• 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

Сукралоза влияет на здоровье грызунов
Учёные из Национального университета Чхуннам в Южной Корее выяснили, что продолжительное использование сукралозы, популярного заменителя сахара, может оказывать отрицательное воздействие на кишечник, печень и мозг.

Исследование опубликовано в журнале Nutrients. Эксперимент проводился на молодых мышах, которым в течение 14 недель давали сукралозу в дозировке пять миллиграммов на килограмм массы тела.

Часть животных дополнительно подвергли хроническому стрессу. Выяснилось, что длительное употребление подсластителя меняет состав кишечной микрофлоры и уменьшает разнообразие бактерий.

У животных также нарушилась регуляция обмена холестерина в печени, хотя его уровень в крови не увеличился существенно. Исследователи обнаружили изменения в активности генов, связанных с воспалением печени.

Некоторые эффекты зависели от того, подвергались ли животные стрессу. Особое внимание учёные уделили изменениям в мозге мышей, получавших сукралозу.

У них усилились признаки воспаления нервной ткани и чаще наблюдалось поведение, напоминающее симптомы депрессии. Авторы предположили, что эти изменения могут быть связаны через взаимодействие кишечной микрофлоры, печени и головного мозга.

Однако исследование проводилось только на животных. Ранее учёные выяснили, что употребление сладкой газировки может повышать риск жировой болезни печени.

Лента ру

Физическая активность повышает уровень витамина D
Британские учёные пришли к выводу, что регулярные физические упражнения могут поддерживать уровень витамина D в организме, даже если не принимать специальные добавки.

Этот вывод основан на исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Endocrinology. В научном обзоре были проанализированы результаты исследований, посвящённых влиянию физических нагрузок на обмен витамина D.

Ранее считалось, что для борьбы с недостатком витамина D нужно менять питание и принимать добавки. Однако оказалось, что даже одна тренировка может временно повысить концентрацию витамина D и его активной формы в крови.

Эти изменения наблюдались в течение нескольких часов после физической нагрузки. Регулярные занятия спортом давали более продолжительный эффект.

Исследования показали, что физическая активность замедляет естественное снижение уровня витамина D в зимние месяцы, даже если участники не теряли вес. У регулярно тренировавшихся людей не наблюдалось сезонного снижения концентрации биологически активной формы витамина D, которая участвует в регуляции различных процессов в организме.

Учёные подчеркнули, что физическая активность влияет на обмен витамина D не только в краткосрочной, но и в долгосрочной перспективе. Они считают, что регулярные тренировки могут стать дополнительным способом профилактики недостатка витамина D.

При этом авторы исследования не предлагают полностью заменять физическими нагрузками витаминные добавки.

Лента ру

Изучаем происхождение Фобоса и Деймоса
Доктор Дэниел Главин, старший научный сотрудник Центра космических полётов имени Годдарда НАСА, считает, что для понимания происхождения Фобоса и Деймоса нужна миссия, подобная MMX.

Предыдущие миссии на Марс наблюдали эту пару, но учёные до сих пор не знают, как появились эти спутники. «Что это за маленькие космические картофелины?

Сейчас мы не можем объяснить существование Фобоса или Деймоса. Их не должно быть, но они существуют», — утверждает доктор Эбигейл Фрайман, научный сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене.

Аппарат MMX стартовал на борту ракеты H3. Это плод международного сотрудничества, включающий научные приборы НАСА, Европейского космического агентства, Национального центра космических исследований Франции и Немецкого аэрокосмического центра.

Цель миссии — сбор более 10 граммов материала с Фобоса и возвращение его на Землю в 2031 году. Американский астроном Асаф Холл обнаружил необычные спутники Красной планеты в 1877 году.

Он назвал их в честь двух мифологических сыновей римского бога Марса: Фобоса, что означает страх, и Деймоса, что означает ужас. Фобос — обречённый спутник, приближающийся к Марсу на 1,8 метра каждые 100 лет.

Учёные рассматривают две основные гипотезы о том, как эти объекты оказались на орбите вокруг Марса. По одной из версий, в Марс врезался крупный объект, выбросив скалистый материал, из которого образовались Фобос и Деймос.

Другая гипотеза предполагает, что две луны — это астероиды, которые подошли слишком близко к Марсу и были притянуты его гравитацией. «Ни одна из наших данных не соответствует ни одной из гипотез», — отмечает Фрайман.

Космический аппарат MMX, оснащённый небольшим марсоходом Idefix, проведёт около года в полёте к Марсу, а затем около трёх лет будет вращаться вокруг Фобоса. Марсоход опустится примерно на 40–100 метров до поверхности Фобоса.

После автономного освобождения колёс и солнечных панелей и приведения Idefix в вертикальное положение он приступит к 100-дневной миссии. Профессор кафедры наук о солнечной системе Японского института космоса и астронавтики Усуи рассказал, что устройство для отбора керна просверлит скважину глубиной 2 сантиметра и поместит материал в пробирку на борту капсулы для возврата образцов космического аппарата.

Отдельный пневматический пробоотборник будет использовать сжатый газ для подъёма материала с поверхности и сбора его в пробирку. После того как образцы будут помещены на борт посадочного модуля MMX, он стартует, проведёт наблюдения за Деймосом и отправится обратно на Землю в 2030 году.

Московский комсомолец

Археологи нашли уникальные артефакты
Археологи обнаружили костяную флейту, которой около 2800 лет, и голову идола в форме человека, возраст которой составляет примерно 4500 лет.

По мнению специалистов, эти находки проливают свет на музыкальные традиции и символические практики этого места в разные периоды. Министр культуры и туризма Турции Мехмет Нури Эрсой сообщил об открытии в своём посте на X.

Он отметил, что оба артефакта были найдены в ходе раскопок 2026 года в рамках проекта министерства «Наследие для будущего». Костяная флейта, относящаяся к архаическому периоду, стала первым и единственным музыкальным инструментом, обнаруженным за более чем 160 лет археологических исследований в Трое.

Эрсой подчеркнул, что находка представляет собой первое прямое археологическое свидетельство музыкальной культуры древнего поселения. Это открывает новые возможности для изучения того, как музыка была частью жизни в Трое в тот период.

Голова идола в форме человека была обнаружена недалеко от городских ворот Трои II, более ранней фазы древнего поселения. Ожидается, что артефакт поможет исследователям лучше понять символические практики раннего бронзового века и культурные взаимодействия в Западной Анатолии.

Эрсой заявил, что обе находки будут подвергнуты дальнейшему научному изучению и консервации, чтобы обеспечить их сохранность для будущих поколений. Он выразил благодарность команде археологов, Главному управлению культурного наследия и музеев и всем, кто принимал участие в проводимых исследованиях.

Московский комсомолец