Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia

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Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST)
NIST logo.svg
Visão geral da agência
Formado3 de março de 1901 ; 120 anos atrás (como National Bureau of Standards), tornou-se NIST em 1988 ( 3 de março de 1901 )
Quartel generalGaithersburg, Maryland , US
39 ° 07′59 ″ N 77 ° 13′25 ″ W / 39,13306 ° N 77,22361 ° W / 39,13306; -77,22361
Funcionários2900
Orçamento anual$ 1,2 bilhão (2018) [1]
Executivo de agência
  • James K. Olthoff (atuando) [2] , Subsecretário de Comércio para Padrões e Tecnologia e Diretor do NIST
Agência mãeDepartamento de Comércio
Local na rede Internetwww .nist .gov

O Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia ( NIST ) é um laboratório de ciências físicas e uma agência não reguladora do Departamento de Comércio dos Estados Unidos . Sua missão é promover a inovação e a competitividade industrial. As atividades do NIST são organizadas em programas de laboratório que incluem ciência e tecnologia em nanoescala, engenharia, tecnologia da informação , pesquisa de nêutrons, medição de material e medição física. De 1901 a 1988, a agência foi nomeada National Bureau of Standards .

História [ editar ]

Plano de fundo [ editar ]

Os Artigos da Confederação , ratificados pelas colônias em 1781, continham a cláusula: "Os Estados Unidos reunidos no Congresso também terão o direito único e exclusivo e o poder de regular a liga e o valor da moeda cunhada por sua própria autoridade, ou por aquela dos respectivos estados - fixando os padrões de pesos e medidas em todos os Estados Unidos ". O artigo 1, seção 8, da Constituição dos Estados Unidos (1789), transferiu esse poder ao Congresso; “O Congresso terá poder ... Cunhar dinheiro, regular o valor do mesmo, e da moeda estrangeira, e fixar o padrão de pesos e medidas”. [3]

Em janeiro de 1790, o presidente George Washington , em sua primeira mensagem anual ao Congresso declarou que, "A uniformidade na moeda, pesos e medidas dos Estados Unidos é um objeto de grande importância e, estou persuadido, será devidamente atendido ", e ordenou ao Secretário de Estado Thomas Jefferson que preparasse um plano para Estabelecer Uniformidade na Cunhagem, Pesos e Medidas dos Estados Unidos , posteriormente referido como o relatório Jefferson . Em 25 de outubro de 1791, Washington apelou pela terceira vez ao Congresso, "A uniformidade dos pesos e medidas do país está entre os objetos importantes apresentados a você pela Constituiçãoe se pode ser derivado de um padrão ao mesmo tempo invariável e universal, não deve ser menos honroso para o conselho público do que propício para a conveniência pública ", mas não foi até 1838 que um conjunto uniforme de padrões foi elaborado. 1821, John Quincy Adams declarou "Pesos e medidas podem ser classificados entre as necessidades da vida de cada indivíduo da sociedade humana". [3]

De 1830 a 1901, a função de supervisionar pesos e medidas foi desempenhada pelo Office of Standard Weights and Measures , que fazia parte do US Coast and Geodetic Survey do Departamento do Tesouro . [4] [5] [6]

Bureau of Standards [ editar ]

Em 1901, em resposta a um projeto de lei proposto pelo congressista James H. Southard (R, Ohio), o National Bureau of Standards foi fundado com o mandato de fornecer pesos e medidas padrão e servir como o laboratório físico nacional para os Estados Unidos . (Southard havia anteriormente patrocinado um projeto de lei para a conversão métrica dos Estados Unidos.) [7]

Gráfico de atividades do NBS, 1915

O presidente Theodore Roosevelt nomeou Samuel W. Stratton como o primeiro diretor. O orçamento para o primeiro ano de operação foi de US $ 40.000. O Bureau assumiu a custódia das cópias das barras de quilogramas e metros que eram os padrões para as medidas dos Estados Unidos e estabeleceu um programa para fornecer serviços de metrologia para usuários científicos e comerciais dos Estados Unidos. Um local de laboratório foi construído em Washington, DC , e os instrumentos foram adquiridos dos laboratórios físicos nacionais da Europa. Além de pesos e medidas, a Repartição desenvolveu instrumentos para unidades elétricas e para medição de luz. Em 1905 foi convocada uma reunião que seria a primeira "Conferência Nacional de Pesos e Medidas".

