• 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

Изучай гамма-всплески
Гамма-всплески — одни из наиболее заметных явлений во Вселенной.

Они возникают, например, при коллапсе массивных быстро вращающихся звёзд или при слиянии нейтронных звёзд. В эти моменты выделяется огромное количество энергии, которое может сделать всплеск ярче целой галактики.

В ГАИШ МГУ рассказали, что телескопы сети МАСТЕР автоматически начали поиск «оптического аналога вспышки» через 68 секунд после получения уведомления о гамма-сигнале от зарубежных коллег. Первым к съёмке приступил МАСТЕР-Таврида (телескоп в Крыму), а через 121 секунду к поиску присоединился МАСТЕР-Кисловодск.

Так был обнаружен новый источник света, связанный с гамма-всплеском. После этого учёные из Японии, Израиля, Франции и Великобритании также направили свои телескопы в указанную область неба.

Они тоже зафиксировали свечение, которое быстро теряло яркость. По словам специалистов, это нормальное поведение для оптического послесвечения гамма-всплеска.

Учёных, наблюдающих за подобными свечениями, интересует механизм выброса вещества и энергии, условия вокруг источника всплеска и направление выброса. Гамма-всплеск 260604C, несмотря на яркую вспышку, не стал рекордным по яркости.

Самым мощным за всю историю наблюдений остаётся гамма-всплеск GRB 221009A, зарегистрированный 9 октября 2022 года. В Институте космических исследований РАН пояснили, что GRB 221009A был настолько мощным, что «ослепил» большинство космических детекторов гамма-излучения.

Их приборы «захлебнулись» в счёте пришедшего числа фотонов. Восстановить картину помогли российские инструменты: прибор «Конус» на борту аппарата WIND и телескоп ART-XC на борту обсерватории «Спектр-РГ».

Благодаря им удалось выяснить, что в результате вспышки было выделено энергии более чем 6,5 масс Солнца.

Московский комсомолец

Выявляют скрытый атеросклероз
Учёные из Дании и Испании выяснили, что скрытый атеросклероз может развиваться ещё в молодости, задолго до того, как появятся сердечно-сосудистые заболевания и заметные симптомы.

Исследование, опубликованное в The New England Journal of Medicine (NEJM), показало, что признаки скрытого атеросклероза обнаруживаются даже у людей в возрасте от 18 до 29 лет. В исследовании приняли участие 16 808 человек без диагностированных атеросклеротических сердечно-сосудистых заболеваний.

Состояние сосудов оценивали с помощью трёхмерного УЗИ сонных и бедренных артерий, а коронарные артерии исследовали с помощью компьютерной томографии. Результаты показали, что признаки скрытого атеросклероза обнаружены у 57,1% участников.

Среди людей 18–29 лет бляшки выявлены у 8,7% мужчин и 6,7% женщин. С возрастом распространённость атеросклероза значительно увеличивалась, а объём бляшек рос особенно быстро.

У молодых людей поражение обычно затрагивало только один участок сосудистой системы, в то время как с возрастом всё чаще обнаруживались изменения сразу в нескольких группах артерий. При этом изолированный атеросклероз коронарных артерий встречался сравнительно редко.

Исследователи считают, что результаты показывают: изменения сосудов могут начаться за десятилетия до появления клинических проявлений сердечно-сосудистых заболеваний. Ранее учёные выяснили, что молекулярные признаки риска болезней сердца и почек могут появляться уже у детей.

Лента ру

Определите причину покраснения лунок ногтей
Учёные из Медицинской школы Ратгерского университета выяснили, что покраснение лунок у основания ногтей может быть связано с различными заболеваниями, включая сердечно-сосудистые и аутоиммунные.

Их обзор опубликован в журнале The American Journal of the Medical Sciences (AJMS). Лунула — это светлая область в форме полумесяца у основания ногтя.

Обычно она имеет беловатый цвет, но в некоторых случаях становится красной. Это может быть признаком сердечной недостаточности, цирроза печени, ревматоидного артрита, очаговой алопеции или отравления угарным газом.

Согласно обзору, покраснение сразу нескольких ногтей может указывать на системное заболевание. Если же изменение цвета затронуло только один ноготь, то причиной могут быть местные нарушения, такие как кровоизлияние, инфекция или образование под ногтем.

Точный механизм покраснения пока неизвестен. Учёные предполагают, что оно может быть связано с расширением мелких кровеносных сосудов и усилением кровотока под ногтем.

Авторы подчёркивают, что красные лунулы не позволяют поставить диагноз. Однако при появлении такого изменения на нескольких ногтях рекомендуется обратить внимание на состояние здоровья и при необходимости пройти обследование.

Лента ру

Силовые тренировки уменьшают симптомы депрессии
Учёные провели рандомизированное исследование и выяснили, что силовые тренировки помогают уменьшить симптомы депрессии у молодых женщин с повышенной тревожностью.

Даже упражнения с небольшой нагрузкой показали свою пользу. Результаты исследования опубликованы в Journal of Affective Disorders (JAD).

В эксперименте участвовали 55 женщин в возрасте от 18 до 40 лет с признаками генерализованной тревоги. В течение восьми недель одна группа выполняла силовые упражнения средней и высокой интенсивности — с нагрузкой 70–80 процентов от одноповторного максимума.

Другая группа тренировалась с лёгкими весами — около 20 процентов от максимума. К концу эксперимента симптомы депрессии значительно уменьшились в обеих группах.

Эффект сохранился и спустя месяц после завершения тренировок. Улучшения в группе с более интенсивными нагрузками были более выраженными, но статистически значимой разницы между двумя режимами учёные не обнаружили.

Таким образом, для улучшения эмоционального состояния могут быть полезны не только тяжёлые силовые тренировки, но и занятия с небольшими весами. Однако исследование было небольшим и включало только молодых женщин с повышенной тревожностью, поэтому результаты нельзя автоматически переносить на всех людей с депрессией.

Ранее учёные выяснили, что жизнь рядом с лесными зонами снижает потребность в антидепрессантах.

Лента ру

Другие новости