• 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

Минское Динамо подписывает Бишоффа
Минское «Динамо» подписало однолетнее соглашение с американским защитником Джейком Бишоффом.

Контракт рассчитан до завершения сезона 2026/2027. Хоккеист, которому 32 года, был выбран «Нью-Йорк Айлендерс» на драфте НХЛ 2012 года под общим 185-м номером в седьмом раунде.

В Национальной хоккейной лиге Джейк Бишофф провёл четыре матча в составе «Вегас Голден Найтс», а большую часть карьеры выступал в АХЛ. В прошлом сезоне он играл за «Шанхайских драконов», где в 52 матчах набрал 9 очков (2 шайбы и 7 передач) по системе «гол плюс пас».

Подписание праворукого защитника — часть работы минского клуба по укреплению состава под руководством нового главного тренера Сергея Брылина. Опытный легионер должен усилить оборону команды и повысить вариативность спецбригад перед стартом регулярного чемпионата КХЛ, который начнётся 5 сентября.

Московский комсомолец

Создают новые подходы к лечению пародонта
Пародонт — это система тканей, которые окружают зуб и удерживают его в альвеоле (зубной лунке).

В эту систему входят десна, связочный аппарат зуба и костная ткань. Воспаление пародонта, пародонтит, может быть вызвано зубными отложениями, неправильным прикусом, травмами и хроническими заболеваниями, такими как сахарный диабет, патологии щитовидной железы, заболевания желудочно-кишечного тракта, болезни почек и печени.

Если не лечить пародонтит, это может привести к гибели тканей вокруг зуба. Для разных типов тканей пародонта раньше применяли разные материалы.

Например, для заживления дёсен использовали биогели и препараты с факторами роста и биологическими агентами. В повреждённые ткани добавляли плазму из крови пациента для регенерации дёсен.

Для восстановления костных структур подсаживали биосовместимые костнозамещающие материалы в виде крошки или гранул. В Сеченовке создали комбинацию клеток десны и зубной пульпы (внутренней мягкотканной части зуба).

Оказалось, что такая комбинация лучше всего «уживается» с живой тканью и позволяет создавать более устойчивые тканевые конструкции, чем использование каждого типа клеток по отдельности. В будущем можно будет подходить к лечению пародонта индивидуально, ведь врач получит тканевые конструкции, выращенные исключительно из родных тканей больного с помощью 3D-биопечати.

Сначала блоки из биоматериала сформируют in vitro (то есть в пробирке, вне тела пациента), а затем они могут быть пересажены в ротовую полость пациента. Заведующая лабораторией клинических смарт-нанотехнологий университета Настасья Кошелева комментирует: «Для наших конструктов, которые в будущем будут пересаживаться пациентам, выбраны наиболее регенеративно активные клетки — десны, как основы восстановления мягких тканей, и зубной пульпы, как производной для выращивания разных тканей, вплоть до костной».

«Они будут самостоятельно самоорганизовываться в костную и мягкую часть пародонта?» — «Если нужны мягкие ткани, то будем брать больше десневых клеток, если нужны более плотные, то больше пульпных.

У нас разработан свой подход к получению органоидов, согласно которому они, действительно, между собой доорганизуются или самоорганизуются». «На каком этапе сейчас находится данная разработка?

» — «Мы оптимизируем сам конструкт, для которого используются человеческие клетки, клетки доноров. На следующем этапе мы должны будем показать, как они работают на мелких и крупных лабораторных животных, и после будем думать уже и о клиническом применении».

«Как это может выглядеть на практике?» — «У больного возьмут его собственные клетки, получат на их основе органоиды, напечатают из них ткани нужных размеров и пришьют вместо отсутствующих дёсен или костных фрагментов».

Московский комсомолец

Социальная изоляция влияет на мозг и тягу к алкоголю
Учёные в журнале Nature Neuroscience опубликовали исследование, в котором говорится, что социальная изоляция может менять работу мозга и повышать склонность к употреблению алкоголя.

Эксперименты на мышах показали: одиночество увеличивает потребление алкоголя у самцов, а у самок, наоборот, снижает его. Исследователи обнаружили нервную цепь, которая соединяет базолатеральную миндалину и медиальную префронтальную кору мозга.

Повышенная активность этой цепи связана с изменением поведения животных. Чтобы проверить, действительно ли эта цепь вызывает тягу к алкоголю, учёные использовали оптогенетику и искусственно активировали её у самцов, которые не находились в изоляции.

После этого мыши начали употреблять алкоголь так же, как животные, пережившие одиночество. Подавление активности этой цепи, напротив, уменьшало потребление спиртного.

Авторы исследования считают, что открытие помогает объяснить, почему чувство одиночества может повышать риск злоупотребления алкоголем. Также оно указывает на потенциальную биологическую мишень для разработки новых методов профилактики и лечения алкогольной зависимости.

Ранее стало известно, что кетогенная диета замедляет расщепление алкоголя в печени и снижает тягу к нему.

Лента ру

Изучают влияние космоса на животных
Андрей Штемберг, доктор биологических наук и ведущий научный сотрудник Института медико-биологических проблем, рассказал «МК», что целью эксперимента было изучение влияния негативных факторов открытого космоса на млекопитающих, в частности на состояние их нервной системы и когнитивные функции.

Это важно для понимания того, как космонавты могут быть подвержены воздействию при межпланетных перелётах, когда они выходят за пределы магнитосферы Земли. Магнитосфера — это область околоземного космического пространства, где Земля защищена от солнечного ветра и космического излучения.

Для эксперимента исследователи комбинировали воздействие невесомости с гамма-излучением, протонами и ионами углерода. Ранее подобные исследования проводились последовательно: сначала испытуемых подвергали перегрузкам, а затем облучали.

Однако одновременное воздействие невесомости и облучения ранее не изучалось. Учёные давали испытуемым задания и следили за состоянием их центральной нервной системы.

Крысы проходили водный лабиринт Морриса, где им нужно было обнаружить скрытую в бассейне под водой платформу. Животные с «тормозным» типом быстрее находили путь и лучше его запоминали, а животные с возбудимым типом быстрее учились, но и забывали усвоенное тоже быстрее.

Обезьяны проходили компьютерные тесты с 17 уровнями сложности. На первом этапе они должны были совместить курсор с синим квадратом на мониторе.

На следующих этапах квадрат начинал двигаться, и его нужно было поймать. Самым сложным было поймать квадрат в «слепой» зоне, когда он выходил за пределы круга и становился невидимым.

Тесты показали, что наилучшие результаты были у сангвиников — особей с сильным уравновешенным типом высшей нервной деятельности. У сильных, но неуравновешенных холериков результаты были хуже.

Флегматики показали неплохие результаты, а худшие результаты были у меланхоликов. Эти данные могут быть полезны для отбора путешественников к другим планетам.

Московский комсомолец

Другие новости