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.

Этот вывод сделали исследователи, чья статья опубликована в журнале Journal of the American Heart Association (JAHA). В работе использовались данные более чем 460 тысяч взрослых участников проекта UK Biobank.

За участниками наблюдали в течение почти 14 лет, фиксируя новые случаи заболеваний клапанов сердца — состояний, при которых клапаны становятся жёсткими или начинают пропускать кровь, нарушая нормальный кровоток. Результаты показали, что у людей с выраженным чувством одиночества риск таких заболеваний был на 19 процентов выше, чем у тех, кто не испытывал его.

Например, вероятность сужения аортального клапана увеличивалась на 21 процент, а недостаточности митрального клапана — на 23 процента. При этом социальная изоляция (например, малое количество контактов) не показала значимой связи с риском — важным оказался именно субъективный опыт одиночества.

Учёные подчёркивают, что эффект сохранялся даже с учётом генетических факторов и привычных рисков, таких как курение, лишний вес и низкая физическая активность. При этом часть связи объяснялась образом жизни: у одиноких людей чаще встречались неблагоприятные поведенческие факторы.

Авторы работы отмечают, что одиночество — это не просто эмоциональное состояние, а фактор, способный влиять на физическое здоровье. Они считают, что работа с этим состоянием может помочь замедлить развитие заболеваний сердца и снизить потребность в хирургических вмешательствах.

Ранее учёные выяснили, что нарушения режима сна повышают риск сердечно-сосудистых заболеваний.

Автор отмечает, что одна из глобальных задач, указанных Семёновым, — повышение электровооружённости труда в технологически развитых странах — уже решена. Там этот показатель вырос в десять раз.

При этом в мировом масштабе уровень электровооружённости куда более скромный: цифра, названная в статье 1961 года — одна десятая киловатта на одного жителя Земли — возросла лишь вчетверо, как говорится в публикации. Семёнов отдельно отмечал роль термоядерной и солнечной энергетики, которые приближают человечество к указанным академиком «десяти киловаттам на каждого жителя Земли».

Ещё один вопрос, который затрагивал Семёнов, — развитие индустрии синтетических материалов. В перспективе это должно закрыть потребность людей в доступной одежде и предметах быта, а в случае промышленности — в материалах для строительства.

Мировое производство синтетических материалов сейчас достигло той планки 20-кратного увеличения, которую поставил советский учёный, пишет Разумов. Семёнов также считал, что использование синтетических материалов вместе с доступной электроэнергией позволит организовать сельскохозяйственное производство, которое сможет приблизить решение проблемы голода в масштабах планеты.

«И всё же удивительным образом его взгляд из прошлого оказался во многом дальновиднее, чем взгляд людей, живущих в том будущем, которое он предрекал», — заключает Разумов в статье, посвящённой 130-летию со дня рождения академика. Николай Семёнов — первый советский учёный, удостоенный Нобелевской премии.

Академик получил её в 1956 году за разработку теории цепных реакций.

Результаты исследования опубликованы в журнале Food & Function (F&F). В эксперименте участвовали 568 человек, среди них были пациенты с макулодистрофией и здоровые участники.

Специалисты изучили их рацион и оценили взаимосвязь между потреблением кальция и состоянием зрения. Выяснилось, что у людей, которые потребляли больше кальция, риск заболевания был почти в два раза ниже.

Особенно заметный эффект был у тех, кто получал кальций из молочных продуктов. Регулярное употребление молока и йогурта было связано со значительным снижением риска макулодистрофии.

При этом кальций из растительных источников, например, из овощей и бобовых, не оказал значимого влияния. Авторы подчёркивают, что их данные особенно важны для людей с низким потреблением кальция.

Они считают, что включение молочных продуктов в рацион может стать простым способом поддержания здоровья глаз и снижения риска возрастных нарушений зрения. Ранее учёные выяснили, что низкий уровень магния способствует развитию диабетической ретинопатии.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science. Раньше считалось, что наследственность объясняет лишь около 20–25% различий в продолжительности жизни, а некоторые исследования оценивали этот вклад менее чем в 10%.

Однако в прежних работах не учитывались внешние причины смерти, такие как инфекции, несчастные случаи или насилие, которые не связаны напрямую со старением. Авторы исследования проанализировали данные скандинавских близнецовых исследований, включая пары, выросшие в разных условиях, и применили математическое моделирование, чтобы отделить влияние генетики от факторов среды.

Оказалось, что если исключить внешние причины смертности, вклад генов в продолжительность жизни может достигать примерно 50–55%. Дополнительный анализ показал, что наследуемость различается в зависимости от причин смерти.

Например, для деменции генетический вклад может достигать около 70% к 80 годам, тогда как для рака он остаётся более умеренным. Учёные подчёркивают, что даже при высокой наследуемости примерно половина различий в продолжительности жизни по-прежнему связана с внешними факторами — образом жизни, медицинской помощью и случайными биологическими процессами.

Полученные результаты могут изменить подход к изучению старения и стимулировать поиск генов, влияющих на продолжительность жизни. Также ранее учёные выяснили, что набор веса в 17–29 лет повышает риск преждевременной смерти.