• 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

Изучи влияние экранов на детей
Учёные из Университета Калгари провели исследование и выяснили, что дети, которые много времени проводят за экранами гаджетов, чаще сталкиваются с трудностями в учёбе, речи и эмоциональном состоянии.

В работе, опубликованной в JAMA Pediatrics, специалисты обобщили выводы предыдущих крупных научных исследований о влиянии экранного времени на развитие детей. В обзоре учитывались данные о более чем 2,8 миллиона детей из 64 стран.

Исследователи рассматривали влияние смартфонов, телевизоров и других устройств, включая игры, социальные сети, просмотр видео и общение в интернете. Выяснилось, что продолжительное нахождение у экрана связано с более слабой общей успеваемостью.

Однако по отдельным предметам — математике, чтению и естественным наукам — явной зависимости от времени использования гаджетов не обнаружили. Авторы объясняют это тем, что эти направления изучали реже, поэтому данных для однозначных выводов пока недостаточно.

Кроме того, длительное экранное время связывали с худшим речевым развитием и трудностями эмоционального и социального характера. У таких детей чаще наблюдали интернализирующее поведение — симптомы тревожности и депрессии, которые ребёнок переживает внутри себя.

Также чаще встречалось экстернализирующее поведение, например агрессия и признаки СДВГ. Связи между экранным временем и проблемами в развитии сопоставимы с другими известными факторами, такими как социально-экономические условия, поведение родителей и преждевременные роды.

Однако специалисты призывают не считать результаты доказательством того, что именно гаджеты вызывают эмоциональные, интеллектуальные или поведенческие проблемы. Работа объединяет данные наблюдательных исследований, поэтому причинно-следственную связь установить нельзя.

Учёные пока не могут точно сказать, какие виды экранной активности влияют сильнее всего.

Московский комсомолец

Учёные нашли неизвестный вид яков
В Денисовой пещере на Алтае и на других археологических памятниках Алтая и Саян учёные нашли следы неизвестного ранее вида яков.

Животное обитало на юге Сибири во время ледниковой эпохи. Об этом сообщила пресс-служба Стокгольмского университета.

Исследователи изучили фрагменты костей, происхождение которых сначала было непонятно. Из образцов выделили древнюю ДНК и расшифровали часть митохондриального генома.

Он оказался близок к генетическим последовательностям современных яков, но имел заметные отличия. На основе этих данных учёные предположили, что обнаружили новую разновидность, и назвали её «як икс».

Профессор Стокгольмского университета Лав Дален рассказал, что первоначальная находка в Денисовой пещере побудила команду проверить другие костные останки неясного происхождения. В результате на разных стоянках юга Сибири исследователи выявили ещё около двух десятков образцов этого животного и смогли полностью расшифровать их геномы.

Авторы работы подчёркивают, что открытие дополняет представления о природе региона в ледниковую эпоху. По их оценке, Алтай был местом обитания разнообразных видов млекопитающих.

Московский комсомолец

Улучшает ли отказ от фастфуда состояние при депрессии
В рамках пилотного исследования американский психиатр изучал влияние отказа от готовой еды на проявления депрессии.

В эксперименте участвовали 20 взрослых, которые потребляли много упакованных соков и продуктов в коробках. Средний возраст участников составлял 44 года, а расстройство длилось у них 13 лет.

Людей случайным образом распределили на две группы. Первая группа в течение 4 недель питалась как обычно, вторая — сократила долю фастфуда.

Затем группы поменялись местами. Продукты участники покупали сами, ориентируясь на указания специалистов.

При этом лекарства, психотерапию, физические нагрузки и режим сна они не меняли. До конца исследования дошли 19 человек.

Согласно анкетам, доля фастфуда в рационе сократилась с 10,1 в начале до 1,4 после вмешательства. Все три способа оценки депрессии зафиксировали более низкие результаты на «чистом» питании по сравнению с обычным.

По опроснику PHQ-9 из 9 вопросов средний балл составил 8,68 при привычном рационе и 5,53 при диетическом. Разница составила около 3 баллов с учётом поправки на исходные симптомы, порядок диет и период исследования.

По шкале Монтгомери — Асберг средние значения были 18,9 при обычном меню и 8,05 на «чистой» диете. Третья оценка депрессии и опросник тревожности также дали меньшие баллы во время диетического вмешательства.

Ранее наблюдательные работы связывали обильное потребление фастфуда с депрессией. Теперь учёные выяснили, что происходит, когда такие продукты сокращают люди, уже страдающие этим расстройством.

Московский комсомолец

Изучают слух акул
Учёные из Florida Atlantic University исследовали, на каком расстоянии чернопёрые акулы улавливают звуки, похожие на движения плывущего человека.

Эксперимент проводился в прибрежных водах Флориды, а не в бассейне. От заякоренной лодки опускали подводный динамик, течение относило его на расстояние до 19 метров, чтобы судно не влияло на поведение рыб.

С высоты 40–50 метров за свободно плавающими акулами наблюдал дрон, а заранее откалиброванные гидрофоны позволяли составить точную карту громкости на разных дистанциях. Ведущий автор исследования Кэролайн Салливан отметила, что изучать слух в бассейне бессмысленно, так как звук отражается от стен и создаёт запутанную картину.

Акулам включали резкие низкочастотные сигналы в трёх диапазонах — от 100 до 800 Гц, а также контрольный звук на 10 кГц, который находится выше их слухового восприятия. На контроль рыбы не отзывались.

На низкие частоты больше 70% реакций пришлось на дальнее акустическое поле: животные ориентировались по звуку, а не по близкой вибрации. Снижение частоты позволяло рыбам улавливать сигнал издалека и при меньшей громкости.

После звука рыбы не шли к динамику, а резко меняли направление и удалялись. Это говорит о том, что акулы понимали, откуда исходит сигнал.

Профессор Стивен Каджиура, старший автор работы, назвал особенно примечательным тот факт, что рыбы отзывались на сигналы вне ближнего акустического поля. Он добавил, что для акул океан в первую очередь представляет собой акустическую среду, а механизмы ориентации в ней пока изучены лишь частично.

Частоты 100–800 Гц совпадают с диапазоном, в котором звучат человеческий голос и всплески от плавания. Способность акул улавливать подобные сигналы с десятков метров помогает понять, почему громкий крик или резкий удар по воде порой привлекает хищниц издалека, хотя разглядеть человека на таком расстоянии они ещё не могут.

Московский комсомолец

Другие новости