• 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

Создай новую модель прогнозирования
Государству важно иметь точные данные о возрастной структуре населения, чтобы эффективно распределять ресурсы для здравоохранения, пенсионного обеспечения и социальной поддержки.

Существующие математические модели, разработанные в прошлом веке, не всегда точны. Герман Пушкарев считает, что в их основе лежит ошибочное предположение о том, что вероятность смерти с возрастом только увеличивается.

Пушкарев утверждает, что для младенцев и маленьких детей ситуация иная: риск смерти наиболее высок в первый год жизни, и только к пяти годам он снижается. При этом для пожилых людей риск смерти с годами действительно растёт, но в XXI веке, благодаря новым лекарствам и методам лечения, люди стали жить дольше.

Новая математическая модель, предложенная группой Германа Пушкарева, учитывает современные демографические условия в России, включая падение рождаемости до исторического минимума и старение населения. Учёные проверили свою модель, используя статистику смертности всех возрастных групп за 2004–2009 годы.

Они настроили программу на основе этих данных и вывели прогноз на 2010 год. Прогноз, учитывающий динамику младенческой и детской смертности, а также ежегодный прогресс в медицине, с точностью 99,7% отразил реальные данные по смертности за 2010 год.

Автор текста — Мария Быкова.

Московский комсомолец

Нейросеть
Изучай огненные облака
Пирокумулонимбус, или «огненное облако», представляет собой огромное грозовое кучевое облако, возникающее из-за сильного жара от лесных пожаров.

Оно формируется из-за подъёма горячего воздуха над пламенем, который затем встречается с более холодными воздушными массами. Такие облака могут порождать мощные непредсказуемые ветра, нисходящие потоки и молнии.

Им также приписывают способность создавать огненные смерчи и новые очаги пожаров вдали от основного источника возгорания. Учёные серьёзно обеспокоены влиянием «огненных облаков», которые образовались этим летом над масштабными лесными пожарами в Испании, на северо-западе Тихоокеанского побережья, в Турции и на юго-западе Франции.

Например, на прошлой неделе такое облако появилось над французской деревней Саумос. Тереза Кампос, химик-атмосферолог из Национального центра атмосферных исследований США, считает, что изучение пирокумулонимбусов — важная миссия, поскольку интенсивные лесные пожары и их непредсказуемое поведение стали массовым явлением в последние годы.

«Рождённые пламенем на земле, они могут создавать собственную погоду, включая ветры и удары молний», — говорит она. Это может иметь планетарные последствия, так как дым от пирокумулонимбусов проникает в стратосферу и быстро распространяется по всему земному шару.

Дэвид Петерсон, специалист по атмосферным явлениям из Военно-морской исследовательской лаборатории США в Монтерее, отмечает, что дым от пожаров может разрушать озоновый слой, влиять на погоду и климат. «Мы знаем, что они могут затрагивать большие регионы или даже целые полушария», — говорит исследователь.

Американские учёные готовятся совершить полёт через «огненное облако» в штате Орегон на самолёте Gulfstream и взять пробы воздуха. На борту установлены воздухоочистители для поддержания комфортных условий для исследователей.

Другой, высотный реактивный самолёт, принадлежащий NASA, будет сканировать пироуглеродные облака сверху, а другие члены исследовательской группы на земле будут изучать облако при помощи мобильных радаров и метеорологических зондов. Всего в программе участвуют более 150 исследователей, включая учёных из нескольких университетов США, а также сотрудников NASA и ВМС США.

Климатолог, профессор МГУ им. Ломоносова Алексей Елисеев, комментирует: «Облака, связанные с лесными пожарами, хорошо известны — когда горит растительность, её влаге надо куда-то подниматься.

Возможно, что они способны влиять на метеорологическую обстановку, но влияние на климат неизвестно».

Московский комсомолец

Принят закон об ИИ
8 апреля этого года Государственная дума приняла закон о госрегулировании сфер применения технологий искусственного интеллекта.

В нём дано такое определение понятия «искусственный интеллект»: это комплекс технологических решений, позволяющий имитировать когнитивные функции человека (включая самообучение и поиск решений без заранее заданного алгоритма) и получать при выполнении конкретных задач результаты, сопоставимые с результатами интеллектуальной деятельности человека или превосходящие их. Когнитивные функции — это способности человека рационально воспринимать и познавать мир.

Самообучение — расширение его знаний и жизненного опыта. Способность к поиску решений без заранее заданного алгоритма — то, что обычно называют мудростью.

