• 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

Ограничь сахар для здоровья мозга
Учёные выяснили, что ограничение потребления сахара в первые 1000 дней жизни, начиная с момента зачатия и до двух лет, может существенно уменьшить вероятность возникновения болезни Альцгеймера, деменции, депрессии и тревожных расстройств в будущем.

Этот вывод был сделан на основе исследования, опубликованного в журнале npj Aging. В работе использовались данные 60 394 участников UK Biobank, родившихся в 1951–1956 годах.

Исследователи сравнили состояние здоровья людей, чьи первые 1000 дней жизни пришлись на период ограниченного потребления сахара, с теми, кто родился уже после отмены нормирования. Результаты показали, что у людей, которые в раннем возрасте получали меньше сахара, риск деменции был ниже на 27%, болезни Альцгеймера — на 46%, депрессии — на 11%, а тревожных расстройств — на 20%.

При этом наиболее выраженный эффект наблюдался у тех, кто продолжал получать ограниченное количество сахара и после рождения. Ограничение сахара только во время внутриутробного развития практически не влияло на дальнейшее здоровье мозга.

Магнитно-резонансная томография продемонстрировала, что мозг участников из этой группы старел медленнее: его биологический возраст оказался в среднем на 0,39 года меньше паспортного. Кроме того, у них были больше объёмы гиппокампа и таламуса — областей, играющих важную роль в памяти и когнитивных функциях.

Авторы исследования подчёркивают, что работа не доказывает причинно-следственную связь, однако результаты указывают на то, что ограничение добавленного сахара в первые годы жизни может стать одним из факторов долгосрочной защиты мозга. Ранее стало известно, что недостаток витамина D в среднем возрасте повышает риск развития болезни Альцгеймера.

Лента ру

Сократи риски деменции
В журнале Neurology Open Access была опубликована работа, в которой исследователи пришли к выводу, что высокое давление, диабет и курение в среднем возрасте могут существенно сократить период жизни без деменции.

Учёные проанализировали данные 12 409 человек, за которыми наблюдали более 26 лет в рамках крупного американского исследования. В среднем возрасте у участников оценивали наличие трёх сосудистых факторов риска — артериальной гипертензии, сахарного диабета и курения, а затем отслеживали развитие деменции.

Люди, не имевшие ни одного из этих факторов риска, после 55 лет в среднем проживали 30,1 года без деменции. У участников, сочетавших все три фактора, этот показатель сокращался до 17,5 года — почти на 13 лет меньше.

Наличие всех трёх факторов было связано с повышением риска деменции в 2,7 раза и увеличением вероятности смерти до развития деменции в 5,6 раза. С каждым дополнительным фактором риска продолжительность жизни без когнитивных нарушений постепенно уменьшалась.

Авторы отмечают, что исследование носит наблюдательный характер и не доказывает причинно-следственную связь. Однако результаты подчёркивают важность контроля артериального давления, профилактики диабета и отказа от курения уже в среднем возрасте.

Исследователи считают, что именно эти меры могут помочь сохранить здоровье мозга и отсрочить развитие деменции на многие годы. Ранее учёные выяснили, что регулярная физическая активность замедляет ухудшение когнитивных функций при деменции.

Лента ру

Орехи улучшают когнитивные функции
Учёные, опубликовавшие результаты своего исследования в журнале Food & Function (F&F), выяснили, что регулярное употребление орехов может положительно влиять на когнитивные способности, особенно у людей с низкой физической активностью и не самым здоровым рационом.

В исследовании приняли участие 1771 человек из Фрамингемского исследования сердца, средний возраст которых составлял около 61 года. Специалисты изучили потребление орехов, результаты тестов на память и мышление, объём мозга, уровни нейротрофических факторов, а также частоту инсульта и деменции в течение последующих десяти лет.

Оказалось, что у людей, не переносивших инсульт, более высокое потребление орехов было связано с лучшими общими результатами когнитивных тестов. Особенно заметной эта связь была у участников, которые мало двигались или придерживались менее качественного рациона.

У физически активных людей употребление орехов также связывали с большим общим объёмом мозга. При этом за десять лет наблюдения не было обнаружено связи между употреблением орехов и снижением частоты инсульта или деменции.

Ранее учёные выяснили, что ежедневное употребление миндаля помогает улучшить качество сна.

Лента ру

Физическая активность снижает уровень тревоги и стресса
Китайские исследователи обнаружили, что систематические занятия спортом способствуют снижению уровня тревожности, депрессии и стресса.

В течение года они наблюдали за почти 900 молодыми людьми и опубликовали результаты в журнале Frontiers in Psychology. В эксперименте участвовали 877 студентов из двух китайских вузов.

Учёные изначально оценили их физическую активность и эмоциональное состояние, через шесть месяцев — уверенность в спортивных способностях, а через год — психологическую устойчивость и уровень негативных эмоций. При этом учитывались пол, курс обучения и изначальное психическое состояние участников.

Оказалось, что студенты, которые вели более активный образ жизни, через год реже испытывали тревогу, депрессию и стресс. Физическая активность не только напрямую уменьшала риск негативных эмоций, но и действовала косвенно через два механизма.

Она способствовала повышению уверенности в способности регулярно заниматься спортом и укрепляла психологическую устойчивость — способность легче справляться со стрессовыми ситуациями и жизненными трудностями. Авторы подчёркивают, что исследование не доказывает причинно-следственную связь, но впервые на длительном наблюдении показывает, как регулярные физические нагрузки могут поддерживать психическое здоровье.

Ранее учёные выяснили, что частое употребление бабл-ти связано с повышенным риском тревожности.

Лента ру

Другие новости