• 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

Помогло ли ограничение времени приёма пищи при болезни Хантингтона
Специалисты из Орегонского университета здоровья и науки провели пилотное исследование, результаты которого были опубликованы в журнале Nature Metabolism.

Они выяснили, что ограничение времени приёма пищи может замедлить развитие болезни Хантингтона — редкого наследственного заболевания нервной системы. В эксперименте участвовали 20 пациентов с ранней стадией болезни.

Они ограничивали приём пищи шестью–восемью часами в день в течение 12 недель, сохраняя привычную калорийность рациона. Учёные оценивали симптомы заболевания, состояние нервных клеток и работу клеточных энергетических систем.

Участники эксперимента смогли соблюдать режим питания более пяти дней в неделю без серьёзных побочных эффектов, не потеряли вес или мышечную массу. Средний показатель тяжести заболевания улучшился на 0,5 балла по шкале cUHDRS.

Обычно на ранних стадиях болезни этот показатель снижается примерно на 1 балл в год. Уровень нейрофиламента лёгкой цепи — биомаркера повреждения нервных клеток — снизился на 13 процентов.

Также были обнаружены улучшения в работе митохондрий — структур, которые обеспечивают клетки энергией. Исследователи предполагают, что ограничение времени приёма пищи может активировать механизмы адаптации клеток к стрессу и помогать им эффективнее использовать энергию.

Однако работа была небольшой и не имела контрольной группы, поэтому результаты требуют подтверждения в более крупных исследованиях. Ранее учёные выяснили, что средиземноморская диета может снижать риск развития рака поджелудочной железы.

Лента ру

Витамин D снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний у диабетиков
В журнале Food & Function (F&F) была опубликована работа, в которой исследователи пришли к выводу, что у людей с недавно диагностированным диабетом 2-го типа более высокий уровень некоторых форм витамина D связан с меньшим риском сердечно-сосудистых заболеваний.

Учёные из Китая изучили данные 1122 пациентов с недавно выявленным диабетом 2 типа, участвовавших в исследовании Dongfeng–Tongji Cohort. Исследователи измеряли концентрацию разных метаболитов витамина D в крови и наблюдали за участниками в течение примерно 9 лет.

За это время у 520 человек развились сердечно-сосудистые заболевания. Участники с наиболее высоким уровнем метаболита 24,25(OH)₂D₃ имели на 29 процентов меньший риск таких заболеваний по сравнению с людьми с самым низким уровнем.

Для другой формы — 25(OH)D₃, которая обычно используется для оценки статуса витамина D, снижение риска составило около 26 процентов. Другие формы витамина D не показали значимой связи с риском сердечно-сосудистых заболеваний.

Генетический анализ выявил возможное влияние некоторых вариантов генов, участвующих в обмене витамина D, однако эти результаты требуют дополнительного подтверждения. Авторы отмечают, что разные метаболиты витамина D могут по-разному влиять на здоровье сердца.

Поэтому при оценке риска заболеваний важно учитывать не только общий уровень витамина D, но и его отдельные формы.

Лента ру

Выясните причины раннего цирроза печени
Специалисты определили, что у определённой части людей моложе пятидесяти лет цирроз печени возникает из-за жировой болезни.

Выяснилось: стремительное развитие недуга обусловлено совокупностью наследственных факторов и нарушений метаболизма, в частности диабета второго типа. Такой вывод сделали исследователи, чья статья опубликована в Clinical Gastroenterology and Hepatology (CGH).

Учёные проанализировали данные примерно 2400 пациентов с метаболически ассоциированной жировой болезнью печени (MASLD). Оказалось, что примерно у каждого четвёртого из них цирроз развился до пятидесяти лет, хотя обычно серьёзные изменения в печени происходят значительно позже.

Исследователи обнаружили: у пациентов с ранним циррозом были генетические факторы риска и метаболические нарушения, которые могли ускорять повреждение печени. Особенно заметную связь выявили с диабетом второго типа.

Авторы также указали на проблему в существующих методах оценки риска. Многие из них учитывают возраст, поэтому могут недооценивать вероятность тяжёлого заболевания у молодых пациентов.

Почти у трети людей со столь ранним циррозом стандартные тесты не показывали необходимости дополнительного обследования. Специалисты подчёркивают: жировая болезнь печени и цирроз могут долгое время протекать без выраженных симптомов.

Поэтому людям с диабетом второго типа, ожирением или наследственной предрасположенностью может потребоваться более ранний контроль состояния печени. Ранее учёные выяснили: высокий уровень витамина D связан с меньшим риском жировой болезни печени.

Лента ру

Амфиподы путешествуют на морских пауках
Морские биологи зафиксировали, как амфиподы вида Mesopleustes abyssorum крепко держались за гигантских морских пауков Colossendeis colossea, которые ползают по морскому дну.

Исследователи наблюдали такое поведение дважды за четыре дня и на расстоянии около 225 километров друг от друга. По мнению учёных, амфиподы намеренно искали морских пауков.

Возможно, амфиподы используют их как средство передвижения или место для встреч. Хорхе Перес-Шультхайс из отдела зоологии беспозвоночных Национального музея естественной истории Чили считает, что наблюдаемое взаимодействие может быть случайным, но специфика и повторяемость указывают на недооценённую экологическую стратегию.

Морские биологи напоминают, что океанские глубины — непростое место для выживания. Помимо внешних трудностей, пища может быть скудной и нерегулярной, а поиск партнёра — сложной задачей.

Вид M. abyssorum представляет загадку для амфипод, так как плохо плавает и не имеет планктонной личиночной стадии, которая помогала бы ему распространяться океанскими течениями по всему миру.

Тем не менее он всё ещё распространён — зафиксирован в Тихом, Атлантическом, Индийском океанах на глубинах от 690 до 3500 метров. «Это удивительно обширный ареал для животного, которое так плохо приспособлено к самостоятельному расселению», — подчёркивают специалисты.

Учёные даже не уверены, является ли M. abyssorum одним из необычайно распространённых видов или несколькими загадочными видами, маскирующимися под один.

«Из морских пауков, как оказалось, получаются на удивление хорошие автобусы», — говорит Хорхе Перес-Шультхайс и его коллеги. Гигантские морские пауки — это морские членистоногие, которые состоят из невероятного набора ног, прикреплённых к небольшому телу.

Они используют свои лапы для передвижения по морскому дну, но также являются способными пловцами, широко расставляющими свои огромные лапы, чтобы ловить течения, которые могут переносить их на значительные расстояния. О связи между морскими пауками и амфиподами впервые сообщалось в 1927 году.

В зафиксированных случаях две более крупные амфиподы, найденные рядом, были парой взрослых самцов и самок, и третьим амфиподом была самка, которая несла яйца. Исследователи полагают, что «путешествие на попутках с морскими пауками может дать широко разбросанным амфиподам удобное место для поиска друг друга и спаривания — мобильное место встречи в бескрайних морских глубинах».

Московский комсомолец

Другие новости