• 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

Пингвины теряют популяцию
За последние 14 лет крупнейшая в мире колония полосатых пингвинов на острове Заводовского, входящем в состав отдалённых Южных Сандвичевых островов недалеко от Антарктиды, потеряла почти две трети своей популяции.

Исследователи связывают это с климатическими изменениями в Южном океане, которые повлияли на доступность основного источника пищи для пингвинов — антарктического криля. Согласно британскому исследованию, с 2011 по 2025 год численность колонии сократилась на 63 процента.

Если в начале периода здесь гнездилось около 1,09 миллиона пингвинов, то к концу осталось всего 402 тысячи особей. Это означает потерю более 680 тысяч птиц.

Для оценки снижения численности исследователи использовали беспилотники, аэрофотосъёмку, спутниковые наблюдения и устройства слежения, прикреплённые к пингвинам. Это позволило им изучить изменения в колонии и определить, где птицы ищут пищу.

Эколог Норман Рэтклифф объяснил, что данные наблюдений показали: птицы предпочитают кормиться в более прохладных водах к северо-западу от острова Заводовского, где они обычно ожидают найти криль. Полученные данные вызывают обеспокоенность по поводу популяций этого вида пингвинов на Южных Сандвичевых островах, которые составляют значительную часть мировой популяции.

Исследователи предполагают, что скорость и масштабы сокращения могут послужить основанием для пересмотра статуса сохранения африканских пингвинов. Сейчас Международный союз охраны природы (МСОП) классифицирует этот вид как «вызывающий наименьшую озабоченность».

Это означает, что в настоящее время он не считается находящимся под угрозой исчезновения в соответствии с системой оценки организации.

Московский комсомолец

Физическая активность помогает при болезни Паркинсона
Учёные из Университета Цинциннати выяснили, что регулярные физические нагрузки могут замедлять ухудшение памяти, мышления и двигательных функций у людей с болезнью Паркинсона.

Результаты исследования опубликованы в журнале Neurology. В эксперименте участвовали 294 человека с лёгкой и умеренной стадиями болезни Паркинсона, средний возраст которых составлял 66 лет.

За состоянием участников наблюдали до семи лет, ежегодно оценивая их память, мышление и выраженность двигательных нарушений. Людей разделили на три группы в зависимости от продолжительности физической активности: до четырёх часов в неделю, от четырёх до восьми часов и более восьми часов.

Учитывались не только тренировки, но и быстрая ходьба, плавание, работа по дому и другие повседневные занятия. Оказалось, что у людей с низкой активностью результаты тестов на память и мышление ежегодно снижались в среднем на 0,478 балла по 30-балльной шкале.

При средней активности снижение составляло 0,09 балла, а при высокой — всего 0,007 балла. Аналогичные различия обнаружили и в двигательных функциях.

У наименее активных участников выраженность симптомов постепенно увеличивалась, тогда как у более активных показатели в среднем улучшались. Исследователи установили, что как общая продолжительность физической активности, так и её интенсивность связаны с более медленным ухудшением состояния.

Авторы считают, что регулярное движение может играть важную роль в сохранении самостоятельности людей с болезнью Паркинсона. Ранее учёные выяснили, что болезнь Паркинсона и когнитивные нарушения могут изменять запах тела человека.

Лента ру

Леса Таймыра продвигаются на север
Лукунский лес находится на юге от реки Лукунской, которая является притоком Хатанги.

С начала прошлого века учёные наблюдают за растительным миром этого леса и выяснили, что древесные растения постепенно продвигались на Таймыр. Особенно активно этот процесс шёл в последние пятьдесят лет.

Причина — активное таяние ледников в регионе, которое позволило лесам, включая Лукунский, разрастись. Лиственницы, которые являются основной древесной растительностью этого леса, за сто с небольшим лет приблизились к Северному полюсу на пятьсот метров.

Этот феномен интересен тем, что подтверждает теорию о потеплении климата. Как рассказал «МК» научный сотрудник Института биологии Владимир Елсаков, такая «миграция» растений не означает, что в арктическом регионе стало жарче.

Средние и абсолютные значения летней температуры не сильно выросли. Специалисты, обработав данные отдельных метеостанций Арктики, пришли к выводу, что произошло лишь смещение фаз развития растений: весной — на более ранние сроки, осенью — на более поздние.

Однако такое смещение увеличило период активной жизни лесной растительности. Это и привело к тому, что деревья и другие растения переселились в более северные районы, где их раньше не было.

Таким образом, мы уже живём в изменившейся природной среде. Год от года изменения усиливаются, и человечество должно приспособиться к ним.

Московский комсомолец

Кот встречает хозяина заранее
Родственник рассказал нам о том, как кот встречал его после недельной разлуки, неотступно дежуря на подоконнике и наблюдая за дорогой.

Такое поведение питомца показалось необычным. Варвара Семёнова, с которой мы обсуждали этот случай, объяснила, что животные, живущие с человеком, чувствительны и настроены на своего хозяина и других близких людей.

Они могут не понимать смысла слов, но подмечают интонации, выражения лиц и микродетали в поведении. Коты и собаки могут слышать звуки, которые мы не замечаем, например, хлопок двери в подъезде или звук лифта.

Они хорошо знают наше расписание, поэтому могут предугадать время нашего прихода. Если мы живём по расписанию, то тоже неосознанно предугадываем, когда вернётся кто-то из близких.

Варвара Семёнова также отметила, что животные могут накапливать информацию о нашем поведении и делать выводы. Например, кот может заметить, что хозяин за несколько дней до приезда начинает что-то переставлять или готовить праздничный обед.

Животное подмечает эти детали и начинает готовиться к встрече. Физиолог подчеркнула, что такие действия животного можно объяснить результатом наблюдения и его звериным чутьём.

Она также отметила, что у людей может быть развит «дар предсказания», основанный на считывании невербальной информации. Мы обрабатываем огромное количество информации, но не всегда осознаём её.

Поэтому некоторым кажется, что они что-то предугадывают магическим образом.

Московский комсомолец

Другие новости