Как атомные часы стали эталоном времени и что их может заменить в будущем?

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.

Эксперты полагают, что трансформации в составе микробиоты могут способствовать прогрессированию заболевания путём повреждения нервных клеток. Исследование опубликовано в Journal of Molecular Neuroscience (JMN).

Учёные изучили обширные генетические базы данных и идентифицировали 22 группы кишечных бактерий, которые могут влиять на риск развития болезни Паркинсона. Особенно заметная связь была выявлена у бактерий из семейства Fusobacteriaceae: их избыточное присутствие ассоциировалось с более высокой вероятностью заболевания.

По мнению исследователей, важную роль в этом процессе может играть белок CA9, который помогает клеткам противостоять окислительному стрессу и нарушениям кислотно-щелочного баланса. Анализ показал, что Fusobacteriaceae могут снижать уровень этого белка, вследствие чего нервные клетки становятся более восприимчивыми к ферроптозу — опасному типу клеточной гибели, связанному с накоплением железа и разрушением клеточных мембран.

Авторы также предполагают, что бактерии могут воздействовать на мозг через хроническое воспаление и нарушение кишечного барьера, что позволяет токсинам и воспалительным молекулам проникать в кровоток и усиливать повреждение нейронов. Ранее учёные установили, что микропластик способствует усилению воспалительных процессов в мозге и повышает риск развития болезни Паркинсона.

В исследовании проанализировали 212 образцов, среди которых были растительные бургеры, веганские сосиски, а также овсяное, соевое и миндальное молоко. В каждом образце был выявлен хотя бы один вид микотоксинов, а во многих — несколько видов.

Учёные поясняют, что эти вещества часто присутствуют в зерне, бобовых и семенах, которые используются для производства растительных продуктов. Несмотря на то что уровень токсинов оказался ниже установленных норм, исследователи предупреждают, что при постоянном употреблении исключительно растительной пищи воздействие этих веществ может накапливаться.

Авторы работы подчёркивают, что сами по себе такие продукты не несут непосредственной угрозы для здоровья. Однако длительное накопление микотоксинов в организме может привести к повреждению печени и почек, снижению иммунитета и увеличению риска развития некоторых заболеваний.

Ранее учёные установили, что орехи, семена и бобовые помогают снизить вероятность возникновения хронических заболеваний.

Статья с результатами изысканий размещена в журнале Molecular Psychiatry (MP). Исследователи разработали особый индекс, который демонстрирует степень соответствия структуры и состояния мозга конкретного человека паттернам, выявленным у пациентов с болезнью Альцгеймера.

В работе использовались обширные базы данных, содержащие тысячи МРТ-снимков людей с деменцией и без неё. Затем систему обучили распознавать начальные изменения в разных участках мозга.

Авторы исследования установили, что подобные признаки могут наблюдаться у людей уже в возрасте 30–40 лет, хотя ощутимые проблемы с памятью обычно возникают гораздо позже. Болезнь Альцгеймера, по замечанию учёных, развивается постепенно в течение многих лет, поэтому своевременное выявление риска может предоставить больше времени для профилактических мер и замедления возрастных изменений мозга.

Специалисты полагают, что в будущем эта технология может войти в состав стандартных МРТ-обследований и помочь медикам раньше выявлять лиц из группы риска. Однако на данный момент метод остаётся экспериментальным и нуждается в дополнительных исследованиях перед применением в клинической практике.

Ранее учёные выяснили, что интервальное голодание замедляет разрушение мозга при болезни Альцгеймера.

Учёные проанализировали данные взрослых пациентов, страдающих хронической мигренью — состоянием, при котором головная боль возникает не менее 15 дней в месяц. Наиболее эффективными оказались препараты, которые воздействуют на белок CGRP.

Этот белок связан с развитием боли и воспаления при мигрени. Такие лекарства в среднем сокращали количество дней с мигренью примерно на два дня в месяц и при этом переносились лучше старых препаратов.

Они выпускаются в виде таблеток, инъекций, инфузий и назального спрея. Авторы обзора отмечают, что более старые методы лечения, включая ботокс и некоторые противосудорожные препараты, показали менее надёжные результаты и чаще вызывали нежелательные реакции.

При этом учёные подчёркивают, что полностью лишённых побочных эффектов лекарств не существует, а выбор терапии должен учитывать состояние пациента и рекомендации врача. Ранее учёные выяснили, что иглоукалывание снижает частоту и интенсивность приступов мигрени без ауры.