Inicialmente concebido como uma agência de metrologia, o Bureau of Standards foi dirigido por Herbert Hoover para estabelecer divisões para desenvolver padrões comerciais para materiais e produtos. [7] página 133 Alguns desses padrões eram para produtos destinados ao uso do governo, mas os padrões de produtos também afetavam o consumo do setor privado. Padrões de qualidade foram desenvolvidos para produtos, incluindo alguns tipos de roupas, sistemas de freio automotivo e faróis, anticongelante e segurança elétrica. Durante a Primeira Guerra Mundial , o Bureau trabalhou em vários problemas relacionados à produção de guerra, até mesmo operando sua própria instalação para produzir vidro óptico quando o fornecimento europeu foi interrompido. Entre as guerras,Harry Diamond, do Bureau, desenvolveu um sistema de aterrissagem de aeronaves por rádio de aproximação cega . Durante a Segunda Guerra Mundial, a pesquisa e o desenvolvimento militares foram realizados, incluindo o desenvolvimento de métodos de previsão de propagação de rádio , o detonador de proximidade e a fuselagem padronizada usada originalmente para o Projeto Pigeon , e logo depois a bomba autônoma guiada por radar Bat antinavio e a Família Kingfisher de mísseis portadores de torpedos.

Um espectrômetro de massa em uso no NBS em 1948.

Em 1948, financiado pela Força Aérea dos Estados Unidos, o Bureau começou o projeto e a construção do SEAC , o Standards Eastern Automatic Computer. O computador entrou em operação em maio de 1950 usando uma combinação de tubos de vácuo e lógica de diodo de estado sólido. Mais ou menos na mesma época, o Standards Western Automatic Computer foi construído no escritório do NBS em Los Angeles por Harry Huskey e usado para pesquisas lá. Uma versão móvel, DYSEAC , foi construída para o Signal Corps em 1954.

Devido a uma mudança na missão, o "National Bureau of Standards" se tornou o "National Institute of Standards and Technology" em 1988. [4]

Após 11 de setembro de 2001, o NIST conduziu a investigação oficial sobre o colapso dos edifícios do World Trade Center .

Constituição [ editar ]

O NIST, conhecido entre 1901 e 1988 como National Bureau of Standards (NBS), é um laboratório de padrões de medição , também conhecido como National Metrological Institute (NMI), que é uma agência não reguladora do Departamento de Comércio dos Estados Unidos . A missão oficial do instituto é: [8]

Promova a inovação e a competitividade industrial dos EUA por meio do avanço da ciência , padrões e tecnologia de medição de forma a aumentar a segurança econômica e melhorar nossa qualidade de vida .

-  NIST

O NIST teve um orçamento operacional para o ano fiscal de 2007 (1 de outubro de 2006 - 30 de setembro de 2007) de cerca de US $ 843,3 milhões. O orçamento do NIST para 2009 foi de $ 992 milhões e também recebeu $ 610 milhões como parte da Lei de Recuperação e Reinvestimento Americana . [9] O NIST emprega cerca de 2.900 cientistas, engenheiros, técnicos e pessoal de apoio e administrativo. Cerca de 1.800 associados do NIST (pesquisadores e engenheiros convidados de empresas americanas e países estrangeiros) complementam a equipe. Além disso, o NIST tem parceria com 1.400 especialistas em fabricação e equipe em cerca de 350 centros afiliados em todo o país. NIST publica o Manual 44 que fornece as "Especificações, tolerâncias e outros requisitos técnicos para dispositivos de pesagem e medição".

