• 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

Диета защищает органы при гипертонии
Учёные из США выяснили, что растительная диета может снижать повреждения почек и печени, которые связаны с высоким артериальным давлением.

Результаты исследования опубликованы в журнале Food amp; Function (Famp;F). В эксперименте участвовали крысы с гипертонией.

Их разделили на две группы: одна группа получала обычный корм, а другая — рацион, который на 28% состоял из фруктов, овощей, орехов и бобовых. Через 24 недели часть крыс из контрольной группы также перевели на растительное питание ещё на 12 недель.

Оказалось, что растительная диета улучшала работу почек даже при сохранении высокого артериального давления. У животных снизился уровень мочевины в крови, а после перехода на такой рацион улучшился показатель фильтрации крови почками.

Кроме того, растительное питание снизило уровень фермента АЛТ, повышение которого может указывать на повреждение печени. Этот эффект наблюдался как при раннем введении диеты, так и при переходе на неё спустя несколько месяцев.

Также было обнаружено усиление антиоксидантной защиты почек и снижение уровня одного из воспалительных белков в печени. Это может говорить об уменьшении воспаления и повреждения тканей.

Авторы исследования предположили, что растительная диета способна защищать внутренние органы от последствий гипертонии даже без снижения самого давления. Ранее уже было известно, что фрукты и овощи могут снижать риск осложнений хронической болезни почек.

Лента ру

Диабет первого типа влияет на психическое здоровье
Учёные из Университета Джонса Хопкинса обнаружили, что у людей с диабетом первого типа чаще встречаются симптомы депрессии и тревожности по сравнению с пациентами, страдающими диабетом второго типа, и людьми без диабета.

Результаты исследования опубликованы в журнале Annals of Internal Medicine (AIM). Специалисты изучили данные 58 106 взрослых жителей США, участвовавших в национальном опросе о здоровье.

Среди них было 326 человек с диабетом первого типа и 5802 — со вторым. Оказалось, что умеренные или тяжёлые симптомы депрессии наблюдались у 17,1% людей с диабетом первого типа, в то время как среди пациентов со вторым типом диабета этот показатель составил 12,4%, а среди людей без диабета — 6,6%.

Аналогичная закономерность была выявлена и в отношении тревожности. Умеренные или тяжёлые симптомы генерализованного тревожного расстройства обнаружили у 16,2% людей с диабетом первого типа.

При втором типе диабета этот показатель был равен 8,7%, а среди людей без заболевания — 6,1%. Симптомы депрессии и тревожности чаще встречались у женщин, людей младше 65 лет и участников с низким уровнем образования среди пациентов с диабетом первого типа.

Авторы исследования подчеркнули, что людям с диабетом первого типа необходимо уделять больше внимания при оценке психического здоровья. Выявление симптомов депрессии и тревожности на ранней стадии может помочь улучшить контроль заболевания и качество жизни пациентов.

Лента ру

Физическая активность замедляет старение яичников
Международная группа учёных пришла к выводу, что регулярная физическая активность способна замедлять старение яичников и помогать сохранять репродуктивную функцию на более долгий срок.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Aging (NA). Специалисты изучили данные 152 435 участниц британского биобанка UK Biobank и 12 418 человек из американского исследования NHANES.

Было обнаружено, что женщины после менопаузы в среднем менее физически активны, чем до её наступления. Для изучения механизмов этой связи учёные провели эксперименты на мышах.

Выяснилось, что более высокий уровень физической активности действительно замедляет возрастные изменения яичников. Исследователи установили, что физические нагрузки увеличивают уровень адипонектина — гормона, который участвует в регуляции обмена веществ.

У мышей с дефицитом этого вещества эффект от физической активности был значительно слабее. Кроме того, учёные испытали вещество AdipoRon, которое активирует рецепторы адипонектина.

Его применение замедляло старение яичников и продлевало репродуктивный период у мышей. Авторы считают, что полученные результаты помогают объяснить, каким образом физическая активность влияет на репродуктивное старение.

В будущем этот механизм может стать основой для разработки новых методов сохранения женского репродуктивного здоровья.

Лента ру

Учёные исследуют влияние беременности на старение организма
Специалисты Гарвардской медицинской школы предположили, что короткие промежутки между беременностями могут ускорять биологическое старение женского организма.

Это предположение было опубликовано в журнале Trends in Endocrinology & Metabolism (TEM). В научном обзоре авторы проанализировали исследования о связи беременности с биологическим возрастом — показателем, отражающим состояние клеток, тканей и органов независимо от количества прожитых лет.

Ранее было установлено, что во время беременности биологический возраст женщины временно увеличивается, достигая максимума в третьем триместре или к моменту родов. После рождения ребёнка организм начинает восстанавливаться.

Учёные предположили, что если следующая беременность наступает слишком быстро, организм может не успеть полностью восстановиться. Это может привести к накоплению изменений, связанных с биологическим старением, и потенциально повлиять на здоровье женщины в будущем.

Исследователи подчёркивают, что увеличение биологического возраста во время беременности не всегда означает повреждение организма. Более того, некоторые исследования связывают рождение детей с увеличением продолжительности жизни.

Всемирная организация здравоохранения рекомендует подождать не менее 24 месяцев после родов перед следующим зачатием, чтобы снизить риски для матери и ребёнка. Однако авторы отмечают, что связь коротких промежутков между беременностями с ускоренным старением пока остаётся гипотезой.

Ранее учёные выяснили, что воздействие на передачу сигналов между клетками может замедлить старение.

Лента ру

Другие новости