• 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

Учёные обнаружили древние дюны в Бразилии
Учёные под руководством Россано Мишеля из Федерального университета Рио-Гранде-ду-Сул (UFRGS) нашли уникальные древние дюны, которые были погребены под лавой на северо-востоке Бразилии.

Дюны имеют возраст около 200 миллионов лет и содержат важные данные о климате суперконтинента Гондвана. Извержение лавы в конце триасового периода засыпало пустыню на северо-востоке Бразилии, сохранив её дюны под толстым слоем горных пород.

Исследовать структуру дюн без раскопок стало возможным благодаря использованию магнитометрии. Результаты опубликованы в журнале Communications Earth & Environment.

Лавовый покров предотвратил эрозию, которая обычно разрушает древние пустыни. В отличие от большинства подобных образований, эти дюны сохранили свою оригинальную форму и структуру.

Команда исследователей реконструировала месторождение площадью более 54 000 квадратных километров, состоящее из редких линейных дюн высотой до 170 метров. Внутри песчаника обнаружены наклонные пласты, фиксирующие направление ветра, который перемещал песок.

Анализ показал, что для формирования таких длинных дюн необходимы два преобладающих ветра, действующих под углом. Один ветер дул с северо-востока, а другой — с юго-востока.

Эти результаты подтверждают существовавшие в то время климатические условия и дают возможность глубже понять геологическую историю региона. Открытие обогащает знания о триасовом периоде и подчёркивает важность сохранения геологических памятников для изучения истории Земли.

Московский комсомолец

Связь красного мяса с риском рака поджелудочной железы выяснили учёные
Китайские учёные проанализировали данные 16 исследований, в которых участвовали почти 2 миллиона человек.

Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Nutrition. Специалисты изучили информацию о 1,96 миллиона участников, среди которых было зафиксировано 8856 случаев рака поджелудочной железы.

Выяснилось, что у людей, которые потребляли больше всего красного мяса, риск заболевания был на 16 процентов выше по сравнению с теми, кто ел его реже. Также была обнаружена линейная зависимость: каждые дополнительные 100 граммов красного мяса в день увеличивали риск рака поджелудочной железы примерно на 10 процентов.

К красному мясу относятся говядина, свинина, баранина и другие виды мяса млекопитающих. При этом для переработанного мяса — колбас, сосисок, бекона и других подобных продуктов — статистически значимой связи с риском рака поджелудочной железы не выявлено.

Авторы отмечают, что результаты предыдущих исследований по этому вопросу были противоречивыми, поэтому был проведён крупный метаанализ. Учёные подчёркивают, что работа показывает лишь связь, а не прямую причинно-следственную зависимость.

Однако полученные данные указывают на то, что ограничение потребления красного мяса может снизить риск одного из самых опасных видов онкологических заболеваний. Ранее учёные выяснили, что употребление красного мяса связано с небольшим повышением риска инсульта.

Лента ру

Исследование опровергает прежние представления о климате Атлантики
Учёные из Университета штата Флорида и Цюрихского технологического института провели исследование, которое опровергло устоявшиеся представления о долгосрочных колебаниях температуры в Атлантическом океане.

Они доказали, что эти колебания в значительной степени вызваны деятельностью человека, а не естественной циркуляцией океана, как считалось ранее. В статье, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters, исследователи, возглавляемые Майклом Даймондом и Энтони Фревелетти, применили новый статистический метод к данным климатических моделей за период с 1920 по 2025 год.

Они обнаружили, что выбросы парниковых газов и загрязнение воздуха оказывают значительное влияние на температуру поверхности Атлантического океана. В отличие от Атлантического океана, в Тихом океане по-прежнему преобладают естественные климатические закономерности, такие как Эль-Ниньо и Ла-Нинья.

Ранее учёные полагали, что долгосрочные изменения температуры в Атлантике были связаны с Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляцией (АМОК), однако новые данные указывают на то, что эти изменения более непосредственно связаны с антропогенными факторами. «Наши выводы ставят под сомнение теорию о естественной изменчивости в Атлантике», — отметил Фревелетти.

Он добавил, что понимание различий между природными и антропогенными факторами имеет критическое значение для прогнозирования будущих температур и их влияния на общество. Для анализа перекрывающихся сигналов исследователи использовали метод анализа повёрнутой низкочастотной компоненты (RLFCA), который позволяет выявлять закономерности изменения температуры со временем.

Это открытие подчёркивает необходимость дальнейших исследований для лучшего понимания изменений климата и их последствий.

Московский комсомолец

Победи возраст с фосфатидилхолином
Немецкие учёные из Института старения имени Лейбница в Йене обнаружили, что снижение энергии в клетках с возрастом связано с уровнем фосфатидилхолина.

Это вещество — липид, который входит в состав клеточных мембран. Специалисты выяснили, что с годами митохондрии теряют часть своей работоспособности.

Причина — уменьшение эластичности их мембран, которое ведёт к раздроблению органелл и ухудшению их функций. Хотя генерация энергии не прекращается, процесс становится менее стабильным, а способность энергии гибко распределяться утрачивается.

В результате у клеток снижается метаболическая пластичность — возможность быстро приспосабливаться к повышенным нагрузкам. Авторы работы считают, что этот процесс можно обратить вспять.

Эксперимент показал: всего два дня добавления в рацион фосфатидилхолина или его предшественника холина позволяют вернуть митохондриям структуру, характерную для молодого возраста. Метод сохранял эффективность даже тогда, когда терапию начинали в среднем или пожилом возрасте.

Ранее команда Университета Монаша выявила, что белок NOX4, присутствующий в скелетных мышцах, играет ключевую роль в поддержании здоровья и физической активности у пожилых людей.

Московский комсомолец