• 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
Сочетай кардио с силовыми для здоровья
Учёные в издании Journal of Science and Medicine in Sport (JSMS) опубликовали результаты исследования, согласно которым сочетание силовых и аэробных тренировок более эффективно защищает от хронических заболеваний, чем только кардионагрузки, такие как бег или ходьба.

В течение девяти лет специалисты наблюдали за более чем 8 тысячами жителей Австралии в возрасте от 40 до 64 лет. Они анализировали риск развития хронических заболеваний у тех, кто регулярно выполнял только аэробные упражнения, только силовые тренировки или совмещал оба вида физической активности.

Выяснилось, что наиболее выраженный защитный эффект наблюдался у тех, кто сочетал кардио и силовые нагрузки. У участников, которые следовали рекомендациям по обоим видам активности, риск развития сахарного диабета 2 типа оказался ниже на 50 процентов, гипертонии — на 24 процента, а некоторых видов рака — на 23 процента по сравнению с людьми, которые практически не занимались спортом.

При этом учёные подчёркивают, что польза силовых упражнений выходит за рамки эффектов, которые обеспечивают одни лишь аэробные нагрузки. В рекомендациях по здоровому образу жизни обычно основной акцент делается на кардиотренировках, однако силовые упражнения не менее важны.

К ним относятся занятия с отягощениями, эспандерами или упражнения с собственным весом, например, приседания, отжимания и выпады.

Лента ру

Нейросеть
Оцени риски сердечно-сосудистых заболеваний
Исследования, опубликованные в Journal of the American College of Cardiology (JACC), показали, что окружность талии и соотношение талии к бёдрам более точно оценивают риск сердечно-сосудистых заболеваний, чем индекс массы тела (ИМТ).

Учёные изучили данные более 260 тысяч человек, за которыми наблюдали около 20 лет. Они сравнили, насколько хорошо ИМТ, окружность талии и соотношение талии к бёдрам предсказывают риск инфаркта, инсульта, сердечной недостаточности, фибрилляции предсердий и смерти от сердечно-сосудистых причин.

Оказалось, что у многих людей с нормальным ИМТ было опасное накопление жира в области живота, которое связано с повышенным риском заболеваний сердца. Например, среди людей с нормальным весом по ИМТ около 18 процентов имели повышенное соотношение талии к бёдрам.

У таких участников риск большинства сердечно-сосудистых заболеваний оказался на 15–50 процентов выше по сравнению с людьми, у которых жир не концентрировался в области живота. В то же время некоторые участники с ожирением по ИМТ, но без выраженного абдоминального ожирения, не демонстрировали более высокого риска по большинству изученных показателей.

Авторы исследования подчёркивают, что одного лишь расчёта ИМТ недостаточно для оценки здоровья. Висцеральный жир, который окружает внутренние органы брюшной полости, представляет наибольшую опасность, так как способствует хроническому воспалению, развитию диабета и болезней сердца.

Лента ру

Выяви связь микропробуждений и риска Альцгеймера
Учёные, опубликовавшие результаты своего исследования в журнале Sleep, выяснили, что частые микропробуждения во время сна могут быть одним из ранних признаков риска развития болезни Альцгеймера.

Это может проявляться ещё до возникновения первых проблем с памятью. Для анализа использовались данные о сне более чем 500 здоровых добровольцев.

На основе генетической информации для каждого участника был рассчитан полигенный риск развития болезни Альцгеймера. Оказалось, что у людей в возрасте от 50 до 69 лет более высокий генетический риск был связан с более частыми ночными микропробуждениями.

Это короткие эпизоды активации мозга, которые обычно не будят человека полностью, но нарушают структуру сна. У молодых участников такой связи обнаружено не было.

Авторы исследования также изучили голубое пятно — небольшую область ствола мозга размером с рисовое зерно. Эта структура участвует в регуляции сна и бодрствования.

Именно в этом участке одними из первых при болезни Альцгеймера начинают накапливаться патологические белки. Учёные считают, что нарушения сна могут быть связаны с ранними изменениями в работе этой структуры задолго до появления клинических симптомов.

Исследователи подчёркивают, что пока речь идёт лишь о статистической связи, а не о способе диагностики заболевания. Однако в будущем анализ сна может стать простым и доступным инструментом для выявления людей с повышенным риском болезни Альцгеймера.

Ранее учёные выяснили, что ограничение потребления сахара в первые 1000 дней жизни снижает риск развития болезни Альцгеймера.

Лента ру

Нейросеть
Фруктоза способствует распространению раковых клеток
В журнале Nature Aging опубликована работа, в которой исследователи пришли к выводу, что после химиотерапии некоторые опухолевые клетки могут выделять фруктозу.

Это вещество способствует распространению оставшихся раковых клеток. Учёные изучали рак яичников и обнаружили, что часть опухолевых клеток после воздействия химиотерапии не погибает, а переходит в особое состояние.

В экспериментах на клетках и мышах было установлено, что фруктоза облегчает отделение раковых клеток от опухоли. Это является первым этапом образования метастазов.

Исследование показало, что фруктоза изменяет обмен веществ в клетках и снижает выработку холестерина. Холестерин помогает клеткам удерживаться вместе, поэтому из-за снижения его выработки связь между клетками ослабевает, и они легче распространяются по организму.

Мыши, получавшие рацион с высоким содержанием фруктозы, имели больше метастаз, чем животные, получавшие глюкозу. Авторы подчёркивают, что результаты получены только в экспериментах на животных и клеточных культурах.

Они не означают, что употребление фруктозы само по себе вызывает распространение рака у людей. Однако исследователи считают, что ограничение фруктозы во время лечения может стать дополнительным способом снизить риск метастазирования.

Лента ру

Другие новости