• Главная
  • 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

Космонавты выводят мух на МКС
В июле российские космонавты на МКС выведут уже 24-е и 25-е поколения мух-дрозофил, которые появились на свет в космосе.

Об этом сообщает РИА Новости, ссылаясь на Ирину Огнёву, заведующую лабораторией биофизики клетки Института медико-биологических проблем РАН. Огнёва подчеркнула, что планируется провести две серии экспериментов: с линией мух, которая летит впервые, и с линией, имеющей опыт нескольких полётов.

Для эксперимента «Цитомеханариум» насекомых доставят на МКС на корабле «Союз МС-29». Полёт запланирован на 14 июля, а возвращение — на 26 июля.

Первые два поколения «космических» мух были выведены весной 2025 года. Ранее космонавт «Роскосмоса» Пётр Дубров рассказывал о планах внекорабельной деятельности.

Лента ру

Найден древний набор ископаемых остатков
В северной части Новой Зеландии в пещере нашли ископаемые остатки, которые помогают понять, каким был птичий мир около миллиона лет назад.

Учёные из Университета Флиндерс и Кентерберийского музея выяснили, что до появления человека на островах вымерла треть видов птиц. Результаты исследования опубликованы в журнале Alcheringa.

Между двумя слоями вулканического пепла, один из которых относится к извержению 1,55 миллиона лет назад, а другой — около 1 миллиона лет назад, были обнаружены останки 12 видов птиц и 4 видов лягушек. Среди них — новый вид попугая Strigops insulaborealis, который является древним предком какапо — единственного в мире нелетающего попугая.

Строение костей указывает на то, что у этого предка были менее мощные ноги, чем у современных какапо, что может говорить о его способности к полёту. Однако для подтверждения этого предположения нужны дополнительные исследования.

Также в пещере нашли останки вымершего предка такахе — редкой нелетающей птицы, которая сохранилась до наших дней, и вымершего голубя, близкого к австралийским бронзовокрылым голубям. Раньше считалось, что утрата птичьего разнообразия в Новой Зеландии связана с деятельностью человека, который появился на островах около 750 лет назад.

Однако новые данные показывают, что уже за миллион лет до этого вулканические катаклизмы и климатические изменения привели к исчезновению более трети видов птиц. Доктор Пол Скофилд из Кентерберийского музея сказал: «Это была не пропущенная глава истории природы Новой Зеландии, а целый утраченный том».

Московский комсомолец

Пересмотрите подход к назначению антибиотиков
Врачи часто назначают антибиотики «для подстраховки», что может способствовать распространению бактерий, устойчивых к лекарствам.

Такой вывод сделали исследователи, опубликовавшие статью в журнале Clinical Microbiology and Infection (CMI). Они подчёркивают, что, хотя в некоторых случаях профилактическое применение антибиотиков оправдано и может спасти жизнь, в последнее время эти препараты всё чаще выписывают людям без подтверждённой бактериальной инфекции.

Это создаёт серьёзную нагрузку на микрофлору организма и приводит к появлению бактерий, которые перестают реагировать на лечение. В статье рассматриваются ситуации, когда антибиотики используются превентивно.

Например, при вирусной пневмонии, после риска заражения некоторыми инфекциями врачи назначают доксициклин, для профилактики кишечных инфекций и лечения людей, контактировавших со стрептококковой инфекцией. В одном из примеров для предотвращения всего одного случая заболевания антибиотики назначались примерно 580 здоровым людям.

Авторы считают, что медицинскому сообществу нужно пересмотреть подход к такой практике. Вместо принципа «лучше перестраховаться» предлагается назначать антибиотики только при наличии убедительных доказательств пользы.

При этом предпочтение следует отдавать препаратам узкого спектра действия и минимально необходимой продолжительности лечения. Учёные утверждают, что устойчивость бактерий к антибиотикам стала одной из крупнейших угроз для здравоохранения.

Поэтому сохранение эффективности существующих препаратов не менее важно, чем разработка новых лекарств. Ранее исследования показали, что антибиотики меняют состав кишечного микробиома на несколько лет вперёд.

Лента ру

Используют голубей для выявления рака лёгких
Учёные из британского Колледжа Святого Креста в Вустере изучили уникальные зрительные способности голубей и решили использовать их для повышения точности выявления онкологических заболеваний дыхательной системы.

Эксперимент может лечь в основу новых алгоритмов для медицинского искусственного интеллекта. Рентгенологи в повседневной практике пропускают около 30% патологических изменений на снимках грудной клетки.

Это не связано с невнимательностью. Исследования с применением систем айтрекинга показали, что врачи задерживают взгляд на подозрительных участках, а зрачки расширяются.

Однако эта информация часто не фиксируется сознанием и не приводит к правильной интерпретации. Авторы работы решили использовать голубей, так как их зрительная система по принципу действия схожа с бессознательными механизмами человеческого восприятия.

Шесть птиц прошли обучение на серии снимков лёгких: за пищевое вознаграждение они должны были отличать здоровые ткани от новообразований. Голуби успешно справились с задачей и даже превзошли ожидания — они научились распознавать эмфизему и матовые (стекловидные) очаги, характерные для ранних стадий рака.

Учёные предположили, что и человек подсознательно способен замечать эти зоны, но не придаёт им должного значения. Теперь исследователи намерены использовать зафиксированные закономерности движений глаз практикующих врачей для тренировки нейросетей.

Это позволит компенсировать разрыв между подсознательным восприятием и осознанным выводом, сократив число нераспознанных случаев. В будущем разработка может найти применение и за пределами клинической диагностики — например, в искусствоведческой экспертизе для выявления подделок картин или в системах безопасности при досмотре багажа для обнаружения скрытых угроз.

Московский комсомолец

Другие новости