• 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

Нейросеть
Кашалоты развивают диалекты
The Guardian сообщает, что в английском языке, как и в других языках, существует множество диалектов, и приветствия могут варьироваться от «Howdy» до «G’day».

Исследователи обнаружили, что у кашалотов, обитающих по разные стороны Средиземного моря, наблюдаются схожие вариации в вокализации. Кашалоты общаются с помощью последовательности коротких щелчков, называемых кодами.

Однако ритмический рисунок этих щелчков, известный как диалект, может отличаться у разных матриархальных групп. Доктор Люк Ренделл, соавтор нового исследования, комментирует: «Диалект используется для формирования социальных структур, в рамках которых эти животные будут сотрудничать».

Он отмечает сходство в том, как людям может быть удобнее заводить разговор с кем-то, кто похож на них самих. Ренделл и его коллеги обнаружили два разных диалекта у средиземноморских кашалотов — небольшой популяции, насчитывающей несколько тысяч особей.

Учёные проанализировали гидрофонные записи групп средиземноморских кашалотов, сделанные в течение 112 дней в период с 2003 по 2021 год. Они были зафиксированы вокруг Эллинского жёлоба недалеко от Греции в восточном Средиземноморье и вокруг Балеарских островов, у берегов Испании в западном бассейне.

Команда обнаружила, что некоторые виды кодов были в основном связаны либо с восточной, либо с западной группой. Учёные выяснили, что в обоих районах большинство видов трески кашалотов совершали четыре щелчка.

Однако киты в западной части Средиземноморского бассейна предпочитали коду 3 1, включающую три щелчка через равные промежутки времени, за которыми следовала более длительная пауза, а затем ещё один щелчок. Киты в восточной части бассейна, как правило, использовали более быструю версию.

Но произошло пересечение, и кашалоты в восточном бассейне иногда воспроизводили западный диалект. Доктор Ренделл утверждает, что полученные данные свидетельствуют о том, что кашалоты сначала обосновались в западном бассейне Средиземного моря, а затем распространились на восток и развили более быстрый диалект.

«Киты на востоке помнят старые обычаи, но они движутся дальше, и у них есть немного другая версия того, что, очевидно, является тем же самым общим типом кода, но они немного развили его; они изменили его», — сказал он. Результаты показали, что процесс формирования диалекта был медленным и требовал определённого уровня изоляции между популяциями.

Люк Ренделл добавил, что это важно для культурной эволюции человеческих языков и диалектов пения птиц. «Это первый попавшийся нам пример, когда мы можем посмотреть на снимок и подумать: «О, похоже, это говорит нам о том, как возникают новые диалекты», — говорит Ренделл.

«Мы просто знали, что существуют разные диалекты, но мы никогда не видели их происхождения и не имели никаких подсказок относительно их происхождения. И здесь мы видим, как группа кашалотов, которая отделилась от основной популяции, теперь также начала менять свой диалект».

Московский комсомолец

Китай обошёл США в рейтинге суперкомпьютеров
Впервые с 2017 года китайский суперкомпьютер LineShine из Шэньчжэня возглавил список самых мощных компьютеров в мире, обойдя американский El Capitan.

Об этом пишет The Guardian. LineShine полностью работает на обычных компьютерных чипах (CPU), а не на графических процессорах (GPU), которые обычно используются для искусственного интеллекта.

Компьютер дебютировал в рейтинге Top500, опубликованном во вторник, и занял первое место. Согласно списку, для работы LineShine требуется около 42,2 мегаватт электроэнергии.

Суперкомпьютеры, которые более чем в 1000 раз быстрее обычного компьютера, могут быть использованы для поиска прорывов в медицине, моделирования климатических систем, имитации ядерных взрывов, прогнозирования поведения человека и проведения испытаний виртуального оружия. Учёные, участвующие в проекте Top500, сообщили, что скорость LineShine в Национальном суперкомпьютерном центре Китая достигла 2,198 эксафлопс.

Это означает, что он может выполнять более 2 квинтиллионов вычислений в секунду. Американский суперкомпьютер El Capitan, работающий в Ливерморской национальной лаборатории при правительстве США в Калифорнии, сейчас занимает второе место, опережая два других суперкомпьютера в национальных лабораториях США в Теннесси и Иллинойсе.

