• 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

Ракета столкнётся с Луной
В среду четырёхтонная вторая ступень ракеты SpaceX Falcon 9, которая находится в космосе с прошлого года, должна столкнуться с Луной.

Ожидается, что удар произойдёт на высокой скорости и не будет представлять угрозы для Земли, но может привести к образованию нового лунного кратера. Это даст учёным дополнительные данные для исследований.

Объект размером примерно со школьный автобус в январе 2025 года использовался для запуска к Луне посадочного модуля компании Firefly Aerospace. По расчётам специалистов, столкновение произойдёт около 06:35 по Гринвичу.

Ступень врежется в поверхность спутника на скорости около 8 690 километров в час. Ожидается, что в результате удара в атмосферу Луны поднимется облако пыли и камней.

Оно может быть освещено солнечным светом, но с Земли его, вероятно, будет сложно увидеть невооружённым глазом. По оценке НАСА, столкновение сформирует кратер шириной около 18 метров и глубиной примерно 4 метра.

Предполагается, что обломок упадёт в кратер Эйнштейна, расположенный у западного края Луны. Этот район часто трудно наблюдать с Земли.

НАСА намерено изучить место падения и по возможности получить его изображения до и после столкновения. Представитель НАСА Джими Рассел заявил, что удар не представляет опасности для Земли.

Он также отметил, что специалисты планируют изучить возможные изменения движения Луны и использовать результаты наблюдений для дальнейших исследований. Обычно вторые ступени ракет после вывода полезной нагрузки на орбиту возвращаются в атмосферу, где сгорают, либо падают в океан.

Однако январская миссия к Луне потребовала значительно большей тяги, чем запуски на околоземную орбиту, поэтому ступень осталась в космосе и продолжила двигаться по неуправляемой траектории среди других объектов космического мусора. Астрономы установили, что ступень направляется к Луне, только в начале этого года.

Создатель одного из широко используемых астрономических программ Билл Грей отметил, что столкновение может иметь небольшой научный интерес, но назвал ситуацию примером недостаточно ответственного обращения с отработавшими космическими аппаратами. Падения космического мусора на Луну происходят редко.

В марте 2022 года в её поверхность врезалась ступень китайской ракеты, завершившей лунную испытательную миссию. В 2009 году НАСА намеренно направило на Луну ступень ракеты, чтобы изучить выброс лунного вещества после удара.

Московский комсомолец

Свяжи хронотип и риск инфаркта
Учёные выяснили, что привычка регулярно ложиться спать очень рано или очень поздно может быть связана с повышенным риском инфаркта миокарда.

Они проанализировали данные более 4,5 тысячи человек и опубликовали результаты в журнале Sleep Health (SH). В исследовании участвовали 4578 взрослых старше 40 лет, за которыми наблюдали в среднем 10,6 года.

Всех участников разделили по хронотипу — «жаворонки», промежуточный тип и «совы». Учёные фиксировали случаи инфаркта и учитывали возраст, образ жизни, сердечно-сосудистые факторы риска и объективные показатели сна.

Оказалось, что по сравнению с людьми промежуточного хронотипа риск инфаркта был на 50 процентов выше у «жаворонков» и на 40 процентов выше у «сов». Особенно выраженной эта связь была у участников с синдромом обструктивного апноэ сна: в этой группе вероятность инфаркта возрастала примерно на 80 процентов как у любителей раннего подъёма, так и у тех, кто предпочитал поздно ложиться и поздно вставать.

Авторы исследования подчёркивают, что не только недостаток сна, но и особенности циркадного ритма могут играть важную роль в здоровье сердца. Они считают, что учёт хронотипа в будущем может помочь точнее оценивать риск сердечно-сосудистых заболеваний и своевременно проводить профилактику.

Ранее учёные выяснили, что курение ускоряет образование бляшек в артериях и повышает риск инфаркта и инсульта.

Лента ру

Связь психического состояния и здоровья полости рта исследуют учёные
Исследователи, опубликовавшие свою работу в журнале Frontiers in Oral Health (FOH), пришли к выводу, что психическое состояние человека может оказывать влияние не только на его настроение, но и на здоровье полости рта.

В работе были проанализированы данные 650 взрослых людей. Учёные оценивали выраженность симптомов депрессии и тревожности, а также качество жизни, связанное со здоровьем полости рта.

Для этого использовались международно признанные опросники PHQ-9, GAD-7 и OHIP-14. Результаты показали, что при усилении симптомов депрессии и тревожности участники хуже оценивали состояние своих зубов и дёсен, а также влияние проблем с полостью рта на повседневную жизнь.

Наиболее заметная связь была выявлена при тяжёлой депрессии и тяжёлой тревожности. Кроме того, более низкие показатели здоровья полости рта чаще встречались у людей старше 45 лет и у участников со средним уровнем семейного дохода.

Учёные считают, что стоматологам необходимо учитывать психологическое состояние своих пациентов. Оценка тревожности и депрессии может стать частью комплексного подхода к профилактике и лечению заболеваний полости рта.

Лента ру

Исследователи предлагают уменьшить численность населения
В научном журнале Sustainable Development появилась статья, в которой группа исследователей предлагает постепенно сократить численность населения Земли с нынешних 8,3 миллиарда до 4 миллиардов к концу XXII века.

Авторы считают, что такая цифра станет оптимальной для снижения нагрузки на природу и балансировки потребления ресурсов. Расчёты показывают, что уменьшение количества жителей планеты вдвое автоматически снизит нагрузку на запасы воды, продовольствия и полезных ископаемых.

Кроме того, сократятся объёмы выбросов и отходов, а также уменьшится напряжённость в борьбе за территории и сырьё. Особенно позитивный эффект, по мнению учёных, получат беднейшие государства, где снижение конкуренции за скудные ресурсы повысит уровень жизни каждого человека.

Авторы подчёркивают, что ключевым условием является полное отсутствие принуждения. Они видят единственным инструментом достижения цели добровольное регулирование рождаемости и расширение доступа девочек к образованию в регионах с низким достатком.

Когда женщины получают реальную свободу выбора в вопросах деторождения, коэффициент рождаемости, как правило, опускается до уровня простого воспроизводства или даже ниже, отмечается в работе. Такой демографический переход займёт почти 200 лет и не потребует экстренных административных мер.

За это время удастся снизить давление на дикие экосистемы, замедлить изменение климата и сохранить биоразнообразие. Учёные не настаивают на немедленных действиях, а лишь предлагают долгосрочный сценарий, который, по их мнению, способен обеспечить устойчивое будущее для всей планеты.

Московский комсомолец

Другие новости