• 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

Связывают интероцепцию с психическими расстройствами
Учёные отмечают, что нарушения интероцепции часто сопутствуют тревожным расстройствам, депрессии, посттравматическому стрессовому синдрому и нарушениям пищевого поведения.

Дело в том, что информация о внутреннем состоянии тела помогает мозгу понять, безопасна ли ситуация. Если этот канал связи нарушается, человек может перестать доверять своим ощущениям и начать воспринимать нормальные сигналы как угрозу.

Например, учащённое сердцебиение при социальном контакте может быть ошибочно интерпретировано как признак опасности, что замыкает тревожный круг. Исследователи также отмечают, что женщины в среднем хуже справляются с задачами на точность восприятия сердцебиения.

Это может частично объяснять, почему тревога и депрессия чаще поражают женщин именно с периода полового созревания. Эксперимент с голоданием показал, что люди с точной интероцепцией меньше страдают от перепадов настроения, даже когда испытывают голод.

Учёные из США использовали вибрирующую таблетку, чтобы продемонстрировать, что пациенты с нервной анорексией просто не слышат свои внутренние сигналы голода. Даже после восстановления веса их нервная система обрабатывает эти ощущения иначе, что делает сигналы трудными для распознавания и доверия к ним.

Однако не все учёные согласны с существованием интероцепции как единого феномена. Группа исследователей во главе с Феликсом Шеллером заявила, что «такой вещи, как интероцепция, не существует», имея в виду, что этот термин слишком упрощённо обобщает множество разных процессов от работы сердца до пищеварения, которые управляются разными системами и мозговыми центрами.

Барри Смит из Лондона подсчитал, что у человека на самом деле может быть до 33 различных чувств. «Это напоминает нам, что наша сенсорная реальность гораздо богаче и сложнее, чем принято считать, и даже если мы ещё не придумали названия для многих из них, они уже играют огромную роль в нашем благополучии», — отмечает учёный.

Московский комсомолец

Овощи защищают сердце и обмен веществ
Австралийские учёные провели исследование и выяснили, что у молодых людей повышенное потребление бобовых и крестоцветных овощей связано с меньшим риском развития кардиометаболических нарушений.

Результаты опубликованы в журнале Nutrition, Metabolism and Cardiovascular Diseases (NMCD). В исследовании приняли участие 638 жителей Австралии в возрасте около 22 лет.

Участники заполняли анкеты о своём питании, а учёные оценивали их кардиометаболический риск — вероятность развития заболеваний сердца, сахарного диабета 2-го типа и других нарушений обмена веществ. При этом учитывались образ жизни, пол и другие факторы, которые могли повлиять на результат.

У мужчин наиболее выраженный защитный эффект наблюдался при высоком потреблении бобовых — гороха, стручковой фасоли, запечённой фасоли, соевых бобов и других видов фасоли. Вероятность кардиометаболических нарушений у них была примерно на 72 процента ниже, чем у тех, кто ел такие продукты редко.

У женщин наилучшие результаты показали крестоцветные овощи — брокколи, цветная и белокочанная капуста. Их регулярное употребление было связано со снижением риска примерно на 85 процентов.

Авторы исследования подчёркивают, что их работа выявила лишь связь, а не доказала причинно-следственный эффект. Однако результаты подтверждают, что разные группы овощей могут по-разному влиять на здоровье мужчин и женщин.

Лента ру

Аурикулотерапия снижает боль при мигрени
Бразильские исследователи провели клиническое исследование, результаты которого представили на форуме Federation of European Neuroscience Societies (FENS).

Они выяснили, что иглоукалывание в области уха может уменьшать боль при хронической мигрени и снижать её влияние на повседневную жизнь. В эксперименте участвовали 68 женщин, страдающих хронической мигренью не менее года.

У всех участниц приступы головной боли случались как минимум 15 дней в месяц. Участниц случайным образом разделили на две группы.

Одна проходила восемь сеансов аурикулотерапии — иглоукалывания в определённые точки ушной раковины, связанные с мигренью. Другая получала имитацию процедуры.

До начала лечения, сразу после него и через 30 дней учёные оценивали выраженность боли, влияние мигрени на качество жизни и уровень насыщения кислородом тканей головного мозга. У пациенток, прошедших аурикулотерапию, интенсивность боли снизилась примерно на 11 процентов сразу после курса и на 18 процентов через месяц.

Также уменьшилось влияние мигрени на повседневную жизнь. Похожие улучшения наблюдались и в группе, где проводилась ложная процедура.

Статистически значимых различий между группами исследователи не обнаружили, поэтому пока нельзя утверждать, что именно аурикулотерапия оказалась эффективнее плацебо. Авторы исследования подчёркивают, что считают метод перспективным как дополнение к традиционному лечению, а не его замену.

Учёные продолжают исследование с большим числом участников, чтобы выяснить, действительно ли стимуляция определённых точек на ухе способна облегчать течение хронической мигрени. Ранее учёные выяснили, что высокое атмосферное давление и холодные фронты повышают риск головных болей.

Лента ру

Нейросеть
Выяви связь вещества с болезнью Альцгеймера
Китайские учёные выяснили, что химическое вещество, которое образуется при износе автомобильных шин, может увеличивать риск возникновения болезни Альцгеймера.

Исследование, результаты которого опубликованы в журнале Open Medicine, впервые подробно рассматривает возможное влияние этого загрязнителя на клетки мозга. Речь идёт о соединении 6PPD-хинон (6PPD-Q).

Оно появляется, когда добавка 6PPD, защищающая шины от растрескивания, реагирует с озоном. Ранее это вещество обнаруживали в воде, почве и даже в биологических образцах человека, что свидетельствует о постоянном контакте людей с ним.

Известно также, что 6PPD-Q может проникать в мозг животных и повреждать клетки. В новой работе исследователи применили методы машинного обучения, анализ генетических данных и молекулярное моделирование.

Они нашли пять генов, тесно связанных с болезнью Альцгеймера, и выяснили, что 6PPD-Q может взаимодействовать с тремя из них. По мнению авторов, это может усиливать окислительный стресс, хроническое воспаление и нарушать связь между нервными клетками — процессы, которые считаются ключевыми в развитии нейродегенеративного заболевания.

Учёные подчёркивают, что пока речь идёт лишь о компьютерном моделировании и анализе уже существующих данных. Однако авторы считают, что работа впервые показала возможный молекулярный механизм, связывающий загрязнение от автомобильных шин с развитием деменции.

Лента ру

Другие новости