• 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

Нейросеть
Исследователи разрабатывают систему для выявления повреждений органов
Исследователи из Оксфорда разработали систему искусственного интеллекта, которая позволяет выявлять скрытые повреждения органов, вызванные повышенным артериальным давлением.

Этот вывод был сделан задолго до появления у пациентов инфаркта, инсульта или других заметных симптомов. Результаты работы учёных опубликованы в журнале Circulation.

Алгоритм под названием HyperScore оценивает влияние гипертонии на несколько органов одновременно. Традиционный подход основан только на показателях давления, в то время как система анализирует сотни параметров, связанных с работой сердца, мозга, почек, сосудов, печени, лёгких и обменом веществ.

Для обучения модели специалисты использовали данные более 27 тысяч участников британского проекта UK Biobank. Затем результаты проверили ещё на 5,5 тысячи человек из США.

Анализ показал, что существуют как минимум шесть различных типов повреждений, связанных с гипертонией. У одних людей заболевание сильнее затрагивает сердце, у других — мозг, почки, сосуды или обмен веществ.

Люди с высоким HyperScore чаще сталкивались с сердечно-сосудистыми осложнениями в будущем, даже если их показатели давления сами по себе не выглядели особенно тревожными. Одним из самых важных признаков скрытого вреда оказались изменения в мозге, которые обнаруживаются на МРТ.

По словам авторов работы, новая технология может помочь врачам раньше выявлять пациентов с повышенным риском инсульта, сердечной недостаточности и заболеваний почек. Ранее учёные выяснили, что потребление соков и сладких напитков в детстве повышает риск гипертонии.

Лента ру

Нейросеть
Свет перед сном нарушает работу мозга
Учёные из Университета Кентукки провели исследования, в которых установили, что ночное освещение, качество сна и развитие болезни Альцгеймера связаны сильнее, чем предполагалось.

Результаты опубликованы в журналах Sleep и Alzheimer’s & Dementia. В первом исследовании специалисты выяснили: слабый свет ночью нарушает циркадные ритмы — внутренние биологические часы организма.

На моделях болезни Альцгеймера это приводило к менее стабильному режиму сна и бодрствования, а также способствовало незначительному увеличению накопления амилоидных бляшек в мозге. Во второй работе учёные обнаружили: нарушения сна появляются до заметных проблем с памятью.

Исследование показало: важную роль в этом процессе может играть воспаление в мозге. Когда учёные подавили избыточные воспалительные сигналы с помощью экспериментального препарата MW151, качество сна улучшилось даже без снижения уровня амилоидных отложений.

Авторы считают: результаты указывают на то, что плохой сон может быть не только симптомом болезни Альцгеймера, но и одним из факторов, влияющих на её развитие. Нарушение циркадных ритмов, воспаление и изменения в работе иммунных клеток мозга могут усиливать друг друга, ускоряя патологические процессы.

Исследователи рекомендуют избегать яркого и лишнего освещения вечером, соблюдать постоянный режим и создавать тёмные условия для ночного отдыха. Учёные считают: такие привычки могут помочь сохранить здоровье мозга в долгосрочной перспективе.

Ранее стало известно: добавки с рыбьим жиром не замедляют возрастное ухудшение памяти.

Лента ру

Исследователи раскрывают связь старения и рака
Специалисты Вашингтонского университета в Сент-Луисе провели исследование и выяснили, что представители более молодых поколений могут биологически стареть быстрее своих родителей.

Это связано с повышенным риском развития рака в молодом возрасте. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Medicine.

Учёные изучили данные более 164 тысяч человек. Исследователи сравнили биологический возраст организма с фактическим возрастом участников.

Оказалось, что у представителей более поздних поколений разрыв между ними был больше, чем у людей, родившихся несколькими десятилетиями ранее. Анализ показал, что ускоренное биологическое старение связано с повышенным риском раннего развития онкологических заболеваний.

У людей с наиболее выраженными признаками ускоренного старения вероятность столкнуться с раком до 55 лет была на 15 процентов выше по сравнению с теми, кто старел медленнее. Наиболее сильная связь наблюдалась для рака лёгких, органов пищеварения и матки.

Исследователи также обнаружили, что старение отдельных систем организма может быть связано с определёнными видами рака. Например, преждевременное старение иммунной системы ассоциировалось с повышенным риском рака лёгких, а ускоренное старение жировой ткани — с более высокой вероятностью колоректального рака.

Авторы работы считают, что оценка биологического возраста может стать новым инструментом для выявления людей с повышенным риском онкологических заболеваний ещё до появления симптомов. Это позволит раньше начинать профилактику и проводить более точный скрининг, ориентированный на индивидуальные особенности организма.

Лента ру

Какао поддерживает здоровье мозга
Учёные, которые обобщили данные клинических и экспериментальных исследований, пришли к выводу, что полифенолы, содержащиеся в какао, могут поддерживать здоровье мозга и улучшать настроение.

Этот вывод опубликован в журнале Frontiers in Nutrition. Было обнаружено, что употребление какао может уменьшать симптомы депрессии и улучшать эмоциональное состояние.

Возможный механизм действия связан с влиянием на дофаминовую систему, нейропластичность и обработку эмоций. Кроме того, полифенолы какао могут действовать как пребиотики, поддерживая полезные бактерии в кишечнике.

Это может влиять на воспаление, стресс и настроение через ось «кишечник — мозг». В экспериментах на животных какао улучшало память, способствовало образованию новых нервных связей и снижало окислительный стресс.

Однако данные о влиянии какао на когнитивные функции у людей остаются неоднозначными: польза чаще проявлялась для отдельных показателей, таких как внимание, усталость и работа в стрессовых условиях. Исследователи считают какао перспективным продуктом для поддержки мозга и эмоционального благополучия, но подчёркивают, что для точных выводов необходимы дополнительные клинические исследования.

Ранее учёные выяснили, что регулярное употребление бабл-ти связано с более высоким риском тревожности.

Лента ру

Другие новости