• Главная
  • 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
Изучи геомагнитную обстановку
Специалисты Лаборатории солнечной астрономии ИКИ и ИЗСФ РАН зафиксировали, что геомагнитное поле Земли подверглось возмущениям дважды за день.

Эти возмущения не достигли уровня магнитной бури. После полуночи уровень геомагнитных возмущений начал расти, достигнув значения, характерного для слабой магнитной бури, однако затем снизился.

Магнитные бури могут быть разных уровней интенсивности: от слабых до экстремально сильных. Некоторые учёные считают, что слабые и средние магнитные бури практически не оказывают заметного влияния на людей.

Однако эксперты советуют следить за питанием и избегать излишней физической активности в такие периоды.

Московский комсомолец

Учёные раскрывают роль альтернативных белков
В журнале Nature Communications опубликовано исследование, в котором учёные рассказали о ранее неизвестных формах белков.

Они могут быть причиной повышенного риска тяжёлого течения COVID-19, фиброза лёгких и других заболеваний. Эти формы белков долгое время оставались незамеченными.

Исследователи обнаружили, что многие генетические варианты, связанные с болезнями, действуют не через уже известные белки, а через их альтернативные формы. Они образуются в определённых тканях организма.

Эти альтернативные формы белков не были отражены в стандартных генетических базах, поэтому их роль в развитии заболеваний долгое время оставалась скрытой. Учёные изучили белок DPP9, который вырабатывается в клетках лёгких.

Они показали, что распространённый генетический вариант, встречающийся почти у каждого третьего человека, изменяет структуру этого белка и нарушает работу фермента. Это связано с более высоким риском тяжёлого течения COVID-19 и развития лёгочного фиброза.

Для подтверждения открытия исследователи использовали современные методы секвенирования. Они позволяют обнаруживать ранее неизвестные варианты РНК.

Авторы исследования считают, что результаты показывают: многие причины наследственных заболеваний могут скрываться в ещё не изученных формах белков. Это открывает новые возможности для более точной диагностики, оценки генетических рисков и разработки лекарств, воздействующих на ранее неизвестные биологические механизмы.

Лента ру

Изучи влияние света на здоровье глаз
Учёные провели исследование, в котором проанализировали данные более 82 тысяч человек.

Они пришли к выводу, что яркий искусственный свет в вечернее время может увеличивать риск развития возрастных заболеваний глаз. Результаты опубликованы в журнале GeroScience.

В течение недели участники исследования носили специальные датчики, которые каждые 1,2 секунды фиксировали уровень освещённости. Затем исследователи наблюдали за их здоровьем почти восемь лет.

Выяснилось, что у людей, которые регулярно находились вечером — с 20:00 до 23:30 — при освещённости выше 1000 люкс, риск возрастной макулярной дегенерации был на 31 процент выше, катаракты — на 18 процентов, а глаукомы — на 47 процентов выше по сравнению с теми, кто подвергался менее яркому свету. По словам авторов исследования, речь не идёт об обычном домашнем освещении, которое обычно составляет 100–500 люкс.

Основную опасность могут представлять очень яркие экраны современных устройств, мощное светодиодное освещение и профессиональные источники света высокой интенсивности. Учёные считают, что такой свет нарушает циркадные ритмы и усиливает окислительный стресс в клетках сетчатки и хрусталика.

Они рекомендуют перед сном уменьшать яркость экранов и использовать более мягкий свет, чтобы снизить потенциальное негативное влияние на здоровье глаз в долгосрочной перспективе. Ранее учёные выяснили, что атопический дерматит повышает риск отслоения сетчатки.

Лента ру

Экстракты артишока подавляют рост клеток рака
Итальянские учёные выяснили, что экстракты из отходов артишока могут вызывать гибель клеток колоректального рака.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nutrients. Исследователи изучили водные экстракты, полученные из прицветников артишока — частей растения, которые обычно остаются после переработки.

В них обнаружили полифенолы, включая производные кофейной кислоты, лютеолина и апигенина. Эти соединения известны своими антиоксидантными и противовоспалительными свойствами.

В эксперименте экстракты протестировали на двух линиях клеток колоректального рака — Caco-2 и HT29. При концентрациях от 2 мг/мл они значительно снижали жизнеспособность опухолевых клеток, а при 4 мг/мл через 48 часов почти полностью подавляли их рост.

Особенно заметный эффект показал экстракт местного апулийского сорта BriB: он вызывал апоптоз более чем у 80 процентов клеток. Дополнительный анализ показал, что экстракты активировали внутренний путь программируемой гибели клеток.

В опухолевых клетках повышался уровень белков Bax, каспазы-9 и каспазы-3, а соотношение защитного белка Bcl-2 к Bax снижалось. По словам авторов, это указывает на запуск митохондриального механизма апоптоза.

Учёные подчёркивают, что речь идёт только о лабораторных экспериментах на клеточных линиях, а не о доказанном лечении рака у людей. Однако результаты показывают, что отходы переработки артишока могут стать недорогим и экологичным источником биоактивных веществ для будущих нутрицевтиков или вспомогательных противоопухолевых разработок.

Лента ру

Другие новости