Как атомные часы стали эталоном времени и что их может заменить в будущем?

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.

Учёные проанализировали 18 клинических работ и включили в итоговый метаанализ данные 3758 человек с лишним весом и ожирением. Участники исследования проходили программы изменения образа жизни, которые включали диету, повышение физической активности и подсчёт шагов.

В начале исследований люди проходили в среднем около 7,2 тысячи шагов в день. Во время активного этапа похудения участники увеличили этот показатель до 8454 шагов и в среднем потеряли около 4 килограммов.

После завершения диеты большинство сохранило высокий уровень активности — примерно 8241 шаг в день — и удержало значительную часть результата. Средняя долгосрочная потеря веса составила около 3 килограммов.

Авторы работы подчёркивают, что увеличение количества шагов почти не влияло на скорость снижения веса во время самой диеты — главную роль на этом этапе, вероятно, играло ограничение калорий. Однако именно регулярная ходьба оказалась связана с меньшим риском повторного набора веса.

Руководитель исследования отметил, что около 80 процентов людей после похудения в течение нескольких лет снова набирают часть или весь потерянный вес. Учёные считают, что ежедневная ходьба по 8500 шагов может стать простым и доступным способом снизить этот риск.

Результаты изысканий размещены в журнале Nature Communications. В основе методики — исследование состояния гликокаликса, тонкого защитного слоя из сахаров и белков, который покрывает внутреннюю часть кровеносных сосудов.

Этот слой особенно уязвим к повреждениям и реагирует на развитие заболеваний одним из первых. Исследователи установили, что во время циркуляции крови эритроциты «обмениваются» частицами гликокаликса со стенками сосудов.

В итоге на поверхности красных кровяных клеток образуется своеобразный биохимический «отпечаток», который отражает состояние сосудистой системы. Авторы утверждают, что такие изменения можно обнаружить гораздо раньше, чем появятся традиционные симптомы болезни.

Раньше для оценки подобных повреждений применялись биопсия тканей и сложная микроскопия. Новая методика может помочь выявлять микроскопические нарушения в сосудах до развития опасных осложнений.

Учёные подчёркивают, что этот метод также может ускорить оценку эффективности лекарств, которые восстанавливают сосудистую стенку.

Такой вывод сделали авторы обзора, который опубликован в журнале Nature Metabolism. Учёные изучили данные о распространённых подсластителях — столовом сахаре и кукурузном сиропе с высоким содержанием фруктозы.

Оба содержат глюкозу и фруктозу, однако, как утверждают исследователи, именно фруктоза инициирует активное накопление жира и синтез триглицеридов. По мнению авторов, фруктоза действует не просто как источник калорий, но и как специфический метаболический сигнал.

При избытке пищи её регулярное употребление может привести к метаболическому синдрому, ожирению и жировой болезни печени. Кроме того, есть данные о потенциальной связи избытка фруктозы с деменцией и некоторыми видами рака.

Исследователи обращают внимание на то, что в организме существует собственный путь выработки фруктозы из глюкозы. Это, по их словам, усложняет влияние фруктозы на обмен веществ и требует дополнительного изучения роли сладких продуктов в развитии хронических заболеваний.

Они опубликовали результаты исследования в журнале Age and Ageing (AA). Учёные изучили данные почти 5500 человек, которые участвовали в крупном английском проекте по исследованию старения.

Исследователи сравнили людей, которые ухаживают за родственниками, с теми, у кого нет таких обязанностей, и оценили, как меняются память, скорость мышления и способность концентрироваться на протяжении многих лет. Выяснилось, что наиболее заметное ухудшение когнитивных функций было у людей, которые тратили на уход более 50 часов в неделю, жили вместе с человеком, который нуждается в помощи, или ухаживали за супругом или партнёром.

Авторы исследования подсчитали, что дополнительное снижение работы мозга у таких людей соответствовало примерно трети обычного возрастного ухудшения за год. Умеренная помощь — около 5–9 часов в неделю — наоборот, была связана с более медленным снижением когнитивных функций.

Положительный эффект особенно наблюдался у тех, кто помогал родителям или родственникам вне собственного дома. Учёные считают, что умеренная вовлечённость может поддерживать умственную активность, чувство полезности и социальные контакты, а чрезмерная нагрузка приводит к хроническому стрессу и переутомлению.