• 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

Повышай риск ожирением и дефицитом витамина D
Люди старше 50 лет, которые страдают от абдоминального ожирения и дефицита витамина D, более чем в два раза чаще преждевременно умирают.

Такой вывод сделали учёные, результаты исследования которых опубликованы в журнале Diabetes, Obesity and Metabolism (DOM). Специалисты изучили данные 5520 участников Английского продольного исследования старения (ELSA) и наблюдали за ними шесть лет.

Абдоминальное ожирение диагностировали по окружности талии более 102 сантиметров у мужчин и более 88 сантиметров у женщин. Уровень витамина D определяли по анализам крови.

Наибольший риск смерти наблюдался у людей с абдоминальным ожирением и выраженным дефицитом витамина D. По сравнению с участниками без этих факторов вероятность смерти у них была выше на 123 процента.

Каждый из факторов по отдельности также оказался связан с повышенным риском: абдоминальное ожирение увеличивало его примерно на 47–50 процентов, а дефицит или недостаток витамина D — на 81–91 процент. Авторы подчёркивают, что исследование выявило статистическую связь, но не доказывает причинно-следственную зависимость.

Однако результаты указывают на важность раннего выявления абдоминального ожирения и дефицита витамина D у людей старше 50 лет. Своевременная коррекция этих состояний может снизить риск преждевременной смерти.

Ранее стало известно, что занятия спортом на улице зимой помогают бороться с дефицитом витамина D.

Лента ру

Изучают мурому
В VII–IX веках на территории Среднего Поволжья проживали три финно-угорских народа: мордва, марийцы и мурома.

Об этом говорится в «Повести временных лет» от 862 года: «А по Оце реце, кде втечеть въ Волгу, мурома языкъ свой...».

Мурома, о которой также упоминается в летописи, почти бесследно исчезла, оставив после себя лишь название города Муром во Владимирской области и имя русского былинного богатыря Ильи Муромца. Учёные решили узнать больше о муроме, так как этот народ является одним из последних восточных племён, присоединившихся к XI веку к русскому этносу и полностью ассимилированных с восточными славянами.

Изучение археологических памятников муромы началось с середины XIX века. На сегодняшний день учёным известно, что народ этот жил на территории современных районов Владимирской области: Муромского, Меленковского и Селивановского, что на левом берегу Оки, а также Павловского, Вачского, Навашинского и Выксунского районов Нижегородской области, что — на правом.

Исследователи собрали информацию о более чем 850 погребениях на левом берегу Оки. На территории современного города Мурома расположены три могильника и четыре селища (древних селения муромы).

Новые раскопки, начавшиеся с 2022 года на 2-м Звягинском могильнике, благодаря появившимся новым технологиям позволили по-новому взглянуть на древние погребения. За четыре сезона археологи исследовали на новом могильнике 137 погребений VII–XI веков на площади около 3500 квадратных метров.

Это дало возможность суммировать все имевшиеся ранее данные о муроме. Старший научный сотрудник ИА РАН Ольга Зеленцова рассказывает, что для женского и мужского обряда муромы было характерно большое количество металлических, шумящих украшений.

У мужчин в каждом погребении обязательно присутствовал нож, кресало (брусок для разжигания огня) и оружие — топоры, копья. У богатых, как в захоронении №11, лежало много браслетов, перстней.

У народа мурома была ещё одна яркая особенность — они особо почитали домашних животных и хоронили лошадей, коров и даже собак, как людей, в отдельных могилах. Благодаря своему расселению вдоль Оки, мурома активно участвовала в международной торговле.

Учёные поняли, что «век» среднего муромца был недолгим — в среднем 30–35 лет, изучив сохранившиеся кости и зубы в погребениях. Со временем, примерно к концу XI века, к муроме хлынуло более многочисленное славянское население, которое буквально поглотило древнее племя, причём мирным путём — следов военного конфликта учёные не обнаружили.

Московский комсомолец

Нейросеть
Учитывают ли физики риск столкновения Апофиса с космическим мусором?
Итальянские учёные-физики обнаружили, что есть небольшая, но вполне реальная вероятность того, что астероид Апофис столкнётся с космическим мусором на геосинхронной высоте около 36 тысяч километров.

