• 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
Разработан новый способ сбора слюны
Учёные Башкирского государственного университета разработали новый метод получения слюны для анализа, который запатентовали.

Этот способ отличается своей простотой и эффективностью. Слюну для анализа собирают, в том числе для диагностики стоматологических заболеваний, таких как кариес, гингивит, пародонтит, стоматит и грибковые инфекции полости рта.

Уровень кортизола в слюне помогает выявить дефицит или избыток кальция, магния, натрия, калия и других элементов. Кроме того, исследование слюны позволяет обнаружить вирусные инфекции, а также остатки алкоголя и других психоактивных веществ.

Сегодня наиболее распространённый метод сбора слюны — это плевание в специально предназначенную ёмкость. Однако в образец попадают остатки пищи, что затрудняет анализ.

Учёные из Башкирии предложили альтернативный и не менее простой способ. Нужно поместить в рот человека тампон из бинта, затем вставить его в шприц без иглы и выдавить с помощью поршня.

В результате слюна очищается от остатков пищи, и анализ становится более точным. Автор: Николай Акимов.

Московский комсомолец

Исследователи выяснили влияние вулканов на климат
Международная группа учёных обнаружила, что древние извержения вулканов запускали в океане процессы, которые усиливали глобальное похолодание.

Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Earth & Environment. Специалисты изучили следы мощных извержений в Андах, которые происходили в позднем миоцене — от 11,6 до 5,3 миллиона лет назад.

Оказалось, что вулканический пепел, богатый железом, фосфором и кремнием, попадал в Южный океан и служил удобрением для диатомовых водорослей. Их численность резко возросла: по данным компьютерного моделирования, уже в первые два года после крупного извержения рост микроводорослей увеличивался более чем вдвое.

Водоросли активно поглощали углекислый газ из атмосферы, а после гибели вместе с накопленным углеродом опускались на дно. Этот механизм, известный как «биологический насос», надолго выводил углерод из атмосферы.

При повторении извержений с определённой периодичностью океан постепенно наращивал поглощение CO₂, и охлаждающий эффект становился долговременным. Исследователи также отметили, что в тот же период изменились морские экосистемы: средний размер усатых китов вырос примерно с пяти до двенадцати метров, что могло дополнительно усиливать круговорот питательных веществ.

Учёные подчёркивают, что вулканический пепел был лишь одним из факторов похолодания и действовал в связке с изменениями океанических течений, ветров и ростом ледников. Авторы предостерегают от попыток рассматривать результаты как способ борьбы с нынешним изменением климата — современный рост концентрации углекислого газа происходит значительно быстрее, чем в древности.

Московский комсомолец

Археологи нашли древний головной убор
В Республике Ингушетия археологи обнаружили в башенном комплексе Гирети древний женский национальный головной убор курхарс со следами насильственной смерти.

Об этом проинформировало правительство региона. Были найдены два таких головных убора.

На одном из них есть два параллельных отверстия и следы крови. Реставратор Хулимат Бекова объяснила, что повреждения на головном уборе свидетельствуют о насильственной смерти его владелицы.

Удар копьём был нанесён сверху вниз, пробив череп и оставив следы крови на ткани изделия. Археологи провели реставрацию первой части находок из ингушского комплекса Гирети.

Среди 40 фрагментов средневековой одежды, переданных в музей, выделяется курхарс из-за трагической судьбы его владелицы. Специалисты выбрали консервацию находок вместо полной реставрации, чтобы сохранить не только структуру и материал, но и важные исторические детали, которые рассказывают о трагической судьбе девушки, чьи останки были обнаружены.

Московский комсомолец

Объяснена причина зависимости от соцсетей
Миллионы пользователей проводят много времени, просматривая короткие ролики в бесконечной прокрутке, и многие из них замечают, что не могут оторваться от экрана, даже когда планировали остановиться.

Китайские нейробиологи провели исследование, чтобы объяснить этот феномен. Они выяснили, что просмотр увлекательного контента может временно снижать активность областей коры, которые отвечают за сознательный контроль и саморегуляцию.

Учёные из Чжэцзянского университета под руководством Тяньтяня Хуна изучили две структуры мозга: переднюю поясную кору и префронтальную кору. Передняя поясная кора отслеживает конфликты и регулирует усилия при решении задач, а префронтальная кора отвечает за удержание внимания и подавление импульсов.

Вместе эти области образуют основу системы когнитивного контроля. В эксперименте участвовали 56 добровольцев со средним возрастом около 23 лет.

Сначала им провели протонную магнитно-резонансную спектроскопию для оценки уровней нейрохимических веществ, а затем предложили просматривать короткие видеоролики в функциональном томографе. Сеанс длился два блока по 6 минут каждый, при этом участники могли пропускать неинтересные клипы.

Результаты показали, что при просмотре увлекательных роликов активность обеих зон контроля заметно снижалась по сравнению с фоновым состоянием. При «скучных» видео дорсолатеральная префронтальная кора также подавлялась, а вот передняя поясная кора сохраняла средний уровень.

Примечательно, что зрительные отделы мозга работали одинаково активно в обоих случаях. У испытуемых с более высоким содержанием глутамата в передней поясной коре подавление активности было слабее — их мозг сохранял большую часть контрольных функций.

ГАМК значимого влияния не оказал. Авторы отметили, что во время просмотра усиливалась функциональная связь между двумя зонами, но это не улучшало самоконтроль — напротив, области синхронно переходили в режим пониженной активности.

Эти данные помогают понять, почему некоторые люди особенно подвержены бесконечному зависанию в ленте. Дело не только в алгоритмах приложений, но и в индивидуальных нейрохимических особенностях реакции на приятный визуальный поток.

Московский комсомолец