Илон Маск, один из самых активных деятелей в сфере ИИ, считает, что после 2027 года ИИ начнёт корректировать людей, прежде корректировавших его, и это будет не «восстание машин», а тихая утрата свободы выбора. Позволю себе поделиться личным опытом общения с ИИ.

Написав предыдущую статью для «МК», я попросил его оценить и отредактировать её для публикации в газете. Он меня похвалил, но отметил, что слишком длинно, местами трудно для понимания, а упоминание одной из стран «слишком чувствительно».

И предложил свою редакцию, вдвое короче, где всё было правильно, но не было того, ради чего я её писал. Создатели ИИ разумно предписали нейросети морально поддерживать пользователей, чтобы повысить их доверие, и отвечать так, чтобы у них было как можно меньше оснований не соглашаться с ответом.

Это достигается за счёт выбора среди релевантной информации, хранящейся в её базе данных, той, которая встречается чаще. Чем больше у ИИ активных пользователей и чем точнее они воспроизводят её ответы в своих текстах, пополняющих базы данных, тем более похожими становятся и ответы ИИ, и, как следствие, суждения его пользователей.

И тем меньше сами они различаются по взглядам и решениям. Профессор Роман Ямпольский из Силиконовой долины констатирует: создатели ИИ уже сейчас понимают, что и как он делает, хуже, чем ИИ понимает, что и как делают они.

Он сетует, что много лет призывал не подключать нейросети к Интернету и не давать им доступа к своим компьютерам, но всё шло в обратном направлении, потому что всем так было удобнее. Теперь он видит решение в глобальном запрете создания нейросетей неограниченно широкого профиля — супер-ИИ и в разрешении создавать их исключительно под конкретную задачу — причём для каждой задачи свою, не взаимодействующую с другими.

Московский комсомолец

Создают деревянные многоэтажки будущего
В России с 2019 года разрешено строить деревянные здания высотой до 28 метров, однако долгое время не было чётких правил для деревянных многоэтажек.

Ситуация изменилась с 1 апреля 2026 года, когда в России впервые официально урегулировали строительство многоквартирных домов (МКД) из дерева высотой до 15 метров. Учёные ПНИПУ разработали проект деревянных домов не прямоугольной, а шестигранной формы.

Они более устойчивы к ветру и эффективнее используют солнечный свет. В основе — смещение этажей по спирали.

Каждый следующий уровень сдвигается относительно предыдущего, и здание приобретает форму, похожую на винтовую лестницу или закрученную цепочку ДНК. Шестигранный дом лучше обтекается воздухом, что снижает ветровую нагрузку.

Кроме того, в нём можно разместить больше окон на южной стороне, что важно в условиях дефицита солнечного света. Здание меньше теряет тепло, а значит, сокращаются расходы на электроэнергию и отопление.

Сейсмостойкость — ещё один плюс нового проекта: за счёт увеличения числа несущих стен такие здания выдерживают толчки до 8 баллов. Это особенно актуально для Камчатки и Курил, где сейсмическая активность особенно высока.

Учёные разработали три варианта конструкций. Первый предусматривает выступающие перекрытия, образующие балконы и навесы.

Во второй добавлены поперечные стены для увеличения прочности здания. Третий позволяет освободить первый этаж от несущих конструкций — вместо стен там можно разместить колонны и балки, чтобы организовать общественное пространство для размещения магазинов и холлов.

Разработанные схемы — пока только концепция. Следующий шаг — проверка их на цифровых моделях.

Учёным предстоит выяснить, как многоугольные дома поведут себя при экстремальных нагрузках — от ураганных ветров до землетрясений. Если надёжность конструкции будет подтверждена, это откроет проекту путь к массовому строительству.

Материал, из которого учёные предлагают строить такие дома, — перекрёстно-клеёная древесина. Она немного напоминает фанеру, только здесь используют не тонкий шпон, а полноценные доски.

Предполагается, что такие панели делают постройки более устойчивыми к различным деформациям. К тому же вес конструкции снижается в пять раз по сравнению с железобетонной, а это значит, что не потребуется возводить дорогой и тяжёлый фундамент.

Самый часто возникающий при обсуждении деревянных домов вопрос — их пожарная безопасность. Специалисты опровергают стереотипы: деревянные панели успешно испытаны пожарными на огнестойкость на специальном полигоне.

Московский комсомолец