• 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

Сократите зависимость от кондиционеров
Специалисты Университета Нового Южного Уэльса установили, что кондиционеры могут влиять на климат.

При повышении температуры на планете использование кондиционеров становится необходимым для защиты людей от жары. Однако это также создаёт большую нагрузку на энергетические системы, увеличивает выбросы парниковых газов и способствует дополнительному нагреву городов.

Учёные считают, что в условиях изменения климата важно охлаждать здания без чрезмерной зависимости от кондиционеров. Исследователи утверждают, что технологии пассивного охлаждения могут значительно сократить энергопотребление и сделать здания более комфортными.

Московский комсомолец

Связывают бессонницу и сонливость с риском смерти и болезней
В журнале Sleep Health было опубликовано исследование, в котором учёные пришли к выводу, что сочетание бессонницы и сильной дневной сонливости может быть связано с повышенным риском смерти и сердечно-сосудистых заболеваний.

Для анализа использовались данные 495 398 участников UK Biobank. Вначале участники сообщали о симптомах бессонницы и дневной сонливости, после чего за их здоровьем наблюдали в среднем почти 15 лет.

За время наблюдения было зафиксировано более 51 тысячи смертей и почти столько же новых случаев сердечно-сосудистых заболеваний. У людей с бессонницей и дневной сонливостью риск смерти от любых причин оказался выше на 32 процента, риск смерти от сердечно-сосудистых заболеваний — на 28 процентов, а риск новых болезней сердца и сосудов — на 40 процентов.

Отдельные жалобы на бессонницу или дневную сонливость также были связаны с повышением рисков, но в меньшей степени. Авторы исследования считают, что при оценке здоровья важно учитывать не только отдельные жалобы на сон, но и их сочетание.

При этом исследование показывает связь, а не доказывает прямую причинно-следственную зависимость. Ранее учёные выяснили, что плохой ночной сон и долгий сон днём могут повышать риск развития жировой болезни печени.

Лента ру

Угроза кофейным плантациям: изменение климата
Эксперты, опубликовавшие свою работу в журнале Nature, утверждают, что изменение климата представляет серьёзную угрозу для кофейных плантаций.

Урожайность двух наиболее востребованных сортов кофе — арабики и робусты — значительно зависит от погодных условий. При небольшом повышении температуры арабика может завянуть, а в периоды засухи урожайность робусты резко падает.

Учёные стремятся повысить устойчивость кофейных сортов к климатическим изменениям. Одним из возможных решений является создание новых видов.

Также биологи предполагают, что в условиях меняющегося климата могут стать популярными некоторые из 134 диких видов кофе.

Московский комсомолец

Поддержи рацион для микробиоты и иммунитета
Учёные из Университета Барселоны выяснили, что питание, насыщенное клетчаткой и полифенолами, способствует поддержанию здоровья кишечной микробиоты и укреплению иммунной системы.

Результаты их исследования были опубликованы в журнале Nutrients. В ходе эксперимента самок крыс в течение девяти недель кормили пищей, в которую были добавлены ферментируемая клетчатка — инулин и пектин, а также смесь полифенолов, среди которых кверцетин, катехин, эпикатехин, нарингенин и гесперидин.

Специалисты изучали состояние кишечника, состав микробиоты, уровень короткоцепочечных жирных кислот и иммунные показатели. Выяснилось, что такой рацион не оказал влияния на массу тела, показатели крови, уровень липидов и структуру кишечника крыс.

Однако у животных увеличилась концентрация IgG — антител, которые участвуют в иммунной защите, изменился состав кишечных бактерий и повысилась выработка короткоцепочечных жирных кислот, в частности ацетата и пропионата. По мнению авторов, растительная пища, богатая клетчаткой и полифенолами, может способствовать поддержанию баланса между кишечной микробиотой и иммунной системой.

Тем не менее исследование проводилось на небольшой выборке и с участием крыс, поэтому его результаты требуют подтверждения для людей. Ранее стало известно, что антоцианы черники могут усиливать действие полезной кишечной бактерии.

Лента ру