• 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 ли диабет и болезнь Альцгеймера?
Возможно, существует третий тип диабета, который связан с болезнью Альцгеймера.

Некоторые учёные считают, что нарушение передачи сигналов инсулина может быть формой нейродегенерации, приводящей к снижению когнитивных способностей. Инсулин — это естественный гормон, используемый организмом для регулирования уровня сахара в крови.

Мозг также вырабатывает инсулин, и это факт, о котором многие эксперты не знают. Исследование, проведённое на мышах в 2020 году, показало, что инсулин вырабатывается и высвобождается несколькими нейронами, чувствительными к стрессу, в гипоталамусе.

В человеческом мозге в этой области также наблюдается самый высокий уровень инсулина. Американские исследователи обнаружили «масштабные» метаболические изменения во всех тканях мозга у пациентов, умерших от деменции.

«Мы наблюдали метаболические изменения, связанные с клеточной энергией, метаболизмом глюкозы, воспалением и жирными кислотами, которые ранее были связаны с болезнью Альцгеймера», — рассказал биоинформатик Ян Крумсик. При посмертном исследовании трёх пациентов, умерших от болезни Альцгеймера, в мозговой ткани было обнаружено больше «сахарных украшений», чем у здоровых людей.

Эти отложения сахара указывают на нарушение энергетического контроля в мозге, возможно, связанное с инсулином. Эпидемиологические исследования показали рост заболеваемости деменцией, особенно болезнью Альцгеймера, среди людей с сахарным диабетом.

Некоторые исследователи утверждают, что нет достаточных доказательств для того, чтобы однозначно отнести болезнь Альцгеймера к одной из форм диабета. Однако связь между деменцией и сахарным диабетом заслуживает дальнейшего изучения.

Московский комсомолец

Арахис улучшает работу мозга
Учёные провели рандомизированное исследование с участием пожилых людей и выяснили, что ежедневное употребление арахиса может положительно влиять на чувствительность мозга к инсулину в областях, связанных с памятью.

Результаты опубликованы в журнале Food amp; Function (Famp;F). В эксперименте приняли участие 31 человек со средним возрастом 67 лет.

В течение 16 недель добровольцы каждый день съедали по 60 граммов несолёного жареного арахиса с кожицей. Затем результаты сравнили с контрольным периодом без арахиса.

Магнитно-резонансная томография показала изменения реакции на инсулин в нескольких областях мозга, включая гиппокамп и парагиппокампальную извилину, которые участвуют в процессах памяти и обучения. Авторы считают эти изменения потенциально благоприятными.

При этом уровень глюкозы и инсулина в крови, показатели жирового обмена, воспаления и количество жира в печени существенно не изменились. Это говорит о том, что эффект мог быть связан именно с реакцией мозга на инсулин, а не с общими метаболическими изменениями.

Та же группа учёных обнаружила, что регулярное употребление такого арахиса улучшало показатели памяти у пожилых людей. Ранее стало известно, что ежедневное употребление грецких орехов способствует улучшению настроения и обмена серотонина.

Лента ру

Понять механизм реакции организма
Клинический психолог, доктор психологических наук Мария Киселёва в комментарии информационному агентству «Вести» отметила, что после стрессового события организм может реагировать всплеском энергии.

Это своего рода защитная реакция, которая настраивает человека на борьбу с проблемой или на то, чтобы убежать от неё. Организм мобилизуется, чтобы решить возникшую задачу.

Это нормальный процесс, в ходе которого человек тратит энергию и возвращается к привычному образу жизни. Однако затем наступает период снижения активности.

Некоторые люди могут испытывать сильное истощение. Мария Киселёва подчеркнула, что постоянное пребывание в состоянии гиперактивности невозможно.

Особенно это касается тех, кто привык скрывать свои чувства. Алекситимия — это неспособность человека осознавать и называть собственные эмоции.

При хроническом подавлении чувств переживания могут переходить в соматические проявления, что часто приводит к маскированной депрессии.

Московский комсомолец

Связывают плотность костей с работой мозга
Учёные выяснили, что низкая минеральная плотность костей позвоночника может свидетельствовать о более быстром ухудшении когнитивных функций и изменениях структуры мозга у пожилых людей.

Исследование опубликовано в журнале Radiology. В эксперименте участвовали 715 человек, медианный возраст которых составлял 69 лет.

С помощью искусственного интеллекта специалисты проанализировали плотность грудных позвонков по снимкам компьютерной томографии и сопоставили её с изменениями белого вещества мозга и результатами когнитивных тестов. Выяснилось, что у людей с более низкой плотностью костей общие показатели когнитивных функций ухудшались быстрее.

Также у них наблюдалась более высокая скорость накопления изменений в отдельных участках белого вещества — ткани, отвечающей за передачу сигналов между различными областями мозга. Особенно заметной связь между низкой плотностью костей и изменениями белого вещества оказалась у людей с диабетом.

Учёные подчёркивают, что пока не могут утверждать, что ослабление костей само по себе вызывает ухудшение работы мозга, поскольку исследование выявило связь, но не доказало причинно-следственный механизм. Авторы отмечают, что плотность позвонков можно оценить по уже сделанным КТ грудной клетки.

В будущем этот показатель может стать дополнительным маркером риска когнитивного снижения. Ранее учёные установили, что снижение памяти и общих когнитивных способностей может указывать на риск инсульта.

Лента ру

Другие новости