• 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

Клюква уменьшает рост бактерий
Учёные выяснили, что соединения, содержащиеся в клюкве, могут быть полезны не только для предотвращения инфекций мочевыводящих путей, но и для гигиены полости рта.

Употребление клюквенного сока подавляет рост зубного налёта, что стало неожиданностью для многих. Детский стоматолог Кристин Ву из Чикаго отметил, что клюквенный сок многие считают кислым и приторным, поэтому не верят в его положительное влияние на здоровье полости рта.

Однако исследование показало обратное. Клюква содержит проантоцианидины, которые могут подавлять бактериальные инфекции.

В случае ИМП проантоцианидины затрудняют прикрепление кишечной палочки к клеткам мочевого пузыря. Также есть данные, что проантоцианидины могут помочь защитить полость рта, подавляя бактерии, такие как Streptococcus mutans, которые накапливаются в зубном налёте.

Чтобы выяснить, могут ли проантоцианидины в клюквенном соке оказывать защитное действие, Ву и его коллеги провели исследование с участием восьми взрослых и 14 детей. Участники воздерживались от гигиены полости рта в течение 24 часов, после чего с одной стороны рта брали мазок для удаления зубного налёта.

Затем участники полоскали рот клюквенным соком и через тридцать минут исследователи снимали налёт с другой стороны рта. Результаты показали, что употребление чистого клюквенного сока привело к уменьшению роста бактерий на 44 процента, а у детей-участников — на 33 процента по сравнению с исходными мазками.

Более значительное снижение численности бактерий у взрослых может отражать возрастные различия в составе зубного налёта. Чистый клюквенный сок также значительно снизил выработку кислот в зубном налёте у участников, потенциально ограничивая ущерб, который эти кислоты могут нанести зубной эмали.

Исследователи предполагают, что чистый клюквенный сок превосходит подслащённый клюквенный напиток из-за более высокого содержания проантоцианидина. Однако для подтверждения этого потребуются дальнейшие исследования.

Московский комсомолец

Выявляй вред микропластика в чае
В процессе заваривания пластиковые чайные пакетики могут выделять в напиток микропластик, бисфенол А и другие потенциально вредные химические вещества.

Исследование, результаты которого опубликованы в журнале npj Science of Food, показало, что в одной чашке чая может содержаться от 555 до 2498 частиц микропластика в зависимости от марки пакетиков. Учёные изучали чай в пакетиках четырёх марок, купленных в Турции, и сравнивали его с 14 образцами рассыпного чая.

Пакетики заваривали в течение трёх минут при температуре около 95 °C, после чего анализировали состав напитка. Все обнаруженные частицы микропластика оказались волокнами полиамида — материала, из которого изготовлены пакетики.

При этом учёные учитывали только частицы размером более 100 микрометров, поэтому более мелкие могли остаться незамеченными. Кроме того, во всех четырёх образцах напитка обнаружили бисфенол А и пластификаторы.

Эти вещества используются при производстве пластика, а некоторые из них могут влиять на гормональную систему. Расчётное поступление бисфенола А с чаем достигало 21,7 процента от допустимого суточного уровня, установленного Европейским агентством по безопасности продуктов питания.

В рассыпном чае также нашли микропластик, однако его количество было значительно ниже — примерно 0,3–2,4 частицы на двухграммовую порцию сухих листьев. Авторы исследования подчеркнули, что их работа не доказывает вред такого чая для здоровья.

Тем не менее для уменьшения контакта с микропластиком и химическими веществами они рекомендуют выбирать рассыпной чай и заваривать его с помощью металлических или керамических приспособлений.

Лента ру

Фруктоза замедляет рост рака печени
Учёные из Городского университета Гонконга выяснили, что фруктоза — природный сахар, который содержится во фруктах, — способна замедлять рост рака печени у мышей с определёнными изменениями в опухолевых клетках.

Результаты исследования опубликованы в журнале Signal Transduction and Targeted Therapy (STTT). Оказалось, что по мере развития рака печени опухолевые клетки теряют способность перерабатывать фруктозу из-за снижения активности гена ALDOB, который отвечает за расщепление этого сахара.

Чтобы проверить влияние фруктозы на опухоли, учёные провели эксперимент на мышах с раком печени и отключённым геном ALDOB. Животным давали воду с добавлением 10 процентов фруктозы.

Выяснилось, что у таких мышей образование и рост опухолей значительно замедлялись. При нормальной работе гена подобного эффекта практически не наблюдалось.

Дальнейший анализ показал, что фруктоза накапливается в раковых клетках в виде промежуточного продукта её переработки. Это вещество блокирует фермент MPI, нарушает работу клеток и запускает процесс их гибели.

На основе открытия учёные изучили около двух тысяч лекарственных соединений и выделили эбселен, который воздействует на тот же фермент. В экспериментах на мышах препарат подавлял рост опухолей, а в сочетании с противораковым средством сорафенибом действовал ещё эффективнее.

Авторы считают, что обнаруженный механизм может помочь в разработке новых методов лечения рака печени.

Лента ру

Фукоксантин защищает органы
Фукоксантин, который содержится в бурых морских водорослях, может оказывать противовоспалительное действие и защищать различные органы, включая кишечник и печень.

К такому выводу пришли учёные, чей обзор опубликован в журнале Food & Function (F&F). Это вещество относится к каротиноидам — природным пигментам, придающим водорослям характерный цвет.

Ранее были обнаружены его противовоспалительные свойства, однако механизм действия до конца не изучен. Авторы обзора выяснили, что защитное действие фукоксантина может быть связано с кишечной микрофлорой.

Эксперименты на животных показали, что вещество изменяет состав кишечных бактерий, укрепляет защитный барьер кишечника и уменьшает проникновение в кровь веществ, вызывающих воспаление. Предполагается, что благодаря этому фукоксантин может оказывать положительное влияние не только на кишечник, но и на печень, мозг и лёгкие.

В одном исследовании на мышах было обнаружено, что изменения микрофлоры под действием фукоксантина связаны с защитой от колоректального рака. Однако учёные отметили, что фукоксантин плохо усваивается организмом, а дозировки, использованные в экспериментах, часто превышают количество, которое человек может получить с пищей.

Несмотря на это, авторы считают, что фукоксантин может стать перспективным компонентом средств для профилактики воспалительных заболеваний.

Лента ру

Другие новости