• 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

Создан биосенсор для выявления фиброза печени
В Южной Корее учёные создали биосенсор высокой чувствительности, который может определить по небольшому образцу крови наличие раннего фиброза печени.

Исследование опубликовано в журнале Chemical Engineering Journal (CEJ). Фиброз печени развивается постепенно и может долгое время не проявляться.

На ранних стадиях заболевание можно остановить или даже обратить вспять с помощью лечения и изменения образа жизни. Однако для подтверждения диагноза часто требуется биопсия — забор ткани печени, что болезненно для пациента, или дорогостоящие методы визуализации.

Новая система обнаруживает в крови белок PICP — маркер образования рубцовой ткани в печени. Для этого исследователи использовали углеродный электрод, покрытый золотыми наночастицами и антителами к этому белку.

Когда PICP связывается с антителами, электрические свойства поверхности сенсора меняются, что позволяет определить концентрацию белка без сложной обработки образца. В испытаниях с участием пациентов биосенсор выявлял фиброз печени с чувствительностью 95,24% и специфичностью 100%, то есть не дал ни одного ложноположительного результата среди здоровых участников.

Авторы считают, что в будущем технологию можно превратить в компактный портативный прибор для обычных поликлиник. Это позволит диагностировать заболевание значительно раньше и отказаться от многих биопсий печени.

Лента ру

Алкоголь влияет на болезнь Альцгеймера по-разному
Учёные обнаружили, что влияние алкоголя на болезнь Альцгеймера зависит от патологических изменений в мозге.

Результаты исследования опубликованы в журнале Neuropharmacology. В работе использовались две модели болезни Альцгеймера у мышей.

В одной из них заболевание было связано с накоплением амилоидных бляшек между нервными клетками, в другой — с образованием клубков тау-белка внутри нейронов. Оказалось, что алкоголь по-разному воздействует на одну и ту же нейронную сеть, отвечающую за обучение, принятие решений и адаптацию к новым ситуациям.

При амилоидной форме заболевания он ослаблял передачу сигналов между нервными клетками, а при патологии, связанной с тау-белком, наоборот, усиливал её. Исследователи ожидали, что алкоголь будет одинаково ухудшать работу мозга независимо от типа заболевания.

Однако выяснилось, что один и тот же фактор вызывает противоположные изменения в зависимости от того, какой патологический процесс лежит в основе болезни. Учёные подчёркивают, что речь не идёт о защитном эффекте алкоголя — результаты лишь показывают, что его влияние на болезнь Альцгеймера гораздо сложнее, чем считалось ранее.

Кроме того, исследователи обнаружили, что алкоголь нарушает работу микроглии — иммунных клеток мозга, которые помогают удалять повреждённые клетки и патологические белки. Особенно выраженным эффект оказался в модели с амилоидными бляшками, что может быть одним из механизмов дальнейшего повреждения мозга.

Авторы отмечают, что исследование проводилось на животных, поэтому делать выводы о влиянии алкоголя на людей пока рано. Ранее учёные выяснили, что употребление алкоголя может повышать риск развития рака поджелудочной железы.

Лента ру

Нейросеть
Жизнь растений на Земле прекратится через 1,87 миллиарда лет
Согласно исследованию учёных, опубликованному в издании JGR Atmospheres, жизнь растений на Земле прекратится через 1,87 миллиарда лет.

Об этом сообщает журнал Popular Mechanics (PM). В настоящее время Солнце излучает примерно на треть больше энергии, чем при рождении Солнечной системы, и это увеличение светимости приведёт к серьёзным последствиям примерно через 1,8 миллиарда лет.

Авторы исследования отмечают, что продолжительность жизни биосферы Земли ограничена из-за постоянного роста яркости Солнца по мере его старения. Учёные провели компьютерное моделирование, учитывающее два ключевых показателя биосферы — содержание углекислого газа и температуру.

Полученные данные свидетельствуют о том, что растения вымрут на Земле примерно в то же время, когда океаны планеты испарятся в космос. Ранее, в мае 2025 года, таблоид Daily Star со ссылкой на исследование учёных сообщил, что жизнь на Земле исчезнет в 1 000 002 021 году.

Лента ру

Куркумин и витамин D защищают суставы
Куркумин, который является активным компонентом куркумы, в комбинации с витамином D может замедлять процесс разрушения суставного хряща у пациентов с остеоартритом.

Это подтверждают результаты исследования, опубликованные в журнале Nutrients. В ходе эксперимента учёные создали модель остеоартрита коленного сустава у 30 крыс, а затем в течение 12 недель давали животным витамин D, куркумин, их комбинацию или не проводили дополнительного лечения.

Исследователи оценивали отёчность колена, способность крыс опираться на поражённую конечность, состояние хряща и уровень воспаления в суставе. Было установлено, что витамин D и куркумин по отдельности уменьшали отёк, снижали нагрузку на больную лапу и замедляли повреждение хрящевой ткани.

Однако наиболее выраженный эффект наблюдался при их совместном применении. В этом случае толщина хряща почти восстановилась до показателей здоровых животных, а оценка степени его разрушения снизилась примерно втрое по сравнению с группой без лечения.

Кроме того, комбинация витамина D и куркумина уменьшила концентрацию провоспалительных веществ TNF-α, IL-1β и MCP-1 и усилила работу естественной антиоксидантной защиты организма. Авторы исследования предполагают, что витамин D и куркумин защищают суставы одновременно от воспаления и окислительного повреждения.

Ранее было установлено, что куркумин снижает повреждение сердца и нарушения ритма при тепловом ударе.

Лента ру

Другие новости