• 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

Выяви связь факторов риска
В журнале Frontiers in Nutrition опубликовано исследование, которое показало, что сочетание инсулинорезистентности и дефицита витамина D существенно увеличивает риск развития серьёзных сердечно-сосудистых заболеваний.

Учёные проанализировали данные более 335 тысяч человек, которые на момент начала исследования не имели сердечно-сосудистых заболеваний. Наблюдение длилось почти 14 лет, и за это время было зафиксировано более 33 тысяч случаев инфаркта, инсульта, внезапной сердечной смерти и других тяжёлых осложнений.

Высокий индекс триглицерид-глюкозы (TyG), который отражает инсулинорезистентность, и низкий уровень витамина D по отдельности повышают риск сердечно-сосудистых событий. Однако наибольшая опасность возникает, когда эти два состояния сочетаются.

У таких участников вероятность осложнений была на 26 процентов выше, чем у людей с нормальными показателями. Авторы исследования подчёркивают, что именно сочетание метаболических нарушений и дефицита витамина D может быть ключевым скрытым фактором сердечно-сосудистого риска.

Полученные данные открывают путь к более точной профилактике и раннему выявлению людей с повышенным риском. Ранее учёные выяснили, что низкий уровень витамина B12 также связан с повышенным риском развития деменции и инсульта.

Лента ру

Коллайдер уходит на модернизацию
Европейская организация по ядерным исследованиям сообщила, что Большой адронный коллайдер завершил текущий этап научной работы и уходит на модернизацию, которая продлится четыре года.

Ожидается, что крупнейший в мире ускоритель частиц вернётся к работе в 2030 году в новом режиме — как Большой адронный коллайдер высокой светимости. В ночь на 14 июня были зарегистрированы последние столкновения частиц для физического анализа в четырёх главных экспериментах БАК — ALICE, ATLAS, CMS и LHCb.

Пучки продолжали циркулировать в ускорителе ещё около двух недель, но уже не для обычного сбора научных данных, а для высокоинтенсивных испытаний, машинных тестов и проверок перед остановкой. Полное отключение установки запланировано на 29 июня.

ЦЕРН уточняет, что за годы работы БАК предоставил учёным рекордный массив данных. Только двум крупнейшим экспериментам, ATLAS и CMS, ускоритель обеспечил не менее 54 миллионов миллиардов протонных столкновений.

Установка также провела около 300 миллиардов столкновений тяжёлых ионов, не считая специальных запусков с другими ядрами, включая кислород и неон. Эти данные продолжат анализировать в ближайшие годы, пока ускоритель будет на реконструкции.

Главный научный итог работы БАК — открытие бозона Хиггса и последующее уточнение его свойств. Коллаборации сообщили о более чем 85 новых адронах, проверяли пределы существования новых частиц, изучали асимметрию между материей и антиматерией, кварк-глюонную плазму ранней Вселенной и процессы, важные для астрофизики.

Результаты экспериментов на БАК легли в основу примерно 4500 рецензируемых научных публикаций. Во время третьей длительной остановки часть оборудования ускорителя демонтируют и заменят.

Для будущего HL-LHC установят более мощные фокусирующие магниты, новые сверхпроводящие радиочастотные системы, усиленную защиту и линии передачи энергии к оборудованию в технических галереях. Детекторы ATLAS и CMS пройдут крупную модернизацию: в них заменят значительную часть электронных систем и многие элементы, включая трекеры.

Новая версия коллайдера должна повысить светимость — число столкновений, доступных экспериментам. Это позволит учёным набирать больше статистики, точнее изучать уже известные частицы и искать крайне редкие процессы.

В CERN рассчитывают, что запуск HL-LHC откроет следующий этап исследований после 2030 года.

Московский комсомолец

Пептид из устриц защищает кости
В журнале Food & Function (F&F) опубликованы результаты исследования, в котором учёные выяснили, что пептид, добытый из устриц, способен ослаблять разрушение костной ткани, вызванное длительным приёмом глюкокортикоидов.

В эксперименте участвовали крысы с остеопорозом, который был вызван дексаметазоном. Пептид OP4 улучшил структуру бедренной кости крыс и восстановил баланс белков, которые регулируют рост и ремоделирование костной ткани.

Уровни RUNX2, остеокальцина, PINP и OPG увеличились, а уровень RANKL и катепсина K снизился. Помимо защиты костей, OP4 улучшил показатели печени крыс, снизив накопление жиров, и скорректировал нарушения липидного обмена в организме.

Анализ тканей и крови показал, что пептид воздействует на метаболические и клеточные пути, включая PI3K/Akt, которые связаны с ростом костей и обменом липидов. Авторы исследования подчёркивают, что OP4 может стать перспективным пищевым ингредиентом для профилактики и лечения остеопороза, особенно у пациентов, принимающих глюкокортикоиды.

Это открытие демонстрирует потенциал морских источников белка для поддержания здоровья костей и обмена веществ. Кроме того, учёные выяснили, что высокие дозы кофеина усиливают потерю костной массы.

Лента ру

Препараты повышают риск нарушений обоняния и вкуса
В журнале JAMA Otolaryngology — Head & Neck Surgery опубликовано исследование, согласно которому препараты для лечения диабета 2-го типа, в том числе агонисты рецепторов глюкагоноподобного пептида-1 (GLP-1 RAs), могут увеличивать риск возникновения проблем со вкусом и обонянием.

В исследовании участвовали почти 440 тысяч взрослых пациентов с диабетом. Их разделили на две группы: получавших терапию с GLP-1 RA и контрольную группу пациентов с диабетом, которые не использовали эти препараты.

В течение двух лет наблюдения у пациентов из первой группы был выявлен повышенный риск нарушений обоняния и вкуса. Статистика показала, что риск нарушения обоняния у участников из группы GLP-1 RA вырос почти в два раза, а вкуса — на 52 процента по сравнению с контрольной группой.

В некоторых случаях фиксировались полная потеря обоняния или искажение восприятия вкуса. Препараты GLP-1 RA, включая «Оземпик», известны своими положительными эффектами: снижением веса, улучшением контроля глюкозы и даже замедлением биологического старения.

Однако новые данные указывают на то, что эти преимущества могут сопровождаться неожиданными изменениями в восприятии вкуса и запаха, что необходимо учитывать при назначении терапии.

Лента ру

Другие новости