• 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

Улучши контроль астмы с помощью ходьбы
Учёные, исследование которых опубликовано в журнале Pulmonology, выяснили, что увеличение количества шагов в течение дня может быть таким же эффективным дополнением к лечению астмы, как и специальные аэробные тренировки.

В эксперименте участвовали 52 человека в возрасте от 18 до 65 лет с неконтролируемой астмой средней или тяжёлой степени и низким уровнем физической активности. Часть участников дважды в неделю по 45 минут занималась на беговой дорожке под наблюдением специалистов, а другой части предложили постепенно увеличивать количество шагов в течение дня.

Эксперимент длился восемь недель, после чего за добровольцами наблюдали ещё четыре месяца. Обе стратегии улучшили контроль астмы, качество жизни и снизили симптомы тревоги и депрессии.

Значимого преимущества одного подхода перед другим учёные не обнаружили. В группе аэробных тренировок участники после программы проходили в среднем на 1537 шагов в день больше, чем до неё, а в группе обычной ходьбы — на 1126.

Исследователи считают, что увеличение повседневной ходьбы может стать более доступной альтернативой организованным тренировкам. Это не требует специального оборудования и постоянного наблюдения специалиста.

Однако физическая активность рассматривается только как дополнение к основной терапии. Пациентам с астмой необходимо продолжать принимать назначенные врачом препараты.

Ранее учёные доказали, что даже 10 минут очень медленного бега могут улучшить исполнительные функции мозга.

Лента ру

Сдвигает время приёма пищи — повышает риски
Учёные выяснили, что сдвиг привычного времени приёма пищи в выходные связан с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний у мужчин.

Исследование опубликовано в журнале Communications Medicine (CM). Специалисты проанализировали данные 104 806 взрослых, за которыми наблюдали в течение 14 лет.

Исследователи сравнивали время первого и последнего приёма пищи участников в будни и выходные. При этом учитывались возраст, курение, употребление алкоголя, физическая активность, рацион, продолжительность сна и другие факторы.

Оказалось, что у мужчин каждый дополнительный час разницы между временем приёма пищи в будни и выходные был связан с повышением риска сердечно-сосудистых заболеваний в среднем на 14 процентов, а ишемической болезни сердца — на 21 процент. Риск возрастал как у тех, кто начинал и заканчивал есть в выходные позже обычного, так и у тех, кто смещал приёмы пищи на более раннее время.

У женщин статистически значимой связи обнаружено не было. Учёные предполагают, что резкие изменения привычного расписания еды могут нарушать циркадные ритмы организма.

Они считают, что для здоровья может иметь значение не только состав рациона и то, насколько поздно человек ест, но и регулярность приёмов пищи в течение недели. Ранее стало известно, что завышенный или заниженный уровень тестостерона может повышать риск фибрилляции предсердий.

Лента ру

Метформин влияет на старение организма
Метформин, который часто используют для лечения диабета второго типа, может влиять на несколько биологических механизмов старения и способствовать увеличению продолжительности здоровой жизни.

Об этом говорится в исследовании, опубликованном в журнале Aging. Учёные проанализировали результаты многолетних исследований метформина, полученные на клетках, животных и людях.

Препарат активирует белок AMPK, реагирующий на недостаток энергии и запускающий процессы восстановления клеток и аутофагии — удаления повреждённых компонентов клетки. Метформин также может воздействовать на стабильность ДНК, хроническое воспаление и состав кишечной микробиоты.

Эксперименты на нематодах показали, что метформин увеличивает продолжительность жизни на 36–40%, а исследования на мышах — в среднем на 5,8–20,1%. У самцов обезьян, которые получали препарат в течение 40 месяцев, учёные обнаружили признаки снижения биологического возраста тканей.

Возраст мозга по некоторым показателям уменьшился почти на шесть лет. Наблюдательные исследования на людях также связывали приём метформина с более низким биологическим возрастом, но результаты таких работ неоднозначны.

Сейчас учёные считают метформин перспективным кандидатом для дальнейшего изучения в качестве средства против возрастных изменений. Ранее было установлено, что семаглутид также может продлевать жизнь и ослаблять возрастные изменения в организме.

Лента ру

Эль-Ниньо набирает силу
По данным ООН, климатический феномен Эль-Ниньо стремительно усиливается.

Согласно последним прогнозам, это явление почти наверняка побьёт температурные рекорды, пишет The Guardian. Эль-Ниньо, вероятно, станет самым сильным по меньшей мере за 1000 лет и будет накапливать дополнительное тепло в атмосфере, где температура уже быстро повышается из-за глобального потепления.

Повышение температуры из-за Эль-Ниньо уже оказывает своё воздействие: от усиления лесных пожаров в Индонезии до ослабления муссонных дождей в Индии. Последствия будут распространяться по всему миру: от повышения риска пожаров в Австралии до более интенсивных наводнений в Южной Америке.

В августе Всемирная продовольственная программа заявила, что Эль-Ниньо, вероятно, приведёт к острому голоду около 50 миллионов человек. Генеральный секретарь ООН Антониу Гутерриш заявил: «Эль-Ниньо набирает силу прямо на наших глазах.

Научные данные не оставляют сомнений: планета оказалась в неизведанных водах, и эти воды становятся всё горячее. Мир находится в опасной зоне экстремальных погодных явлений.

Сейчас мы соревнуемся в том, кто быстрее: растущие риски или наша решимость принимать меры по борьбе с изменением климата и защищать людей. Мы должны победить в этой гонке».

Селеста Сауло, генеральный секретарь Всемирной метеорологической организации (ВМО) при ООН, отметила: «Эль-Ниньо может нанести серьёзный удар по сообществам и экономикам по всему миру. Мы уже сталкиваемся с разрушительными последствиями засух и наводнений и ожидаем, что по мере усиления Эль-Ниньо эти последствия будут усиливаться».

Крис Джаккарини из отдела энергетической и климатической разведки Великобритании говорит: «Экстремальные погодные явления по всему миру привели к росту цен на продовольствие, от чего больше всего пострадали беднейшие слои населения. Это касается не только продуктов, которые мы импортируем, но и тех, что выращиваем у себя».

Эль-Ниньо — это естественный климатический цикл, при котором изменения ветра над Тихим океаном приводят к повышению температуры океана и передаче огромного количества тепла в атмосферу. Самые последние данные показывают, что температура океана в эпицентре Эль-Ниньо на 2,6 градуса выше среднего показателя за 30 лет.

Это близко к самой высокой аномалии, когда-либо зарегистрированной в эпоху спутниковых данных.

Московский комсомолец

Другие новости