Суперкомпьютер Jupiter в Германии опустился на пятое место. В топ-10 также входят суперкомпьютеры из Италии, Швейцарии и Японии.

В Великобритании в списке 500 таких машин 11. Isambard-AI из Университета Бристоля занимает самое высокое место в этой группе — 11, опустившись на две строчки по сравнению с предыдущим рейтингом.

В прошлом году ЕС обнародовал план стоимостью 20 млрд евро на строительство площадок, оснащённых мощными суперкомпьютерами для разработки следующего поколения моделей искусственного интеллекта. Европа пытается догнать лидеров в США и Китае.

«Гигафабрики искусственного интеллекта» будут нацелены на инновации в таких областях, как здравоохранение, биотехнологии, промышленность, робототехника и научные открытия. Наиболее эффективные фабрики по производству искусственного интеллекта оснащены суперкомпьютерами, оснащёнными до 25 000 продвинутых процессоров искусственного интеллекта, но гигафабрика превысила бы 100 000 процессоров искусственного интеллекта, говорится в стратегическом документе ЕС.

По словам представителя ЕС, эти энергоёмкие объекты должны работать «как можно больше» на экологически чистой энергии, а также предусматривать «переработку» воды, если она будет использоваться. Участники кампании опасаются, что мощные центры обработки данных могут подорвать климатические амбиции Европы.

Московский комсомолец

Учёные исследуют влияние сперминдина на иммунитет
В журнале Aging Cell опубликованы результаты исследования учёных из Оксфорда.

Они выяснили, что вещество сперминдин, которое содержится в чечевице, нуте, брокколи, грибах и некоторых сортах сыра, может усиливать иммунный ответ на вакцинацию у некоторых пожилых людей. С возрастом иммунная система человека постепенно теряет эффективность — этот процесс называется иммунным старением.

Из-за него пожилые люди хуже реагируют на вакцины и вырабатывают меньше защитных антител. Исследователи решили проверить, сможет ли сперминдин улучшить работу иммунитета.

В эксперименте участвовали 40 здоровых добровольцев старше 65 лет, которые ранее получили три дозы вакцины против COVID-19. В течение 13 недель часть участников ежедневно принимала добавки со сперминдином, а остальные получали плацебо.

Оказалось, что примерно у четверти испытуемых иммунный ответ на вакцинацию был очень слабым даже после трёх прививок. У этих людей учёные обнаружили признаки ускоренного старения иммунных клеток.

После приёма сперминдина у них повысился уровень антител к коронавирусу, улучшилась работа В-клеток и способность иммунной системы нейтрализовать различные варианты вируса. Авторы исследования считают, что сперминдин может снижать признаки иммунного старения и активировать аутофагию — естественный процесс клеточного «самоочищения», который помогает удалять повреждённые компоненты и поддерживать здоровье клеток.

Лента ру

Учёные обнаружили древние дюны в Бразилии
Учёные под руководством Россано Мишеля из Федерального университета Рио-Гранде-ду-Сул (UFRGS) нашли уникальные древние дюны, которые были погребены под лавой на северо-востоке Бразилии.

Дюны имеют возраст около 200 миллионов лет и содержат важные данные о климате суперконтинента Гондвана. Извержение лавы в конце триасового периода засыпало пустыню на северо-востоке Бразилии, сохранив её дюны под толстым слоем горных пород.

Исследовать структуру дюн без раскопок стало возможным благодаря использованию магнитометрии. Результаты опубликованы в журнале Communications Earth & Environment.

Лавовый покров предотвратил эрозию, которая обычно разрушает древние пустыни. В отличие от большинства подобных образований, эти дюны сохранили свою оригинальную форму и структуру.

Команда исследователей реконструировала месторождение площадью более 54 000 квадратных километров, состоящее из редких линейных дюн высотой до 170 метров. Внутри песчаника обнаружены наклонные пласты, фиксирующие направление ветра, который перемещал песок.

Анализ показал, что для формирования таких длинных дюн необходимы два преобладающих ветра, действующих под углом. Один ветер дул с северо-востока, а другой — с юго-востока.

Эти результаты подтверждают существовавшие в то время климатические условия и дают возможность глубже понять геологическую историю региона. Открытие обогащает знания о триасовом периоде и подчёркивает важность сохранения геологических памятников для изучения истории Земли.

Московский комсомолец

Другие новости