• Главная
  • 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

Выяснена причина хрупкости нейронов
В научном журнале Cell Death Discovery (CDD) опубликовано исследование, которое раскрывает одну из причин развития болезней Альцгеймера и Паркинсона.

Учёные выяснили, что с возрастом в нейронах головного мозга постепенно накапливается железо, что делает их более хрупкими и уязвимыми к повреждениям. Железо необходимо организму для переноса кислорода и выработки энергии, однако его избыток может негативно сказаться на здоровье.

Исследователи ввели новый термин — «хроноферроптоз». Это состояние, при котором длительное воздействие железа не убивает клетку сразу, но медленно истощает её защитные силы, делая чувствительной даже к незначительному стрессу.

Эксперименты показали, что несколько часов контакта с железом практически не меняют структуру клеток. Однако после девяти дней накопления в нейронах нарушается метаболизм, падает антиоксидантная защита и усиливаются процессы перекисного окисления липидов, разрушающие мембраны.

В результате клетки теряют способность сопротивляться внешним нагрузкам и повреждаются гораздо легче. Авторы исследования подчёркивают, что решающим фактором является именно длительность воздействия, а не разовая высокая доза.

Это открытие может стать ключом к ранней диагностике: в будущем врачи смогут выявлять пациентов из группы риска ещё до появления первых клинических симптомов заболевания.

Московский комсомолец

Железо ослабляет нейроны мозга
Специалисты выяснили, что в нейронах с возрастом накапливается железо.

Этот процесс ослабляет защитные механизмы клеток и делает их более уязвимыми к повреждениям. Длительное воздействие избытка железа приводит к тому, что нервные клетки становятся чувствительными даже к небольшому стрессу.

Такое состояние учёные назвали «хроноферроптозом». Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Death Discovery (CDD).

В экспериментах показано, что после нескольких часов воздействия железа клетки мозга практически не меняются. Однако при длительном накоплении — в течение девяти дней — в них нарушаются обмен веществ, снижается антиоксидантная защита и усиливаются процессы, повреждающие клеточные мембраны.

По словам авторов, важную роль играет не столько количество железа, сколько длительность его накопления в клетках. Нейроны гораздо хуже справляются с дополнительными нагрузками и легче повреждаются.

Это открытие может помочь выявлять людей с повышенным риском нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, ещё до появления симптомов. Железо необходимо организму: оно участвует в переносе кислорода, выработке энергии и работе иммунной системы.

Однако его накопление в клетках мозга может иметь негативные последствия. Ранее учёные выяснили, что антиоксиданты могут улучшать состояние при болезни Альцгеймера.

Лента ру

Объясняет сейсмолог: причины разрушительного землетрясения
Сейсмолог Константин Рябинкин объяснил, почему землетрясение в Венесуэле оказалось таким разрушительным.

По его словам, самым мощным землетрясением в истории было индонезийское землетрясение 2004 года магнитудой 9,5, которое даже сократило продолжительность суток на долю секунды. Землетрясение в Венесуэле произошло на стыке Южно-Американской и Карибской плит, с магнитудами 7,2 и 7,5.

«С точки зрения геологических процессов это подтверждает, что наша планета жива. Потому что если мы сравним Землю с ближайшими соседями — например с Марсом или Луной — они из себя почти ничего не представляют, там всякие движение в недрах практически закончились.

На той же Луне источниками толчков могут быть только метеориты и падающие спутники», — рассказал специалист. Рябинкин напомнил, что последнее разрушительное землетрясение в Венесуэле произошло в 1900 году.

За прошедшее столетие люди настолько отвыкли от подобных явлений, что перестали их бояться, что, в свою очередь, повлекло снижение строительных норм. Вечером 24 июня Венесуэла столкнулась с двумя мощными землетрясениями — магнитудой 7,2 и 7,5, произошедшие с интервалом всего в 39 секунд.

В столице, Каракасе, зафиксированы обрушения и значительные повреждения жилых домов. Главный аэропорт страны, Майкетия имени Симона Боливара, также пострадал: обрушилась часть кровли терминала, что привело к полной отмене авиасообщения.

В связи с произошедшим в Венесуэле было объявлено чрезвычайное положение. По последним данным, землетрясение унесло жизни 232 человек, ещё более 4,3 тыс.

получили различные травмы.

Московский комсомолец

Кофеин влияет на здоровье костей по-разному
Исследования учёных из Медицинского университета Силезии, опубликованные в журнале Nutrients, показали, что воздействие кофеина на здоровье костей зависит от дозы.

В своей работе авторы проанализировали 53 экспериментальных исследования, посвящённых влиянию кофеина на костную ткань. Были включены опыты на животных и исследования клеток, участвующих в формировании и разрушении костей.

Результаты показали, что кофеин не оказывает однозначно вредного или полезного эффекта, а его влияние зависит от дозы. Низкие и умеренные дозы обычно не вредят костям, а в некоторых случаях даже могут оказывать потенциально защитный эффект.

Например, в моделях дефицита эстрогенов, связанного с повышенным риском остеопороза после менопаузы, умеренное потребление кофеина иногда улучшало минерализацию и прочность костей. Однако при высоких дозах кофеин может нарушать развитие костной ткани, снижать минерализацию, усиливать потерю костной массы и ухудшать заживление костей.

В клеточных экспериментах высокие концентрации кофеина также снижали жизнеспособность клеток и мешали процессам формирования костной ткани. Авторы подчёркивают, что умеренное потребление кофеина безопасно для костей у здоровых взрослых.

Однако чрезмерное и длительное употребление может быть неблагоприятным, особенно при наличии других факторов риска остеопороза. Ранее учёные выяснили, что регулярное употребление кофе снижает риск развития рака молочной железы.

Лента ру

Другие новости