центра

В 2002 году Закон о национальной группе безопасности строительства поручил NIST провести расследование обрушения зданий 1 и 2 Всемирного торгового центра и 47-этажного 7 Всемирного торгового центра. «Расследование обрушения Всемирного торгового центра» под руководством ведущего исследователя Шьяма Сандера охватило три аспекта, в том числе исследование технического состояния здания и пожарной безопасности с целью изучения факторов, способствующих вероятной причине обрушения башен Всемирного торгового центра (ЦМТ 1 и 2). и WTC 7. NIST также учредил программу исследований и разработок, чтобы обеспечить техническую основу для усовершенствованных строительных и противопожарных норм, стандартов и практик, а также программу распространения и технической помощи для привлечения лидеров строительного и строительного сообщества к реализации предлагаемых изменений в практики, стандарты и кодексы. NIST также предоставляет практические рекомендации и инструменты для лучшей подготовки владельцев объектов, подрядчиков, архитекторов, инженеров, аварийно-спасательных служб и регулирующих органов к реагированию на будущие бедствия. Расследовательная часть плана реагирования была завершена выпуском заключительного отчета по 7 Всемирному торговому центру 20 ноября 2008 года. Заключительный отчет о башнях ВТЦ, включая 30 рекомендаций по повышению безопасности зданий и жителей, был опубликован 26 октября. , 2005.

Избирательная технология

NIST работает совместно с Комитетом по разработке технических руководств Комиссии по содействию выборам над разработкой Руководства по системе добровольного голосования для машин для голосования и других избирательных технологий.

Люди

Четыре научных сотрудника NIST были удостоены Нобелевских премий за работу в области физики : Уильям Дэниэл Филлипс в 1997 году, Эрик Аллин Корнелл в 2001 году, Джон Льюис Холл в 2005 году и Дэвид Джеффри Вайнленд в 2012 году, что является самым большим числом для любой правительственной лаборатории США. Все четверо получили признание за свою работу, связанную с лазерным охлаждением атомов, которая напрямую связана с разработкой и продвижением атомных часов. В 2011 году Дэн Шехтман получил Нобелевскую премию по химии за свою работу по квазикристаллов в металлургии отдела с 1982 по 1984 г. Кроме того, Джон Вернер Кан был удостоен в 2011 году в Киото премии по материаловедению и Национальная медаль науки было присуждается исследователям NIST Cahn (1998) и Wineland (2007). Другие известные люди, которые работали в NBS или NIST, включают:

Директора

С 1989 года директор NIST назначается президентом и утверждается Сенатом США , и с этого года средний срок пребывания в должности директоров NIST снизился с 11 до 2 лет. После реорганизации NIST в 2011 году директор также занимает должность заместителя министра торговли по стандартам и технологиям. Пятнадцать человек официально занимали эту должность (в дополнение к четырем временно исполняющим обязанности директора).

Патенты

NIST владеет патентами от имени федерального правительства США , при этом по крайней мере один из них является хранителем для защиты использования в общественном достоянии, например, патенты для атомных часов с чиповой шкалой , разработанные командой NIST в рамках DARPA. конкуренция.

Споры относительно стандарта NIST SP 800-90

В сентябре 2013 года и The Guardian, и The New York Times сообщили, что NIST разрешил Агентству национальной безопасности (NSA) вставить криптографически безопасный генератор псевдослучайных чисел под названием Dual EC DRBG в стандарт NIST SP 800-90, который имел клептографический бэкдор, который NSA может использоваться для скрытого прогнозирования будущих результатов этого генератора псевдослучайных чисел, тем самым позволяя тайное дешифрование данных. В обоих документах сообщается, что АНБ тайно работало над получением собственной версии SP 800-90, одобренной для использования во всем мире в 2006 году. В разоблачающем документе говорится, что «в конечном итоге АНБ стало единственным редактором». Отчеты подтверждают подозрения и технические основания, публично высказанные криптографами в 2007 году, что EC-DRBG может содержать клептографический бэкдор (возможно, внесенный в стандарт АНБ).

NIST ответил на обвинения, заявив, что «NIST работает над публикацией самых надежных криптографических стандартов» и что он использует «прозрачный общедоступный процесс для тщательной проверки наших рекомендуемых стандартов». Агентство заявило, что «возникла некоторая путаница в отношении процесса разработки стандартов и роли в нем различных организаций ... Агентство национальной безопасности (АНБ) участвует в процессе криптографии NIST из-за своего признанного опыта. NIST также требуется статут, чтобы проконсультироваться с АНБ ". Признавая выраженные опасения, агентство возобновило период общественного обсуждения публикаций SP800-90, пообещав, что «если в этих или любых других стандартах NIST будут обнаружены уязвимости, мы будем работать с криптографическим сообществом, чтобы устранить их как можно быстрее». Из-за обеспокоенности общественности этой криптовирологической атакой NIST исключил алгоритм EC-DRBG из стандарта NIST SP 800-90.

Публикации

pdf

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки