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.

Этот вывод был сделан после анализа клинических данных, результаты которого опубликованы в журнале BMJ Nutrition Prevention & Health. В исследованиях, проведённых в Индонезии, приняли участие беременные женщины и девушки-подростки.

В большинстве экспериментов сок гуавы сочетали с приёмом препаратов железа. Анализ 12 исследований показал, что после употребления напитка уровень гемоглобина в среднем увеличивался на 1,71 грамма на децилитр (г/дл).

Наиболее заметный эффект наблюдался у беременных женщин — рост составил в среднем 1,84 г/дл, у подростков показатель увеличивался примерно на 1,52 г/дл. Сочетание сока гуавы и железосодержащих добавок оказалось эффективнее, чем приём железа отдельно.

Авторы связывают эффект с высоким содержанием витамина C в гуаве. По их данным, в 100 граммах плода его может быть в несколько раз больше, чем в апельсинах.

Витамин C улучшает усвоение железа из растительной пищи, что особенно важно для регионов, где дефицит железа распространён из-за особенностей питания. Исследователи считают, что сок гуавы может стать доступным и недорогим дополнением к программам профилактики анемии.

Однако они подчёркивают, что пока речь идёт именно о вспомогательном средстве, а не замене стандартного лечения.

Они пришли к выводу, что частицы пластика могут быть связаны с развитием метаболических нарушений. Согласно экспериментальным данным, микро- и нанопластик может нарушать состав кишечной микробиоты и ослаблять кишечный барьер.

Это приводит к тому, что воспалительные молекулы и продукты бактериального обмена легче проникают в организм, усиливая системное воспаление. Такой процесс может быть одним из возможных путей к инсулинорезистентности и метаболическому синдрому.

Ещё один возможный механизм связан с окислительным стрессом. Исследования показали, что микро- и нанопластик активирует образование реактивных форм кислорода, повреждает клетки и нарушает работу митохондрий.

Это может влиять на энергетический обмен и способствовать сбоям в переработке глюкозы и липидов. Особое внимание учёные уделяют оси «кишечник — печень».

Если микропластик нарушает микробиоту и усиливает воспаление в кишечнике, это может отразиться на печени: изменить жировой обмен, усилить накопление липидов и повысить риск неалкогольной жировой болезни печени. Авторы исследования подчёркивают, что данных о влиянии микропластика на здоровье людей пока недостаточно.

Большинство работ основаны на опытах на животных, а методы оценки воздействия пластика до сих пор сильно различаются. Ранее стало известно, что пластиковые чайники выделяют миллиарды частиц микропластика при кипячении.

Это соединение — diphlorethohydroxycarmalol (DPHC) — было выделено из бурой водоросли Ishige okamurae. Ранее уже было известно, что оно способствует усилению мышечных сокращений, но теперь учёные впервые изучили его влияние на возрастные изменения в мышечной ткани.

Эксперименты проводились как на клетках мышц, так и на взрослых рыбках данио-рерио, у которых искусственно вызвали старение. У животных ухудшились подвижность и мышечная масса, но после введения DPHC их физическая активность заметно увеличилась.

Состояние мышечной ткани у рыб улучшилось, а уровень клеточной энергии повысился. В лабораторных тестах вещество помогало клеткам лучше выживать в условиях старения, снижало уровень окислительного стресса и восстанавливало выработку ATP — основного источника энергии для клеток.

Кроме того, DPHC повышал уровень кальция внутри мышечных клеток, что связано с нормальной работой мышц. Исследователи утверждают, что соединение активировало важный клеточный путь SirT1/PGC-1α, который участвует в энергетическом обмене и поддержании мышечной функции.

Авторы исследования считают, что вещества, полученные из морских водорослей, в будущем могут стать основой для создания средств против возрастной потери мышечной массы и снижения физической активности. Ранее учёные выяснили, что другие соединения также поддерживают мышечную силу и снижают возрастную слабость.

Соответствующие результаты были опубликованы в издании Food & Function (F&F). Учёные использовали ферментативный гидролиз и ферментацию бактериями Lactobacillus plantarum для получения пептидов из отрубей.

После проведённой обработки содержание растворимого белка увеличилось более чем в десять раз — с 6,73 процента до 74,24 процента. Кроме того, возросла доля коротких пептидов, которые отличаются более лёгким усвоением организмом.

Эксперименты с иммунными клетками RAW264.7 продемонстрировали, что такие пептиды не наносят вреда клеткам, однако значительно усиливают их активность.

К примеру, клетки начинали более активно поглощать чужеродные частицы, меняли свою форму и производили больше молекул, которые связаны с иммунным ответом. Также исследователи зафиксировали повышение уровня TNF-α, IL-6 и IL-10 — веществ, которые участвуют в регуляции воспаления и защите организма.

Учёные также отметили увеличение активности рецептора TLR4, играющего важную роль в распознавании патогенов. Это, по их мнению, свидетельствует о способности пептидов из рисовых отрубей активировать иммунные механизмы естественным образом.

Исследователи полагают, что рисовые отруби, которые зачастую рассматриваются как побочный продукт переработки риса, могут стать многообещающим источником натуральных компонентов для поддержания иммунитета и создания функционального питания.