• 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

Определи связь сна с возрастом органов
Международная группа учёных пришла к выводу, что сон продолжительностью от 6,4 до 7,8 часа связан с наиболее низким биологическим возрастом различных органов и систем.

Исследование опубликовано в журнале Nature. В работе использовались данные людей в возрасте от 37 до 84 лет из британского биобанка UK Biobank.

Для оценки биологического старения применялись 23 показателя, основанные на снимках органов, составе белков и продуктов обмена веществ в крови. Выявлена U-образная связь между продолжительностью сна и биологическим возрастом, что означает: как слишком короткий, так и слишком продолжительный сон ассоциируются с более выраженными признаками старения.

Оптимальный диапазон отличался в зависимости от органа и пола и составил от 6,4 до 7,8 часа. Также обнаружено, что сон менее шести или более восьми часов связан с повышенным риском ряда заболеваний и смерти от любых причин по сравнению со сном продолжительностью от шести до восьми часов.

Среди выявленных связей — диабет и депрессия. Авторы подчёркивают, что результаты не доказывают, будто изменение продолжительности сна замедлит биологическое старение.

На продолжительность сна могут влиять состояние здоровья и другие факторы. Учёные считают, что оптимизация режима сна может стать одним из факторов здорового старения, но для подтверждения причинно-следственной связи нужны дальнейшие исследования.

Ранее было установлено, что качественный сон снижает риск развития деменции и сердечных заболеваний.

Лента ру

Развивай логику — защити мозг
Учёные провели исследование, в котором приняли участие более 10 тысяч человек.

Они проследили за здоровьем участников на протяжении примерно 60 лет и пришли к выводу, что развитое логическое мышление в подростковом возрасте может снижать риск деменции в будущем. Результаты исследования опубликованы в журнале Alzheimers Research amp; Therapy (ART).

В рамках исследования учёные изучили данные 10 539 жителей Швеции, которые в возрасте 13 лет прошли тесты на логическое мышление, словесные и пространственные способности. Выяснилось, что наиболее важным показателем оказалось индуктивное мышление — способность находить закономерности и делать выводы на их основе.

Каждый дополнительный балл в таком тесте был связан примерно с двухпроцентным снижением риска деменции в будущем. Связь между развитым логическим мышлением в подростковом возрасте и снижением риска деменции сохранялась даже с учётом образования родителей и самих участников, а также сердечно-сосудистых заболеваний и диабета.

Авторы исследования подчёркивают, что их работа не доказывает причинно-следственную связь между логическим мышлением в подростковом возрасте и риском деменции в будущем. Однако результаты указывают на возможную роль когнитивного развития в подростковом возрасте для здоровья мозга в дальнейшей жизни.

Ранее учёные выяснили, что качественный сон может снижать риск развития деменции и сердечных заболеваний.

Лента ру

Почему листья меняют цвет?
Александр Сергеевич Пушкин писал: «Люблю я пышное природы увяданье, в багрец и золото одетые леса».

Почему листва меняет цвет перед опаданием? Главная причина — внешние сигналы.

Например, температура воздуха. Однако смена окраски — это активный процесс, который запускается не только от погоды, но и от наследственных свойств дерева, объясняет Пермякова.

У сирени, ольхи и ряда других растений нет других природных красителей, кроме хлорофилла, поэтому хлорофилл в них не разрушается даже с приходом осени. У листьев есть три основных пигмента.

Первый — хлорофилл, придающий листьям зелёный цвет и участвующий в фотосинтезе. Ко второму пигменту относятся антоцианы, дающие красные, фиолетовые и синие оттенки.

Летом их почти нет, они синтезируются у некоторых растений, таких как клён, рябина, осина или черёмуха, именно осенью. На их активность влияет яркий свет и ощутимое похолодание.

Антоцианы образуются из-за накапливающейся в листьях глюкозы. Они работают как светофильтр, поглощая избыточную световую энергию и защищая клетки листьев от повреждений.

Третий тип пигментов — каротиноиды, которые дают оранжевые каротины и жёлтые ксантофиллы в тех видах растений, которые не выделяют красный пигмент. По мере разрушения хлорофилла каротиноиды помогают листьям улавливать более широкий диапазон видимого спектра солнечного излучения и защищают клетки листвы от повреждений, связанных с окислительной реакцией.

Главный сигнал для изменения цвета в листьях — сокращение светового дня. Растение улавливает этот сигнал с помощью светочувствительных белков и начинает медленно перестраивать свои внутренние биологические часы.

Когда наступает пора похолодания, запускается особая реакция, направленная на запуск программы увядания листвы. Это проявляется в том, что оболочки клеток становятся жёстче, в них повышается уровень кальция, а специальные белки-рецепторы передают сигнал внутрь, меняя гормональный фон растения.

Уровень соединения ауксина — растительного гормона роста — снижается, а содержание газообразного фитогормона этилена и абсцизовой кислоты растёт. Два последних вещества инициируют старение тканей и включают программу увядания и расщепления молекул хлорофилла.

Однако не у всех растений меняется цвет листьев. Например, у ели, сосны и пихты зелёный хлорофилл сохраняется круглый год, и осенью дерево не меняет цвет.

Листья живут до тех пор, пока могут участвовать в обмене веществ, говорит Ирина Пермякова. Но они сохраняют свою ценность и после опадания, обогащая почву органикой и минералами.

Московский комсомолец

Витамин C влияет на выживаемость при раке крови
В клиническом исследовании второй фазы учёные обнаружили связь между приёмом витамина C и более высокой выживаемостью у пациентов с предраковыми заболеваниями крови и ранними формами рака крови.

Результаты опубликованы в журнале Cancer. В исследовании EVITA участвовали 109 пациентов из Дании и США.

В течение года 55 из них ежедневно принимали по 1000 миллиграммов витамина C, а 54 человека получали плацебо. Главный показатель исследования — скорость роста предраковых или раковых клеток — существенно не различался между группами.

Однако у принимавших витамин C учёные обнаружили изменения воспалительных процессов, которые соответствовали более благоприятным исходам. Кроме того, в группе витамина C реже наблюдались анемия, пневмония, острый асептический артрит и внутренние кровотечения.

При этом проблемы с желудочно-кишечным трактом встречались чаще. За период наблюдения продолжительностью в среднем около трёх лет не удалось спасти 35 участников.

В группе плацебо зарегистрировали 24 смертельных случая, тогда как среди принимавших витамин C — 11. Дополнительный анализ показал более высокую выживаемость во второй группе.

Учёные подчёркивают, что пока рано рекомендовать витамин C для лечения или профилактики рака крови. Полученные результаты необходимо подтвердить в более крупном клиническом исследовании III фазы.

Лента ру

Другие новости