• 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

Шоколад снижает риск депрессии у пожилых людей
Японские исследователи из Национального центра гериатрии и геронтологии выяснили, что пожилые люди, которые регулярно едят тёмный шоколад, реже страдают от симптомов депрессии.

Результаты работы опубликованы в журнале Frontiers in Nutrition. В эксперименте участвовали 2957 жителей Нагои старше 70 лет, средний возраст участников составил 78 лет.

Учёные использовали специальную шкалу для оценки симптомов депрессии и спрашивали участников исследования, как часто и как долго они едят тёмный шоколад. Оказалось, что у людей, которые употребляют тёмный шоколад один-два раза в неделю более двух лет, вероятность возникновения симптомов депрессии ниже.

По сравнению с теми, кто почти не ест шоколад, этот показатель оказался примерно на 27 процентов ниже, хотя в основном анализе результат немного не достиг статистической значимости. Более выраженная связь наблюдалась при сравнении разных видов шоколада.

Среди любителей шоколада вероятность симптомов депрессии была на 38 процентов ниже у тех, кто ел именно тёмный шоколад более двух лет, по сравнению с теми, кто употреблял другие виды шоколада. Авторы исследования подчёркивают, что их работа не доказывает, что тёмный шоколад напрямую защищает от депрессии.

Ранее учёные выяснили, что употребление жирных сыров связано с низким риском развития деменции.

Лента ру

Связь глубокого сна с болезнью Альцгеймера выяснили учёные
Учёные из Калифорнийского университета в Беркли выяснили, что нарушение глубокого сна связано с накоплением в мозге тау-белка — одного из ключевых признаков болезни Альцгеймера — и ухудшением памяти.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Neuroscience (NN). В работе сравнивались молодые люди и участники в возрасте 65–75 лет.

С помощью ЭЭГ учёные отслеживали медленные волны мозга во время глубокого сна, а с помощью ПЭТ — накопление тау-белка. У пожилых людей с большим количеством тау-белка было обнаружено, что медленные волны распространяются на меньшие участки мозга и чаще возникают изолированно.

Степень нарушения распространения медленных волн коррелировала с ухудшением способности запоминать новую информацию за ночь. Часть добровольцев прошла повторное обследование через несколько лет.

Выяснилось, что рост уровня тау-белка сопровождается дальнейшим нарушением глубокого сна и ухудшением памяти. При этом изменения наблюдались у людей без диагностированной болезни Альцгеймера.

Авторы отмечают, что пока невозможно определить, что возникает первым — накопление тау-белка или нарушения сна. Однако результаты исследования показывают, что изменения глубокого сна могут сопровождать процессы, связанные с болезнью Альцгеймера, задолго до появления выраженных симптомов.

Лента ру

Предложи учёные для восстановления уретры
Специалисты Сеченовского Университета разработали клеточные технологии для улучшения восстановления уретры.

Эта методика предназначена для пациентов с обширными дефектами мочеиспускательного канала, которым не помогает традиционная пластика с использованием собственных тканей. Об этом «Ленте.

ру» рассказали в пресс-службе университета. В течение девяти месяцев исследователи наблюдали за восстановлением уретры у кроликов после установки коллагенового имплантата.

Через три месяца материал хорошо прижился, слизистая восстановилась, мочеиспускательный канал оставался проходимым. Однако через полгода и позже в месте вмешательства начали формироваться рубцы.

Учёные объяснили, что уретра имеет сложное строение и постоянно испытывает нагрузку. Поэтому технологии, которые хорошо работают при восстановлении других органов и тканей, нельзя напрямую применять в реконструктивной урологии.

Простого каркаса для формирования новой слизистой оказалось недостаточно — необходимо восстановить всю стенку уретры. Биомедицинские клеточные продукты могут стать решением.

В отличие от обычных имплантатов, они способны активнее стимулировать регенерацию и помогать разным слоям тканей восстанавливаться согласованно. Это может снизить риск повторного рубцевания и сужения уретры, уменьшить необходимость в повторных операциях и сделать результат лечения более устойчивым.

Лента ру

Изучай гамма-всплески
Гамма-всплески — одни из наиболее заметных явлений во Вселенной.

Они возникают, например, при коллапсе массивных быстро вращающихся звёзд или при слиянии нейтронных звёзд. В эти моменты выделяется огромное количество энергии, которое может сделать всплеск ярче целой галактики.

В ГАИШ МГУ рассказали, что телескопы сети МАСТЕР автоматически начали поиск «оптического аналога вспышки» через 68 секунд после получения уведомления о гамма-сигнале от зарубежных коллег. Первым к съёмке приступил МАСТЕР-Таврида (телескоп в Крыму), а через 121 секунду к поиску присоединился МАСТЕР-Кисловодск.

Так был обнаружен новый источник света, связанный с гамма-всплеском. После этого учёные из Японии, Израиля, Франции и Великобритании также направили свои телескопы в указанную область неба.

Они тоже зафиксировали свечение, которое быстро теряло яркость. По словам специалистов, это нормальное поведение для оптического послесвечения гамма-всплеска.

Учёных, наблюдающих за подобными свечениями, интересует механизм выброса вещества и энергии, условия вокруг источника всплеска и направление выброса. Гамма-всплеск 260604C, несмотря на яркую вспышку, не стал рекордным по яркости.

Самым мощным за всю историю наблюдений остаётся гамма-всплеск GRB 221009A, зарегистрированный 9 октября 2022 года. В Институте космических исследований РАН пояснили, что GRB 221009A был настолько мощным, что «ослепил» большинство космических детекторов гамма-излучения.

Их приборы «захлебнулись» в счёте пришедшего числа фотонов. Восстановить картину помогли российские инструменты: прибор «Конус» на борту аппарата WIND и телескоп ART-XC на борту обсерватории «Спектр-РГ».

Благодаря им удалось выяснить, что в результате вспышки было выделено энергии более чем 6,5 масс Солнца.

Московский комсомолец

Другие новости