• 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

Выяснили сроки хранения семян
Учёные выяснили, какие семена могут храниться дольше всего в условиях низких температур и низкой влажности.

Оказалось, что замороженные семена бобов мунг (Vigna radiata) и фасоли обыкновенной (Phaseolus vulgaris) сохраняют высокую всхожесть в течение десятилетий. Например, после 45 лет хранения по крайней мере 90 процентов семян бобов мунг из одной партии всё ещё могут прорасти и дать ростки.

Австралийский генный банк зерновых культур (AGG) содержит один из крупнейших и наиболее разнообразных генных банков сельскохозяйственных культур в мире. Здесь учёные собрали сотни тысяч видов семян зерновых, бобовых и масличных культур.

Каждое из них упаковывается при 15-процентной относительной влажности и температуре -20 градусов по Цельсию, чтобы продлить их естественную долговечность. Однако эксперты прогнозируют долговечность только около 70 видов растений, и некоторые из этих оценок могут не соответствовать действительности.

Чтобы выяснить, как на самом деле обстоят дела с семенами в AGG, исследователи из Австралии провели тесты на всхожесть 3861 партии семян, в общей сложности на шести тропических культурах. К ним относились зерновые под названием сорго (Sorghum bicolor), фасоль обыкновенная, маш, соя (Glycine max), голубиный горох (Cajanus cajan) и фасоль адзуки (Vigna angularis).

Некоторые семена были изготовлены в 1960-х годах. Когда учёные попытались возродить некоторые партии, семена голубиного горошка показали самую низкую всхожесть.

В среднем через 36 лет всхожесть только четырёх партий превысила 85 процентов. Это доказывает гипотезу о том, что многие семена нуждаются в подкормке.

«Несмотря на то, что эти результаты кажутся многообещающими, проблема в том, что оценки продолжительности жизни намного, намного короче, чем мы когда-то предполагали, и у бобов адзуки средняя продолжительность жизни была самой короткой — всего 17,4 года», — поясняют исследователи. Более старые теоретические модели предсказывали, что замороженные семена этих видов не нуждаются в проверке в течение сотен, если не тысяч лет.

Например, исходя из ранее прогнозируемого срока службы сорго, всхожесть должна была контролироваться каждые 2901 год, а для бобов мунг этот интервал составил бы 2075 лет.

Московский комсомолец

ИИ меняет математику?
Появление письма совпало с тем, что новая модель искусственного интеллекта от OpenAI решила одну из математических задач тысячелетия — проблему Навье-Стокса.

Вероятно, эти события связаны, хотя в декларации работа не упоминается. В письме говорится, что возможности больших языковых моделей значительно улучшились за несколько месяцев.

ИИ стал способен решать основные нерешённые проблемы в математике. Однако учёные, среди которых лауреат 2026 года Ю Дэн, Пьер Делинь (медаль Филдса 1978 года), Максим Концевич (медаль Филдса 1998 года), Андрей Окуньков (2006 год), Станислав Смирнов (2010), Ефим Зельманов (1994), выражают несогласие с тем, что стремление компаний, занимающихся искусственным интеллектом, решать математические задачи в качестве эталона наносит ущерб науке и математическому сообществу.

«Цели компаний, занимающихся ИИ, и цели математического сообщества серьёзно расходятся», — пишут они. Традиционные математические исследования изучают основные структуры форм, чисел и природных явлений.

Громкие открытия в математике всегда изучались сообществом математиков в ходе длительного и трудного процесса обсуждений, дискуссий и упрощений. «Математическое сообщество во многом функционирует как миниатюрная версия человечества, — пишут математики.

— Оно состоит из людей, использующих самые разнообразные подходы, объединённых общими ценностями». Решение задачи — это ещё не всё.

Авторы письма обсуждают сущность искусственного разума и его математических результатов. Решение задач — это инструмент и средство достижения главной цели — концептуального понимания и проницательности.

«Но так инструмент можно легко обратить против главной цели — против развития понимания природы и способности формулировать новые вопросы и идеи», — пишут лауреаты престижной награды. Ещё один вопрос: кто должен позаботиться о развитии идей, разработанных с помощью ИИ, и их интеграции в математический канон?

Без учёных эти идеи «никогда не воплотятся в жизнь в полной мере, и важнейшая цепочка передачи знаний между математиками будет утрачена», — пишут учёные. По словам академика РАН, математика Бориса Кашина, пока серьёзных оснований говорить о закате профессии математика нет.

«Действительно, на наших глазах, особенно в последние месяцы, происходит взрывной рост возможностей ИИ, что ставит перед математическим сообществом ряд важных проблем, — говорит Кашин. — Но авторы письма, остановившись на внутренних проблемах нашей науки, забыли о главном: ИИ даёт уникальные возможности получения новых знаний, что крайне важно как для приложений, так и для развития самой математики».

