• 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

Лукьянов назвал предел жизни человека
Сергей Лукьянов, ректор Пироговского университета и академик РАН, в комментарии для РИА Новости заявил, что предел человеческой жизни составляет 120–125 лет.

За последние сто лет человечество ежегодно прибавляло по полгода к продолжительности жизни, однако, по словам эксперта, это не позволяет преодолеть указанный предел. Лукьянов подчеркнул, что, несмотря на прогресс, дольше 120–125 лет прожить никому не удавалось ни в прошлом, ни в настоящем.

Также ректор отметил, что среди людей старше 80 лет половина страдает от деменции. Это, по его словам, напоминает о том, что долгая жизнь не всегда является качественной и комфортной.

Именно эти вопросы, по мнению Лукьянова, требуют решения от современных учёных. В заключение он высказал мысль о том, что в биологических организмах заложена огромная способность к обновлению и репарации (восстановлению исходной структуры молекулы ДНК).

Ранее в октябре стало известно о секрете долголетия 113-летнего мужчины. Кен Уикс, родившийся в один день с 114-летним Жуаном Мариньо Нето из Бразилии, поделился своими мыслями на этот счёт.

Лента ру

Выявляй риски по анализу крови
В будущем обычный анализ крови сможет помочь обнаружить опасные изменения в печени и спрогнозировать риск серьёзных осложнений, включая рак.

К такому выводу пришли специалисты Университета Синсю в Японии. Результаты их исследования опубликованы в журнале JHEP Reports.

Учёные изучили данные более пяти тысяч человек, среди которых были пациенты с жировой болезнью печени. При этом заболевании в органе накапливается избыточный жир, что со временем может вызвать воспаление, образование рубцовой ткани и нарушение работы печени.

Исследователи обнаружили, что о состоянии печени может свидетельствовать уровень белка C7 в крови. Выявлена закономерность: чем выше концентрация этого белка, тем сильнее повреждение органа и тем выше риск развития осложнений.

Например, у пациентов с уровнем C7 выше 140 мкг/мл риск серьёзных осложнений был примерно в 4,5 раза выше даже после учёта других факторов. К таким осложнениям относятся рак печени и другие тяжёлые последствия заболевания.

Дополнительные эксперименты показали, что белок C7 связан с работой клеток, участвующих в образовании рубцовой ткани. Это объясняет, почему его концентрация может указывать на ухудшение состояния печени.

Авторы считают, что в будущем измерение C7 в крови может стать простым способом выявления пациентов с высоким риском осложнений. Ранее учёные выяснили, что берберин может уменьшать накопление жира в печени и защищать её от воспаления.

Лента ру

Физическая активность снижает стресс у пожилых
Учёные обнаружили связь между физической активностью и психологической устойчивостью у пожилых людей.

Они пришли к выводу, что регулярные занятия спортом помогают легче справляться со стрессом и жизненными трудностями. Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Psychology.

В работе проанализированы данные наблюдений за пожилыми жителями Китая в 2011–2014 годах. Участники были разделены на четыре группы: регулярно занимающиеся физической активностью, начавшие заниматься, прекратившие занятия и ведущие малоподвижный образ жизни.

Оказалось, что вероятность низкой стрессоустойчивости у тех, кто начал заниматься спортом, на 41 процент ниже, чем у неактивных участников. У тех, кто продолжал регулярно двигаться, этот показатель был ниже на 39 процентов.

У постоянно активных пожилых людей риск снижения стрессоустойчивости оказался на 41 процент ниже, чем у тех, кто вёл малоподвижный образ жизни. У тех, кто начал заниматься спортом, — на 28 процентов ниже.

Под стрессоустойчивостью учёные понимают способность сохранять эмоциональное равновесие, справляться с неприятными событиями и восстанавливаться после жизненных трудностей. Авторы считают, что физическая активность может быть эффективным способом поддержания психологического здоровья в пожилом возрасте.

Ранее учёные выяснили, что регулярные занятия спортом могут замедлять ухудшение памяти при болезни Паркинсона.

Лента ру

Выяви связь факторов с риском деменции
Учёные выяснили, что загрязнение воздуха, нарушения сна и некоторые пищевые привычки могут повышать риск развития болезни Альцгеймера и других форм деменции.

Исследование опубликовано в журнале Alzheimers & Dementia (A&D). Специалисты изучили данные почти 500 тысяч человек, за которыми наблюдали в среднем 15 лет.

Учёные оценили влияние 193 факторов, включая питание, физическую активность, сон, условия проживания и социальные связи. В результате обнаружили 76 факторов, связанных с риском деменции, из них 34 — непосредственно с болезнью Альцгеймера.

Среди неблагоприятных факторов — курение, слишком короткий или долгий сон, частая дневная сонливость и загрязнение воздуха. Повышенный риск также наблюдался у людей с финансовыми трудностями, низким уровнем образования и неблагоприятными жилищными условиями.

Неожиданно учёные обнаружили связь между повышенным риском деменции и отсутствием яиц в рационе. При этом прогулки, физические упражнения, работа в саду, употребление сыра и мяса птицы были связаны с более низким риском заболевания.

Аналогичную связь выявили для проживания с партнёром и более высокого дохода. На основе полученных данных учёные разработали систему оценки риска деменции.

У людей с самыми высокими показателями риск развития заболевания оказался почти втрое выше, чем у участников с самыми низкими. Авторы подчёркивают, что исследование не доказывает, что обнаруженные факторы непосредственно вызывают деменцию или защищают от неё.

Ранее стало известно, что изменения голоса могут указывать на повышенный риск развития деменции.

Лента ру