• 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

Шоколад и здоровье: связь обнаружена
Учёные из Университетской больницы Саламанки выяснили, что регулярное употребление шоколада может быть связано с более благоприятными показателями уровня сахара в крови у людей с диабетом.

В журнале Nutrients опубликовано исследование, в котором приняли участие 1960 взрослых. Учёные изучали, как употребление тёмного и молочного шоколада связано с уровнем глюкозы и холестерина, гликированного гемоглобина (HbA1c), индексом массы тела, окружностью талии и артериальным давлением.

Около 30 процентов участников сообщили о регулярном или периодическом употреблении шоколада. У людей с диабетом употребление тёмного шоколада было связано с более низкими уровнями глюкозы натощак и HbA1c — показателя, отражающего средний уровень сахара в крови за последние несколько месяцев.

Молочный шоколад также был связан с более низким HbA1c. У людей без диабета подобных связей не обнаружили.

Кроме того, употребление как тёмного, так и молочного шоколада было связано с более низким индексом массы тела. Однако тёмный шоколад одновременно оказался связан с более высоким уровнем «плохого» LDL-холестерина.

Авторы исследования подчёркивают, что результаты не означают, что шоколад можно использовать для лечения диабета. Исследование проводилось в один момент времени и выявило только статистические связи.

Лента ру

NASA нашло на Луне крупнейший кратер
В 2025 году межпланетная станция Lunar Reconnaissance Orbiter обнаружила на Луне крупнейший из современных ударных кратеров, известных в Солнечной системе.

Об этом стало известно из публикации в журнале Science Advances. По результатам исследования выяснилось, что кратер появился после того, как Луна столкнулась с астероидом или кометой.

Подобные масштабные события, как показывают модели, случаются примерно раз в 132 года. Столкновение, о котором идёт речь, произошло весной 2024 года.

NASA уточняет, что размер космического тела был сопоставим с размером трёх-шестиэтажного здания. Диаметр кратера составляет 222 метра, а глубина — около 42 метров.

Кратер назвали McGetchin в честь американского учёного Томаса МакГетчина. Исследователи подчёркивают, что обнаружение таких относительно свежих ударных структур помогает изучать частоту крупных столкновений небесных тел с поверхностью Луны.

Московский комсомолец

Загрязнение воздуха влияет на психику
Исследования показали, что загрязнённый воздух может быть связан с повышенным риском суицидальных мыслей, попыток самоубийства и смертей в результате суицида.

Особенно заметна связь с мелкими частицами PM2.5 и PM10, а также диоксидом азота.

Эти выводы были опубликованы в Journal of Epidemiology & Community Health (JECH). Учёные изучили 45 исследований, которые вышли в свет с 2010 по 2024 год.

Из них 38 были посвящены загрязнению воздуха, остальные — влиянию шума, загрязнения воды и светового загрязнения. Анализ данных показал, что как кратковременное, так и длительное воздействие частиц PM2.

5 и PM10, а также диоксида азота статистически связаны с суицидальными мыслями и поведением. Для других загрязнителей воздуха, включая озон и диоксид серы, также были обнаружены возможные связи, но доказательств оказалось меньше.

Учёные предполагают, что загрязнители могут влиять на мозг, вызывая хроническое воспаление и повреждая нервную систему. Это потенциально может влиять на настроение и способность справляться со стрессом.

Авторы подчёркивают, что результаты не доказывают, что загрязнение воздуха непосредственно вызывает суицидальное поведение. Необходимы дополнительные исследования для подтверждения связи, поскольку методы и дизайн работ значительно различались.

Ранее учёные выяснили, что загрязнённый воздух может ускорять старение мозга.

Лента ру

Исследователи изучают цунами 1946 года
Учёные из Мичиганского государственного университета планируют экспедицию на Аляску и Алеутские острова.

Их цель — выяснить причины цунами 1946 года, которое привело к гибели 165 человек на Гавайях, Аляске, в Вашингтоне и Орегоне. Сейсмологи до сих пор не могут понять, как сравнительно слабые подземные толчки спровоцировали катастрофу.

Исследователи намерены изучить зону субдукции — комплекс подводных разломов — и выяснить, сохраняется ли угроза сегодня. В рамках проекта на дне Тихого океана разместят водонепроницаемые сейсмометры.

Для точной фиксации времени каждой вибрации задействуют атомные часы. Батареи обеспечат работу датчиков на протяжении 15 месяцев.

Установка одного прибора порой растягивается на несколько часов. Сначала команда составляет карту дна, затем ищет ровный участок без камней.

Для спуска применяют систему плавучести — так датчик опускается медленно и остаётся целым. Учёные отмечают, что до предсказания землетрясений ещё далеко.

Однако детальное изучение региона попадёт в карту рисков Геологической службы США, а со временем отразится и в строительных нормах. Отдельно рассматривается вопрос о связи цунами 1946 года с медленными землетрясениями, при которых плиты смещаются днями или неделями, а не за секунды.

Сейсмические данные помогут заглянуть под морское дно и понять, как глубинная вода влияет на трение между плитами. Следующий научный круиз намечен на 2028 год.

Московский комсомолец

Другие новости