Sistema métrico [ editar ]

O Congresso de 1866 fez uso do sistema métrico no comércio uma atividade legalmente protegida por meio da aprovação da Lei Métrica de 1866 . [10] Em 20 de maio de 1875, 17 dos 20 países assinaram um documento conhecido como Convenção Métrica ou Tratado do Metro , que estabeleceu o Bureau Internacional de Pesos e Medidas sob o controle de um comitê internacional eleito pela Conferência Geral em Pesos e Medidas . [11]

Organização [ editar ]

Complexo de Laboratório de Medição Avançada em Gaithersburg
Vista aérea do campus Gaithersburg em 2019
Boulder Laboratories

A NIST está sediada em Gaithersburg, Maryland , e opera uma instalação em Boulder, Colorado . As atividades do NIST são organizadas em programas de laboratório e programas extramuros. A partir de 1º de outubro de 2010, o NIST foi realinhado reduzindo o número de unidades de laboratório do NIST de dez para seis. [12] Os Laboratórios NIST incluem: [13]

  • Laboratório de Tecnologia da Comunicação (CTL) [14]
  • Laboratório de Engenharia (EL) [15]
  • Laboratório de Tecnologia da Informação (ITL) [16]
  • Center for Neutron Research (NCNR) [17]
  • Laboratório de Medição de Materiais (MML) [18]
  • Laboratório de Medição Física (PML) [19]

Os programas extras incluem:

  • Hollings Manufacturing Extension Partnership (MEP), [20] uma rede nacional de centros para ajudar os fabricantes de pequeno e médio porte a criar e reter empregos, melhorar a eficiência e minimizar o desperdício por meio de melhorias de processo e para aumentar a penetração no mercado com estratégias de inovação e crescimento;
  • Programa de Inovação Tecnológica (TIP), um programa de concessão em que o NIST e os parceiros da indústria compartilham o custo do desenvolvimento em estágio inicial de tecnologias inovadoras, mas de alto risco;
  • Programa de Excelência em Desempenho Baldrige, que administra o Prêmio Nacional de Qualidade Malcolm Baldrige , o maior prêmio do país por desempenho e excelência empresarial.

Os laboratórios de Boulder do NIST são mais conhecidos pelo NIST-F1 , que abriga um relógio atômico . O NIST-F1 serve como fonte do horário oficial do país. A partir de sua medição da frequência de ressonância natural de césio, que define o segundo, o NIST transmite sinais de tempo via estação de rádio de ondas longas WWVB perto de Fort Collins , Colorado, e estações de rádio de ondas curtas WWV e WWVH , localizadas perto de Fort Collins e Kekaha, Havaí , respectivamente. [21]

O NIST também opera uma instalação de usuário da ciência de nêutrons : o NIST Center for Neutron Research (NCNR). O NCNR fornece aos cientistas acesso a uma variedade de instrumentos de espalhamento de nêutrons , que eles usam em muitos campos de pesquisa (ciência dos materiais, células de combustível, biotecnologia, etc.).

O SURF III Synchrotron Ultraviolet Radiation Facility é uma fonte de radiação síncrotron , em operação contínua desde 1961. SURF III agora serve como o padrão nacional dos EUA para radiometria baseada em fonte em todo o espectro óptico generalizado. Todos os instrumentos de observação ultravioleta extremos transportados pela NASA foram calibrados no SURF desde 1970, e SURF é usado para medição e caracterização de sistemas para litografia ultravioleta extrema .

O Centro de Nanociência e Nanotecnologia (CNST) realiza pesquisa em nanotecnologia , tanto por meio de esforços de pesquisa internos e pela execução de uma acessível ao usuário sala limpa nanofabricação facilidade. Este "NanoFab" está equipado com ferramentas para padronização litográfica e imagens (por exemplo, microscópios eletrônicos e microscópios de força atômica ).

