• 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
Улучши сон с помощью света
Клинический психолог Дженнифер Мартин утверждает, что свет влияет на сон через глаза.

Когда солнечные лучи попадают на определённые клетки сетчатки, они посылают мозгу сигнал о том, что сейчас день, и пора быть активным. Поэтому утренний свет особенно полезен — он помогает поддерживать стабильный цикл сна и бодрствования.

Мартин советует проводить время на свежем воздухе в начале дня, чтобы помочь организму установить режим и улучшить ночной отдых. По словам Мартин, важно также ограничивать яркий свет вечером, особенно за пару часов до сна, и стараться просыпаться в одно и то же время каждый день.

Сдвиг режима более чем на час может вызвать эффект смены часовых поясов и ухудшить качество сна. Взрослым рекомендуется спать не менее семи часов в сутки и обращаться к специалистам, если проблемы со сном становятся хроническими.

Учёные отмечают, что связь между воздействием дневного света и режимом сна носит статистический характер и не доказывает прямого влияния одного на другое. Освещённость измерялась с помощью носимых на запястье устройств, а не на уровне глаз, где свет действительно воздействует на циркадные ритмы.

Кроме того, исследователи не учитывали такие факторы, как физическая активность или время приёма пищи, которые также могут влиять на качество сна. Сомнологи советуют: если вы хотите улучшить свой сон без таблеток и сложных ритуалов, попробуйте просто выходить на солнце каждое утро.

Эти простые изменения могут оказаться самым естественным и доступным способом синхронизировать биологические часы с ритмами природы. Для этого не требуется ни дополнительных затрат, ни специального оборудования — только желание провести немного времени под открытым небом.

Московский комсомолец

Учёные разработали форсунки для дронов против борщевика
Российские учёные создали новое оборудование для сельскохозяйственных дронов, которое поможет бороться с борщевиком — одним из самых опасных растений в Подмосковье.

Это форсунки для распыления гербицидов, которые могут уничтожать вредоносное растение вдоль автотрасс и высоковольтных линий, где оно распространяется быстрее всего. По словам одного из разработчиков, сотрудника лаборатории «Цифровые и беспилотные системы для сельского хозяйства» МАИ Антона Ляпина, размер распыляемых капель может составлять от 50 до 500 микрон, а размер «факела» (диапазон разлёта капель) можно регулировать.

Дроны должны летать на высоте 6–8 метров (максимум — до 10 метров) для точности внесения действующего вещества. Это также не будет пугать местных жителей.

Благодаря тому, что это форсунки именно для агродронов, с их помощью можно будет не только уничтожать борщевик, но и распылять пестициды и удобрения. Однако о серийном производстве пока речи не идёт.

Московский комсомолец

Исследователи изучили останки египетских принцесс
Зейнаб Хашеш, Ахмед Габр и Рокси Уокер провели исследование о египетских принцессах, объединив остеологию, рентгенографию и химический анализ.

Они стремились восстановить здоровье, физическую активность и погребальные обряды шести членов царской семьи, чьи останки обнаружил французский археолог Жак де Морган в 1894–1895 годах. Среди обследованных были фараон Хор и принцессы Ита, Хенмет, Итаверет и Ноуб-Хотеп, а также одна неопознанная женщина.

Сохранность скелетов варьировалась, но оставшиеся кости рук, плеч и позвоночника сохранили ценные свидетельства о жизни этих женщин. У принцессы Иты, умершей в возрасте от 28 до 34 лет, правая рука и предплечье демонстрировали мощное развитие мышц, что соответствует многократному захвату и контролируемым движениям, необходимым для владения кинжалом или булавой.

В её гробнице действительно нашли богато украшенный кинжал, что исследователи интерпретируют как свидетельство реального мастерства принцессы. Кости Хенмета, умершего в возрасте 35–45 лет, и Итаверет, которая покинула мир в 20–34 года, дали ещё более убедительные доказательства стрельбы из лука.

