• 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

Вручат Нобелевскую премию по физике в 2026 году
Бельгийско-американский физик Фрэнсис Хальцен получит Нобелевскую премию по физике в 2026 году за значительный вклад в работу нейтринной обсерватории IceCube и открытие высокоэнергетических нейтрино, возникших в результате астрофизических процессов.

Об этом стало известно из сообщения на сайте премии. Фрэнсис Хальцен впервые предложил идею улавливания нейтрино на Южном полюсе ещё в 1988 году.

При столкновении нейтрино с атомным ядром происходит вспышка света, которую можно зафиксировать с помощью датчиков, установленных во льду на станции IceCube. Антарктическая установка IceCube занимает объём кубического километра.

Её строительство завершилось в 2011 году. Учёные, благодаря этой обсерватории, обнаружили высокоэнергетические нейтрино, которые возникли далеко за пределами Солнечной системы.

Это позволило лучше понять природу высокоэнергетических процессов, которые пока недоступны для изучения на наземных ускорителях частиц. Фрэнсис Хальцен родился в Бельгии в марте 1944 года.

В 1966 году он окончил Лувенский университет. С 1972 года физик работает в Висконсинском университете в Мадисоне (США).

Церемония награждения нобелевского лауреата пройдёт 10 декабря в Стокгольме (Швеция). Учёный получит 12 миллионов шведских крон (около 1,2 миллиона долларов).

В 2025 году лауреатами Нобелевской премии по физике стали Джон Кларк, Мишель Деворе и Джон Мартинис за открытие макроскопического квантово-механического туннелирования и квантования энергии в электрических цепях.

Лента ру

Рак среди молодёжи растёт
Эксперты Всемирного фонда исследований рака (WCRF) установили, что с начала XXI века в Англии, США и Нидерландах существенно увеличилась заболеваемость раком среди лиц моложе 50 лет.

Они считают, что рост связан с увеличением числа людей с ожирением, неправильным питанием и низкой физической активностью среди молодёжи. В Англии за два десятилетия частота рака простаты у мужчин до 50 лет выросла в четыре раза: с одного до 3,6 случая на 100 тысяч человек.

Также более чем в два раза увеличилась выявляемость раннего рака кишечника — с 3,9 до 8,4 на 100 тысяч. Заболеваемость опухолями почек и матки также удвоилась.

В США с 2000 года рак почек у молодых диагностируют более чем в два раза чаще, а случаи новообразований кишечника и поджелудочной железы увеличились более чем на 50%. Учёные отмечают, что примерно 40% онкологических заболеваний связаны с факторами, на которые можно повлиять.

Среди них — лишний вес, алкоголь, малоподвижный образ жизни и загрязнение окружающей среды. В то же время рак лёгких у молодёжи в трёх странах стал встречаться реже, что свидетельствует об успехах в борьбе с курением.

Профессор цифрового здоровья Королевского университета Белфаста Марк Лоулер назвал ситуацию «бомбой с отложенным взрывом», которую нужно срочно обезвредить. Он подчеркнул, что особенности образа жизни уже приводят к тысячам смертей.

Онкология у людей до 50 лет пока остаётся сравнительно редкой: медианный возраст постановки диагноза превышает 60 лет. Для выяснения истинных причин всплеска Королевский колледж Лондона начинает крупное исследование с участием 250 тысяч человек.

Московский комсомолец

Связь ходьбы и когнитивных функций исследуют учёные
Учёные выяснили, что снижение скорости ходьбы у пожилых людей может быть связано с лёгкими когнитивными нарушениями, даже если общее физическое состояние остаётся хорошим.

Результаты исследования опубликованы в журнале BMC Geriatrics. В эксперименте участвовали 421 человек старше 60 лет.

Добровольцы выполняли тесты на когнитивные способности и физическую слабость, а затем проходили дистанцию в 10 метров сначала в удобном, а потом в максимально быстром темпе. Анализ данных показал, что как физическая слабость, так и лёгкие когнитивные нарушения были связаны с более низкой скоростью ходьбы.

Связь между когнитивными функциями и скоростью ходьбы сохранялась даже после учёта возраста, пола, индекса массы тела и физической слабости. По мнению учёных, ходьба требует не только физической активности, но и участия когнитивных функций.

Поэтому замедление скорости ходьбы может указывать не только на ухудшение физического состояния, но и на изменения в работе мозга. В будущем измерение скорости ходьбы может стать дополнительным способом выявления людей с риском когнитивных нарушений.

Исследователи предлагают изучить возможность такого мониторинга с помощью носимых устройств. Однако проведённая работа была наблюдательной и не позволяет установить причинно-следственную связь.

Ранее стало известно, что регулярные занятия танцами могут улучшать память, внимание и эмоциональное состояние.

Лента ру

Солнце выбросило облако плазмы
Представители Лаборатории солнечной астрономии ИКИ и ИЗСФ РАН сообщили, что Солнце выбросило в сторону Земли облако плазмы.

Эксперты отметили, что в ближайшие часы станет ясно, какие угрозы для планеты несёт это облако. Учёные подчеркнули, что уровень солнечной активности достиг максимума как минимум за последний месяц.

Также специалисты упомянули о наличии второго облака плазмы. Ранее, 4 и 5 октября, учёные фиксировали слабые магнитные бури.

Об этом рассказал российский учёный Дмитрий Истров.

Московский комсомолец

Другие новости