• 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

Открывает новые горизонты Роман
В ближайшие пять лет наблюдения с помощью телескопа размером с автобус могут помочь разгадать вечные загадки, такие как тёмная энергия, которая вызывает необъяснимое ускоряющееся расширение Вселенной, и тёмная материя, которая формирует структуру космоса, но остаётся невидимой.

Это может позволить астрономам обнаружить ранее невидимые галактики и экзопланеты — миры, вращающиеся вокруг звёзд за пределами нашей Солнечной системы, а также планеты-изгои, которые не вращаются вокруг звёзд. Об этом сообщает CNN.

«Роман подарит Земле новый атлас Вселенной», — заявил администратор НАСА Джаред Айзекман, когда космическое агентство представило готовый телескоп 21 апреля в Центре космических полётов имени Годдарда в Мэриленде. Благодаря возможностям съёмки, которые более чем в 1000 раз превосходят возможности космического телескопа «Хаббл», «Роман» позволит проводить принципиально иные научные наблюдения.

«Вместе эти три миссии будут дополнять друг друга, давая нам более полную картину космоса и расширяя наше представление о Вселенной», — говорит доктор Ники Фокс, заместитель руководителя Управления научных миссий НАСА. После запуска «Роману» потребуется около трёх месяцев, чтобы выйти на орбиту на расстоянии около 1,6 миллиона километров от Земли.

За это время обсерватория пройдёт процедуру ввода в эксплуатацию — тестирование приборов в космосе и развёртывание антенны, которая будет передавать на Землю огромные изображения, полученные с помощью «Романа». Ожидается, что телескоп будет передавать по одному терабайту данных в день.

Разработка телескопа стоимостью около 4,3 миллиарда долларов велась около десяти лет. Учёные со всего мира с нетерпением ждут беспрецедентных открытий, которые может сделать «Роман».

«Когда вы разрабатываете инструмент, который радикально отличается от всего, что у вас было раньше, вы открываете для себя то, о существовании чего даже не подозревали», — комментирует Доминик Бенфорд, научный сотрудник программы Roman в NASA. Космические телескопы NASA уже давно исследуют вопросы, которые могут изменить нашу жизнь.

В 1960-х годах Нэнси Грейс Роман была первым руководителем отдела астрономии в NASA и стала основоположницей идеи астрономических наблюдений из космоса. Она осознала преимущества размещения телескопов над земной атмосферой, которая мешает наблюдениям.

«Хотя её чаще всего ассоциируют с первыми космическими телескопами, на самом деле она заслуживает признания за весь наш флот телескопов», — говорит Домагал-Голдман, директор отдела астрофизики в NASA. Первые снимки, сделанные телескопом Роман, ожидаются в январе.

Затем он приступит к беспрецедентным исследованиям Вселенной с полем зрения, которое более чем в 100 раз превышает поле зрения телескопа «Хаббл» благодаря широкоугольному объективу. «Конечно, речь идёт не о лесе, а об известной нам Вселенной, а птицы и деревья — это сверхновые галактики, планеты и звёзды», — сказал Домагаль-Голдман на брифинге в начале августа.

Московский комсомолец

Ультрапереработанная пища влияет на мужскую фертильность
В журнале Frontiers in Nutrition опубликован обзор исследований, в котором говорится о связи между частым употреблением ультрапереработанных продуктов и ухудшением качества спермы, а также снижением вероятности зачатия.

Автор обзора анализировал работы, посвящённые влиянию такой пищи на репродуктивное здоровье мужчин. Ультрапереработанная пища включает в себя многие виды фастфуда, сладкие напитки, снеки, готовые блюда и другие продукты промышленного производства с большим количеством добавок.

Учёные оценивали качество спермы, уровень гормонов и способность мужчин к зачатию. Наиболее заметной оказалась связь с количеством и подвижностью сперматозоидов.

В одном из исследований мужчины, употреблявшие больше всего ультрапереработанной пищи, на 53 процента чаще имели сниженную подвижность сперматозоидов. Другое исследование показало, что высокое потребление такой еды было связано с меньшей вероятностью зачатия и большим риском проблем с фертильностью.

Однако учёные пока не могут утверждать, что именно ультрапереработанные продукты напрямую ухудшают мужскую фертильность. Большинство исследований были наблюдательными, и на результаты могли повлиять такие факторы, как рацион в целом, масса тела, курение, алкоголь и другие особенности образа жизни.

Ранее учёные выяснили, что загрязнённый воздух может негативно влиять на мужскую фертильность.

Лента ру

Жёсткость артерий повышает риск деменции
Специалисты опубликовали статью в журнале Alzheimer’s & Dementia: Diagnosis, Assessment & Disease Monitoring (A&D), в которой говорится, что у пожилых людей с повышенной жёсткостью артерий риск развития деменции выше.

В исследовании приняли участие 4818 человек без деменции, средний возраст которых составлял 75 лет. Для оценки жёсткости артерий использовалась скорость распространения пульсовой волны — чем быстрее она проходит по сосудам, тем менее эластичны их стенки.

За участниками наблюдали в среднем около девяти лет. За это время деменция развилась у 1067 человек, что составляет 22% от общего числа участников.

Учёные обнаружили, что более высокая жёсткость артерий связана с повышенным риском заболевания. Эта зависимость сохранялась независимо от того, была ли жёсткость обусловлена структурой сосудистой стенки или повышенной нагрузкой на сосуды и артериальным давлением.

Исследователи предполагают, что потеря эластичности крупных артерий может увеличивать нагрузку на мелкие сосуды мозга и способствовать повреждению мозговой ткани. Однако это исследование было наблюдательным и выявило только связь между жёсткостью артерий и риском деменции, не доказывая, что жёсткость артерий непосредственно вызывает деменцию.

Ранее учёные выяснили, что вакцинация против опоясывающего лишая снижает риск развития деменции у пожилых людей.

Лента ру

Купание повышает риск кожных и желудочно-кишечных проблем
Купание в реках и озёрах значительно увеличивает риск возникновения кожных проблем более чем в два раза.

Загрязнение воды кишечной палочкой связано с повышением вероятности желудочно-кишечных расстройств. Это следует из результатов исследования, опубликованных в International Journal of Hygiene and Environmental Health (IJHEH).

Учёные изучили данные 2368 добровольцев, которые участвовали в рандомизированном исследовании на четырёх пресноводных пляжах Венгрии. Одну группу попросили провести в воде десять минут и как минимум трижды полностью погрузиться с головой, а участники второй группы оставались на берегу.

Все четыре водоёма соответствовали европейским стандартам качества воды, которые действовали на тот момент. У тех, кто купался, кожные проблемы возникали более чем в два раза чаще.

При этом риск желудочно-кишечных расстройств увеличивался примерно на 73% при каждом десятикратном росте концентрации кишечной палочки E. coli.

Повышенное содержание некоторых вирусов-бактериофагов, которые также указывают на фекальное загрязнение, связывалось с увеличением риска на 45%. Кожные проблемы появлялись независимо от уровня фекального загрязнения воды.

Одной из причин учёные называют «зуд купальщика», который вызывают личинки паразитов, переносимых водоплавающими птицами. Несмотря на выявленные риски, заболевания встречались редко: примерно у 2% участников появились желудочно-кишечные и кожные симптомы, и в большинстве случаев они были лёгкими и непродолжительными.

Лента ру

Другие новости