• 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

Нейросеть
Экстракт брокколи укрепляет кости
Учёные выяснили, что экстракт из молодой брокколи может помочь укрепить костную ткань.

Они изучили, как вещества из микрозелени этого овоща влияют на человеческие клетки. Результаты их работы опубликованы в журнале Food & Function (F&F).

Исследователи работали со стромальными клетками человека. Эти клетки могут превращаться в остеобласты — клетки, которые отвечают за образование новой костной ткани.

Когда клетки обработали экстрактом микрозелени брокколи, они активнее начали формировать минеральную основу будущей кости. Особенно заметный эффект был при высоких концентрациях экстракта.

Активность одного из ключевых маркеров формирования костной ткани увеличилась более чем в три раза по сравнению с контрольной группой. Также активнее работали гены, которые связаны с ростом и минерализацией костей.

Кроме того, клетки получили усиленную антиоксидантную защиту. Учёные отмечают, что окислительный стресс может ускорить разрушение костной ткани и способствовать развитию остеопороза.

Поэтому снижение окислительного стресса может помочь поддерживать здоровье костей. Авторы связывают результаты с высоким содержанием глюкозинолатов — природных соединений, которыми особенно богата микрозелень брокколи.

В молодых ростках этих веществ значительно больше, чем в зрелых растениях.

Лента ру

Нейросеть
Изучают влияние ультрамелких частиц на здоровье
Ультрамелкие частицы загрязнённого воздуха, имеющие размер менее 100 нанометров, могут ежегодно приводить почти к двум миллионам преждевременных смертей по всему миру.

Такие данные получила международная группа учёных. Результаты их исследования опубликованы в журнале Cardiovascular Research (CR).

Эти частицы настолько малы, что могут проникать глубоко в лёгкие, затем попадать в кровоток и достигать даже головного мозга. При этом их содержание до сих пор практически не регулируется законодательством, в отличие от более крупных частиц загрязнения воздуха.

Для оценки масштабов проблемы исследователи использовали спутниковые данные, результаты измерений качества воздуха в 155 точках мира и методы машинного обучения. На основе этих данных была составлена первая глобальная карта распространения ультрамелких частиц, которую сопоставили с информацией о смертности.

Расчёты учёных показали, что воздействие таких частиц связано примерно с 1,99 миллиона преждевременных смертей в год, что составляет около 5% всех смертей от неинфекционных заболеваний. Почти половина этих случаев приходится на болезни сердечно-сосудистой системы.

Исследователи объясняют, что ультрамелкие частицы могут вызывать окислительный стресс и воспаление, повреждать стенки сосудов и ускорять развитие атеросклероза. Это повышает риск инфаркта, инсульта, гипертонии, сердечной недостаточности и других заболеваний.

Основным источником ультрамелких частиц учёные называют сжигание топлива, особенно выбросы автомобилей, промышленных предприятий и электростанций. По оценкам авторов, ограничение их концентрации в воздухе могло бы предотвратить почти 45% связанных с ними преждевременных смертей.

Ранее учёные выяснили, что жара и загрязнённый воздух значительно повышают риск инфаркта и инсульта.

Лента ру

Поддержи здоровье мозга питанием
Учёные из Университета Земмельвейса изучили результаты сотен научных исследований и пришли к выводу, что ягоды, зелёный чай, какао, кофе и оливковое масло первого отжима могут способствовать сохранению здоровья мозга с возрастом.

Их работа была опубликована в журнале Nutrients. В обзоре авторы изучили данные лабораторных исследований, экспериментов на животных, клинических испытаний и наблюдений за людьми.

Они уделили особое внимание полифенолам — природным соединениям, которые содержатся во многих продуктах растительного происхождения. Исследователи выяснили, что полифенолы могут уменьшать воспаление и окислительный стресс, защищать нервные клетки и поддерживать их нормальную работу.

Эти процессы важны для замедления возрастных изменений мозга и снижения риска нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера. Специалисты рекомендуют регулярно включать в рацион овощи, фрукты, бобовые, цельнозерновые продукты, рыбу и орехи.

Такой набор продуктов лежит в основе средиземноморской диеты и диеты MIND, которые считаются наиболее полезными для здоровья мозга. Учёные подчёркивают, что дело не в каком-то одном «суперпродукте», а в разнообразном питании с преобладанием растительной пищи.

Отдельные добавки или экстракты не принесут такой пользы, как полноценный и сбалансированный рацион. Пока не существует продуктов, способных гарантированно предотвратить болезнь Альцгеймера или деменцию.

Однако накопленные данные свидетельствуют о том, что длительное соблюдение здорового рациона может помочь сохранить когнитивные функции и поддержать здоровье мозга с возрастом.

Лента ру

Горячая йога уменьшает симптомы депрессии
Занятия горячей йогой могут помочь уменьшить симптомы депрессии.

Такой вывод сделали учёные после рандомизированного клинического исследования, результаты которого опубликованы в журнале Journal of Affective Disorders (JAD). В эксперименте участвовали 80 взрослых с умеренной или тяжёлой формой депрессии.

Они посещали занятия горячей йогой по 90 минут в течение восьми недель. Температура в помещении во время тренировок поддерживалась около 40,5 градуса Цельсия.

Участникам рекомендовали заниматься не реже двух раз в неделю. Анализ показал, что чем больше занятий, тем лучше состояние.

Каждое дополнительное занятие снижало выраженность депрессивных симптомов в среднем на 0,72 балла по клинической шкале. В среднем показатель выраженности депрессии снизился на 13,38 балла за время программы.

Эффект не зависел от возраста, пола, образования или приёма антидепрессантов. Люди, которые уже принимали лекарства, реагировали на занятия примерно так же, как и те, кто не принимал.

Горячая йога может сочетать в себе несколько полезных воздействий: физическую нагрузку, дыхательные упражнения, концентрацию внимания и прогревание организма. Это может уменьшать зацикленность на негативных мыслях, улучшать реакцию нервной системы на стресс и влиять на процессы, связанные с регуляцией настроения.

Авторы подчёркивают, что горячая йога пока не может считаться заменой антидепрессантам или психотерапии. Кроме того, такой вид нагрузки подходит не всем и требует соблюдения мер безопасности, включая достаточное употребление воды.

Лента ру

Другие новости