• 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

Изучают Деймос
Деймос, названный в честь сына греческого бога Ареса, что в переводе с древнегреческого означает «ужас», представляет собой небольшой бугристый камень, по форме напоминающий картофелину.

В римской мифологии Арес также известен как Марс. Деймос находится на расстоянии около 24 тысяч километров от поверхности Марса.

Орбитальные аппараты наблюдают за ним с 1970-х годов, в том числе во время недавнего пролёта миссии «Гера» Европейского космического агентства в марте 2025 года. «Гера» направляется к астероиду, чтобы изучить последствия миссии НАСА DART, в рамках которой космический аппарат был намеренно направлен на столкновение с небольшим спутником, вращающимся вокруг более крупного астероида.

Орбитальные снимки показали, что в отличие от своего спутника Фобоса, на котором много кратеров и который в переводе с древнегреческого означает «страх», Деймос гораздо более гладкий и покрыт загадочным слоем пыли и обломков, называемым реголитом. Учёные давно пытаются выяснить, что стало причиной образования кратера и слоя пыли.

Сопоставив снимки, сделанные аппаратом «Гера» во время пролёта мимо Деймоса, с результатами моделирования ударного воздействия, авторы нового исследования, опубликованного во вторник в журнале Nature Astronomy, предположили, что Деймос был преобразован в результате падения одного крупного астероида, что привело к образованию впечатляющего полярного кратера и глобального слоя пыли. Это предположение может быть проверено в ходе миссии Японского агентства аэрокосмических исследований по исследованию спутников Марса, известной как MMX, запуск которой ожидается до конца этого года.

Ведущий автор исследования доктор Сабина Радукан, руководитель научной программы Международного института космических наук и старший научный сотрудник Брюссельского свободного университета, комментирует: «Наше исследование даёт важные и конкретные прогнозы для японской миссии MMX. Это даёт миссии MMX более чёткое представление о том, чего можно ожидать от её инструментов и, в конечном счёте, от сбора образцов».

Исследователи начали с создания сценариев столкновения Деймоса с астероидом с помощью компьютерного кода под названием «гидродинамика сглаженных частиц Бернштейна» (SPH). Этот код, разработанный в Швейцарском университете Берна более 20 лет назад, предназначен для моделирования столкновений астероидов, комет и планет, а также анализа последствий столкновения с учётом миллионов отдельных частиц, участвующих в каждом сценарии.

Сабина Радукан рассказывает: «Мы провели около сотни симуляций — каждая из них занимала около недели». В каждой симуляции варьировались размер, скорость и угол падения астероида, который мог столкнуться с Деймосом, а также внутренняя структура спутника.

Затем команда сравнила данные, полученные в ходе симуляций, с результатами наблюдений Деймоса с близкого расстояния, проведённых в рамках проекта Hera. Авторы не стали выдвигать предположений о том, когда именно на Деймосе произошёл этот древний удар, отметив лишь, что это должно было случиться спустя много времени после образования спутника.

Московский комсомолец

Нейросеть
Воздух загрязняет полость рта
Учёные из Университета Сан-Паулу выяснили, что загрязнённый воздух может повреждать ткани полости рта и способствовать потере зубов.

Исследование опубликовано в журнале Air Quality, Atmosphere amp; Health (AQAH). В ходе эксперимента мышей подвергли воздействию загрязнённого воздуха, собранного в одном из районов Сан-Паулу.

Учёные изучали влияние мелкодисперсных частиц PM2.5 — одного из основных компонентов городского загрязнения воздуха.

Оказалось, что PM2.5 усиливают воспаление тканей вокруг зубов и ускоряют потерю альвеолярной кости, которая удерживает зубы.

Разрушение этой ткани — один из основных признаков пародонтита, и в тяжёлых случаях это может привести к потере зубов. Кроме того, учёные обнаружили неожиданные изменения на языке.

Даже у животных без искусственно вызванного воспаления дёсен слизистая становилась толще, в ней увеличивалось отложение кератина и количество активированных тучных клеток. Одновременно в тканях языка и пародонта повышался уровень воспалительных молекул и усиливался окислительный стресс.

