• 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

Учёные обнаружили защитный для мозга ген
В ходе исследований американские учёные обнаружили ген, который может защищать мозг от возрастных изменений и помогать сохранять память.

В журнале Nature Neuroscience опубликованы результаты их работы. Исследователи изучили ген Pla2g2f, отвечающий за выработку особого фермента.

Они выяснили, что активность этого гена повышается с возрастом и при воспалении мозга. У пожилых людей с признаками болезни Альцгеймера, но сохранивших память и другие когнитивные способности, также наблюдалась повышенная активность Pla2g2f.

Чтобы выяснить роль гена, учёные изменяли его активность в мозге стареющих мышей. Снижение уровня Pla2g2f приводило к усилению воспаления, разрушению связей между нервными клетками и ухудшению памяти у животных.

В клетках мозга накапливались жировые отложения, нарушающие их работу. Повышение активности Pla2g2f защищало нервные клетки от повреждений и помогало сохранять память.

Особенно заметный эффект наблюдался, когда активность гена увеличивали у мышей среднего возраста, ещё до появления выраженных нарушений. Дополнительные эксперименты на иммунных клетках человеческого мозга показали, что Pla2g2f помогает уменьшать накопление жиров и холестерина.

Подобные изменения часто встречаются при болезни Альцгеймера и могут усиливать воспалительные процессы. Учёные предполагают, что усиление активности Pla2g2f может стать новым способом замедления старения мозга и профилактики возрастного ухудшения памяти.

Лента ру

Найден древний хищник Алжира
В триасовых отложениях на юго-востоке Алжира, в районе, который граничит с Ливией, были найдены останки гигантского земноводного.

Длина черепа этого существа достигала 60 сантиметров. Находке около 240 миллионов лет.

Новый вид получил название Stenotosaurus aitoualii в честь алжирского геолога Рашида Айт Уали. Ранее представители рода Stenotosaurus встречались учёным только в Западной Европе.

На африканском континенте их обнаружили впервые. При жизни стенотозавры были водными или полуводными хищниками, обитали в реках, озёрах и лагунах, занимая нишу доминирующего рыбоядного хищника.

Алжирские палеонтологи обратились к российскому коллеге, сотруднику Палеонтологического института РАН Борису Морковкину, чтобы понять, с какой амфибией они имеют дело. «Уникальность этой находки в том, что в одном геологическом разрезе удалось увидеть эволюционную преемственность: ниже залегают остатки более древнего Stanocephalosaurus amenasensis, а выше — нового Stenotosaurus aitoualii.

Это отражает смену двух фаунистических этапов на рубеже раннего и среднего триаса», — рассказал российский палеонтолог. «Иными словами, в одном геологическом разрезе нам удалось увидеть преемственность эволюционного процесса — предка и потомка.

Предок был примерно в два раза меньше размером. Потомок стал крупнее.

Новый вид имеет более прогрессивные черты черепа, чем его предшественник. Например, замкнутую ушную вырезку и контакт боковой затылочной и крыловидной костей.

Эти признаки характерны для таксонов, существовавших начиная со среднего триаса», — пояснил Борис Морковкин. Учёные отмечают, что это открытие помогает лучше понять эволюцию и расселение древних амфибий, а также смену фаун на заре эпохи динозавров.

Московский комсомолец

Комбуча снижает тревожность у мышей
Напиток комбуча, который также известен как чайный гриб, может оказывать положительное влияние на эмоциональное состояние и помогать снижать тревожность и проявления депрессии.

Это выяснили учёные из Миннесотского университета. Результаты их исследования опубликованы в журнале Food Bioscience (FB).

В ходе эксперимента исследователи разделили мышей на группы с разным питанием: одни животные получали пищу с высоким содержанием жиров и сахара, другие — с более низким. Часть мышей трижды в неделю получала комбучу, а остальные — обычную воду.

Эксперимент длился семь недель. Оказалось, что у мышей, употреблявших комбучу, снижались признаки тревожности и депрессивного поведения.

Положительные изменения наблюдались независимо от рациона, хотя механизмы воздействия напитка несколько различались в зависимости от питания. Кроме того, учёные обнаружили изменения в составе кишечной микрофлоры.

У животных увеличивалось количество некоторых полезных бактерий и веществ, связанных со здоровьем кишечника и передачей сигналов между ним и мозгом. Исследователи предполагают, что влияние комбучи на эмоциональное состояние может быть связано с взаимодействием кишечника и мозга.

Потенциально микроорганизмы, содержащиеся в ферментированном напитке, способны воздействовать на процессы, регулирующие настроение и поведение.

Лента ру

Фукоидан защищает органы от воспалений
Из бурых морских водорослей получают вещество, которое может защищать печень, почки и другие органы от воспалительных процессов и повреждений.

Учёные из Университета Флиндерса установили, что фукоидан, присутствующий в клеточных стенках этих водорослей, обладает мощными антиоксидантными свойствами и может быть перспективным средством для лечения разных болезней. Исследование опубликовано в журнале Archives of Toxicology (AT).

Специалисты изучили научные работы последних десяти лет, посвящённые фукоидану. Они выяснили, что это вещество снижает окислительный стресс — повреждение клеток организма свободными радикалами.

Фукоидан может защищать печень, почки, кишечник и кожу. Его рассматривают как дополнительное средство при нейродегенеративных и онкологических заболеваниях.

Особенно важно, что фукоидан уменьшает воспаление и способствует восстановлению повреждённых тканей. Это может привести к созданию специальных повязок для заживления ран, которые позволят оценить действие вещества непосредственно на коже.

Лента ру

Другие новости