• 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

Анализируют науку страны
Доклады РАН составляются ежегодно на основе статистики и информационных материалов от ведущих научных, образовательных организаций, министерств и госкорпораций.

В них более 200 страниц текста о стратегических целях, крупных результатах, финансировании науки и кадрах. Приятно узнавать о проектах мирового уровня, таких как ускорительный комплекс NICA в Дубне, где завершаются пусконаладочные работы, или сибирский кольцевой источник фотонов («СКИФ») под Новосибирском, готовность которого превышает 90%.

Среди других проектов — онкоофтальмологический комплекс и глубоководный нейтринный телескоп Baikal-GVD. Согласно Указу Президента РФ от 07.

05.2024 года, к 2030 году Российская Федерация должна войти в число 10 ведущих стран мира по объёму научных исследований и разработок.

Однако по распоряжению Правительства РФ от 10.04.

2025 года, к 2028 году нужно войти не в десятку, а в первую восьмёрку по этому показателю. Доля молодых учёных должна расти на 0,1% каждый год, а удельный вес отечественных высокотехнологических товаров и услуг должен быть доведён к 2027 году до 60,5%, а к 2030-му — до 75% (на 2025 год закладывалось 52,4%).

Согласно Аналитическому докладу за 2025 год, несмотря на то что доля организаций, выполняющих исследования и разработки, в 2024 году возросла до 4157 (по сравнению с 4125 в 2023-м), доля НИИ в этом списке упала. Если в 2023 году институтов насчитывалось 1560, то в 2024-м их осталось уже 1543.

По сравнению с 2000 годом их стало меньше почти на 50%. Количество опытных предприятий также сократилось: если в 2015 году их насчитывалось 60, в 2023-м упало вдвое, в 2024-м осталось 25.

Рост произошёл за счёт увеличения доли промышленных предприятий. Численность персонала, выполняющего исследования и разработки, подросла за последний год на 5 тысяч человек и составляет 675,7 тысячи.

Однако исследователей в стране прибавилось только на 0,2 тысячи, их всего 339 тысяч. По отношению к 2000 году численность исследователей сократилась на 20,4%, а по отношению к 1990 году — на 65,8%.

За прошедший год среднестатистический исследователь в стране «постарел» на 3 года. В 2024 году его возраст составил 45,7 года.

Талантливую молодёжь в возрасте 23–35 лет ещё удаётся привлекать в научно-технологическую сферу возможностью защитить диссертацию, но впоследствии молодёжь из науки уходит, поскольку большинство молодых специалистов лишены стимулов для работы в научных учреждениях. Это заметно бьёт по преемственности научных школ, качеству науки в целом.

Даже несмотря на то что современные выпускники всё ещё стремятся защититься после окончания вуза, по сравнению с 2015 годом в 2024-м кандидатов и докторов наук насчитывалось на 19,7% меньше. Исследователей высшей квалификации в стране всего 89 586 человек.

Московский комсомолец

Учёные нашли способ ускорить заживление ран
В Сеченовском Университете учёные вместе с коллегами из России и Китая разработали метод, который ускоряет заживление инфицированных ран.

В ходе экспериментов на мышах усовершенствованная фотодинамическая терапия продемонстрировала свою эффективность: она уменьшала воспаление и способствовала более быстрому восстановлению кожи. Об этом «Ленте.

ру» рассказали в пресс-службе университета. Суть фотодинамической терапии заключается в нанесении на рану специального светочувствительного вещества, после чего на неё воздействуют светом определённой длины волны.

В результате образуются активные формы кислорода, которые повреждают бактерии. Чтобы повысить эффективность терапии, учёные использовали два светочувствительных вещества — метиленовый синий и производное хлорина e6 — и дополнили их полимерными компонентами Pluronic F108 и альгинатом натрия.

Pluronic F108 помогает светочувствительным молекулам сохранять активность и эффективнее действовать после облучения. Альгинат натрия создаёт среду, которая способствует восстановлению повреждённых тканей.

