• Новости
  • Наука
  • Как атомные часы стали эталоном времени и что их может заменить в будущем?
Нейросеть

Как атомные часы стали эталоном времени и что их может заменить в будущем?

Атомные часы: точность до наносекунд Для обычного человека достаточно знать время с точностью до минуты, чтобы не опаздывать на работу.

Но есть области, где требуется более точное измерение времени — например, в навигации. Для этого были разработаны атомные часы, которые используют периоды изменения состояния атома в качестве периодического процесса.

Цезий-133 как эталон времени В 1967 году все страны мира признали атомы цезия-133 эталоном времени. Сегодня одна секунда равна 9 192 631 770 периодам излучения в атомах цезия.

Атомные часы важны для определения положения космических аппаратов, самолётов, подводных лодок и автомобилей. На атомный стандарт равняются все телекоммуникационные компании, включая станции мобильной связи и службы точного времени.

Как воспроизводят секунду В России формирование единицы секунды и национальной шкалы времени происходит в лаборатории измерительно-вычислительных систем и комплексов Государственного первичного эталона времени и частоты. Здесь на цезиевых атомных часах фонтанного типа охлаждённые атомы цезия подбрасываются на двухметровую высоту, где регистрируются, после чего снова летят вниз.

Так рождается современная секунда. Новые стандарты точности Погрешность в подсчёте периодов атома цезия составляет 1,2 на 10 в минус 16 степени.

Эта погрешность также характерна для эталонов секунды ведущих стран мира. Однако ряд стран, включая Россию, работают над усовершенствованием атомных часов, чтобы повысить точность позиционирования до дециметров.

Стронциевые атомные часы Так называемые стронциевые атомные часы позволяют достигать точности расчёта секунды до 10 в минус 18 степени, что более чем на порядок отличается от существующего международного стандарта. В стронции фиксируется другой тип излучения — оптический.

Такие часы, установленные на спутниках, позволят определять положение объекта на Земле с точностью до сантиметров! Будущее атомных часов Принятый международный стандарт, определяющий «размер» секунды по цезию, может быть заменён на оптическое излучение атомов стронция или ядер тория.

Торий-229 как будущее атомных часов Учёные ищут способы повысить точность атомных часов. Одна из идей — использовать слабо радиоактивное твёрдое вещество торий-229.

Ядра тория-229 очень маленькие, на пять порядков меньше самого атома, поэтому воздействие всевозможных полей на них оказывается гораздо слабее. Перспективы России У России есть шансы возглавить технологическую гонку в области создания часов на основе тория-229.

Госкорпорация Росатом умеет производить торий-229 в нужных для исследователей количествах, а над ядерным стандартом частоты работают умы специалистов нескольких российских институтов. Значение высокоточной информации Высокоточная информация, полученная с помощью атомных часов, используется в различных областях, таких как навигация, интернет вещей и беспилотный транспорт.

Она позволяет повысить точность определения местоположения, скорость передачи данных и взаимодействие между физическими объектами.

Московский комсомолец

Объясняется происхождение кратеров
Примерно 800 миллионов лет назад Земля, Луна и Марс подверглись интенсивному метеоритной бомбардировке.

Учёные связывают этот период с распадом крупного астероида в главном поясе между Марсом и Юпитером. Согласно проведённому моделированию, распад произошёл в семействе Эулалия.

Из-за гравитационного воздействия Юпитера множество обломков было выброшено с их первоначальных орбит и направлено к внутренним планетам Солнечной системы. Этот процесс продолжался в течение 150 миллионов лет.

Учёные считают, что именно этим длительным периодом метеоритных дождей объясняется появление большого количества крупных кратеров на Луне, возраст которых соответствует указанному периоду. Следы аналогичных ударов обнаружены и на поверхности Земли и Марса.

Исследователи предполагают, что последствия могли быть ещё более значительными. Возможно, этот космический обстрел оказал влияние на биологическую эволюцию на Земле и активизировал вулканическую деятельность на Марсе.

Однако эти гипотезы пока остаются на уровне предположений. Работа показывает, как одно событие в отдалённой части Солнечной системы может одновременно повлиять на несколько планет, изменив ход их геологической и, возможно, биологической истории.

Московский комсомолец

Исследователи анализируют микроорганизмы плащаницы
Учёные использовали полимеразную цепную реакцию для амплификации генетического материала, чтобы выявить различные штаммы бактерий и грибков на Туринской плащанице.

Некоторые микроорганизмы характерны для умеренного климата, в то время как другие указывают на условия, отличные от тех, что известны в современном Турине. Это позволило предположить, что плащаница могла побывать в Восточном Средиземноморье и других регионах до того, как оказалась в Европе.

Однако, как подчёркивают авторы, эта интерпретация остаётся гипотетической, поскольку многие микроорганизмы могли попасть на ткань во время публичных выставок или после пожара в часовне Шамбери в 1532 году, когда полотно сильно пострадало и неоднократно реставрировалось. Параллельное радиоуглеродное датирование отдельных нитей, взятых из реликвария, показало, что эти нити не принадлежат оригинальной ткани, а были использованы для починки швов после пожаров 1534 и 1694 годов.

Новый метагеномный анализ не опровергает и не подтверждает этих результатов, а просто добавляет ещё один слой информации к сложной истории реликвии. Руководители проекта подчеркнули, что их главная цель заключалась не в том, чтобы решить, было ли в плащаницу завёрнуто тело распятого человека, а в том, чтобы продемонстрировать, как современная экологическая геномика может быть применена к историческим объектам.

