• 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

Астероид приблизится к Земле
Европейское космическое агентство проинформировало о приближении к Земле астероида внушительных размеров, сопоставимого с четырьмя небоскрёбами.

Согласно данным агентства Associated Press, объект 1997 NC1 пройдёт на удалении в 2,6 миллиона километров. Учёные подчёркивают отсутствие угрозы столкновения.

Астероид был обнаружен почти тридцать лет назад системой слежения на Гавайях. Его диаметр варьируется от 750 метров до 1,65 километра, что примерно равно размерам двух-четырёх Эмпайр-стейт-билдингов.

Наблюдатели с биноклями и небольшими телескопами смогут разглядеть его как маленькую светящуюся точку. Следующее сближение астероида с Землёй произойдёт только в 2133 году, как сообщают в NASA.

В последний раз астероид такого масштаба проходил на ещё более близком расстоянии в 2022 году. Агентства отслеживают траектории подобных объектов, чтобы предотвратить возможные столкновения.

Московский комсомолец

Сократи потребление УОП
Анализ данных более чем 115 000 участников UK Biobank, которые не имели заболеваний на момент начала исследования, показал, что регулярное употребление ультраобработанных продуктов (УОП) может увеличивать риск развития сердечно-почечно-метаболических заболеваний.

Учёные опубликовали результаты своей работы в журнале Food amp; Function (Famp;F). В течение 13,7 лет исследователи отслеживали переход участников от здорового состояния к первому, двойному и тройному сочетанию болезней.

Выяснилось, что рост потребления УОП связан с повышением вероятности возникновения первой болезни на 16%, перехода к двойному заболеванию на 13% и развития тройной мультиболезни на 22%. Наибольший вред здоровью наносили УОП-напитки и обработанные фрукты и овощи.

При этом замена 15% УОП на минимально обработанные продукты (цельные фрукты, овощи, цельнозерновые) снижала риск первой болезни на 13% и тройной мультиболезни на 17%, особенно у людей с нормальной массой тела. Авторы исследования подчёркивают, что привычные продукты могут оказывать скрытое негативное влияние на здоровье.

Они считают, что снижение доли УОП и увеличение доли натуральной пищи в рационе может существенно замедлить развитие хронических заболеваний. Ранее учёные выяснили, что здоровый образ жизни уменьшает риск ишемической болезни сердца.

Лента ру

Защити мозг: контролируй метаболизм
В ходе исследования было обнаружено, что нарушения обмена веществ способны воздействовать на мозг вне зависимости от возраста.

Учёные проанализировали свыше трёх тысяч МРТ-снимков и выяснили, что у людей с лишним весом, высоким артериальным давлением или повышенным холестерином наблюдаются изменения в мозге, которые обычно связывают со старением, даже если эти люди относительно молоды. Результаты исследования опубликованы в журнале PLOS Biology.

Изменения затрагивают кровоснабжение мозга, что приводит к снижению мозгового кровотока и ухудшению когнитивной гибкости — способности переключаться между задачами. Особенно ярко этот эффект проявляется у женщин.

В отличие от естественного старения, которое влияет на структуру мозга и сосуды, метаболические факторы действуют через комплекс нарушений в организме, напрямую снижая кровоснабжение мозга. Исследователи подчёркивают, что метаболическая ось старения мозга является модифицируемым фактором.

Контроль веса, уровня сахара, давления и холестерина может помочь сохранить здоровье мозга и поддержать когнитивные функции. Авторы отмечают, что полученные данные открывают путь для профилактики раннего старения мозга и расширяют понимание влияния метаболического здоровья на когнитивные способности.

Профилактика и здоровый образ жизни могут стать ключевыми инструментами в защите мозга даже у относительно молодых людей. Ранее учёные выяснили, что экстракт куркумы поддерживает внимание и ориентацию у пожилых людей.

Лента ру

Дневник помогает справиться с депрессией
Учёные из Корнеллского университета выяснили, что молодые люди с депрессивными симптомами могут легче справляться с ними, если будут вести дневник о своей жизни и идентичности.

Результаты исследования опубликованы в Journal of Consulting and Clinical Psychology (JCCP). В эксперименте участвовали более 100 человек в возрасте от 18 до 29 лет с умеренной и тяжёлой депрессией.

Через два месяца после двухнедельного упражнения участники отметили улучшение настроения по сравнению с контрольной группой. В течение двух недель участники эксперимента каждый день описывали свои увлечения, цели и жизненные этапы — от детства до желаемого будущего — и связывали эти периоды в единую «историю себя».

Это помогло им лучше осознать свой рост, восстановить чувство непрерывности идентичности и взглянуть на прошлое в новом свете. Наибольший эффект был у тех, кто сосредоточился на позитивных моментах своей жизни.

Фиксация внимания на негативных событиях приносила меньше пользы. Участники отметили снижение чувства «сбивания с пути», улучшение связи с прошлым «я» и общее уменьшение симптомов депрессии.

Авторы исследования подчёркивают, что ведение дневника — это простой, доступный и недорогой способ психологической поддержки. Он может стать дополнением к традиционным методам терапии и помочь большому числу молодых людей в период эмоциональных трудностей.

Лента ру