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.

В исследовании, опубликованном в International Journal of Molecular Sciences (IJMS), приняли участие 68 человек: пациенты с болезнью Альцгеймера и здоровые добровольцы. Участникам оценивали состояние дёсен, уровень гигиены, когнитивные функции и иммунные показатели.

Оказалось, что у пациентов с болезнью Альцгеймера наблюдается сбой иммунного ответа: в обычном состоянии он ослаблен, но при контакте с бактериями становится чрезмерно активным. Кроме того, выяснилось, что чем сильнее воспаление дёсен, тем хуже результаты тестов на память и мышление.

Это касается даже лёгких форм воспаления, таких как гингивит, который часто остаётся без внимания. Авторы исследования подчёркивают, что хроническое воспаление в полости рта может оказывать системное влияние и участвовать в процессах, связанных с нейродегенерацией.

Они отмечают, что регулярная гигиена полости рта может быть важным фактором профилактики и замедления когнитивных нарушений. Ранее учёные выяснили, что природное соединение из кофейных зёрен снижает воспаление тканей дёсен.

Результаты опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B (PRS B). Выяснилось, что у мужчин длительное воздержание приводит к увеличению окислительного стресса, повреждению ДНК сперматозоидов, снижению их подвижности и жизнеспособности.

Хотя общий эффект оказался умеренным, он имеет статистическую значимость. У животных негативные последствия были более выраженными: уменьшилась вероятность оплодотворения, ухудшилось качество эмбрионов.

Учёные подчёркивают, что сперматозоиды — это очень уязвимые клетки, которые почти не могут восстанавливать повреждения. Со временем из-за активного обмена веществ и воздействия свободных радикалов в них накапливаются дефекты, и их «функциональный возраст» увеличивается, даже если организм остаётся молодым.

Авторы считают, что результаты исследования могут быть полезны для репродуктивной медицины, в том числе при ЭКО. Они отмечают, что оптимальное время воздержания должно учитывать баланс между количеством и качеством сперматозоидов.

В журнале Science Advances были опубликованы результаты исследования, в котором изучалось влияние пшеничной клетчатки на организм. Эксперименты проводились на мышах, и выяснилось, что кишечные бактерии преобразуют пшеничную клетчатку, в результате чего образуются биологически активные вещества, включая полифенолы.

Эти соединения влияют на иммунные клетки и подавляют воспалительные процессы, предотвращая развитие заболеваний кишечника. Авторы исследования подчёркивают, что в современном питании всё чаще присутствуют рафинированные продукты, например, белый хлеб, в которых практически нет клетчатки.

Это может быть одной из причин роста распространённости воспалительных заболеваний кишечника. При этом пшеничная клетчатка действует иначе, чем другие виды клетчатки, активируя особые противовоспалительные механизмы через микробиоту.

Несмотря на то что исследование проводилось на животных, учёные считают, что употребление цельнозерновых продуктов может стать простым способом поддержания здоровья кишечника и снижения риска воспаления. Ранее было установлено, что чернослив благоприятно влияет на кишечную микрофлору.

В журнале Advanced Science (AS) опубликована их работа, в которой говорится, что молекула альфа-амирин защищает ключевые процессы в мозге и может лечь в основу будущих препаратов. В ходе исследования было обнаружено, что альфа-амирин препятствует накоплению токсичных белков, повреждающих нейроны.

Также вещество поддерживает работу митохондрий — «энергетических станций» клеток, от которых зависит нормальное функционирование мозга. Эксперименты на мышах с моделью болезни Альцгеймера показали, что при приёме альфа-амирина у них снижалось накопление вредных веществ и улучшалась память.

Учёные также выяснили, что молекула способна проникать из крови в мозг и достаточно долго сохраняется в организме, что важно для потенциального лекарственного применения. Исследователи подчёркивают, что альфа-амирин содержится не только в маракуйе, но и в других фруктах и овощах.

Они считают, что полученные данные подтверждают: питание, богатое растительными продуктами, может быть связано с более низким риском деменции. Ранее учёные выяснили, что соединение из кожуры апельсина замедляет развитие хронической болезни почек.