• 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

Учёные разработали новый подход к лечению сердечной недостаточности
Специалисты Сеченовского университета создали инновационный метод лечения хронической сердечной недостаточности, который учитывает персональные особенности метаболизма пациентов.

В ходе исследования учёные определили четыре типа заболевания, отличающиеся клиническими признаками и прогнозом. Об этом «Ленте.

ру» рассказали в пресс-службе университета. В эксперименте участвовали 498 человек, среди которых были 218 пациентов с хронической сердечной недостаточностью, 108 — с артериальной гипертензией, 89 — с ишемической болезнью сердца и 83 здоровых добровольца.

Эксперты изучили содержание 93 метаболитов в плазме крови участников, чтобы обнаружить скрытые нарушения обмена веществ. Анализ выявил различия по 25 метаболитам между группами пациентов.

На основе полученных данных учёные выделили четыре метаболических типа сердечной недостаточности, каждый из которых имеет свои клинические особенности и прогноз. Этот метод более точен, чем традиционный подход, который основывается только на стадии болезни и фракции выброса левого желудочка.

Авторы уверены, что в будущем такой анализ крови поможет врачам более точно оценивать риски осложнений и подбирать лечение с учётом индивидуальных характеристик пациентов.

Лента ру

Экстракт жаботикабы стимулирует бактерии кишечника
Учёные выяснили, что экстракт кожуры тропического фрукта жаботикаба может стимулировать выработку полезных веществ кишечными бактериями.

Результаты исследования опубликованы в журнале Food & Function (F&F). Жаботикаба — это бразильский фрукт, внешне напоминающий тёмный виноград.

Его кожура богата антоцианами — растительными пигментами с антиоксидантными свойствами. В эксперименте использовали образцы кишечной микрофлоры людей с нормальной массой тела, избыточным весом и ожирением.

В лабораторных условиях к образцам добавляли экстракт и наблюдали за изменениями в течение 48 часов. Выяснилось, что кишечные бактерии перерабатывали около 48–53 процентов одного из основных антоцианов независимо от массы тела участников.

В некоторых образцах после добавления экстракта увеличивалась выработка короткоцепочечных жирных кислот — веществ, важных для здоровья кишечника и обмена веществ. Наиболее распространённой оказалась уксусная кислота.

Однако количество образующихся полезных веществ заметно различалось между участниками и зависело скорее от индивидуальных особенностей микрофлоры, чем от массы тела. Авторы считают, что компоненты кожуры жаботикабы могут благоприятно влиять на работу кишечных бактерий.

Но исследование проводилось в лабораторных условиях, поэтому его результаты пока не подтверждают пользу употребления экстракта для здоровья человека.

Лента ру

Создай новое производство аммиака
Егор Локтионов, руководитель проекта и заведующий лабораторией МГТУ, рассказал «МК», что сейчас аммиак производят на огромных заводах.

Для синтеза нужного вещества используют азот и водород, которые под высоким давлением нагревают с катализатором до 350–450 градусов. Водород обычно получают из природного газа.

Эта технология не только затратна, так как требует много энергии, но и вредна для экологии: при извлечении водорода из природного газа в атмосферу попадает много углекислого газа. В мире таких заводов всего несколько сотен, и они есть не в каждой стране, хотя удобрения нужны всем.

Кроме того, аммиак нужно доставлять с заводов потребителям, что влияет на его конечную стоимость. Периодически с доставкой возникают проблемы, как это случилось из-за военного конфликта в зоне Персидского залива.

Российско-индейский научный коллектив разработал технологию, которая позволит решить многие проблемы производства и логистики. Согласно этой технологии, водород для аммиака будет получаться с помощью разложения молекул воды методом электролиза.

А электричество для этого процесса будут получать с помощью солнечных батарей. Дело в том, что электроэнергия, полученная от Солнца, часто остаётся в излишке, и эти излишки можно использовать для электролиза.

Азот для аммиака будет получаться прямо из воздуха. По словам Локтионова, установки для производства аммиака могли бы появиться на Дальнем Востоке, так как многие районы дальневосточных регионов удалены от производств.

Батареи должны занимать площадь в несколько гектаров, но на Дальнем Востоке это не проблема. Всё необходимое оборудование для производства аммиака в полях уже есть, и с каждым годом оно дешевеет.

Московский комсомолец

Изучи риски энергетиков
Учёные из Университета Вирджинии провели предварительное исследование и выяснили, что употребление энергетических напитков и добавок со стимуляторами может увеличивать риск сердечно-сосудистых проблем, включая остановку сердца, инфаркт и нарушения сердечного ритма.

Результаты были представлены на конференции Американской кардиологической ассоциации (AHA). Исследователи изучили более 28 тысяч сообщений о возможных побочных реакциях, которые поступили в Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США (FDA) с 2017 по 2025 год.

Из них 854 касались энергетиков и пищевых добавок со стимуляторами, например, предтренировочных комплексов для повышения энергии и выносливости. Оказалось, что в сообщениях об этих продуктах остановка сердца упоминалась примерно в 11 раз чаще, чем в сообщениях о продуктах без стимуляторов.

Инфаркты встречались в 4,5 раза чаще, а нарушения сердечного ритма и учащённое сердцебиение — примерно в четыре раза. Кроме того, чаще поступали жалобы на повышенный пульс, боль в груди и обмороки.

Около 45 процентов сообщений о сердечно-сосудистых осложнениях приходилось на людей в возрасте от 18 до 34 лет. Авторы исследования отметили, что некоторые энергетики и спортивные добавки содержат значительно больше кофеина, чем обычный кофе.

При регулярном употреблении таких продуктов можно превысить рекомендуемую суточную дозу в 400 миллиграммов. Учёные подчеркнули, что анализ сообщений не позволяет оценить реальный риск возникновения осложнений.

Лента ру

Другие новости