Comitês [ editar ]

O NIST tem sete comitês permanentes:

  • Comitê de Desenvolvimento de Diretrizes Técnicas (TGDC)
  • Comitê Consultivo para Redução de Riscos de Terremotos (ACEHR)
  • Comitê Consultivo da Equipe Nacional de Segurança de Construção (Comitê Consultivo NCST)
  • Conselho Consultivo de Segurança e Privacidade da Informação (ISPAB)
  • Comitê Visitante de Tecnologia Avançada (VCAT)
  • Conselho de Supervisores do Prêmio Nacional de Qualidade Malcolm Baldrige (Conselho de Supervisores MBNQA)
  • Conselho Consultivo Nacional de Parceria de Extensão de Fabricação (MEPNAB)

Projetos [ editar ]

Um logotipo do NIST de 40 nm feito com átomos de cobalto

Medidas e normas [ editar ]

Como parte de sua missão, o NIST fornece à indústria, academia, governo e outros usuários mais de 1.300 Materiais de Referência Padrão (SRMs). Esses artefatos são certificados como tendo características específicas ou conteúdo de componente, usados ​​como padrões de calibração para equipamentos e procedimentos de medição, referências de controle de qualidade para processos industriais e amostras de controle experimental.

Handbook 44 [ editar ]

O NIST publica o Manual 44 a cada ano após a reunião anual da Conferência Nacional de Pesos e Medidas (NCWM). Cada edição é desenvolvida por meio da cooperação do Comitê de Especificações e Tolerâncias do NCWM e da Divisão de Pesos e Medidas (WMD) do NIST. O objetivo do livro é o cumprimento parcial da responsabilidade estatutária de "cooperação com os estados para assegurar a uniformidade das leis de pesos e medidas e métodos de inspeção".

O NIST tem publicado várias formas do que agora é o Handbook 44 desde 1918 e começou a publicação com o nome atual em 1949. A edição de 2010 está de acordo com o conceito de uso primário das medições SI (métricas) recomendadas pela Omnibus Foreign Trade e Lei da Competitividade de 1988 . [22] [23]

Segurança interna [ editar ]

O NIST está desenvolvendo padrões de documentos de identidade para todo o governo para funcionários federais e contratados para evitar que pessoas não autorizadas tenham acesso a prédios do governo e sistemas de computador. [ citação necessária ]

Colapso investigação World Trade Center [ editar ]

Em 2002, o National Construction Safety Team Act determinou que o NIST conduzisse uma investigação sobre o colapso dos edifícios 1 e 2 do World Trade Center e do World Trade Center de 47 andares. A "Investigação do colapso do World Trade Center", dirigida pelo investigador principal Shyam Sunder, [24] cobriu três aspectos, incluindo um edifício técnico e segurança contra incêndioinvestigação para estudar os fatores que contribuíram para a causa provável dos colapsos das Torres WTC (WTC 1 e 2) e WTC 7. O NIST também estabeleceu um programa de pesquisa e desenvolvimento para fornecer a base técnica para códigos, normas e normas de construção e incêndio melhorados práticas e um programa de disseminação e assistência técnica para envolver os líderes da comunidade de construção e construção na implementação de mudanças propostas nas práticas, padrões e códigos. O NIST também está fornecendo orientações práticas e ferramentas para preparar melhor os proprietários de instalações, empreiteiros, arquitetos, engenheiros, equipes de emergência e autoridades regulatórias para responder a desastres futuros. A parte da investigação do plano de resposta foi concluída com o lançamento do relatório final no 7 World Trade Center em 20 de novembro de 2008.[25]

Tecnologia eleitoral [ editar ]

O NIST trabalha em conjunto com o Comitê de Desenvolvimento de Diretrizes Técnicas da Comissão de Assistência Eleitoral para desenvolver as Diretrizes do Sistema de Votação Voluntária para urnas eletrônicas e outras tecnologias eleitorais.

Pessoas [ editar ]

Quatro pesquisadores científicos do NIST receberam o Prêmio Nobel por trabalhos em física : William Daniel Phillips em 1997, Eric Allin Cornell em 2001, John Lewis Hall em 2005 e David Jeffrey Wineland em 2012, que é o maior número para qualquer laboratório do governo dos EUA. Todos os quatro foram reconhecidos por seu trabalho relacionado ao resfriamento de átomos a laser , que está diretamente relacionado ao desenvolvimento e avanço do relógio atômico. Em 2011, Dan Shechtman recebeu o Nobel de Química por seu trabalho sobre quasicristais na Divisão de Metalurgia de 1982 a 1984. Além disso,John Werner Cahn recebeu o Prêmio Kyoto de 2011 para Ciência de Materiais, e a Medalha Nacional de Ciência foi concedida aos pesquisadores do NIST Cahn (1998) e Wineland (2007). Outras pessoas notáveis ​​que trabalharam no NBS ou NIST incluem:

