• 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

Поддержи оливковое масло здоровье кишечника
Учёные из Севильского университета изучили множество исследований и пришли к выводу, что регулярное употребление оливкового масла, особенно нерафинированного Extra Virgin, может поддерживать здоровье кишечника.

Они выяснили, что оливковое масло первого холодного отжима содержит много полифенолов — биологически активных веществ, которые служат пищей для полезных кишечных бактерий. В результате увеличивается выработка короткоцепочечных жирных кислот, укрепляется защитный барьер кишечника и снижается активность воспалительных процессов.

Оливковое масло также может уменьшать проникновение бактериальных токсинов из кишечника в кровь после еды, снижать некоторые воспалительные маркеры и благоприятно влиять на обмен веществ. В экспериментах на животных оно ослабляло проявления воспалительных заболеваний кишечника, а в исследованиях с участием людей помогало улучшать показатели липидного обмена и снижать окислительный стресс.

Однако учёные подчёркивают, что имеющихся данных пока недостаточно, чтобы говорить о лечебном эффекте. Большинство работ выполнено на животных или представляет собой обзоры уже опубликованных исследований.

Результаты зависят от качества масла, особенностей питания и состояния здоровья человека. Ранее учёные выяснили, что рацион, богатый клетчаткой, поддерживает здоровье кишечника и усиливает иммунитет.

Лента ру

Определи позиции стран в рейтинге суперкомпьютеров
Сергей Михайлович утверждает, что США занимают первое место в мире по суммарной производительности суперкомпьютеров, однако самый мощный вычислитель находится в Китае.

Самый мощный российский суперкомпьютер занимает 101-е место в топ-500. Вероятно, существуют более сильные машины, но они не включаются в рейтинги по разным причинам, например, из-за секретности.

В России есть пять суперкомпьютеров, входящих в мировой топ-500. Три из них принадлежат компании Яндекс, включая суперкомпьютер Червоненкис (назван в честь Алексея Червоненкиса, одного из крупнейших мировых теоретиков машинного обучения), Галушкин (в честь Александра Галушкина, одного из главных исследователей теории нейронных сетей) и Ляпунов (в честь Алексея Ляпунова — знаменитого математика, чьи работы лежат в основе компьютерных наук).

Ещё два суперкомпьютера принадлежат Сберу — «Cristofari Neo» и «Cristofari». Самый мощный российский вычислитель работает со скоростью 21,53 петафлопса, а остальные — меньше.

В 2023 году было объявлено, что в МГУ появился «самый мощный суперкомпьютер в России» — «МГУ-270» с пиковой производительностью 400 петафлопс. Однако для того, чтобы попасть в рейтинг, необходимо выполнить определённую задачу, связанную с решением системы линейных уравнений, и продемонстрировать реальную производительность на данной задаче.

Публичных данных об этом нет. Дебора Винс-Смит, президент Совета США по конкурентоспособности, в 2003 году сказала, что страна, желающая победить в конкуренции с другими странами, должна победить в вычислениях.

Это сразу подхватили другие страны, признав на правительственном уровне, что победы в экономике, в социальной сфере, в военном деле, в научных прорывах зависят от победы в вычислениях. В России в 2010 году участники крупных суперкомпьютерных проектов на отечественных суперкомпьютерах отечественными программами рассчитывали, например, каким должен быть более совершенный ракетный двигатель и фасон трикотажного платья; как сделать бронежилет максимально лёгким и надёжным, а здание — сейсмостойким, лекарство — максимально действенным и с наименьшим числом побочных эффектов.

Более 20 различных прикладных задач. Отсутствие понимания роли суперкомпьютеров на уровне государства и отсутствие политической воли при формировании государственных и межгосударственных комплексных суперкомпьютерных проектов — вот что мешает развитию суперкомпьютеров в России.

Китайская суперкомпьютерная сфера находится под санкциями, но они создали все необходимые производства и лидируют. В России есть список из 10 основных вызовов на пути к высокоскоростным вычислениям, и в 8-ми из них мы имеем отечественные подходы к решению проблем, в 3-х из них — объективно лидерские позиции.

Например, это энергоэффективность — номер 1 в перечне 10 вызовов. У нас есть своя технология так называемого погружного охлаждения электроники.

Оно снижает расходы энергии всей системой в 2 раза по сравнению с воздушным охлаждением.

Московский комсомолец

Завтрак снижает риск депрессии у подростков
Китайские исследователи изучили связь между режимом питания подростков и их психическим состоянием.

В эксперименте приняли участие более 2,5 тысячи школьников из Шанхая. Учёные наблюдали за ними в течение полутора лет и оценивали частоту завтраков, продолжительность сна и наличие депрессивных симптомов в начале и спустя примерно 18 месяцев.

Выяснилось, что доля подростков, которые завтракали каждый день, снизилась с 81,1 % до 76,1 %. При этом распространённость депрессивных симптомов увеличилась с 15,3 % до 18,5 %, а недостаток сна — с 89,5 % до 92,9 %.

Анализ данных показал, что ежедневный завтрак связан с более низким риском появления депрессивных симптомов в будущем и более продолжительным сном. Между сном и психическим состоянием обнаружена двусторонняя связь: недостаток сна повышает вероятность депрессивных симптомов, а депрессия, в свою очередь, может приводить к сокращению продолжительности сна.

Авторы исследования предполагают, что завтрак влияет на настроение благодаря питательным веществам, важным для работы мозга, а также поддерживает циркадные ритмы организма.

Лента ру

Тренировки защищают сердце и сосуды лучше лекарств
Физическая активность после похудения более полезна для сердца и сосудов, чем приём препаратов для снижения веса без тренировок.

Учёные установили, что упражнения снижают воспаление и улучшают состояние артерий, в то время как медикаментозная терапия в основном способствует контролю веса. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Metabolism.

В эксперименте участвовали 130 человек с выраженным ожирением. В течение восьми недель они придерживались диеты с пониженной калорийностью и в среднем похудели на 13,7 килограмма.

Затем участников разделили на четыре группы: одна группа занималась спортом, другая принимала лираглутид, третья — сочетала препарат с физическими упражнениями, четвёртая — получала плацебо. Наблюдение длилось год.

У тех, кто регулярно занимался спортом, толщина стенок сонной артерии уменьшилась на 6–7%. Этот параметр связан с риском атеросклероза, образования тромбов и инсульта.

Кроме того, у физически активных участников снизились уровни воспалительных маркеров IL-6 и интерферона-гамма. В группах, получавших только лираглутид или плацебо, таких улучшений не было.

Для достижения эффекта участники занимались около двух с половиной часов в неделю — в основном на велотренажёрах и с помощью круговых тренировок. Авторы исследования подчёркивают, что лираглутид помогал поддерживать вес, но не заменял пользу физической активности для сосудов.

Ранее стало известно, что другой препарат — семаглутид — может снижать риск переломов костей.

Лента ру

Другие новости