• Главная
  • 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

Учёные нашли способ замедлить потерю мышечной массы
Учёные из Китая выяснили, что пептиды, полученные из брокколи, в сочетании с аминокислотой лейцином помогают замедлить процесс потери мышечной массы, который происходит с возрастом.

Об этом стало известно после публикации результатов исследования в журнале Nutrients. В рамках эксперимента исследователи создали модель саркопении — состояния, при котором происходит возрастное снижение мышечной массы и силы.

В течение двух месяцев мышам давали пептиды из брокколи, лейцин или их комбинацию. Наибольший эффект показало совместное применение двух компонентов.

Животные, получавшие комбинацию, сохраняли больше мышечной массы, у них был более сильный хват, они лучше справлялись с физическими нагрузками и дольше сохраняли выносливость. Анализ тканей показал, что применение комбинации не только уменьшало признаки мышечной атрофии, но и активировало гены, которые отвечают за рост и восстановление мышц.

При этом снижалась активность воспалительных процессов и механизмов, связанных с разрушением мышечных волокон. Авторы исследования считают, что соединения из брокколи в сочетании с лейцином могут стать основой для разработки новых пищевых стратегий, которые помогут предотвратить возрастную потерю мышечной массы и поддержать физическую активность у пожилых людей.

Ранее учёные выяснили, что черника, сливы, ежевика и зелёный чай особенно полезны для здоровья сердца.

Лента ру

Китай изучает нейтрино в обсерватории Цзяньмэнь
Подземная нейтринная обсерватория Цзяньмэнь в Китае приступила к сбору данных в августе для изучения нейтрино — микроскопических космических частиц, возникших во время Большого взрыва и пронизывающих всё вокруг нас триллионами каждую секунду.

Эти частицы почти невесомы, что усложняет их обнаружение, как сообщает New York Post. В исследовании, опубликованном в журнале Nature, команда JUNO представила первые результаты двухмесячного сбора данных, включая наиболее точные на сегодняшний день измерения того, как нейтрино меняют свои разновидности в космосе.

Сферический детектор JUNO находится на глубине 700 метров под землёй, пишет New York Post. Он изучает антинейтрино, которые появляются в результате столкновений внутри двух близлежащих атомных электростанций.

Антинейтрино — это загадочные противоположности нейтрино, исследуя которые учёные пытаются понять их поведение. При столкновении с частицами внутри детектора антинейтрино вызывают вспышку света.

Учёные надеются, что детектор поможет решить давнюю загадку о весе каждого нейтринного элемента. Они предполагают, что два нейтринных элемента имеют одинаковый вес, а третий — необычный.

Однако они не уверены, являются ли два элемента тяжёлыми, а третий — лёгким, или наоборот. По словам соавтора исследования Лянцзянь Вэнь, первоначальные результаты ещё не дали ответа на этот вопрос, но показали возможности детектора.

Он «сможет определить мельчайшие колебания», которые различают оттенки нейтрино и их массы. Два аналогичных нейтринных детектора — японский Hyper-Kamiokande и эксперимент Deep Underground Neutrino в США — планируют начать сбор данных в следующем десятилетии, перепроверяя результаты китайского детектора с использованием различных подходов.

Физик Кейт Шолберг из Университета Дьюка, не участвовавшая в новом исследовании, выразила надежду на более захватывающие результаты в будущем.

Московский комсомолец

Нейросеть
Учёные доказали кошачье дружелюбие
В ходе исследования, проведённого учёными из Университета Сассекса под руководством психолога Карен МакКомб, была проверена теория о том, что кошки более дружелюбно настроены к людям, которые медленно моргают им.

Как сообщает ScienceAlert, кошки, чувствуя себя расслабленно и защищённо, могут чуть зажмуриваться, подобно человеческой улыбке, а затем медленно закрывать и открывать глаза. Считалось, что людям нравится общаться с кошками таким же образом, однако это предположение долгое время не было подтверждено или опровергнуто учёными.

В рамках эксперимента авторы наблюдали за взаимодействием десятков кошек с их хозяевами, а также пытались взаимодействовать с незнакомыми животными. Выяснилось, что кошки часто отвечали медленным морганием на медленное моргание человека, даже если не были склонны первыми прибегать к «кошачьей улыбке».

Кроме того, животные чаще подходили к экспериментаторам, которые медленно моргали им и протягивали руку. Психологи, подготовившие статью для Scientific Reports, предположили, что их выводы могут помочь людям находить общий язык с кошками.

Также результаты исследования могут быть полезны в приютах для животных, где улыбка человека может помочь снять стресс у животных.

Московский комсомолец

Спасение растений с помощью технологий
Королевские ботанические сады (RBG) в Кью (Лондон) опубликовали крупный отчёт, в котором говорится, что развитие искусственного интеллекта и оцифровка могут стать важным шагом в «гонке против вымирания».

С этой гонкой сталкиваются ботаники, которые пытаются идентифицировать и спасти жизненно важные растения до того, как они исчезнут. Британское издание The Guardian пишет, что новая технология позволяет учёным отслеживать изменения сроков цветения по всему миру, быстро выявлять новые экземпляры и получать важные генетические данные по образцам грибов 180-летней давности.

Это может открыть «золотую жилу в геноме». Оцифровка и онлайн-доступ к миллионам образцов, которые раньше были доступны только в архивах, позволяют по-новому взглянуть на ситуацию, особенно на Глобальном Юге.

Растения и грибы лежат в основе всей жизни на Земле, поставляя продукты питания и лекарства, накапливая углерод и регулируя климат. Однако около 40% из 70 000 видов растений, которые были оценены, находятся под угрозой исчезновения, в то время как ещё 330 тысяч видов ещё предстоит проанализировать.

Профессор Александр Антонелли, исполнительный директор по науке RBG в Кью, говорит, что ежегодно регистрируется около 2000 новых видов растений, но это «лишь малая часть». Это означает, что потенциальные новые лекарства и устойчивые сельскохозяйственные культуры исчезают ещё до того, как их обнаруживают.

С грибами ситуация ещё более сложная: 90% из примерно 2 миллионов видов до сих пор неизвестны науке, а менее чем 1% известных видов находятся под угрозой исчезновения. Профессор Антонелли говорит, что оцифровка и сопутствующие технологии вселяют в него всё большую надежду на то, что учёные добьются успеха в документировании и защите всего живого на Земле.

Искусственный интеллект может научиться распознавать сложные растения, например, осоку и торфяные мхи, отличительные признаки которых являются микроскопическими. Это означает, что новые или уязвимые виды могут быть обнаружены быстрее.

Лэнди Раджаовелона, старший ботаник из университета Кью на Мадагаскаре, говорит, что Мадагаскар — это одно из самых удивительных мест в мире с точки зрения биологического разнообразия. Переведя в цифровую форму 37 000 физических образцов, учёные открыли для себя сокровищницу знаний, накопленных за столетия, и получили бесценный опыт изучения современного биологического разнообразия.

В настоящее время в RBG оцифрованы все 7,4 млн имеющихся образцов, включая те, что были собраны Чарльзом Дарвином, и они находятся в свободном доступе в интернете. В рамках четырёхлетней программы было сделано 20 000 снимков в высоком разрешении в день.

В общей сложности в настоящее время в интернете по всему миру имеется 145 миллионов цифровых образцов, но это менее 16% от общего количества, хранящегося в гербариях. Учёные говорят, что это оставляет «огромные пробелы в понимании».

Московский комсомолец

Другие новости