Как атомные часы стали эталоном времени и что их может заменить в будущем?

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.

В исследованиях приняли участие более 520 тысяч человек из общей популяции, данные о которых были взяты из 15 научных работ. У более чем 55 тысяч участников были зафиксированы депрессивные симптомы.

Анализ показал, что у тех, кто часто пьёт газировку и другие сладкие напитки, признаки депрессии встречаются чаще, чем у тех, кто употребляет их редко или избегает. При самом высоком уровне потребления безалкогольных напитков риск депрессивных проявлений был примерно на 39 процентов выше, чем при самом низком.

Связь между употреблением сладких напитков и депрессивными симптомами сохранялась как в поперечных исследованиях, так и в долгосрочных наблюдениях. Особенно выраженный эффект отмечался для напитков с добавленным сахаром, включая сладкую газировку.

Авторы подчёркивают, что работа не доказывает прямую причинно-следственную связь, однако указывает на устойчивую и воспроизводимую ассоциацию. Они считают, что ограничение потребления сладких напитков может стать одной из доступных мер профилактики депрессивных состояний и снижения нагрузки на психическое здоровье населения.

Результаты их работы были опубликованы в журнале NeuroImage. Они доказали, что примерно 40–50 минут дневного сна достаточно для снижения «перегруженности» нейронных связей, которая накапливается в течение активного дня.

Во время бодрствования связи между нервными клетками постепенно усиливаются, что важно для обучения, но со временем это приводит к насыщению и снижению способности воспринимать новую информацию. Сон запускает процесс «синаптической очистки», освобождая ресурсы мозга.

В эксперименте участвовали 20 здоровых молодых людей, которые в разные дни либо спали днём, либо бодрствовали. С помощью электроэнцефалографии и транскраниальной магнитной стимуляции исследователи оценивали гибкость и готовность нейронных сетей к обучению.

После дневного сна мозг участников демонстрировал более низкий общий уровень активности связей, но при этом более высокую способность формировать новые. Это указывает на восстановительный эффект дневного сна.

Авторы исследования отмечают, что полученные данные объясняют, почему после короткого дневного сна людям часто легче сосредоточиться и учиться. Такой эффект может быть особенно полезен при высокой умственной нагрузке — в учёбе, работе, спорте или профессиях, где важны внимание и точность.

Исследователи подчёркивают, что речь идёт именно о коротком сне, а не о замене полноценного ночного отдыха.

В журнале Cell Metabolism опубликованы результаты исследования, в котором изучалось влияние аминокислоты метионина на течение воспалительных состояний у мышей. В экспериментах метионин защищал животных от истощения, повреждения гематоэнцефалического барьера и гибели при инфекции.

Почки сыграли неожиданную ключевую роль: добавка усиливала их фильтрационную функцию, благодаря чему из крови быстрее удалялись провоспалительные молекулы — цитокины, избыток которых приводит к повреждению тканей. Исследователи показали, что такой эффект сохраняется и в других моделях — при сепсисе и остром повреждении почек.

Метионин не подавлял иммунный ответ полностью, а лишь помогал удерживать воспаление в безопасных пределах, не мешая организму бороться с инфекцией. Авторы подчёркивают, что пока речь идёт только об экспериментах на животных.

Однако результаты указывают на недооценённую роль питания и функции почек в контроле воспаления и открывают перспективы для новых подходов к лечению тяжёлых воспалительных состояний — от инфекций до осложнений при заболеваниях почек.

Исследование, опубликованное в журнале BMC Public Health, показало, что депрессия в течение жизни чаще встречается у тех, кто курит сейчас или курил ранее, чем у тех, кто никогда не курил. В анализе использовались данные почти 174 тысяч человек в возрасте от 19 до 72 лет.

Участники рассказывали о своём психическом здоровье, диагнозах депрессии и привычках, связанных с курением. Оказалось, что риск депрессии особенно высок у людей среднего возраста — от 40 до 59 лет.

При этом была обнаружена чёткая зависимость от дозы: чем больше сигарет человек выкуривал в день, тем сильнее проявлялись депрессивные симптомы. Отказ от курения, напротив, был связан с улучшением психического состояния.

Чем больше времени проходило с момента последней выкуренной сигареты, тем ниже становился риск депрессии и тем дальше во времени оказывался последний депрессивный эпизод. Исследователи также отметили, что более позднее начало курения связано с более поздним появлением первых симптомов депрессии.

Авторы подчёркивают, что работа не позволяет говорить о прямой причинно-следственной связи, однако результаты усиливают аргументы в пользу профилактики курения и поддержки отказа от него. Учёные считают, что снижение потребления табака может быть важно не только для физического, но и для психического здоровья, а будущие долгосрочные исследования помогут лучше понять механизмы этой связи.