• 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

Завтрак помогает избежать психологических проблем
Китайские исследователи опубликовали в British Journal of Nutrition (BJN) результаты работы, согласно которым подростки, редко завтракающие, гораздо чаще имеют психологические проблемы.

В эксперименте участвовали 2776 человек в возрасте от 12 до 17 лет. Специалисты изучили частоту завтраков участников, измерили жизненную ёмкость лёгких и оценили наличие психологических симптомов с помощью специального опросника.

У 14 % участников были выявлены признаки психологического неблагополучия. Психологические симптомы наблюдались у 31 % подростков, которые редко завтракают, и только у 12 % тех, кто ест завтрак почти каждый день.

После учёта других факторов оказалось, что риск психологических нарушений у редко завтракающих подростков более чем в три раза выше. Также учёные выяснили, что сочетание редких завтраков и низкой жизненной ёмкости лёгких связано с особенно высоким риском.

Вероятность психологических проблем у таких подростков была в 4,1 раза выше по сравнению с теми, кто регулярно завтракает и имеет хорошие показатели функции лёгких. Авторы подчёркивают, что состояние лёгких само по себе не связано с психическим здоровьем, но в сочетании с пропуском завтраков позволяет выделить группу повышенного риска.

Лента ру

Пробиотики снижают частоту мигрени
Китайские учёные провели анализ данных 14 клинических исследований, в которых участвовали 791 человек.

Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Nutrition. Специалисты изучали эффективность различных пищевых добавок, таких как магний, витамины, коэнзим Q10, пробиотики и их комбинации, для профилактики мигрени.

Пробиотики показали наиболее выраженное снижение частоты приступов — в среднем на 2,6 приступа в месяц по сравнению с плацебо. Хорошие результаты также продемонстрировали коэнзим Q10, витаминные комплексы и сочетание витаминов с пробиотиками.

Единственной добавкой, которая достоверно уменьшала силу головной боли, оказался магний. В среднем интенсивность приступов снижалась на 3,6 балла по десятибалльной шкале.

Ни одна из изученных добавок не смогла убедительно сократить продолжительность приступов мигрени. Учёные также выяснили, что чем дольше человек принимал добавки, тем заметнее снижалась частота приступов.

Однако специалисты подчёркивают, что имеющихся данных пока недостаточно, чтобы назвать какой-либо БАД безусловным лидером. Ранее было установлено, что соблюдение средиземноморской диеты снижает риск развития хронической мигрени.

Лента ру

Сульфорафан лечит атаксию Фридрейха
В журнале Antioxidants & Redox Signaling (ARS) исследователи Технологического университета Суинберна опубликовали работу, в которой говорится, что вещество из брокколи может лечь в основу нового метода лечения редкого наследственного заболевания нервной системы — атаксии Фридрейха.

Это заболевание вызывает постепенное разрушение нервных клеток головного и спинного мозга. Пациенты с атаксией Фридрейха со временем теряют способность ходить, говорить и обслуживать себя.

Заболевание считается неизлечимым, и эффективных методов терапии, особенно для детей, пока нет. Учёные выяснили, что сульфорафан — природное вещество, содержащееся в брокколи, — повышает уровень белка фратаксина, дефицит которого является причиной болезни.

Кроме того, сульфорафан снижает воспаление, уменьшает клеточный стресс и защищает нервные клетки от повреждений, воздействуя на несколько механизмов развития заболевания. Авторы отмечают, что сульфорафан уже имеет подтверждённый профиль безопасности у детей и взрослых и выпускается в биологически активной форме.

Теперь исследователи планируют получить финансирование для клинических испытаний. Если эффективность сульфорафана подтвердится у пациентов, это может ускорить появление доступного лечения для людей с атаксией Фридрейха.

Лента ру

Улучши качество сна с помощью йоги
Учёные из Харбинского спортивного университета провели метаанализ и выяснили, что всего две 30-минутные тренировки в неделю могут значительно улучшить качество сна.

Результаты исследования опубликованы в журнале Sleep and Biological Rhythms (SBR). В метаанализе были проанализированы данные более чем 2,5 тысячи человек, страдающих нарушениями сна, из 30 рандомизированных клинических исследований.

Исследователи сравнивали эффективность различных видов физической активности: ходьбы, силовых тренировок, аэробных нагрузок, пилатеса, тайцзи, цигун и йоги. Наилучшие результаты показала высокоинтенсивная йога.

Режим из двух занятий в неделю продолжительностью до 30 минут в течение 8–10 недель оказался наиболее эффективным. Эта программа улучшала качество сна сильнее, чем ходьба, аэробные тренировки и традиционные китайские практики.

На втором месте по эффективности оказалась ходьба, а на третьем — силовые тренировки. Авторы исследования предполагают, что эффект связан с сочетанием дыхательных техник и силовой нагрузки.

Такой формат тренировок может активировать парасимпатическую нервную систему, снижать уровень стресса и способствовать более глубокому сну.

Лента ру

Другие новости