• 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

Дым лесных пожаров влияет на здоровье детей
Беременные женщины, которые подвергались воздействию дыма от лесных пожаров, могут иметь повышенный риск рождения ребёнка с астмой.

К такому выводу пришли учёные, представившие свою работу на ежегодной конференции Американского колледжа аллергии, астмы и иммунологии (ACAAI). Специалисты изучили данные о 1097 детях, родившихся в Северной Калифорнии, где в 2017–2020 годах были масштабные лесные пожары.

Исследователи оценили уровень загрязнения воздуха, которому подвергались матери во время беременности и после родов, и сопоставили эти показатели с развитием астмы у детей. Учитывались не только дым от пожаров, но и концентрация мелких загрязняющих частиц PM2,5, которые могут проникать глубоко в лёгкие.

Также принимались во внимание наследственная предрасположенность к астме, пол и возраст ребёнка, воздействие сигаретного дыма на мать и другие факторы. Выяснилось, что повышенное воздействие частиц PM2,5 во втором триместре беременности было связано с развитием астмы у детей.

Загрязнение воздуха дымом лесных пожаров в третьем триместре и в период около рождения также сопровождалось повышенным риском заболевания. Авторы предполагают, что отдельные этапы внутриутробного развития лёгких особенно чувствительны к загрязнению воздуха.

Однако исследование выявило статистическую связь и не доказало, что дым непосредственно вызывает астму.

Лента ру

Сок восковницы помогает защитить кишечник
Учёные провели исследование, в ходе которого выяснили, что сок китайской восковницы (Myrica rubra) может уменьшать воспаление кишечника и способствовать восстановлению его защитного барьера.

В журнале Food & Function (F&F) опубликованы результаты этого исследования. Эксперимент проводился на мышах с искусственно вызванным воспалением кишечника, а также на органоидах толстой кишки, выращенных в лаборатории.

Исследователи оценивали состояние слизистой оболочки, состав кишечной микрофлоры и изменения обмена веществ. Выяснилось, что сок китайской восковницы снижал выраженность воспалительного заболевания у мышей и повышал уровень белков, которые отвечают за защиту слизистой кишечника.

Одновременно с этим изменялся состав кишечных бактерий и процессы обмена аминокислот и желчных кислот. В лабораторных экспериментах сок также оказывал положительное воздействие на клетки кишечника даже в отсутствие бактерий.

Авторы исследования предполагают, что вещества в составе сока могут напрямую влиять на защитные функции кишечника. Однако пока неизвестно, какие именно компоненты обеспечивают этот эффект и насколько важную роль играют изменения микрофлоры.

Ранее стало известно, что бактерия из сыра эмменталь может снижать повышенную чувствительность кишечника.

Лента ру

Жирная пища изменяет клетки кишечника
Учёные из Университета штата Аризона выяснили, что регулярное употребление пищи с высоким содержанием жиров может вызвать длительные изменения в клетках кишечника, которые способствуют развитию опухолей.

Результаты исследования опубликованы в Stem Cell Reports (SCR). В эксперименте мышей кормили пищей с высоким содержанием жиров около шести месяцев.

Животные на такой диете набирали больше веса, а стволовые клетки их кишечника размножались быстрее, чем у мышей на низкожировой диете. У мышей с генетической предрасположенностью к раку кишечника образовывалось больше опухолей, причём они были крупнее.

Исследователи обнаружили, что жирная пища вызывает устойчивые изменения в ДНК стволовых клеток кишечника. Даже после перехода на низкожировую диету, когда работа клеток нормализовалась, через четыре недели сохранялось около 18 процентов этих изменений.

При повторном возвращении к жирной пище клетки реагировали на неё быстрее и сильнее, а у предрасположенных к раку животных развивалось больше опухолей. Авторы исследования считают, что длительное употребление жирной пищи может оставлять «память» в клетках кишечника, усиливая их реакцию на последующее воздействие такого рациона.

Однако эксперимент проводился на мышах, и пока неизвестно, как подобные изменения влияют на риск рака у людей.

Лента ру

Дабигатран уменьшает воспаление при остеоартрозе
Учёные из Йельского университета обнаружили, что дабигатран — препарат для разжижения крови — может замедлять разрушение хрящевой ткани при остеоартрозе и уменьшать воспаление суставов.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science Translational Medicine (STM). Исследователи изучили 980 уже одобренных лекарств, чтобы найти вещества, которые могут подавлять воспалительные процессы при остеоартрозе.

Дабигатран, который обычно применяют для предотвращения образования тромбов и инсультов, оказался наиболее перспективным. Действие дабигатрана проверили на мышах и макаках с искусственно вызванным остеоартрозом.

У мышей препарат уменьшал повреждение хрящей, воспаление и признаки боли, а также улучшал подвижность. У макак дабигатран помогал сохранять хрящевую ткань и улучшал способность ходить.

Дополнительные эксперименты показали, что препарат воздействует на белок BIG2, который регулирует работу клеточных рецепторов, участвующих в воспалении. Специалисты считают, что открытие может стать основой для разработки нового подхода к лечению остеоартроза.

Однако на данный момент эффективность дабигатрана подтверждена только в экспериментах на животных. Ранее учёные выяснили, что иглоукалывание в области ушной раковины может облегчать боль в коленях.

Лента ру

Другие новости