• 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

Грецкие орехи улучшают настроение
Учёные опубликовали в журнале Food amp; Function (Famp;F) результаты исследования, согласно которым ежедневное употребление грецких орехов связано с изменениями обмена серотонина и улучшением настроения у молодых людей.

В эксперименте участвовали 31 здоровый человек со средним возрастом 24 года. В течение восьми недель добровольцы каждый день съедали по 40 граммов грецких орехов, а в другой восьминедельный период придерживались рациона без орехов.

После употребления грецких орехов у участников снизился общий показатель нарушений настроения. В моче повысился уровень 5-HIAA — основного продукта распада серотонина.

При этом чем сильнее рос этот показатель, тем заметнее снижались усталость и нарушения настроения. Кроме того, повысился уровень уролитинов — веществ, которые образуются при переработке компонентов грецких орехов с участием кишечной микрофлоры.

Изменения их концентрации были связаны с уровнем 5-HIAA. Содержание кортизола, одного из основных гормонов стресса, не изменилось.

Авторы исследования предполагают, что грецкие орехи могут влиять на процессы, связанные с обменом серотонина, в том числе через кишечную микрофлору. Однако эксперимент включал всего 31 человека, поэтому механизм этого эффекта ещё предстоит подтвердить.

Ранее стало известно, что употребление орехов может снижать вероятность деменции и болезни Альцгеймера.

Лента ру

Защити детские зубы от кариеса
Стоматолог Амина Высотенко сообщила «Газете.

Ru», что детские соки, фруктовые пюре и «полезные» батончики могут быть более вредными для зубов, чем конфеты. Она подчеркнула, что появление кариеса зависит не только от количества сахара, но и от частоты употребления сладкого между основными приёмами пищи.

После еды на зубах образуется бактериальный налёт. Микробы перерабатывают остатки сахара и выделяют кислоты, которые вымывают минералы из эмали.

Слюна обладает защитными свойствами и может восстанавливать кислотно-щелочной баланс, но частые перекусы или употребление сладких напитков не дают ей справиться с этой задачей. Высотенко отметила, что надпись «без добавленного сахара» на упаковке сока не означает, что сахара в напитке нет совсем.

В соке сохраняются фруктоза, глюкоза и другие сахара. Яблоко нужно долго жевать, а сок ребёнок пьёт часто и понемногу, что увеличивает риск развития кариеса.

С фруктовым пюре ситуация аналогична. Если ребёнок съедает его за один раз, зубы контактируют с сахаром кратковременно.

Но если растягивать процесс на час, кислая среда в полости рта сохраняется гораздо дольше, что повышает риск развития кариеса. Детские батончики с надписями «натуральный», «без белого сахара», «из фруктов и злаков» тоже содержат сахар.

Врач рекомендует заменять их финиками, сухофруктами, фруктовыми пастами, мёдом или сиропом. Фрукты убирать из рациона не нужно, считает врач.

Между основными приёмами пищи лучше пить воду. Перекус может включать в себя цельные фрукты, овощи, сыр, натуральный йогурт без добавленного сахара.

Сок, пюре или сладкий батончик лучше есть вместе с основными приёмами пищи.

Московский комсомолец

Микропластик нарушает работу печени
В экспериментах на мышах учёные из Боннского университета обнаружили, что микропластик может влиять на накопление жира в печени, нарушая работу её иммунных клеток.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Metabolism. В течение 12 недель мыши получали микропластик, после чего учёные исследовали клетки Купфера — иммунные клетки печени, поглощающие бактерии, повреждённые клетки и чужеродные частицы.

Выяснилось, что внутри клеток Купфера накапливается большое количество пластика. Макрофаги способны захватывать микропластик, но не могут его расщепить.

В результате частицы забивают лизосомы — клеточные структуры, отвечающие за переработку различных веществ, — и мешают иммунным клеткам нормально функционировать. Из-за этого макрофаги начинают вырабатывать больше белков, участвующих в переносе жиров.

Соседние клетки печени реагируют на эти сигналы и начинают накапливать больше жира, что нарушает обмен веществ в органе. Размер пластика также влияет на эффект: более мелкие наночастицы почти не нарушают обмен веществ в печени, однако накапливаются в бурой жировой ткани.

Ранее учёные выяснили, что избыток соли в рационе способствует развитию тяжёлой формы жировой болезни печени.

Лента ру

Исследователи раскрыли тайны чумы в Эстонии
«Чёрная смерть» — это волна мора, которая обрушилась на Европу между 1347 и 1353 годами.

Однако история болезни продолжалась ещё много столетий. Эстонские учёные выяснили, как чума возвращалась снова и снова.

Молекулярный биолог Кристина Тамбетс рассказывает, что были обнаружены свидетельства неоднократного распространения чумы в Эстонии, начиная с конца XIV века. Учёные выявили несколько ранее неизвестных генетических линий как в городских, так и в сельских районах.

Для исследования использовался новый подход, который объединил традиционное радиоуглеродное датирование с хронологическими генетическими временными шкалами, историческими архивами и данными о смертности на местах. С помощью этого метода удалось более точно датировать 75 геномов чумной палочки.

Историк Филип Славин отмечает, что учёным удалось уточнить интервалы датировки для многих образцов, что позволило соотнести их с конкретными волнами и вспышками чумы, зафиксированными летописцами в соответствующих городах и регионах. Одним из главных открытий стало обнаружение значительного разнообразия линий Yersinia pestis в период с 1450 по 1500 год.

Исследователи указывают на возможную связь с Великой засухой эпохи Возрождения, которая пришлась примерно на тот же период и могла привести к тому, что дикие грызуны начали массово погибать или перебираться ближе к населённым пунктам, распространяя болезни. Также была выявлена связь со вспышками чумы во время Тридцатилетней войны 1618–1648 годов и Северной войны 1700–1721 годов.

Предполагается, что армии, беженцы, торговцы и другие группы людей, перемещающиеся в больших количествах, как правило, переносят с собой инфекции. Бактерия Yersinia pestis существует и по сей день.

Хотя случаи заражения людей чумой в наши дни крайне редки и успешно лечатся с помощью новейших антибиотиков, этот пример показывает, что и в наше время болезни могут передаваться. Генетик Марсель Келлер заключает, что в случае с COVID-19 учёные смогли очень точно реконструировать распространение отдельных штаммов, потому что геномы были снабжены точными временными метками.

Однако в случае с историческими пандемиями такие временные метки часто отсутствуют или охватывают период более 100 лет, что ограничивает возможности по интерпретации генетических данных.

Московский комсомолец