• 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
Созданы плазмонные чернила для быстрой диагностики синегнойной палочки
Учёные из МФТИ и МГУ создали уникальные плазмонные чернила, в основе которых лежат наночастицы золота.

Они предназначены для быстрой диагностики синегнойной палочки — опасного возбудителя внутрибольничных инфекций. Этот метод не требует лабораторных условий, посевов и сложной подготовки.

Для получения результата достаточно взять мазок, использовать чернила и портативный спектрометр. Синегнойная палочка вызывает тяжёлые пневмонии, сепсис и поражения внутренних органов.

Она устойчива к антибиотикам, и выявить её на ранней стадии было невозможно. Стандартная диагностика занимала у медиков 2–3 дня.

Врачи назначали препараты заранее, что вело к росту лекарственной устойчивости и ухудшало прогноз для пациента. Новая разработка детектирует пиоцианин — характерный пигмент, который выделяет синегнойная палочка.

Учёные использовали золотые «нанозвёзды» — частицы с острыми шипами. Такая форма концентрирует электромагнитное поле и усиливает сигнал близлежащих молекул в миллионы раз.

Чернила поместили в обычный стержень для ручки. Достаточно нанести их на мазок слюны или на бумажную сенсорную поверхность и поднести портативный спектрометр.

«Это простой и доступный инструмент для быстрого принятия решений о терапии, — рассказала МК младший научный сотрудник химического факультета МГУ Евгения Афонюшкина. — Подобных разработок в других странах пока нет.

Разве что китайцы пробуют изобрести нечто подобное, но их разработка отличается по составу. Преимущество изобретения в том, что сенсорная поверхность готовится прямо в месте проведения анализа.

Почему выбрали именно золото? Благородные металлы всегда хороши в наночастицах.

Золото более стабильно с точки зрения хранения. Серебро, кстати, обладает более сильным эффектом, но золото дольше хранится».

Московский комсомолец

Голодание помогает контролировать диабет
Учёные из Университета Иллинойса в Чикаго провели исследование и выяснили, что прерывистое голодание может помочь людям с диабетом первого типа лучше контролировать уровень сахара в крови.

При этом риск опасных осложнений не повышается. Результаты работы опубликованы в журнале Diabetes Care (DC).

В эксперименте участвовали 32 взрослых человека с диабетом первого типа и ожирением. Их случайным образом разделили на три группы.

Первая группа питалась только с 12:00 до 20:00 без подсчёта калорий, вторая — сокращала калорийность рациона на 25 процентов, а третья — не меняла привычный образ жизни. Эксперимент продолжался шесть месяцев.

У участников, которые придерживались восьмичасового окна для приёма пищи, уровень гликированного гемоглобина (HbA1c) снизился в среднем на 0,5 процентного пункта по сравнению с группой, ограничивавшей калорийность. При этом исследователи не обнаружили увеличения риска тяжёлой гипогликемии, выраженной гипергликемии или диабетического кетоацидоза — одного из самых опасных осложнений диабета.

Авторы подчёркивают, что это первое клиническое исследование, которое показало потенциальную безопасность и эффективность прерывистого голодания для людей с диабетом первого типа. Однако они отмечают, что менять режим питания таким пациентам следует только совместно с лечащим эндокринологом.

Полученные результаты ещё предстоит подтвердить в более крупных исследованиях.

Лента ру

Связь перерывов в питании с болезнями выявили учёные
Учёные Каролинского института выяснили, что у пожилых людей, которые делают большие перерывы между приёмами пищи, хронические заболевания могут накапливаться быстрее.

Исследование охватило почти три тысячи человек старше 60 лет, проживающих в Стокгольме. За участниками наблюдали около 15 лет, и результаты были опубликованы в Journal of Internal Medicine (JIM).

Выяснилось, что у людей, которые обычно не ели по 14–24 часа подряд, хронические заболевания появлялись чаще и быстрее, чем у остальных. Связь наблюдалась как для общего числа хронических болезней, так и для сердечно-сосудистых и нейропсихиатрических заболеваний.

Особенно это было заметно у людей старше 78 лет. Авторы исследования подчёркивают, что работа выявила лишь статистическую связь и не доказывает, что именно длительное голодание ускоряет развитие заболеваний.

Однако результаты показывают, что влияние режима питания на пожилых людей может отличаться от влияния на молодых.

Лента ру

Выяснили риск болезни Паркинсона рядом с химчистками
Учёные из США выяснили, что проживание рядом с химчистками может повышать риск развития болезни Паркинсона.

Они проанализировали данные почти 19 миллионов пожилых людей, и результаты исследования были опубликованы в журнале npj Parkinsons Disease. Оказалось, что у людей, живущих на расстоянии примерно 150 метров от химчистки, вероятность развития болезни Паркинсона на 14 процентов выше, чем у тех, кто живёт дальше.

Связь ослабевает по мере увеличения расстояния. Особенно заметна она у пациентов с нарушением походки, падениями и ухудшением когнитивных функций.

Авторы исследования связывают эту закономерность с длительным воздействием хлорированных растворителей — трихлорэтилена (TCE) и перхлорэтилена (PCE), которые использовались в химчистках для удаления загрязнений с одежды. Эти вещества могут сохраняться в почве и грунтовых водах многие годы даже после закрытия предприятий.

Учёные подчёркивают, что исследование выявило лишь статистическую связь, а не доказало причинно-следственную зависимость. Ранее было установлено, что болезнь Паркинсона на раннем этапе может проявляться изменением восприятия запахов.

Лента ру

Другие новости