  • Milton Abramowitz
  • James Sacra Albus
  • David W. Allan
  • Norman Bekkedahl
  • Ferdinand Graft Brickwedde
  • Lyman James Briggs
  • Edgar Buckingham
  • John M. Butler
  • William Weber Coblentz
  • Ronald Collé
  • Philip J. Davis
  • Hugh Latimer Dryden
  • Jack R. Edmonds
  • Ugo Fano
  • Charlotte Froese Fischer
  • Tim Foecke
  • John Cantius Garand
  • Katharine Blodgett Gebbie
  • Douglas Rayner Hartree
  • Magnus Rudolph Hestenes
  • Deborah S. Jin
  • John Kelsey
  • Russell A. Kirsch
  • Cornelius Lanczos
  • Wilfrid Basil Mann
  • William Clyde Martin
  • William Frederick Meggers
  • Christopher Roy Monroe
  • James G. Nell
  • Frank William John Olver
  • E. Ward Plummer
  • Jacob Rabinow
  • Richard J. Saykally
  • Charlotte Emma Moore Sitterly
  • Irene Ann Stegun
  • William C. Stone

Administração [ editar ]

Desde 1989, o diretor do NIST tem sido nomeado pelo presidente e é confirmado pelo Senado dos Estados Unidos , [26] e desde aquele ano o mandato médio dos diretores do NIST caiu de 11 para 2 anos. Desde a reorganização do NIST em 2011, o diretor também detém o título de Subsecretário de Comércio para Padrões e Tecnologia. Quinze pessoas ocuparam oficialmente o cargo (além de quatro diretores em exercício que serviram temporariamente).

Patentes [ editar ]

O NIST detém patentes em nome do governo federal dos Estados Unidos , [27] com pelo menos uma delas sendo custodiada para proteger o uso de domínio público, como uma para um relógio atômico em escala de chip , desenvolvido por uma equipe do NIST como parte de uma competição DARPA . [28]

Controvérsia sobre NIST SP padrão 800-90 [ editar ]

Em setembro de 2013, tanto o The Guardian quanto o The New York Times relataram que o NIST permitiu que a National Security Agency (NSA) inserisse um gerador de números pseudo-aleatórios criptograficamente seguro chamado Dual EC DRBG no padrão NIST SP 800-90 que tinha uma porta traseira cleptográfica que a NSA pode usar para prever secretamente as saídas futuras desse gerador de números pseudo - aleatórios , permitindo assim a descriptografia sub-reptícia de dados. [29] Relatório de ambos os documentos [30] [31]que a NSA trabalhou secretamente para obter sua própria versão do SP 800-90 aprovada para uso mundial em 2006. O documento de denúncia afirma que "eventualmente, a NSA se tornou o único editor". Os relatórios confirmam as suspeitas e fundamentos técnicos levantados publicamente pelos criptógrafos em 2007 de que o EC-DRBG poderia conter uma porta traseira cleptográfica (talvez colocada no padrão pela NSA). [32]

O NIST respondeu às alegações, declarando que "o NIST trabalha para publicar os padrões criptográficos mais fortes possíveis" e que usa "um processo público transparente para examinar rigorosamente nossos padrões recomendados". [33] A agência afirmou que "tem havido alguma confusão sobre o processo de desenvolvimento de padrões e o papel de diferentes organizações nele ... A Agência de Segurança Nacional (NSA) participa do processo de criptografia do NIST por causa de sua reconhecida experiência. também exigido por estatuto para consultar a NSA. " [34]Reconhecendo as preocupações expressas, a agência reabriu o período de comentários públicos para as publicações do SP800-90, prometendo que "se forem encontradas vulnerabilidades nesses ou em qualquer outro padrão do NIST, trabalharemos com a comunidade criptográfica para resolvê-los o mais rápido possível". [35] Devido à preocupação pública com este ataque de criptovirologia , o NIST rescindiu o algoritmo EC-DRBG do padrão NIST SP 800-90. [36]

Publicações [ editar ]

pdf
  • O Journal of Research do National Institute of Standards and Technology é o principal periódico científico do NIST. Está publicado desde 1904.
  • Publicado pela primeira vez em 1972, o Journal of Physical and Chemical Reference Data , é uma joint venture do Instituto Americano de Física e do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia.

