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

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.

В ходе исследования учёные проанализировали информацию о питании древних людей, современные медицинские данные и молекулярные механизмы воздействия мяса на организм. По мнению исследователей, для ранних предков мясо служило важным источником энергии и жиров, которые были необходимы для развития мозга.

Однако современные объёмы и способы употребления красного мяса значительно отличаются от рациона древних людей. Учёные отмечают, что регулярное потребление красного, особенно переработанного, мяса повышает риск сердечно-сосудистых заболеваний, диабета второго типа, рака кишечника и преждевременной смерти.

Особое внимание исследователи уделили молекуле Neu5Gc, которая содержится в красном мясе. Человеческий организм не может самостоятельно вырабатывать это вещество, но после употребления мяса оно может накапливаться в тканях и вызывать хроническое воспаление.

Авторы обзора подчёркивают, что их работа не призывает к полному отказу от мяса. Вместо этого они предлагают пересмотреть современные пищевые привычки и учитывать, что нынешний уровень потребления мяса существенно отличается от того, к которому человек был адаптирован в процессе эволюции.

Ранее учёные выяснили, что ультрапереработанные продукты увеличивают риск преждевременной смерти.

В работе были проанализированы данные о состоянии атмосферы в Сан-Паулу за период с 2011 по 2021 год и сопоставлены с частотой госпитализаций, связанных с болезнями почек. Особое внимание учёные уделили изучению мелких частиц PM2.

5, которые в основном возникают из-за автомобильных выхлопов и сжигания топлива. Выяснилось, что даже уровни загрязняющих веществ, соответствующие допустимым нормам Всемирной организации здравоохранения, связаны с повышенным риском госпитализаций.

Эта связь особенно заметна у мужчин. Длительное воздействие загрязнённого воздуха увеличивало вероятность хронической болезни почек, острого повреждения почек и нарушений работы клубочков — структур, которые отвечают за фильтрацию крови.

По словам исследователей, мелкие частицы могут проникать в кровоток и накапливаться в тканях почек, вызывая воспаление, повреждение клеток и ускоренное старение тканей. Авторы подчёркивают, что необходимо ужесточить меры по снижению загрязнения воздуха, так как даже «умеренные» уровни загрязнения могут существенно влиять на здоровье.

Этот вывод был опубликован в журнале Nature после анализа данных почти полумиллиона человек из базы UK Biobank. В исследовании использовались алгоритмы, известные как «биологические часы», которые оценивают скорость старения различных органов по анализам крови, медицинским снимкам и другим биомаркерам.

Учёные изучили 23 типа таких «часов» для 17 систем организма. Выяснилось, что наиболее медленное биологическое старение наблюдалось у людей, которые спали примерно от 6,4 до 7,8 часа в сутки.

При сне менее 6 часов и более 8 часов исследователи фиксировали признаки более быстрого старения сразу в нескольких органах и системах организма. Кроме того, недостаток сна оказался связан с повышенным риском депрессии, тревожности, ожирения, диабета второго типа, гипертонии, сердечных заболеваний, а также болезней лёгких и пищеварительной системы.

Авторы исследования подчёркивают, что работа не доказывает прямую причинно-следственную связь, однако подтверждает важную роль сна для поддержания здоровья всего организма. Ранее учёные выяснили, что регулярные тренировки и достаточный сон снижают риск деменции.

Результаты исследования опубликованы в журнале Stroke. Специалисты изучили данные почти семи тысяч человек среднего возраста и сравнили их когнитивные показатели с уровнем загрязнения воздуха в районах, где они живут.

Особое внимание исследователи уделили мелкодисперсным частицам PM2.5 и диоксиду азота — эти вещества образуются из-за автомобильных выхлопов, промышленности и лесных пожаров.

Выяснилось, что люди, проживающие в районах с более высоким уровнем загрязнения, хуже справлялись с тестами на память, понимание информации и скорость мышления. У них также чаще обнаруживались небольшие изменения в мозге при проведении МРТ.

Наиболее заметной эта связь оказалась у женщин. Авторы подчёркивают, что деменция развивается постепенно, иногда в течение десятилетий, поэтому раннее воздействие факторов окружающей среды может иметь значительное влияние.

Ранее стало известно, что загрязнённый воздух замедляет развитие речи у детей.