Эксперты по сохранению текстиля напоминают, что идентификация микроорганизмов не всегда означает прямое взаимодействие с предметом в конкретный исторический момент, поскольку многие виды могли заселить полотно относительно недавно. Отсутствие стратиграфического контекста затрудняет интерпретацию биологических следов.

Авторы исследования признают эти ограничения, но настаивают на том, что наблюдаемое разнообразие образцов может свидетельствовать о раннем воздействии неевропейской среды. Они призывают независимые лаборатории воспроизвести их эксперименты, чтобы подтвердить или опровергнуть выводы.

Московский комсомолец

Исследователи расшифровали захоронение близнецов
Радиоуглеродный анализ выявил, что захоронение датируется VIII–IX веками, спустя несколько сотен лет после того, как здание было заброшено.

В ту эпоху святилище Артемиды уже не имело религиозной функции. Тела были уложены головами на запад, завёрнуты в саваны и снабжены иглой для закрепления ткани.

Исследование провела команда под руководством антрополога Каролин Партиот из Австрийского археологического института. Они установили, что оба младенца родились недоношенными на сроке 33–34 недели.

«Их почти одинаковые размеры тела и совместное захоронение убедительно указывают на то, что они были близнецами, а у одного из них обнаружили дополнительное шейное ребро — чрезвычайно редкий врождённый порок, связанный с высоким риском нарушений развития и самопроизвольных абортов», — поясняют эксперты. Эта аномалия, по словам археологов, стала причиной смерти обоих детей, хотя точно установить это невозможно.

Остеологический анализ показал, что тела были бережно уложены бок о бок, завёрнуты в ткань, и рядом с черепом одного из них нашли металлическую иглу, которая, вероятно, использовалась для закрепления савана. Следы проникновения воды указывают, что канал не был герметичным, но само захоронение оставалось нетронутым веками.

Это говорит о том, что место выбрали намеренно и сохраняли его в целости. Учёные подчёркивают, что этот случай контрастирует с другими известными находками, такими как колодец костей в Афинской Агоре или канализация Ашкелона, где останки младенцев интерпретируются как свидетельство массового детоубийства.

В Эфесе мы видим все признаки обычной могилы — ориентация по христианскому канону, наличие савана, отсутствие следов насилия и аккуратно сложенное погребальное сооружение. Археолог Лилли Забрана отметила, что это открытие имеет огромное значение, поскольку оно доказывает, что Артемизион оставался доступным и в VIII–IX веках, задолго до того, как наводнения XIII–XIV столетий покрыли его шести-восьмиметровым слоем речных отложений.

Местные общины продолжали использовать заброшенные священные пространства для своих нужд, включая погребальные практики, даже в эпоху христианизации. Исследователи считают, что этот период был переходным, когда римские традиции уступали место новым христианским обычаям.

Погребение близнецов в бывшем отхожем месте, но с соблюдением всех обрядов, отражает особое отношение к смерти младенцев, которые в те времена умирали очень часто. Общество выработало ритуалы, чтобы справиться с этой потерей, а не просто избавляться от тел.

Теперь команда планирует продолжить изучение городского ландшафта раннесредневекового Эфеса, чтобы понять, как именно местные жители повторно использовали античные сооружения.

Московский комсомолец

Арктический лёд тает быстрее
Новое исследование показало, что ранее зафиксированное замедление темпов таяния арктических льдов прекратилось.

В зимний период было отмечено значительное сокращение площади ледяного покрова за всю историю наблюдений. Учёные обнаружили, что за последние 20 лет темпы таяния льдов замедлились, но в период с 2005 по 2024 год не было статистически значимого сокращения их площади.

Это казалось неожиданным, учитывая повышение глобальной температуры. По мнению исследователей, естественные колебания океанических течений, которые сдерживают таяние льдов, вероятно, компенсировали повышение температуры.

Однако это была лишь временная передышка, и в ближайшие 5–10 лет таяние, скорее всего, возобновится и будет происходить примерно в два раза быстрее. Используя данные последних спутниковых наблюдений, учёные обнаружили, что замедление темпов таяния в период с 2005 по 2024 год было «временным, а не устойчивым явлением».

Доктор Дуо Чан, ведущий автор статьи из Школы наук об океане и Земле Саутгемптонского университета, подчёркивает, что то, что «выглядело как пауза в начале 2020-х годов, на самом деле было лишь временным замедлением в рамках более долгосрочного процесса». Площадь морского льда в сентябре, когда она достигает своего годового минимума, сократилась вдвое с 1979 года, когда начались спутниковые измерения.

В период с 2024 по 2025 год площадь арктического морского льда сократилась на 5,8%. Это самое значительное годовое сокращение за всю историю наблюдений.

Доктор Алессандро Сильвано, соавтор статьи из Саутгемптонского университета, сказал, что столь резкое сокращение в 2025 году было необычным, но вполне вероятным с точки зрения физики в условиях текущего потепления в Арктике. Сокращение площади льда приведёт к тому, что в атмосферу будет поступать больше тепла и влаги из океана, что может повлиять на погоду в более южных широтах.

Доктор Чан говорит, что исследование стало предупреждением о продолжающемся климатическом кризисе. «Кратковременное восстановление может на время скрыть долгосрочную тенденцию изменения арктического морского льда.

Низкая площадь морского льда зимой в 2025 и 2026 годах ясно показывает, что сокращение арктического морского льда не остановилось — оно продолжается в условиях глобального потепления», — сказал он.

Московский комсомолец

Другие новости