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.

Работа основана на данных десятилетнего наблюдения за жителями Нидерландов. В проекте Longitudinal Aging Study Amsterdam, на основе которого проводилось исследование, отслеживают состояние здоровья пожилых людей.

В анализе участвовали 1371 человек старше 55 лет. Их когнитивные функции оценивали несколько раз в течение 10 лет с помощью пяти тестов.

Тесты проверяли общие когнитивные способности, скорость обработки информации, эпизодическую память и исполнительные функции — способность концентрироваться, планировать действия и контролировать внимание. Рацион участников оценивали с помощью подробного опросника питания.

Продукты классифицировали по системе NOVA, которая делит пищу по степени промышленной обработки. Ультрапереработанные продукты — это пища, созданная из сильно переработанных ингредиентов и содержащая добавки: ароматизаторы, красители, эмульгаторы и усилители вкуса.

К таким продуктам относятся сладкие напитки, печенье, мороженое, сосиски, колбасы, сладкие завтраки, чипсы и промышленный хлеб. В среднем ультрапереработанные продукты составляли около 20 процентов рациона участников.

Анализ показал, что их доля в питании не была связана с более быстрым снижением когнитивных функций ни по одному из исследованных показателей. Авторы работы считают, что результаты показывают: на здоровье мозга, вероятно, сильнее влияет общее качество питания и диетические привычки, чем отдельные категории продуктов.

В исследовании приняли участие 1497 человек, которые ответили на подробные вопросы о своём питании. Учёные анализировали потребление 12 основных групп продуктов, среди которых были овощи, фрукты, мясо, зерновые, молочные продукты и другие категории.

На основании полученных данных исследователи выделили несколько типичных моделей питания. Для оценки качества сна использовался широко применяемый тест Pittsburgh Sleep Quality Index.

Этот тест позволяет измерить продолжительность сна, трудности с засыпанием, частоту ночных пробуждений и общее ощущение отдыха после сна. Анализ показал, что только одна из моделей питания была связана с более здоровым сном.

Люди, которые чаще ели свежие фрукты, овощи и молочные продукты, реже жаловались на плохой сон. При увеличении доли такого рациона вероятность проблем со сном статистически уменьшалась.

По мнению исследователей, результаты указывают на то, что общий характер питания может играть роль в поддержании здорового сна. Хотя работа не доказывает прямую причинно-следственную связь, она демонстрирует, что рацион, богатый растительными продуктами и молочными изделиями, может быть связан с меньшим риском нарушений сна.

Результаты исследования опубликованы в журнале Brain Research (BR). В эксперименте участвовали 30 человек, которые ранее нечасто занимались спортом.

В течение 12 недель они три раза в неделю ездили на велосипеде. Специалисты измеряли уровень физической подготовки участников и анализировали изменения в мозге, а также уровень белка BDNF — вещества, способствующего формированию новых нейронов и связей между клетками мозга.

Оказалось, что с улучшением физической формы мозг участников стал сильнее реагировать на физическую нагрузку. После тренировок у них выделялось больше BDNF, чем до начала программы.

Этот белок связан с процессами обучения, концентрации и поддержанием здоровья нервных клеток. Изменения также произошли в префронтальной коре мозга — области, отвечающей за внимание, контроль эмоций и принятие решений.

Участники эксперимента демонстрировали признаки более эффективной работы этих функций в тестах. По словам учёных, результаты показывают: чем лучше физическая форма человека, тем сильнее даже короткая тренировка может улучшать внимание и работу мозга.

Ранее стало известно, что биоактивные компоненты шафрана положительно влияют на настроение, воздействуя на мозг.

Статья с итогами этого исследования опубликована в журнале Nutrients. Учёные провели метаанализ 30 исследований, в которых приняли участие более 500 тысяч взрослых.

Они изучали влияние различных популярных режимов питания — средиземноморской диеты, ограничения калорий, высокобелковых, низкоуглеводных и кетогенных диет — на здоровье костей и риск переломов. Выяснилось, что плотность костной ткани при разных диетах существенно не менялась.

Но люди, которые придерживались средиземноморской диеты, реже получали переломы, в том числе переломы бедра. В то же время значительное ограничение калорий было связано с повышенными маркерами разрушения костной ткани.

Исследователи считают, что защитный эффект средиземноморской диеты может быть обусловлен сочетанием продуктов — овощей, фруктов, рыбы, цельнозерновых, бобовых и оливкового масла. Они обеспечивают организм кальцием, магнием, витамином K и другими веществами, которые важны для обновления костей.

В свою очередь, жёсткие диеты для снижения веса могут нарушать баланс этих веществ и ускорять процессы разрушения костной ткани. Ранее учёные выяснили, что «Оземпик» снижает риск переломов позвонков.