• 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

Учёные развеяли опасения о семаглутиде
Препарат семаглутид, который часто используют для лечения диабета и борьбы с лишним весом, не увеличивает вероятность развития рака поджелудочной железы.

Это выяснили учёные, проанализировав медицинские данные почти 100 тысяч человек, принимавших этот препарат. Информация была представлена на ежегодной конференции Европейской ассоциации по изучению диабета (EASD).

Ранее высказывались опасения относительно семаглутида и других лекарств из класса GLP-1. Они появились после сообщений о возможных побочных эффектах и экспериментов на животных, где были замечены изменения в тканях поджелудочной железы.

Поэтому регуляторы решили дополнительно проверить, может ли длительный приём таких препаратов повышать риск рака. Учёные изучили данные 97 464 пациентов из Дании, Швеции и Норвегии, которые принимали семаглутид.

Их сравнили с людьми, получавшими другие лекарства от диабета. В первой группе выявили 131 случай рака поджелудочной железы, во второй — 123.

Риск заболевания между группами существенно не различался, даже с учётом продолжительности наблюдения. Также не было обнаружено признаков того, что вероятность рака увеличивалась при более высокой дозе семаглутида или более длительном его применении.

Авторы исследования считают, что полученные результаты не подтверждают существовавшие опасения о связи семаглутида с раком поджелудочной железы.

Лента ру

Связывают колебания давления с риском инсульта и смерти
Учёные, представившие результаты своей работы на ежегодной конференции Европейской ассоциации по изучению диабета (EASD), обнаружили, что значительные колебания артериального давления могут быть связаны с повышенным риском инсульта и смерти.

При этом важно не только само значение давления, но и амплитуда его изменений между обследованиями. В исследовании приняли участие более 57 тысяч человек со средним возрастом 55 лет.

За участниками велось наблюдение в течение примерно пяти лет, в ходе которого им несколько раз измеряли давление. Учёные анализировали колебания давления и оценивали их влияние на здоровье.

За время исследования 571 человек перенёс инсульт, а 1460 участников умерли. Особенно заметной оказалась связь между изменениями нижнего давления и риском инсульта.

Выяснилось, что выраженные перепады нижнего давления увеличивают риск инсульта на 12 процентов. Колебания давления также оказались связаны с риском смерти, независимо от его среднего уровня.

Особенно высокая вероятность наблюдалась у людей с диабетом второго типа и сильными перепадами верхнего давления. Авторы исследования считают, что наблюдение за изменениями давления со временем может помочь более точно определять риск сердечно-сосудистых проблем.

Однако работа не доказывает, что именно перепады давления непосредственно вызывают инсульт. Ранее учёные выяснили, что бессонница может повышать риск инсульта на 26 процентов.

Лента ру

Ванилин улучшает когнитивные функции мышей
Ванилин продемонстрировал способность снижать нарушения в процессах памяти и обучения, которые возникают при сбое циркадных ритмов.

В ходе эксперимента на мышах было установлено, что это вещество не только улучшает когнитивные способности, но и оказывает влияние на кишечную микрофлору и обмен триптофана. Результаты исследования опубликованы в журнале Food & Function (F&F).

Учёные работали с животными, у которых были нарушены циркадные ритмы — внутренние биологические часы, регулирующие циклы сна и бодрствования, а также многие другие процессы в организме. Из-за сбоя у мышей ухудшались пространственное обучение и способность распознавать ранее встречавшиеся объекты.

Приём ванилина уменьшал эти нарушения, улучшая результаты когнитивных тестов и частично нормализуя обмен триптофана — аминокислоты, продукты переработки которой участвуют в работе нервной системы. Были обнаружены изменения уровней триптофана, кинуренина и кинуреновой кислоты.

Одновременно ванилин влиял на состав и разнообразие кишечной микрофлоры, укреплял кишечный барьер и улучшал показатели иммунного равновесия. Исследователи предполагают, что эти процессы могут быть взаимосвязаны через ось «кишечник — мозг».

Изменения были обнаружены и непосредственно в мозге. Ванилин воздействовал на белки гиппокампа, связанные с работой нейронов и синапсов, а также снижал активацию астроцитов, которая может сопровождать воспалительные процессы в нервной ткани.

Авторы считают, что ванилин может потенциально ослаблять негативное влияние нарушенных циркадных ритмов на когнитивные функции. Однако пока эффект был показан только на мышах.

Ранее учёные выяснили, что полифенолы винограда могут защищать мозг от возрастных изменений.

Лента ру

Анализируют науку страны
Доклады РАН составляются ежегодно на основе статистики и информационных материалов от ведущих научных, образовательных организаций, министерств и госкорпораций.

В них более 200 страниц текста о стратегических целях, крупных результатах, финансировании науки и кадрах. Приятно узнавать о проектах мирового уровня, таких как ускорительный комплекс NICA в Дубне, где завершаются пусконаладочные работы, или сибирский кольцевой источник фотонов («СКИФ») под Новосибирском, готовность которого превышает 90%.

Среди других проектов — онкоофтальмологический комплекс и глубоководный нейтринный телескоп Baikal-GVD. Согласно Указу Президента РФ от 07.

05.2024 года, к 2030 году Российская Федерация должна войти в число 10 ведущих стран мира по объёму научных исследований и разработок.

Однако по распоряжению Правительства РФ от 10.04.

2025 года, к 2028 году нужно войти не в десятку, а в первую восьмёрку по этому показателю. Доля молодых учёных должна расти на 0,1% каждый год, а удельный вес отечественных высокотехнологических товаров и услуг должен быть доведён к 2027 году до 60,5%, а к 2030-му — до 75% (на 2025 год закладывалось 52,4%).

Согласно Аналитическому докладу за 2025 год, несмотря на то что доля организаций, выполняющих исследования и разработки, в 2024 году возросла до 4157 (по сравнению с 4125 в 2023-м), доля НИИ в этом списке упала. Если в 2023 году институтов насчитывалось 1560, то в 2024-м их осталось уже 1543.

По сравнению с 2000 годом их стало меньше почти на 50%. Количество опытных предприятий также сократилось: если в 2015 году их насчитывалось 60, в 2023-м упало вдвое, в 2024-м осталось 25.

Рост произошёл за счёт увеличения доли промышленных предприятий. Численность персонала, выполняющего исследования и разработки, подросла за последний год на 5 тысяч человек и составляет 675,7 тысячи.

Однако исследователей в стране прибавилось только на 0,2 тысячи, их всего 339 тысяч. По отношению к 2000 году численность исследователей сократилась на 20,4%, а по отношению к 1990 году — на 65,8%.

За прошедший год среднестатистический исследователь в стране «постарел» на 3 года. В 2024 году его возраст составил 45,7 года.

Талантливую молодёжь в возрасте 23–35 лет ещё удаётся привлекать в научно-технологическую сферу возможностью защитить диссертацию, но впоследствии молодёжь из науки уходит, поскольку большинство молодых специалистов лишены стимулов для работы в научных учреждениях. Это заметно бьёт по преемственности научных школ, качеству науки в целом.

Даже несмотря на то что современные выпускники всё ещё стремятся защититься после окончания вуза, по сравнению с 2015 годом в 2024-м кандидатов и докторов наук насчитывалось на 19,7% меньше. Исследователей высшей квалификации в стране всего 89 586 человек.

Московский комсомолец

Другие новости