По мнению авторов, частицы загрязнённого воздуха могут воздействовать на рот двумя путями: они непосредственно контактируют со слизистой при дыхании и после попадания в лёгкие способны запускать системное воспаление, затрагивающее другие ткани организма. Ранее стало известно, что воздействие загрязнённого воздуха может ускорять старение мозга.

Лента ру

Сохраняют останки князя
В конце июля 2026 года во время реставрационных работ у южной стены Архангельского собора Московского Кремля под просевшим полом были найдены три саркофага: великого князя московского и владимирского Дмитрия Донского, его отца Ивана Красного II и удельного князя угличского Дмитрия Жилки.

Учёные получили доступ к изучению останков Дмитрия Донского из-за повреждения крышки саркофага, на которой были две трещины. Требовалось проверить состояние мощей святого.

В саркофаге Дмитрия Донского были обнаружены останки мужчины 35–45 лет, покрытые золотистым текстилем. Антропологи предварительно установили, что рост Дмитрия Ивановича составлял 175–177 сантиметров, что было довольно высоким для средневекового мужчины.

Руки погребенного были скрещены на груди, как того требовал погребальный обряд XIV века, и останки сохранили анатомический порядок, за исключением небольших нарушений на правой стопе. Директор ИА РАН Николай Макаров пояснил, что останки великого князя прекрасно сохранились, и было принято решение ограничить академическую программу исследования ради сохранения целостности погребения как святыни.

Учёный добавил, что под одеждой сохранились мягкие ткани тела князя, которые могли бы быстро разрушиться при перемещении. Метод восстановления лица по черепу, разработанный Михаилом Михайловичем Герасимовым в 1950-х годах, требует на первом этапе работы перемещения черепа для его анализа.

Современные технологии цифровой обработки объекта значительно расширили возможности метода Герасимова. По словам сотрудника отдела теории и методики ИА РАН, кандидата исторических наук Ирины Решетовой, современные методы визуализации позволяют создать цифровую копию объекта, не извлекая скелет из погребения.

Можно сделать серийную съёмку в определённых ракурсах и с хорошим освещением или записать видео в определённом режиме, а потом по этим материалам построить 3D-модель черепа. Учёные считают, что имеющимися методами максимально достоверный портрет Дмитрия Донского «написать» вполне возможно, даже без особенностей затылочной части головы, которую просканировать без перемещения из саркофага не получится.

Пока учёные не готовы форсировать события с дальнейшим воссозданием внешности Дмитрия Донского. Сейчас все работы находятся на начальной стадии, изучение такого памятника требует времени.

Но специалисты уже сегодня точно не сомневаются, что великий князь был князем-воином. Литературные памятники рисуют его именно воином, и антропометрические данные, которые были получены, являются подтверждением — у него были сильные мышцы рук, хорошо развитый плечевой пояс.

Учёные намерены изучить всё, что у них имеется: от костных останков до частичек погребального одеяния князя.

Московский комсомолец

Измерь талию для оценки рисков
Учёные изучили данные 6905 человек старше 65 лет и пришли к выводу, что окружность талии может быть более надёжным индикатором риска преждевременной смерти, чем индекс массы тела (ИМТ).

Результаты исследования опубликованы в Journal of the American Geriatrics Society (JAGS). Исследователи наблюдали за участниками с 2011 по 2024 год и сравнили два наиболее распространённых показателя.

ИМТ рассчитывается по соотношению роста и веса и обычно используется для оценки наличия недостаточного веса, избыточной массы тела или ожирения. Окружность талии позволяет оценить количество жира в области живота.

Оказалось, что увеличенная окружность талии была связана с более высоким риском смерти независимо от ИМТ. У мужчин этот риск был выше на 24 процента, похожая закономерность наблюдалась и у женщин.

При этом высокий ИМТ сам по себе не означал повышенный риск. Особенно неблагоприятной оказалась ситуация, когда у человека был нормальный ИМТ, но при этом увеличенная окружность талии.

Авторы считают, что при оценке здоровья пожилых людей недостаточно ориентироваться только на рост и вес. Измерение окружности талии может дать более точное представление о рисках, поскольку отражает накопление висцерального жира, который тесно связан с заболеваниями сердца, сосудов и нарушениями обмена веществ.

Лента ру

Другие новости