Кашин считает, что без подпитки от математиков ИИ не сможет выйти на новый супер-уровень. Человеческое сознание связано с окружающим миром, и всё богатство его взаимодействия позволяет находить новые идеи.

Сам ИИ на это не способен, потому что у него нет контактов с внешним миром. Человек нужен ему для обогащения новыми фактами и идеями.

Московский комсомолец

Растение выживает без хлорофилла
Учёные описали новый вид растения, который получил название T.

daemona. Это растение отличается не только своей необычной внешностью, но и тем, что игнорирует одно из самых известных правил жизни растений.

Большинство растений содержат хлорофилл, который поглощает световую энергию, и благодаря фотосинтезу они используют эту энергию для производства продуктов питания. Однако у T.

daemona нет хлорофилла, и оно не может использовать солнечный свет для получения энергии или производить себе пищу с помощью фотосинтеза. Исследователи называют такой образ жизни микогетеротрофией.

Вместо того чтобы поворачиваться к Солнцу, цветок дьявола присоединяется к подземной грибковой сети. Такое расположение позволяет ему выживать на тёмной лесной тени.

Большую часть своей жизни он проводит, прячась под опавшими листьями, появляясь над землёй лишь на короткое время, чтобы зацвести и принести плоды. Учёные обнаружили этот вид в национальном парке Тонг Пха Пум на западе Таиланда.

Образцы росли среди опавших листьев и небольшого бамбука на высоте примерно 930–970 метров. Это место удивило исследователей, потому что этот вид растений обычно ассоциируется с постоянно влажными тропическими лесами на более низких высотах.

«Обнаружение этой Mia daemona действительно стало большим сюрпризом, — рассказывает ботаник из университета принца Сонгклы Сахут Шантанаоррапинт. — Обнаружение популяции в сезонном горном лесу на высоте почти тысячи метров над уровнем моря позволяет предположить, что эти растения могут приспосабливаться к более широкому разнообразию условий окружающей среды, чем предполагалось ранее».

Новый вид относится к роду Thismia, группе необычных растений, иногда называемых волшебными фонариками. В настоящее время учёные выделяют около 120 видов этого рода.

Чтобы подтвердить, что они обнаружили новый вид, исследователи изучили его физические особенности с помощью микроскопии и фотографии с высоким разрешением, а также проанализировали пять участков его ядерной и митохондриальной ДНК, сравнив результаты с результатами других видов Thismia. Его ближайшим известным родственником, по-видимому, стал Thismia betung-kerihunensis, обитающая на Борнео.

Находка одного вида в западном Таиланде расширяет известный ареал группы ещё дальше на север и увеличивает число известных видов Thismia в Таиланде с 15 до 16. Однако известна только одна популяция, насчитывающая менее 50 растений, и они занимают площадь менее 0,05 квадратного километра.

Несмотря на то что это место находится на территории охраняемого национального парка, туристы регулярно посещают его, и люди могут случайно наступить на растения или нарушить нежную лесную подстилку, от которой зависят они и их грибковые партнёры. Поэтому исследователи предварительно оценили вид как находящийся под угрозой исчезновения.

Московский комсомолец

Наблюдай за яркой Венерой
Венера — вторая от Солнца планета земной группы, одна из самых ярких на небосклоне.

Её облака, состоящие из серной кислоты, отражают около 75% солнечного света, что делает её особенно заметной. Расстояние между Венерой и Землёй меняется из-за разных скоростей вращения планет вокруг Солнца: за 225 дней (период Венеры) и 365 дней (период Земли) расстояние то сокращается, то увеличивается, влияя на видимую яркость планеты.

Чтобы увидеть максимально яркую Венеру, нужно «поймать» момент, когда она приблизилась к Земле, но ещё не оказалась между ней и Солнцем. В этот период планета становится особенно заметной.

Важным фактором является фаза Венеры. В зависимости от расположения относительно Земли и Солнца, она может быть почти круглой или в виде светящегося серпа.

В сентябре 2026 года сложатся благоприятные условия: сократится расстояние между Землёй и Венерой до примерно 61 миллиона километров (при среднем расстоянии 108 млн км), а освещённая доля поверхности составит 26%. При наблюдении через бинокль или небольшой телескоп Венера предстанет в виде тонкого, но крупного серпа.

Невооружённым глазом она будет выглядеть как яркая точка. Видимая звёздная величина Венеры достигнет -4,8, что сделает её ярче самой яркой звезды ночного неба — Сириуса (у него этот показатель равен -1,4).

Благодаря такой яркости, Венера будет видна даже днём. Однако без специальных знаний небесной механики найти её в это время будет сложно.

Поэтому астрономы советуют искать большую Венеру после захода Солнца. Она будет восходить в созвездии Девы, которое по очертаниям напоминает неправильный четырёхугольник над западным горизонтом.

Перепутать Венеру в это время с другой планетой или звездой будет невозможно.

Московский комсомолец