• 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

Создают деревянные многоэтажки будущего
В России с 2019 года разрешено строить деревянные здания высотой до 28 метров, однако долгое время не было чётких правил для деревянных многоэтажек.

Ситуация изменилась с 1 апреля 2026 года, когда в России впервые официально урегулировали строительство многоквартирных домов (МКД) из дерева высотой до 15 метров. Учёные ПНИПУ разработали проект деревянных домов не прямоугольной, а шестигранной формы.

Они более устойчивы к ветру и эффективнее используют солнечный свет. В основе — смещение этажей по спирали.

Каждый следующий уровень сдвигается относительно предыдущего, и здание приобретает форму, похожую на винтовую лестницу или закрученную цепочку ДНК. Шестигранный дом лучше обтекается воздухом, что снижает ветровую нагрузку.

Кроме того, в нём можно разместить больше окон на южной стороне, что важно в условиях дефицита солнечного света. Здание меньше теряет тепло, а значит, сокращаются расходы на электроэнергию и отопление.

Сейсмостойкость — ещё один плюс нового проекта: за счёт увеличения числа несущих стен такие здания выдерживают толчки до 8 баллов. Это особенно актуально для Камчатки и Курил, где сейсмическая активность особенно высока.

Учёные разработали три варианта конструкций. Первый предусматривает выступающие перекрытия, образующие балконы и навесы.

Во второй добавлены поперечные стены для увеличения прочности здания. Третий позволяет освободить первый этаж от несущих конструкций — вместо стен там можно разместить колонны и балки, чтобы организовать общественное пространство для размещения магазинов и холлов.

Разработанные схемы — пока только концепция. Следующий шаг — проверка их на цифровых моделях.

Учёным предстоит выяснить, как многоугольные дома поведут себя при экстремальных нагрузках — от ураганных ветров до землетрясений. Если надёжность конструкции будет подтверждена, это откроет проекту путь к массовому строительству.

Материал, из которого учёные предлагают строить такие дома, — перекрёстно-клеёная древесина. Она немного напоминает фанеру, только здесь используют не тонкий шпон, а полноценные доски.

Предполагается, что такие панели делают постройки более устойчивыми к различным деформациям. К тому же вес конструкции снижается в пять раз по сравнению с железобетонной, а это значит, что не потребуется возводить дорогой и тяжёлый фундамент.

Самый часто возникающий при обсуждении деревянных домов вопрос — их пожарная безопасность. Специалисты опровергают стереотипы: деревянные панели успешно испытаны пожарными на огнестойкость на специальном полигоне.

Московский комсомолец

Используй вибратор для посуды
Чтобы защитить посуду и сохранить её чистоту, можно установить специальное устройство на кастрюлю или другую ёмкость для приготовления пищи, а также на решётку плиты.

Для посуды и для плиты требуются разные типы вибраторов, однако принцип их работы одинаков: они заставляют посуду вибрировать, благодаря чему, например, молоко при кипячении не убегает, а варящиеся пельмени и другие продукты не пригорают. Кроме того, больше не нужно помешивать макароны во время варки.

Изобретатель сообщил «МК», что ближайший аналог, запатентованный японцами в 1990 году, представляет собой довольно громоздкое устройство, которое устанавливается на сковородку для разогрева или приготовления пищи на электрической индукционной печи. В отличие от него, российское изобретение более функционально: с ним можно готовить на плитах всех типов и в любой посуде.

Однако о начале серийного производства пока речи не идёт.

Московский комсомолец

Астрономы открыли массивного спутника Бетельгейзе
Благодаря наблюдениям, проведённым в декабре с помощью «Очень большого телескопа» Европейской южной обсерватории в Чили, стало возможным сделать открытие.

В этот период спутник находился на максимальном удалении от своей яркой звезды-хозяйки, и его свет удалось зафиксировать. Мигель Монтаржес из Парижской обсерватории до этого сомневался, что у них хватит чувствительности, чтобы увидеть спутник.

Он отметил, что был поражён, когда обработанные изображения показали чёткий сигнал. Выяснилось, что компаньон оказался гораздо массивнее, чем предсказывали предыдущие модели.

Исследователи использовали прибор, который изначально был создан для поиска экзопланет, но он оказался способен обнаруживать и слабые звёздные спутники. Астрономы планируют повторить наблюдения в 2027 году, когда компаньон окажется на противоположной стороне, чтобы окончательно подтвердить своё открытие.

Учёные практически не сомневаются в его реальности, и этот результат важен не только для истории Бетельгейзе, но и для всего астрономического сообщества. До сих пор многие астрономы подозревали, что у этой звезды есть невидимый партнёр, но прямых доказательств не было.

Теперь, когда они есть, учёные смогут лучше понять, как такие звёздные пары эволюционируют и как соседство с массивным компаньоном может повлиять на то, когда и как Бетельгейзе взорвётся. В 2019–2020 годах эта звезда привлекла всеобщее внимание, когда неожиданно потускнела.

Многие тогда подумали, что она вот-вот превратится в сверхновую, но позже выяснилось, что это было вызвано облаком пыли. Наличие массивного спутника открывает новые вопросы: именно он влияет на эволюцию Бетельгейзе, на потерю массы или на периодические выбросы вещества.

Бетельгейзе всё ещё может взорваться в любой момент в астрономическом смысле (в ближайшие 100 тысяч лет). Это открытие делает её ещё более захватывающим объектом для изучения.

Как сказал Монтаржес, «это один из лучших моментов в науке: увидеть что-то новое, неожиданное».

Московский комсомолец

Определи роль миндалевидного тела
Активность миндалевидного тела оказалась единственным надёжным предиктором того, к какой группе попадёт ребёнок.

У девочек повышенная реакция миндалевидного тела на эмоциональные лица (по сравнению с нейтральными) предсказывала высокую вероятность оказаться в «надёжных» или «вызывающих беспокойство» профилях, то есть в группах с интенсивной социальной вовлечённостью, будь то позитивная поддержка или негативные конфликты. У мальчиков такая же высокая активность, наоборот, вела к менее социальным «избирательным» профилям.

Исследователи предполагают, что миндалевидное тело может служить индикатором общей вовлечённости в общение со сверстниками, но из-за биологических и культурных различий эта вовлечённость реализуется по-разному у двух полов. Дополнительные анализы показали, что активность в областях мозга, связанных с пониманием чужих мыслей (верхняя височная борозда и височно-теменное соединение), предсказывает будущий уровень агрессии, а повышенная чувствительность медиальной орбитофронтальной коры к социальной оценке коррелирует с будущей виктимизацией.

По мнению учёных, высокая нервная восприимчивость к мнению окружающих может делать ребёнка уязвимым для травли. Однако у исследования есть важные ограничения.

Задание на МРТ было изначально направлено на проверку рабочей памяти, а не на точное изучение социальных эмоций. Анкеты не были специально разработаны для измерения целостного «социального здоровья», а сканирование требовало абсолютной неподвижности, что сужает применимость результатов к более активным детям.

«Будущие работы должны будут учитывать эти факторы и следить за динамикой социального мозга и реальных отношений на протяжении более долгих периодов, чтобы понять, как именно ранние нейронные сигнатуры превращаются в сложный узор дружб, конфликтов и одиночества в подростковом возрасте», — заключают исследователи.

Московский комсомолец

Другие новости