У обоих на предплечьях и плечах были обнаружены характерные участки прикрепления мышц, соответствующие повторяющимся движениям натягивания и удержания тетивы. У Итаверет также нашли зажившие переломы рёбер и левой стопы, которые могли быть результатом падения или сильного физического напряжения.

Данные о Нуб-Хотепе показали, что у неё не только развились мышцы предплечий и правой кисти, но и слегка искривилась вторая пястная кость правой руки, что исследователи связывают с многолетним использованием мощного лука. Именно в её захоронении нашли стрелы, что позволяет провести прямую линию между физическими изменениями и конкретным снаряжением.

Неопознанная женщина, предположительно идентифицированная как Сататхормерит, также имела сильно развитые мышцы-сгибатели пальцев. В её могиле были лук, стрелы, цеп и скипетры.

Теперь новые данные показывают, что оружие в элитных женских захоронениях могло служить и церемониальной цели, и одновременно принадлежать женщине, которая в реальной жизни активно занималась стрельбой. Учёные подчёркивают, что места прикрепления мышц зависят от множества факторов, но в данном случае сочетание остеологических данных и погребального инвентаря создаёт сильную корреляцию.

Кости принцесс также рассказали о травмах, болезнях и семейных связях, которые опровергают романтизированный образ беззаботной царской жизни. Химический анализ выявил чёрный материал, сохранившийся на большинстве костей, содержал смесь ладана и смолы можжевельника, а у Иты нашли только можжевельник.

По мнению исследователей, это объясняется доступом к ценным ароматическим веществам, поступавшим по международным торговым путям. Эти бальзамирующие составы имели не только ритуальное, но и защитное значение, подчёркивая исключительный статус погребённых.

Московский комсомолец

Расшифровывают тайну древнего захоронения
В 1803 году Уильям Каннингтон обнаружил захоронение на равнине Солсбери, менее чем в 16 километрах от Стоунхенджа.

Могила была необычной, в ней лежали боевой топор, каменные орудия, останки животных и более сорока кусочков кости с отверстиями, которые когда-то могли украшать изысканный плащ. Каннингтон, взглянув на необычно крупные кости, без колебаний заключил, что это «крепкий мужчина».

Эта идентификация оставалась практически бесспорной на протяжении поколений, а из-за экстраординарного набора предметов захоронение стали называть «шаманом Аптон Ловелл». Учёные проанализировали ДНК, извлечённую из черепа, зуба и кости пальца ноги, и результаты показали наличие XX хромосом, характерных для женского биологического пола.

Скелет подтвердил, что на момент смерти женщине было более сорока пяти лет, причём артрит в правом запястье может свидетельствовать о многолетней напряжённой работе руками. Археолог Колин Шелл и исследовательница Джилл Суонтон, вернувшись на место раскопок, обнаружили на некоторых каменных орудиях микроскопические следы золота, что кардинально изменило интерпретацию всей могилы.

Оливер Харрис, Рэйчел Креллин и Кристина Цораки провели детальное исследование, которое показало, что многие предметы играли практическую роль в производстве золота. Каменные орудия использовались для забивки, зачистки и полировки, сломанные боевые топоры были вторично применены как рабочие поверхности или молотки, а маленькие чашечки из ископаемых губок, вероятно, содержали клей для прикрепления тонких золотых листов к другим изделиям.

В раннем бронзовом веке золото было тесно связано со статусом, и ремесленники изготавливали украшения и декорированные предметы для влиятельных людей, чьи захоронения были обнаружены в окрестностях Стоунхенджа. Вполне вероятно, что эта женщина как раз и была среди тех, кто создавал эти престижные вещи.

Археологи отмечают, что это открытие не доказывает, что женщины доминировали в золотодобыче или что ремесленные роли распределялись равномерно в каждой общине бронзового века. Однако оно показывает, что женщина могла обладать специальными знаниями и занимать важное место в социальном мире доисторической Британии.

Музейщик Лиза Браун отметила, что это исследование позволяет по-новому взглянуть на погребения и выдвигает женщин в центр истории общества раннего бронзового века.

Московский комсомолец

Другие новости