Как атомные часы стали эталоном времени и что их может заменить в будущем?

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.

Этот инновационный метод может способствовать ранней диагностике таких состояний, как болезнь Паркинсона, эпилепсия и шизофрения. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Materials (AM).

Принцип работы технологии заключается в анализе белков, присутствующих в слюне. С использованием особых наноструктур из золота и оксида меди учёные усиливают крайне слабые сигналы молекул более чем в миллиард раз.

После этого полученные данные обрабатываются алгоритмами машинного обучения, которые помогают выявлять характерные изменения белков, ассоциированные с заболеваниями мозга. Тестирование метода проводилось на образцах слюны 44 пациентов с неврологическими заболеваниями и 23 здоровых людей.

Результаты показали, что система способна различать такие заболевания с точностью свыше 90%, а в определённых случаях — до 98%. По мнению исследователей, новый подход может стать альтернативой более сложным и инвазивным методам диагностики, таким как анализ спинномозговой жидкости или дорогостоящие ПЭТ-сканирования.

В перспективе учёные планируют разработать компактные диагностические устройства, которые позволят проводить подобные тесты даже за пределами медицинских учреждений.

Учёные проанализировали данные 17 рандомизированных клинических испытаний, объединённых в нескольких метаанализах, и пришли к такому выводу. Согласно результатам анализа, приём витамина C может снижать систолическое давление примерно на 3,7 миллиметра ртутного столба.

Систолическое давление — это верхний показатель при измерении давления, который отражает давление крови в артериях в момент, когда сердце сокращается и выталкивает кровь. Диастолическое давление — нижний показатель, который показывает давление в сосудах в момент, когда сердце расслабляется между ударами.

Значимого снижения диастолического давления в среднем по всем участникам исследования обнаружено не было, однако у людей с диабетом диастолическое давление уменьшалось примерно на 2,3 миллиметра ртутного столба. Авторы исследования отмечают, что такие изменения могут иметь значение для сердечно-сосудистого здоровья.

Однако учёные подчёркивают, что уровень доказательности пока остаётся ограниченным, поэтому для подтверждения эффекта витамина C необходимы более крупные и длительные клинические исследования. Ранее учёные выяснили, что низкий уровень селена усиливает риски гипертонии от жирной пищи.

Учёные выяснили, что в период ожидания ребёнка объём серого вещества в коре мозга сначала сокращается, а после родов начинает постепенно восстанавливаться. Этот процесс имеет форму буквы «U» и, как считают исследователи, связан с гормональными изменениями в организме.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications (Nat Com). В эксперименте участвовали 127 женщин, которые готовились стать мамами впервые.

Им проводили магнитно-резонансную томографию до беременности, во втором и третьем триместрах, а также через месяц и через полгода после родов. Анализ данных показал, что к концу беременности объём серого вещества уменьшался примерно на 5 процентов, а затем начинал восстанавливаться, но не достигал первоначального уровня.

Особенно заметные изменения происходили в тех областях мозга, которые отвечают за самовосприятие, эмоции и социальное мышление. Учёные также обнаружили, что эти изменения тесно связаны с колебаниями уровня эстрогенов во время беременности.

Это указывает на важную роль гормонов в перестройке мозга. Исследователи подчёркивают, что такие изменения не свидетельствуют об ухудшении умственных способностей.

Напротив, они могут способствовать адаптации к материнству. Более того, у женщин, у которых мозг быстрее восстанавливался после родов, наблюдалась более сильная эмоциональная привязанность к ребёнку через несколько месяцев после рождения.

Ранее учёные выяснили, что курение во время беременности увеличивает риск развития гипертонии у детей.

К числу таких методов относятся медитация, йога, тайцзи, а также дыхательные упражнения. Результаты анализа исследований опубликованы в журнале Aging & Mental Health (A&MH).

Учёные изучили 98 научных работ, проведённых по всему миру и посвящённых применению подобных практик среди людей с когнитивными нарушениями. Во многих случаях участники сообщали о снижении уровня тревожности, депрессии и стресса, а также об улучшении общего качества жизни.

Исследование показало, что наиболее эффективные результаты достигаются при коротких и простых занятиях, обычно не превышающих по длительности часа. Кроме того, эффективность повышается, если в программе участвуют родственники или сотрудники учреждений ухода, а занятия проводятся регулярно и в группе.

По мнению учёных, такие немедикаментозные методы могут стать значимым дополнением к традиционному лечению деменции. В перспективе исследователи намерены разработать и протестировать новые программы с использованием технологий, которые помогут внедрять подобные практики в домах престарелых и медицинских учреждениях.

Ранее специалисты выяснили, что депрессии, гипертонии и диабету отводится роль предшествующих факторов в развитии болезни Альцгеймера.