• 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

Изучи риски энергетиков
Учёные из Университета Вирджинии провели предварительное исследование и выяснили, что употребление энергетических напитков и добавок со стимуляторами может увеличивать риск сердечно-сосудистых проблем, включая остановку сердца, инфаркт и нарушения сердечного ритма.

Результаты были представлены на конференции Американской кардиологической ассоциации (AHA). Исследователи изучили более 28 тысяч сообщений о возможных побочных реакциях, которые поступили в Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США (FDA) с 2017 по 2025 год.

Из них 854 касались энергетиков и пищевых добавок со стимуляторами, например, предтренировочных комплексов для повышения энергии и выносливости. Оказалось, что в сообщениях об этих продуктах остановка сердца упоминалась примерно в 11 раз чаще, чем в сообщениях о продуктах без стимуляторов.

Инфаркты встречались в 4,5 раза чаще, а нарушения сердечного ритма и учащённое сердцебиение — примерно в четыре раза. Кроме того, чаще поступали жалобы на повышенный пульс, боль в груди и обмороки.

Около 45 процентов сообщений о сердечно-сосудистых осложнениях приходилось на людей в возрасте от 18 до 34 лет. Авторы исследования отметили, что некоторые энергетики и спортивные добавки содержат значительно больше кофеина, чем обычный кофе.

При регулярном употреблении таких продуктов можно превысить рекомендуемую суточную дозу в 400 миллиграммов. Учёные подчеркнули, что анализ сообщений не позволяет оценить реальный риск возникновения осложнений.

Лента ру

Связывают гипертонию и диабет с пороками сердца у детей
Учёные из США провели исследование, в рамках которого проанализировали данные о более чем 44 миллионах родов в стране с 2018 по 2024 год.

Выяснилось, что у женщин, имевших повышенное артериальное давление и сахарный диабет до беременности, повышен риск рождения ребёнка с тяжёлыми врожденными пороками сердца. Почти у 28 тысяч новорождённых были выявлены критические врождённые пороки сердца, требующие хирургического вмешательства или других серьёзных медицинских процедур в первый год жизни.

Хроническая гипертония у матери была связана с повышением риска таких пороков на 30 процентов, а гипертония, развившаяся непосредственно во время беременности, увеличивала риск на 8 процентов. У женщин с сахарным диабетом первого или второго типа, диагностированным до беременности, вероятность рождения ребёнка с тяжёлым пороком сердца была на 48 процентов выше, чем у женщин без диабета.

Распространённость гипертонии среди беременных за исследуемый период выросла почти на 48 процентов — с 9,4 до 13,9 процента. Частота критических пороков сердца у новорождённых увеличилась примерно на 10 процентов.

Авторы исследования подчеркнули, что абсолютный риск таких нарушений остаётся низким, а исследование не доказывает причинно-следственную связь. Ранее учёные выяснили, что употребление рыбы может снижать риск гипертонических осложнений при беременности.

Лента ру

Учёные обнаружили новый вид археи
Российские учёные из Томского государственного университета и Института биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г.

К. Скрябина Пущинского научного центра биологических исследований РАН обнаружили новый вид археи — Methanothermobacter tomskensis.

Это стало известно благодаря сообщению Минобрнауки России. Учёные выяснили, что эти микроорганизмы более чем в два раза продуктивнее «выдыхают» метан, чем считалось ранее при анализе эмиссии этого газа.

Метаногенные археи — это одноклеточные микроорганизмы (прокариоты), которые живут и размножаются только на больших глубинах в бескислородных условиях. Они производят метан (CH₄), используя водород и углекислый газ, поступающие из мантии Земли.

Учёные изучили объёмы «выдыхаемого» археями газа, добыв воду из скважины глубиной около трёх километров, расположенной недалеко от города Парабель в Томской области. Один из авторов статьи Владимир Трубицын назвал скважину 3П «настоящим реактором», неучтённым источником эмиссии метана.

Производство метана — это последняя ступень в переработке органического вещества, залегающего на дне. Несмотря на то что учёным были известны представители архей рода Methanothermobacter, досконально изучить их мешала плохая доступность подземных проб.

Многие из них часто загрязняются во время бурения спутниками-бактериями. В случае со скважиной 3П вода выносится на поверхность под давлением, что позволяет учёным быть уверенными в её артезианском происхождении.

Большинство архей, обнаруженных в пробе воды, отнесли к новому виду, названному в честь Томской области — Метанотермобактером томскенсисом (Methanothermobacter tomskensis). Среди других микробов, живущих на большой глубине при температуре 55–60 градусов Цельсия, без света и кислорода, архей данного вида, выделяющих метан, в пробе оказалось 24,5 процента.

Руководитель работы Виктория Щербакова из Института биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г. К.

Скрябина сообщила, что новый метаноген образует метан в два раза быстрее, чем другие представители рода Methanothermobacter. Учёные также обсудили возможность использования выделяемого термофилами метана.

Над такими природными скважинами устанавливать улавливатели газа нет смысла, поскольку выход его не слишком большой по сравнению с газовыми месторождениями. Но теоретически биогаз можно использовать, например, как это делают в Европе, где на законодательном уровне закреплено правило использовать в бытовых сетях 30% биогенного метана, получаемого при переработке отходов сельского хозяйства в биогазовых реакторах.

В России есть единичные случаи применения биогаза, в основном для обогрева ферм в крупных хозяйствах.

Московский комсомолец

Сауна повышает иммунитет
Учёные из Университета Турку в Финляндии провели исследование и выяснили, что 30 минут в сауне могут активизировать иммунную систему.

Результаты их работы опубликованы в журнале Temperature. В эксперименте участвовали 51 человек среднего возраста — и мужчины, и женщины.

Добровольцы провели 30 минут в традиционной финской сауне при температуре около 73 градусов, сделав перерыв на холодный душ в середине процедуры. После посещения сауны у участников значительно увеличилось количество лейкоцитов — клеток, которые защищают организм от инфекций.

В частности, выросло содержание нейтрофилов, лимфоцитов и некоторых других иммунных клеток. Исследователи считают, что высокая температура способствует временному перемещению лейкоцитов из тканей в кровоток.

Это может помогать иммунным клеткам активнее перемещаться по организму и обнаруживать потенциальные угрозы. Однако эффект оказался кратковременным.

Уже через 30 минут после завершения процедуры большинство показателей вернулось к исходным значениям. Уровень сигнальных белков иммунной системы практически не изменился.

Учёные отмечают, что воздействие тепла может вызывать реакции, напоминающие изменения в организме после физической нагрузки. Но пока неизвестно, способна ли такая кратковременная активация иммунных клеток снижать риск инфекций.

Лента ру

Другие новости