Это не изменит траекторию астероида, но может серьёзно затруднить анализ данных о воздействии гравитации Земли на его вращение и структуру. Астероид Апофис, названный в честь древнеегипетского бога хаоса, в 2029 году приблизится к Земле настолько, что гравитация нашей планеты повлияет на него достаточно сильно, чтобы изменить его вращение.

Это может вызвать оползни и даже землетрясения на поверхности астероида и выявить то, что скрыто под ней. Европейская миссия «РАМЗЕС» и американская «ОСИРИС-АПЕКС» планируют наблюдать за этими изменениями.

Однако интерпретировать их будет намного сложнее, если Апофис неожиданно столкнётся с космическим мусором до начала наблюдения. Астродинамик Алессандро Росси ожидал «нулевого эксперимента», то есть никаких возможных взаимодействий.

Но когда он и его коллега Джулия Скеттино смоделировали траекторию Апофиса и количество известных объектов в геосинхронной зоне, они были поражены возможностью того, что некоторые объекты могут оказаться менее чем в нескольких километрах от астероида. В большинстве сценариев всё работает просто отлично, но существует небольшая, но вполне реальная вероятность столкновения.

Исследователи подчёркивают, что это не сценарий, когда однажды космический аппарат намеренно изменил орбиту астероида Диморфос. Проблема не в том, что космический мусор может существенно изменить траекторию Апофиса, а в том, что столкновение создаст небольшой кратер и шлейф обломков.

Это может быть даже интересно для наблюдений, однако значительно затруднит понимание того, какие изменения были вызваны гравитацией Земли, а какие — столкновением с мусором. Росси отметил, что, в отличие от перенаселённой среды на низкой околоземной орбите, обломки в геостационарной области гораздо более редки, поэтому риск синдрома Кесслера (каскадного столкновения обломков) отсутствует.

Московский комсомолец

Кембрийский взрыв запустили отходы
Согласно новому обзору, кембрийский взрыв, произошедший около 540 миллионов лет назад и ознаменовавший появление предков большинства групп животных, мог быть частично обусловлен выбросом органических отходов.

Эти отходы обогащали океаны питательными веществами, создавая условия для дальнейшего развития экосистем. Учёные утверждают, что «фекальная революция», как они её назвали, сыграла не менее важную роль, чем повышение уровня кислорода или формирование озонового слоя.

Группа исследователей из Австралии и Германии под руководством биолога-эволюциониста Рассела Бикнелла изучила древние диеты, пищеварительные системы и трофические взаимодействия. Они стремились понять, как в древние океаны поступало больше органического вещества и питательных веществ, ускоряющих развитие экосистем в конце эдиакарского и начале кембрийского периодов.

Учёные пришли к выводу, что по мере эволюции новых форм жизни существа также экспериментировали с новыми способами избавления от отходов жизнедеятельности. Количество твёрдых органических веществ, попадающих в глубокие воды, постоянно увеличивалось, поскольку биомасса значительно выросла и появилось больше животных с кишечником.

Исследователи изучили древние окаменелые экскременты, известные как копролиты, и обнаружили, что древнейшие образцы датируются ранним кембрием около 540 миллионов лет назад. По мере того как ископаемая летопись становилась более разнообразной, росло и количество сохранившихся экскрементов.

Самые ранние образцы представляли собой крошечные гранулы, но по мере того как формы жизни становились крупнее, их отходы жизнедеятельности тоже увеличивались в размерах. Бикнелл отметил, что в летописи окаменелостей становится ясно, как эволюция стратегий питания согласуется с производством и распределением органического углерода и питательных веществ.

Это привело к созданию условий, которые мы наблюдаем в современных океанах. Быстрое увеличение размеров организмов во время кембрийской радиации привело к увеличению размера копролитов, что создало положительную обратную связь, ещё больше ускорившую формирование этих экосистем.

Эволюционисты заключают: «Эта фекальная революция, наряду с повышением уровня кислорода и другими факторами, помогла запустить тот биологический взрыв, который в конечном итоге привёл к появлению всех современных групп животных, включая нас самих».

Московский комсомолец

Другие новости