• Главная
  • 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

Археологи находят древние скелеты
В Центральной Европе в канаве обнаружили десятки древних человеческих скелетов с почти полностью отрубленными головами.

Исследователи назвали находку «на первый взгляд представляющей собой ужасающее зрелище». Однако обезглавленные останки, которым около 7000 лет, дают новое представление об общинах, проживавших в этом регионе в то время.

Археологи работали на месте раскопок в небольшом словацком городке Врабле, где и были обнаружены скелеты. Раскопки начались ещё в 2012 году.

Исследователи надеются узнать больше о связи этого места с важным периодом европейской истории, когда процветали гончарное дело и сельское хозяйство. Археолог Мартин Фурхольт заявил, что захоронения выглядят необычно, но, основываясь на доказательствах, собранных его командой, они могут отражать «социальные практики» древних поселенцев, которые населяли территорию вокруг Врабле примерно с 5250 по 4950 год до нашей эры.

Тела были обнаружены в случайном порядке, как друг на друге, так и рядом друг с другом, и все, кроме одного, были найдены безголовыми. Исследователи пояснили, что только один скелет ребёнка был обнаружен с неповреждённым черепом.

Археолог Катарина Фукс заявила, что особенности захоронений явно свидетельствуют о намеренных манипуляциях с телами, но свидетельства не указывают на то, что имели место насильственные обезглавливания. Напротив, черепа, по-видимому, были умело отделены от тел после смерти.

Специалист Нильс Мюллер-Шизель заключил, что захоронение тел и их частей было частью более сложных, значимых и повторяющихся практик. Фурхольт добавил, что «мы должны предположить, что эти практики имели совершенно иной смысл, чем в современном обществе, и именно это делает их интерпретацию такой сложной».

Московский комсомолец

Выясняют вред вейпов
Учёные из Университета Альберты выяснили, что курение электронных сигарет может приводить к нарушениям в работе лёгких и сосудов даже у молодых людей, которые не курили обычные сигареты.

Результаты исследования опубликованы в журнале CHEST. В эксперименте участвовали 40 молодых людей: 20 из них пользовались вейпами, а 20 были в контрольной группе.

Средний стаж использования электронных сигарет составил около 3,4 года. При стандартных клинических обследованиях лёгкие участников выглядели здоровыми, но при физической нагрузке нарушения становились очевидными.

Во время велотеста пользователи вейпов начинали задыхаться при меньшей интенсивности нагрузки. Также у них обнаружили снижение эффективности дыхания и нарушения кровотока в лёгких.

Это может свидетельствовать о ранних изменениях в лёгочной и сердечно-сосудистой системах, которые не всегда выявляются при обычном обследовании. Исследователи считают, что вред может быть связан не только с никотином, но и с другими компонентами аэрозоля — пропиленгликолем, глицерином и ароматизаторами.

Ранее учёные установили, что отказ от курения значительно уменьшает риск развития деменции.

Лента ру

Нейросеть
Связь бактерии с жировой болезнью печени раскрыта
Бактерия Helicobacter pylori, которая считается одной из основных причин гастрита и язвенной болезни желудка, может быть связана с увеличением риска возникновения жировой болезни печени.

К такому заключению пришли специалисты из Китая после анализа данных почти шести тысяч человек. Их исследование опубликовано в журнале Frontiers in Nutrition.

Учёные изучили две большие группы: более тысячи пациентов китайской клиники и почти пять тысяч участников американского исследования NHANES. Они проверяли наличие инфекции Helicobacter pylori и признаки метаболически ассоциированной стеатотической болезни печени (MASLD) — заболевания, при котором в печени накапливается жир, что повышает риск воспаления, цирроза и других осложнений.

Анализ показал, что у людей с инфекцией Helicobacter pylori вероятность наличия жировой болезни печени значительно выше. Эта связь сохранялась даже после учёта возраста, пола, индекса массы тела, диабета и уровня холестерина.

Исследователи предполагают, что бактерия может влиять на обмен веществ и поддерживать хроническое воспаление, что способствует развитию заболевания. Кроме того, учёные использовали методы машинного обучения для прогнозирования риска MASLD.

Среди наиболее значимых факторов оказались индекс массы тела, показатели обмена веществ и наличие Helicobacter pylori. Ранее специалисты выяснили, что проблемы с дёснами также влияют на развитие неалкогольной жировой болезни печени.

Лента ру

Учёные раскрыли тайну антарктических недр
Геофизики под руководством Эгидио Армадилло из Университета Генуи обнаружили под Восточной Антарктидой огромную веерообразную провинцию, состоящую примерно из тридцати соединённых бассейнов.

Она расширяется к побережью, как будто кто-то взял уголок Антарктиды и раздвинул его вокруг центральной точки внутри материка. Исследователи назвали её Восточно-Антарктической веерообразной бассейновой провинцией (EAFBP).

По их предположениям, эта структура образовалась до распада суперконтинента Гондвана, создав зону слабости, которая, возможно, позже способствовала разделению Антарктиды и Австралии. И это всё ещё влияет на формирование Антарктиды по сей день, поскольку эти бассейны лежат в основе примерно половины ледяного покрова Восточной Антарктики.

Учёные отмечают, что лёд не просто лежит на месте, а движется подобно леднику, и это определяется контурами коренных пород. Поэтому можно лучше предсказывать скорость и направление течения, если иметь детальное представление об этих контурах.

Открытие имеет большое значение, поскольку это огромная часть земной истории, составляющая около десяти процентов суши Земли. Многие вопросы о Гондване, распаде континента, древнем горообразовании и эволюции земной коры остаются без ответа, поскольку мы не можем непосредственно увидеть большую часть континента.

Исследователи не ставили перед собой задачу найти веерообразную геологическую структуру, охватывающую значительную часть Антарктиды. Они изучали, как выглядела бы Восточная Антарктида, если бы лёд был удалён.

Антарктиду покрывает 27 миллионов кубических километров льда, и вся эта масса толкает коренные породы вниз. Чтобы исследовать погребённый ландшафт, учёные объединили реконструированную топографию отскока с радиолокационными, гравитационными, сейсмическими и магнитными данными.

Они заметили, что многие из крупных подледниковых впадин в этом районе, по-видимому, имели одинаковую базовую геометрию. По их мнению, это не случайные впадины, а расходящиеся веером от общей центральной точки вблизи Южного полюса.

Геометрия имеет поразительное сходство с типом тектонической особенности, известной как сфенохазм, описанный в 1955 году как треугольный разрыв в океанической коре, разделяющий два кратонических блока с краями разломов, сходящимися в точку. Исследователи составили список процессов, которые могли привести к образованию EAFBP из коренных пород Антарктики, включая унаследованные структуры, рифтогенез, ледниковую эрозию и растяжение земной коры.

Однако радиальное расположение антарктических бассейнов, а также особенности толщины и рельефа земной коры наиболее точно соответствуют процессу, известному как вращательное растяжение, при котором земная кора распространяется наружу от точки поворота подобно открывающемуся ручному вентилятору.

Московский комсомолец