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.

К такому заключению пришли учёные, которые изучили данные более чем 600 тысяч человек. Результаты исследования опубликованы в журнале EClinicalMedicine.

Специалисты следили за изменением веса у мужчин и женщин в возрасте от 17 до 60 лет и сопоставляли эти данные с причинами смерти. Выяснилось, что наибольший риск связан с набором веса в возрасте 17–29 лет, а также с ранним развитием ожирения.

У людей, которые столкнулись с этими проблемами, вероятность смерти от различных причин была примерно на 70 процентов выше по сравнению с теми, кто не страдал ожирением. Повышенные риски были связаны сразу с несколькими группами заболеваний: сердечно-сосудистыми, онкологическими, диабетом второго типа, а также болезнями пищеварительной и мочеполовой систем.

Набор веса в более позднем возрасте тоже влиял на здоровье, но значительно слабее. Авторы исследования подчёркивают, что именно ранние изменения веса играют ключевую роль в долгосрочном прогнозе.

Они считают, что профилактика ожирения в молодом возрасте может стать одним из самых эффективных способов снизить риск развития тяжёлых заболеваний и увеличить продолжительность жизни.

В исследовании участвовали более 900 человек из США, за которыми наблюдали в течение четырёх лет. На начальном этапе оценивалось состояние полости рта участников: количество утраченных зубов и наличие заболеваний дёсен.

Почти у 12 процентов добровольцев масса тела увеличилась как минимум на 5 процентов за время наблюдения. Анализ показал, что риск набора веса был выше у людей с меньшим количеством зубов и нарушением здоровья дёсен.

Особенно заметной оказалась роль коренных зубов: их утрата повышала вероятность увеличения массы тела примерно на 17 процентов. По словам учёных, ключевым механизмом может быть изменение рациона.

Людям с проблемами зубов сложнее есть твёрдую и богатую клетчаткой пищу — овощи, фрукты, орехи. В результате они чаще выбирают мягкие продукты, которые нередко содержат больше жиров и сахара, что и способствует набору веса.

Специалисты подчёркивают, что здоровье зубов и дёсен может играть более важную роль в поддержании нормального веса, чем считалось ранее. Однако они также отмечают, что выявленная связь требует дальнейшего изучения для более точного определения причинно-следственных механизмов.

Этот вывод был сделан после анализа данных рандомизированного двойного слепого плацебо-контролируемого исследования, результаты которого опубликованы в журнале Frontiers in Nutrition. В исследовании приняли участие 52 здоровых человека с изначально низким качеством сна.

Участники были разделены на две группы: одна группа в течение четырёх недель ежедневно принимала гидролизованный экстракт куриного белка в дозе 670 мг, другая — плацебо. Эффективность оценивалась с помощью опросника качества сна Питтсбурга (PSQI), который учитывает общий показатель сна и его отдельные компоненты.

По итогам эксперимента значимых различий по общему индексу сна между группами выявлено не было. Однако участники, принимавшие добавку, отметили улучшение качества сна, и это различие оказалось статистически значимым.

Кроме того, у участников основной группы наблюдалось умеренное улучшение дневного функционирования, например, уровня бодрости и способности справляться с повседневными задачами, хотя этот эффект не достиг строгой статистической значимости. Авторы исследования подчёркивают, что гидролизованный куриный экстракт содержит биоактивные пептиды, которые могут влиять на работу нервной системы и процессы восстановления.

Ранее учёные выяснили, что сок кислой вишни помогает пожилым людям избавиться от бессонницы.

Этот вывод был сделан на основе исследования, опубликованного в журнале Advanced Science. APOE4 является одним из основных факторов риска развития нейродегенеративных заболеваний.

В ходе экспериментов было обнаружено, что этот ген влияет не только на мозг, но и на костную ткань. Изменения происходят на молекулярном уровне и не выявляются стандартными методами диагностики, такими как измерение плотности костей.

Исследование показало, что у самок мышей с геном APOE4 нарушается работа остеоцитов — клеток, поддерживающих прочность костей. В результате ухудшается внутренняя структура костной ткани, хотя внешне кость может выглядеть нормальной.

Это означает, что риск хрупкости может оставаться незамеченным до появления переломов. Учёные также обнаружили, что в костной ткани присутствует большое количество белков, связанных с заболеваниями мозга, включая те, которые участвуют в развитии болезни Альцгеймера.

Это указывает на более тесную связь между состоянием мозга и костей, чем предполагалось ранее. Ранее было установлено, что риск сердечно-сосудистых заболеваний увеличивает вероятность переломов.