• 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

Нарушения сна меняют работу мозга
Учёные, опубликовавшие результаты метаанализа в журнале Scientific Reports, выяснили, что нарушения сна сопровождаются структурными изменениями в участках мозга, которые отвечают за внимание, принятие решений и контроль эмоций.

Для этого исследователи изучили данные 57 работ с применением МРТ, посвящённых различным расстройствам сна. Были рассмотрены заболевания, при которых человеку трудно заснуть или поддерживать сон, например, бессонница и апноэ, а также парасомнии — лунатизм, ночные кошмары и ночные ужасы.

Выяснилось, что при разных нарушениях сна наблюдаются общие изменения в таламусе — области мозга, которая играет важную роль в обработке информации, концентрации внимания и мышлении. Авторы считают, что именно эти изменения могут объяснять, почему люди с хроническими проблемами со сном чаще сталкиваются с замедленной реакцией, трудностями при принятии решений и повышенным риском ошибок.

При парасомниях также были обнаружены изменения в задней поясной коре, которая связана с мотивацией, эмоциями и контролем поведения. Авторы подчёркивают, что их работа не доказывает, что нарушения сна напрямую вызывают эти изменения мозга.

Пока неясно, являются ли они причиной расстройств сна, их следствием или оба процесса развиваются одновременно. Ранее стало известно, что длительный сон, превышающий 8,5 часа, может быть маркером болезни Альцгеймера.

Лента ру

Конфеты помогают снизить воспаление дёсен
Японские учёные провели исследование и выяснили, что жевательные конфеты с полезными бактериями могут помочь уменьшить кровоточивость дёсен и снизить воспаление при ранних стадиях заболеваний пародонта.

Результаты исследования опубликованы в журнале The Journal of Periodontology (JP). В эксперименте участвовали 116 человек с лёгким гингивитом.

В течение шести недель половина участников дважды в день получала жевательные конфеты с термически обработанными бактериями Lactiplantibacillus pentosus, а остальные — внешне такие же конфеты-плацебо. К концу эксперимента доля участков с кровоточивыми дёснами в основной группе снизилась в среднем с 17,6 % до 12,3 %.

В группе плацебо показатель также уменьшился — с 18,9 % до 16,6 %, но эффект был значительно слабее. При этом участникам не давали дополнительных рекомендаций по уходу за полостью рта, поэтому результаты отражают условия обычной повседневной жизни.

Исследователи объясняют эффект тем, что постбиотики — термически обработанные полезные бактерии — помогают восстановить здоровый баланс микрофлоры полости рта и уменьшают воспалительную реакцию. Авторы подчёркивают, что такие конфеты не заменяют чистку зубов и профессиональное лечение, но могут стать дополнительным способом профилактики заболеваний дёсен.

Ранее учёные выяснили, что зелёный чай, клюква, яблоки, томаты, чеснок, мёд поддерживают здоровье полости рта.

Лента ру

Нейросеть
Исследуй неогесперидин
В горьких апельсинах и грейпфрутах содержится растительное соединение неогесперидин, которое может способствовать уменьшению накопления жира в печени и восстановлению нарушенного жирового обмена.

Этот вывод сделали исследователи, опубликовавшие свои результаты в журнале Phytotherapy Research (PR). Учёные изучали действие неогесперидина на клетках печени и на мышах с метаболически ассоциированной стеатозной болезнью печени (MASLD), которая была вызвана рационом с высоким содержанием жиров.

Эксперименты показали, что это соединение значительно снижает накопление липидов в клетках печени и уменьшает проявления заболевания у животных. Авторы исследования выяснили, что неогесперидин связывается с белком ECHS1 — ключевым ферментом, который участвует в расщеплении жирных кислот.

Это защищает белок от разрушения, усиливает сжигание жиров и одновременно активирует сигнальный путь PPARα, играющий важную роль в регуляции липидного обмена. Исследователи считают, что ECHS1 может стать новой мишенью для лечения жировой болезни печени, а неогесперидин — первым соединением, которое способно напрямую стабилизировать этот белок.

Лента ру

Открыта атмосфера на каменистой экзопланете
Учёные нашли первую подтверждённую атмосферу на каменистой планете за пределами Солнечной системы, расположенной в зоне, пригодной для жизни.

Исследователи из The Guardian сообщили, что обнаружили атмосферу вокруг экзопланеты, похожей на Землю, на расстоянии 49 световых лет, где может быть жидкая вода. Ранее атмосферы находили у газовых гигантов и «субнептуновых объектов».

Были замечены признаки атмосфер и у скалистых экзопланет за пределами обитаемой зоны своих звёзд — области, где на поверхности может быть жидкая вода и потенциально возможна жизнь. Но новое открытие отличается от предыдущих.

«Это первая фактически подтверждённая наблюдениями атмосфера на скалистой планете в обитаемой зоне за пределами нашей Солнечной системы», — комментирует доктор Коллин Черубим, первый автор исследования. Полученные результаты, добавил он, также ознаменовали собой первую прямую идентификацию атмосферного вида для любой скалистой экзопланеты.

«Это действительно захватывающее открытие, потому что я думаю, что оно действительно выдвигает LHS 1140b на передний план как лучшую, наиболее многообещающую и захватывающую лабораторию для изучения астробиологии и обитаемости за пределами нашей Солнечной системы», — сказал доктор Черубим. Масса планеты LHS 1140b в 5,6 раза превышает массу Земли, а её радиус на 70% больше.

Хотя Черубим отметил, что в некоторых отношениях она похожа на Землю — например, по общему составу и температуре, — в других она отличается: например, она закрыта для приливов, на ней может быть гораздо больше воды и, вероятно, совсем другая атмосфера. Открытая в 2017 году, она находится относительно близко и обращается вокруг небольшого красного карлика в созвездии Кита.

Звезда меньше и тусклее нашего солнца, но выделяет большую часть своей энергии в виде ионизирующего излучения. Доктор Коллин Черубим сказал, что в результате нового исследования мы теперь знаем, что LHS 1140b обладает всеми необходимыми условиями для создания пригодной для жизни среды: относительно каменистая планета, температура, поддерживающая воду в жидком состоянии, и атмосфера, предотвращающая утечку воды и защищающая поверхность планеты от вредного излучения.

Джейн Биркби, профессор астрофизики Оксфордского университета, назвала эту работу фантастическим открытием. Она добавила, что, хотя маленькие красные карликовые планеты являются наиболее распространённым типом звёзд, и, следовательно, у нас есть лучший шанс изучить близлежащие скалистые экзопланеты в их обитаемой зоне, они часто бывают очень активными, что приводит к исчезновению атмосферы с планет, на которых они находятся.

«Это делает открытие атмосферы, окружающей LHS 1140b, важным шагом на пути к пониманию того, каково это — жить рядом с красным карликом», — сказала Джейн Биркби. «Удивительно, что сигнал тоже меняется, он показывает, как атмосфера экзопланеты реагирует на сильное ультрафиолетовое излучение звезды-хозяина, и может даже рассказать нам, как это меняет условия на поверхности планеты», — добавила она.

Московский комсомолец

Другие новости