• 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

Создают подводную капсулу для длительного пребывания
Более 70% поверхности Земли занимают подводные глубины, которые изучены гораздо хуже, чем околоземная орбита.

Человечество уже почти четверть века живёт на Международной космической станции, к которой недавно присоединилась китайская станция «Тяньгун». Однако попытки создания подводных баз долгое время не приводили к успеху.

Британская фирма DEEP разработала капсулу Vanguard для длительного пребывания небольшой команды. Она имеет длину 10,7 метра и диаметр 2,5 метра.

Модуль рассчитан на четырёх человек и обеспечивает автономность работы не менее пяти дней. Внутри создана герметичная среда для жизни и труда, которая позволяет акванавтам совершать погружения без возвращения на поверхность.

Жилой отсек оборудован четырьмя спальными местами, кухней и столовой с панорамными окнами для наблюдения за подводным миром. Предусмотрены санитарная зона, рабочее место и дайвинг-центр с бассейном для входа и выхода из капсулы.

По информации New Atlas, цилиндрическая капсула уже установлена на рифе Теннесси в Национальном морском заповеднике Флорида-Кис на глубине около 17 метров. Сейчас Vanguard проходит завершающий этап ввода в эксплуатацию и морские приемочные испытания.

Первые исследователи должны занять свои места в модуле до конца текущего года.

Московский комсомолец

Улучшают ли простые занятия память у пожилых людей
В журнале Educational Gerontology (EG) вышла статья, в которой исследователи рассказали, что ежедневное чтение вслух, письмо от руки и решение простых математических задач могут быть полезны для улучшения памяти и когнитивных функций у пожилых людей.

В исследовании приняли участие 102 человека старше 59 лет. Они в течение 12 недель занимались по программе StrongerMemory.

Каждый день участники уделяли по 10 минут чтению вслух, письму от руки и арифметическим упражнениям. Раз в неделю они собирались на групповые встречи, чтобы поддерживать мотивацию.

После завершения программы средний результат краткого теста на когнитивные способности вырос с 12,73 до 13,26 балла из 15. Особенно заметное улучшение было в заданиях на запоминание и воспроизведение слов.

Участники стали лучше оценивать состояние своей памяти по сравнению с предыдущим годом. Наиболее выраженные результаты показали пожилые люди, которые продолжали жить самостоятельно.

У жителей домов престарелых показатели были ниже. Однако исследование не включало контрольную группу, поэтому нельзя исключить влияние регулярного общения, ожиданий участников или повторного прохождения тестов.

Ранее стало известно, что регулярная физическая активность помогает замедлить ухудшение когнитивных функций при деменции.

Лента ру

Ухудшается здоровье работников из-за повышения пенсионного возраста
Исследователи, опубликовавшие результаты работы в журнале European Journal of Public Health (EJPH), пришли к выводу, что повышение пенсионного возраста может привести к тому, что всё больше людей будут работать с серьёзными проблемами со здоровьем.

Учёные изучили данные нескольких крупных немецких исследований и сведения о здоровье более чем трёх миллионов человек. Выяснилось, что тяжёлые заболевания, такие как рак и ишемическая болезнь сердца, встречаются реже, но нарушения опорно-двигательного аппарата возникают всё чаще.

Они начинаются в более молодом возрасте и сопровождают людей на протяжении большей части трудовой жизни. Особенно тревожная тенденция наблюдается среди молодых работников в возрасте от 18 до 44 лет.

Число лет, которые люди проводят в хорошем состоянии здоровья, сокращается. Авторы считают, что нынешнее поколение может подойти к предпенсионному возрасту менее здоровым, чем сегодняшние пожилые сотрудники.

Исследователи называют дополнительными факторами риска рост ожирения, высокую интенсивность труда и частую смену работы. Здоровье тесно связано с уровнем образования и условиями труда.

Люди с низким уровнем образования, а также занятые тяжёлым физическим или психологически напряжённым трудом, в среднем имеют значительно меньше «здоровых» лет. Авторы считают, что без более ранней профилактики увеличение продолжительности трудовой жизни может привести к тому, что всё больше людей будут работать уже с хроническими заболеваниями.

Ранее учёные выяснили, что сменная работа повышает риск образования камней в почках на 15 процентов.

Лента ру

Используй медуз для мониторинга воды
МК сообщает, что раньше контроль за чистотой акваторий, где выращивают морепродукты, был похож на игру в рулетку.

Пока эколог собирает пробы воды, пока доставляет их в лабораторию, пока ждут результаты анализов — загрязняющие вещества уже могут пройти через ферму. Лабораторные исследования дают точные, но запоздалые результаты.

Учёным нужен был живой индикатор, который мог бы сигнализировать о проблеме в реальном времени. В Институте биологии южных морей (ИнБЮМ) РАН решили использовать черноморских аурелий.

У этих медуз есть особенность: попав в грязную воду, они сбиваются с ритма. Частота сокращений их желеобразного «мотора» резко меняется.

Однако раньше человек не мог уловить эти нюансы. За дело взялся искусственный интеллект.

Экспериментаторы поместили медуз в аквариум и начали снимать их на камеру. Нейросеть анализировала 11 параметров: от частоты пульса до кривизны траектории.

Когда в чистую воду капнули дизельного топлива, медузы «занервничали». Но каждая — по-своему.

Одни медузы от токсинов разгоняли купол, как бешеное сердце, а другие впадали в депрессию и еле шевелились. Разработчики создали алгоритм, который запомнил индивидуальную норму каждой особи.

Как только поведение конкретной медузы отклонялось от собственного графика — система била тревогу. Исполнитель проекта Елена Вышкваркова пояснила МК, что для чистоты эксперимента и исключения ложных срабатываний в аквариуме должно находиться не менее четырёх особей.

Если изменения в поведении фиксируются у четырёх и более медуз одновременно, можно быть уверенным: это реакция на внешнее химическое воздействие. Сейчас систему биомониторинга готовят к работе в прибрежной зоне.

Принцип прост: сквозь проточный аквариум постоянно гонят забортную воду, а камеры следят за пульсацией куполов. В скором времени планируется создание специальной спускаемой установки, которую можно будет выводить в открытое море прямо с борта судна.

Это позволит мониторить экологическую обстановку на судоходных путях и вокруг морских платформ.

Московский комсомолец

Другие новости