• 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

Музыка помогает восстановиться после стресса
Учёные из Института психологии Китайской академии наук провели исследование и выяснили, что спокойная фортепианная музыка помогает быстрее восстановиться после стресса.

В эксперименте приняли участие 120 молодых людей. Сначала им предложили выполнить сложные математические задания на время, чтобы вызвать стрессовую реакцию.

Затем участники слушали либо расслабляющую фортепианную музыку, либо звуки природы — дождя, ручьёв и водопадов. С помощью функциональной МРТ учёные оценивали настроение участников, их физиологические показатели и активность мозга.

Результаты показали, что фортепианная музыка способствовала более быстрому восстановлению после стресса. У участников улучшалось эмоциональное состояние, а сердцебиение и активность потовых желёз быстрее возвращались к норме.

Сканирование показало, что музыка изменяла взаимодействие между областями мозга, отвечающими за восприятие звуков и регуляцию стресса. Особенно важную роль играли слуховая кора, островковая доля и таламус.

При этом значение имело не только приятное звучание, но и структура музыкальных произведений. Чередование напряжённых и спокойных фрагментов помогало мозгу переключаться от стрессовой реакции к расслаблению.

Авторы исследования считают, что прослушивание музыки может стать простым и доступным способом восстановления после эмоциональных нагрузок.

Лента ру

Разработан метод выявления рака молочной железы
В Сеченовском Университете создали экспериментальный анализ крови, который с высокой чувствительностью выявляет признаки рака молочной железы.

Метод показал результат в 96,4% случаев заболевания в исследованной группе, как сообщили «Ленте.ру» в пресс-службе университета.

В исследовании участвовали 135 женщин, у 55 из них диагностировали рак молочной железы. Учёные измерили уровень пяти белков в крови: остеопонтина, растворимых VEGFR2 и нейропилина-1, suPAR и тенасцина-C.

Эти белки связаны с воспалением, образованием новых сосудов и развитием опухолей. На основе полученных данных специалисты разработали систему оценки риска рака груди.

Она выявила 96,4% случаев заболевания, но иногда ошибочно указывала на повышенный риск у здоровых женщин. Самым значимым маркером оказался остеопонтин — белок, который участвует в процессах воспаления и распространения опухолевых клеток.

Учёные рассматривают его как потенциальную мишень для новых противоопухолевых препаратов. Авторы считают, что в будущем анализ поможет определять женщин, которым необходимо дополнительное обследование.

Однако метод пока проверен только на небольшой выборке и не может заменить маммографию.

Лента ру

Увеличится число случаев деменции
По прогнозам международных исследователей, возглавляемых учёными из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии, к 2050 году количество новых случаев деменции в мире может вырасти более чем в два раза — с 11,4 миллиона до 24,7 миллиона ежегодно.

Результаты исследования опубликованы в журнале JAMA Neurology. В работе использовались данные более чем 38 тысяч человек из 18 стран.

За время наблюдений деменция развилась у 3001 участника. Специалисты оценили частоту новых случаев заболевания и составили глобальный прогноз на основе полученных данных.

Выяснилось, что деменция чаще диагностируется у женщин, чем у мужчин. После учёта возрастных различий на каждую тысячу человек ежегодно приходилось 10,6 новых случаев среди женщин и 8,6 — среди мужчин.

Также были выявлены различия между странами. В государствах с низким и средним уровнем дохода частота новых случаев составила 13,6 на тысячу человек в год, тогда как в богатых странах — 8,3.

Сейчас в мире более 57 миллионов человек живут с деменцией. Эксперты предполагают, что к 2050 году их число может достичь 150 миллионов.

Новое исследование оценивает именно количество новых случаев заболевания за год, а не общее число пациентов. Учёные связывают ожидаемый рост прежде всего со старением населения.

Они подчёркивают важность ранней диагностики, профилактики факторов риска и развития медицинской помощи для снижения будущей нагрузки на здравоохранение. Ранее было установлено, что загрязнение воздуха и нарушения сна могут увеличивать риск развития болезни Альцгеймера.

Лента ру

Связь радона с риском рака мозга выявили учёные
Учёные из Университета штата Орегон в Соединённых Штатах Америки выяснили, что продолжительное воздействие радона — радиоактивного газа, способного накапливаться в домах, — связано с ростом риска рака головного мозга.

Результаты их исследования опубликованы в журнале Neuroepidemiology. Специалисты изучили данные 159 тысяч женщин, следя за их здоровьем в среднем на протяжении 18 лет.

За этот период у 451 участницы обнаружили злокачественные опухоли центральной нервной системы. Оказалось, что чем больше предполагаемое воздействие радона, тем выше риск развития таких опухолей.

Эта зависимость прослеживалась при использовании различных методов оценки концентрации газа. Радон образуется естественным путём при распаде урана, который содержится в почве и горных породах.

Газ может проникать в жилые помещения через трещины в фундаменте и щели в полу практически в любом городе. Особенно высокие концентрации радона встречаются в подвалах и на первых этажах плохо проветриваемых зданий.

Радон не имеет цвета, запаха и вкуса, поэтому его невозможно обнаружить без специальных приборов. При радиоактивном распаде образуются частицы, которые могут повреждать ДНК клеток.

Ранее радон уже был признан одним из факторов риска рака лёгких. Специалисты полагают, что продолжительное воздействие радона может быть связано и с развитием опухолей мозга.

Однако исследование носило наблюдательный характер, а воздействие газа оценивали по экологическим данным, а не по индивидуальным измерениям.

Лента ру