Метод был проверен на мышах с кожными ранами, заражёнными золотистым стафилококком. Животным провели два сеанса терапии, после чего в течение 13 дней наблюдали за процессом заживления.

При использовании наиболее эффективных составов раны были практически закрыты уже к девятому дню. Особенно хорошие результаты показали комбинации на основе метиленового синего.

Учёные также изучили состояние восстановившейся кожи. Лечение уменьшало воспаление и способствовало формированию зрелой соединительной ткани и правильно расположенных коллагеновых волокон.

Кроме того, в коже появлялись новые волосяные фолликулы. Это означает, что метод не только ускорял закрытие раны, но и помогал восстанавливать нормальную структуру кожи.

Лента ру

Связь инфекций с раком раскрыта
Примерно 12% новых случаев рака в мире обусловлены инфекциями.

Большинство из них связаны всего с пятью возбудителями. В 2024 году из-за них было около 2,3 миллиона случаев онкологических заболеваний, как показали результаты глобального исследования, опубликованные в журнале The Lancet Oncology.

Первое место среди причин занимает бактерия Helicobacter pylori, которая заразила почти половину жителей планеты. Исследователи связали с ней около 760 тысяч новых случаев рака за год — примерно четыре процента от всех диагностированных онкологических заболеваний.

Эта бактерия может вызывать хроническое воспаление и повреждение слизистой желудка, что увеличивает риск развития рака. Почти такой же вклад внёс вирус папилломы человека (ВПЧ) — около 750 тысяч случаев.

Некоторые его типы могут вызывать рак шейки матки и другие злокачественные опухоли. Около двух процентов случаев рака связаны с вирусом гепатита B.

В пятёрку основных возбудителей также входят вирус Эпштейна — Барр и вирус гепатита C. Последний, как и гепатит B, может вызывать хроническое поражение печени и повышать риск рака этого органа.

Особенно много случаев инфекций, связанных с опухолями, наблюдается в странах с низким и средним уровнем дохода — там их около трёх четвертей. Больше всего таких случаев зарегистрировано в Восточной Азии.

Авторы исследования подчёркивают, что значительную часть подобных случаев рака можно предотвратить. Для ВПЧ и гепатита B есть вакцины, а H.

pylori можно выявлять и лечить. Профилактика и своевременное лечение инфекций могут снизить риск развития некоторых видов рака.

Ранее учёные выяснили, что привычка пить горячие чай и кофе может повышать риск плоскоклеточного рака пищевода.

Лента ру

Улучшай здоровье с чаем фучжуань
Употребление китайского постферментированного чая фучжуань каждый день способствует улучшению работы сосудов и снижению уровня «плохого» холестерина у здоровых взрослых людей.

Это также влияет на изменения в кишечной микрофлоре. Такие результаты получили китайские учёные, чья работа была опубликована в журнале Frontiers in Nutrition.

В исследовании приняли участие 120 здоровых взрослых людей. В течение 12 недель одна группа ежедневно выпивала по два стакана чая фучжуань, приготовленного из 12 граммов заварки, в то время как контрольная группа употребляла такое же количество воды.

К концу исследования у участников, которые пили чай, снизился уровень холестерина липопротеинов низкой плотности (ЛПНП). Высокий уровень ЛПНП связан с развитием атеросклероза.

Одновременно улучшилась способность сосудов расширяться в ответ на изменение кровотока — это показатель нормальной работы их внутренней оболочки. Учёные также обнаружили небольшие изменения в составе кишечной микрофлоры.

В частности, увеличилось количество некоторых бактерий, которые могут производить короткоцепочечные жирные кислоты. Их содержание было связано с показателями холестерина и работы сосудов.

Авторы исследования считают, что регулярное употребление чая фучжуань может стать простым способом поддержания здоровья сердечно-сосудистой системы. Ранее стало известно, что тибетский чай с маслом может способствовать улучшению когнитивных показателей.

Лента ру

Другие новости