• 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

Улучшай сон для здоровья
Учёные выяснили, что регулярность сна и стабильное время засыпания и пробуждения связаны со снижением риска преждевременной смерти, в том числе от сердечно-сосудистых заболеваний.

Результаты исследования опубликованы в журнале Sleep Health (SH). Специалисты изучили данные 4340 взрослых участников исследования Sleep Heart Health Study.

Они оценивали шесть характеристик сна и их связь с общей смертностью. Отдельно изучили риск смерти от сердечно-сосудистых заболеваний у 3790 человек.

Исследователи выделили 64 возможных сочетания здоровых и неблагоприятных характеристик сна. Это позволило выяснить, какие особенности ночного отдыха сильнее всего связаны с продолжительностью жизни.

Выяснилось, что наиболее важными факторами были непрерывность сна и его время. Люди со стабильным режимом и менее прерывистым сном имели более низкий риск смерти от любых причин.

При этом время сна оказалось наиболее устойчиво связано с риском смерти от сердечно-сосудистых заболеваний. Участники, у которых наблюдалось несколько неблагоприятных характеристик сна, имели наиболее высокий прогнозируемый риск смерти в течение десяти лет.

Дополнительный анализ показал, что негативные особенности сна действовали независимо друг от друга, а их влияние накапливалось. Авторы считают, что для поддержания здоровья важно учитывать качество сна в целом, а не ориентироваться исключительно на количество часов.

Лента ру

Загрязнение воды влияет на риск заболевания
Учёные из Гарвардской медицинской школы выяснили, что проживание рядом с промышленными объектами, которые загрязняют воду, повышает риск развития прогрессирующего надъядерного паралича — редкого нейродегенеративного заболевания.

Результаты исследования опубликованы в журнале Neurology. Прогрессирующий надъядерный паралич похож на болезнь Паркинсона, но вызывает более серьёзные нарушения движений, равновесия и координации.

Заболевание обычно развивается быстрее и хуже поддаётся лечению. Исследователи изучили данные более 500 тысяч человек, за которыми наблюдали до 25 лет.

За это время заболевание выявили у 221 человека. Учёные сопоставили адреса участников с расположением промышленных объектов, выбрасывающих загрязняющие вещества в воду.

Выяснилось, что проживание в пределах 4,8 километра от предприятий, загрязняющих воду пестицидами, повышает риск заболевания на 66 процентов. Для неорганических загрязнителей показатель составил 60 процентов, органических соединений — 52 процента, а тяжёлых металлов — 38 процентов.

Среди потенциально опасных веществ исследователи выделили пестициды, бензол, свинец, ртуть и кадмий. Вероятность заболевания снижалась по мере увеличения расстояния от источников загрязнения.

Значение могла иметь и продолжительность проживания рядом с такими объектами. Авторы исследования подчеркнули, что работа не доказывает прямую связь между загрязнением воды и развитием заболевания.

Однако абсолютный риск прогрессирующего надъядерного паралича остаётся низким.

Лента ру

Связь ожирения с риском рака выявлена учёными
Учёные из Католического университета Кореи выяснили, что ожирение в возрасте от 20 до 39 лет связано с повышенным риском развития онкологических заболеваний до 50 лет.

Вероятность увеличивалась по мере роста массы тела. Результаты исследования опубликованы в журнале Annals of Internal Medicine.

Специалисты проанализировали данные более шести миллионов человек в возрасте от 20 до 39 лет. На момент начала исследования у участников не было онкологических заболеваний, а наблюдение за их здоровьем продолжалось около десяти лет.

Выяснилось, что среди людей с нормальной массой тела рак за этот период развился у 1,8 %. При ожирении показатель увеличивался до 2,2 %, а при более тяжёлых его формах достигал 2,6 %.

Особое значение имело абдоминальное ожирение — избыточное накопление жира в области живота. У людей с таким типом ожирения исследователи обнаружили наиболее высокую частоту онкологических заболеваний.

Наиболее выраженную связь с лишним весом выявили для рака щитовидной железы, эндометрия и яичников. При этом значимой связи между ожирением и развитием рака молочной железы учёные не обнаружили.

Авторы подчеркнули, что исследование не доказывает прямую причинно-следственную связь между ожирением и раком. Однако результаты указывают на важность контроля массы тела уже в молодом возрасте.

Лента ру

Витамин Е защищает мозг при диабете
Китайские учёные в обзоре, опубликованном в журнале Frontiers in Nutrition, пришли к выводу, что витамин Е может защищать клетки мозга от повреждений.

Это снижает вероятность ухудшения памяти и мышления у людей с сахарным диабетом. Когнитивные нарушения, такие как ухудшение памяти, внимания и способности обрабатывать информацию, часто сопровождают сахарный диабет.

Их развитие связывают с несколькими факторами: хроническим воспалением, окислительным стрессом, нарушением действия инсулина и повреждением нервных клеток. Витамин Е — это жирорастворимый антиоксидант, который помогает защищать клеточные мембраны от повреждения свободными радикалами.

Лабораторные эксперименты и исследования на животных показали, что некоторые формы витамина Е способны уменьшать окислительный стресс и воспаление в нервной ткани. Кроме того, они могут поддерживать связи между нейронами, улучшать чувствительность клеток к инсулину и влиять на работу сосудов мозга.

Авторы считают, что эти свойства делают витамин Е перспективным веществом для защиты мозга от нарушений, связанных с диабетом. В будущем учёные планируют выяснить, какие формы витамина и в каких дозировках могут обеспечивать наибольший эффект.

Лента ру

Другие новости