• 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

Зелёный чай защищает мозг при ожирении
Учёные, опубликовавшие результаты своего исследования в журнале npj Science of Food, выяснили, что регулярное употребление зелёного чая может защищать мозг от повреждений, которые связаны с ожирением.

Они проанализировали данные британского биобанка UK Biobank и обнаружили, что у людей с ожирением, которые часто пьют зелёный чай, объём гиппокампа — области мозга, отвечающей за память и обучение — больше. Эксперимент на мышах с ожирением, вызванным высокожировой диетой, подтвердил эти выводы.

Оказалось, что эпигаллокатехин-3-галлат (EGCG), основной компонент зелёного чая, снижает массу тела, уменьшает воспаление, повышает чувствительность к инсулину и препятствует уменьшению объёма гиппокампа. У животных также улучшились память и когнитивные функции.

Авторы исследования выяснили, что EGCG защищает нервные клетки несколькими механизмами: подавляет воспалительные процессы, восстанавливает передачу сигналов инсулина в мозге и активирует аутофагию — естественную систему очищения клеток от повреждённых компонентов. Исследователи считают, что полученные результаты позволяют рассматривать чай как средство профилактики когнитивных нарушений у людей с ожирением.

Ранее учёные выяснили, что регулярное употребление чая может снижать риск развития гипертонии.

Лента ру

Исследователи находят альтернативу антибиотикам
Учёные выяснили, что комбинация омега-3 и низких доз аспирина может заменить антибиотики при лечении тяжёлого пародонтита.

Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Periodontology (JP). В эксперименте участвовали 109 пациентов с тяжёлой формой пародонтита — хронического заболевания, разрушающего ткани, удерживающие зубы.

Без лечения оно может привести к потере костной ткани и зубов. Всем участникам провели стандартную профессиональную чистку, а затем разделили на четыре группы.

Первой группе назначили антибиотики, второй — омега-3 и низкие дозы аспирина, третьей — обе схемы одновременно, а контрольной — плацебо. Через год лечения клиническую цель достигли 58 процентов пациентов, принимавших антибиотики, и 57,7 процента участников, получавших омега-3 с аспирином.

В группе плацебо этот показатель составил 23,1 процента. Сочетание антибиотиков с омега-3 не дало дополнительных преимуществ.

Авторы считают, что такой подход может стать перспективной альтернативой для пациентов, которым противопоказаны антибиотики, например, из-за аллергии или непереносимости препаратов. Кроме того, это позволит сократить применение антибиотиков и снизить риск развития устойчивости бактерий к ним.

Лента ру

Микропластик влияет на здоровье печени
Микропластик, который содержится в обычной пищевой упаковке, может привести к развитию жировой болезни печени, особенно у тех, кто часто ест высококалорийную пищу, например, бургеры и газировку.

К такому выводу пришли учёные, опубликовавшие свою работу в журнале Science Advances. Они изучили влияние полиэтилена — наиболее распространённого вида пластика, который используется для упаковки продуктов, пищевой плёнки, контейнеров и стаканчиков для напитков.

Выяснилось, что полиэтилен сам по себе усиливает признаки жировой болезни печени, а при сочетании с рационом, богатым жирами, фруктозой и холестерином, значительно ускоряет развитие заболевания. Авторы исследования обнаружили, что полиэтилен нарушает естественные механизмы защиты и восстановления печени.

С помощью технологии пространственной транскриптомики они выяснили, что микропластик активирует белок PPAR-α, который регулирует обмен жиров, и влияет на ген ANXA2, который участвует в восстановлении тканей. Это первое исследование, которое показало связь именно полиэтилена с развитием жировой болезни печени.

Учёные планируют продолжить работу и выяснить, может ли этот вид микропластика ускорять переход заболевания в более тяжёлые формы, включая фиброз печени. Ранее исследователи обнаружили, что синигрин из крестоцветных овощей замедляет развитие жировой болезни печени.

Лента ру

Экстракт голубой куркумы защищает клетки хряща
Учёные опубликовали в журнале Food & Function (F&F) результаты исследования, согласно которым экстракт голубой курмы может защищать клетки суставного хряща от воспалительных процессов и повреждений.

В ходе исследования был изучен редкий вид куркумы Curcuma caesia, известный как голубая куркума. Оказалось, что корневища этого растения содержат полифенолы, такие как эпикатехин, ванилиновая кислота и другие соединения с антиоксидантными и противовоспалительными свойствами.

Примечательно, что после имитации процесса пищеварения около 58 процентов этих веществ сохранили свою биодоступность. Далее учёные обработали экстрактом клетки человеческого суставного хряща, которые предварительно были подвергнуты воздействию интерлейкина-1β — вещества, играющего ключевую роль в развитии остеоартрита.

Предварительная обработка экстрактом значительно уменьшила повреждение клеток, снизила выработку провоспалительного фактора TNF-α, защитила митохондрии и сохранила нормальную структуру хрящевых клеток. Эти эффекты наблюдались даже после искусственного переваривания экстракта.

Авторы исследования подчёркивают, что работа проводилась только на клеточных культурах, поэтому говорить о лечебном эффекте для людей пока рано. Однако результаты показывают, что голубая куркума может стать перспективным функциональным пищевым ингредиентом или основой для будущих средств профилактики остеоартрита после проведения исследований на животных и людях.

Ранее учёные выяснили, что вещества из куркумы влияют на гибель раковых клеток.

Лента ру

Другие новости