Veja também [ editar ]

  • AD-X2
  • Processo de padrão de criptografia avançado
  • Biblioteca Digital de Funções Matemáticas (DLMF)
  • Banco de dados de estrutura cristalina inorgânica
  • Organização Internacional de Padronização (ISO)
    • ISO / IEC 17025  - usado por laboratórios de teste e calibração
  • Sistema Internacional de Unidades , consulte o Bureau Internacional de Pesos e Medidas
  • Grande Desafio Biométrico Múltiplo
  • Laboratório Físico Nacional (Reino Unido)
  • Biblioteca Nacional de Referência de Software
  • Manual de funções matemáticas do NIST
  • Competição de função hash NIST
  • Painel de interoperabilidade de rede inteligente
  • Arquivo de relatórios técnicos e biblioteca de imagens para séries digitalizadas por NIS
  • WWV (estação de rádio)
  • Teste de construção virtual cibernética
  • Prêmio Samuel Wesley Stratton

Referências [ editar ]

  1. ^ Corrigan, Jack (23 de março de 2018). "A P&D de defesa ganha um grande impulso com o ônibus de 2018" . Nextgov . Arquivado do original em 14 de maio de 2018 . Recuperado em 22 de setembro de 2018 .
  2. ^ https://www.commerce.gov/about/leadership
  3. ^ a b Publicação especial NBS 447 Arquivado em 17 de outubro de 2011, na máquina Wayback - Recuperado em 28 de setembro de 2011
  4. ^ a b Registros do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) arquivado 19 de outubro de 2017, na máquina de Wayback , arquivos nacionais e Web site da administração de registros , (grupo de registro 167), 1830–1987.
  5. ^ "noaa.gov NOAA History: NOAA Legacy Timeline 1807–1899" . Arquivado do original em 5 de setembro de 2018 . Recuperado em 16 de dezembro de 2020 .
  6. ^ Theberge, Capitão Albert E., The Coast Survey 1807–1867: Volume I da História do Corpo Comissionado da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional , "THE HASSLER LEGACY: FERDINAND RUDOLPH HASSLER e a PESQUISA DA COSTA DOS ESTADOS UNIDOS: O RENASCIMENTO DE THE SURVEY, "nenhuma editora listada, NOAA History, 1998. Arquivado em 9 de novembro de 2014, na Wayback Machine
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  8. ^ Informações gerais do NIST. Arquivado em 23 de agosto de 2016 na Wayback Machine. Recuperado em 21 de agosto de 2010.
  9. ^ "Orçamento, planejamento e estudos econômicos do NIST" . Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia. 5 de outubro de 2010. Arquivado do original em 22 de setembro de 2010 . Recuperado em 6 de outubro de 2010 .
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  12. ^ NIST fortalece o foco da missão do laboratório com nova estrutura arquivada em 28 de agosto de 2016, na máquina Wayback
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Ligações externas [ editar ]

  • Site principal do NIST
  • NIST no Federal Register
  • Portal de Publicações NIST
  • A hora oficial dos EUA
  • Dados de referência do padrão NIST
  • Materiais de referência padrão NIST
  • NIST Center for Nanoscale Science and Technology (CNST)
  • Parceria de extensão de fabricação
  • Relatórios técnicos históricos do National Bureau of Standards (e outras agências federais) estão disponíveis no Technical Report Archive and Image Library (TRAIL)
  • Smithsonian Institution Press, 1978, Estudos Smithsonian em História e Tecnologia, Número 40: Padrões de Pesos e Medidas dos Estados Unidos, Sua Criação e Criadores, por Arthur H. Frazier