• 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

Витамин B3 поддерживает работу мозга
Учёный из Яньаньского университета пришёл к выводу, что витамин B3 может поддерживать работу мозга в пожилом возрасте и защищать нервные клетки от возрастных изменений.

Результаты его исследования опубликованы в журнале Frontiers in Nutrition. С возрастом в организме уменьшается количество NAD — вещества, которое необходимо клеткам для получения энергии и нормальной работы.

Дефицит NAD связывают с ухудшением работы митохондрий, воспалением и нарушениями функций мозга. Производные витамина B3 способствуют выработке NAD в организме.

Исследования показывают, что это помогает поддерживать работу нервных клеток, уменьшает воспаление и положительно влияет на память и другие когнитивные функции. Уровень NAD также помогают поддерживать физические упражнения.

Кроме того, на его обмен влияет кишечная микробиота, которая участвует в переработке витамина B3 и других веществ. Однако большинство данных пока получено в лабораторных и доклинических исследованиях.

Учёным предстоит выяснить, действительно ли витамин B3 способен замедлять старение мозга и защищать от нейродегенеративных заболеваний у людей.

Лента ру

Обсуждают проблемы образования и здоровья детей
На совместном заседании президиумов РАН и РАО обсуждались различные темы, включая психологическое сопровождение высшего образования, демографические вызовы, влияние цифровой среды на когнитивное развитие подростков и поддержку детей с ограниченными возможностями здоровья.

Вице-президент РАН академик Михаил Пирадов отметил, что проблема воспроизводства населения до сих пор не решена, и подчеркнул важность качества и здоровья детей. Он привёл данные исследования с участием 34 тысяч европейских жителей, которое показало, что уровень интеллекта у людей, родившихся с 1930 по 1980 год, в среднем на 20 пунктов выше, чем у родившихся после 1980 года.

Академик РАО Татьяна Тихомирова сообщила, что за последние два года студенты российских вузов посетили более 140 тысяч консультаций с психологами. Академик Роберт Нигматулин отреагировал на это с удивлением, отметив, что в его время о походе к психологу даже не думали.

Тихомирова объяснила рост числа тревожных расстройств и депрессии среди молодёжи. Согласно популяционному исследованию среди 8000 первокурсников, у 5% отмечается очень низкая психическая устойчивость, мешающая достигать высоких образовательных результатов.

У 13% студентов выявлен высокий уровень тревожности. Академик РАН Лейла Намазова-Баранова привела интересные результаты исследования здоровья детей.

Она отметила, что формирование здорового и активного долголетия начинается с детства. Программирование здоровья начинается с момента зачатия и в течение первых 1000 дней жизни.

Намазова-Баранова подчеркнула, что многие забывают о когнитивном развитии, заботясь только о физическом здоровье. Мальчики и девочки в младшей школе по-разному усваивают материал.

Намазова-Баранова не призывает к раздельному обучению, но отмечает, что разница в созревании подкоркового вещества может быть основой для поиска новых педагогических решений. Член-корреспондент РАН Ольга Милушкина рассказала о том, что современные дети испытывают недостаточный уровень двигательной активности, мало бывают на свежем воздухе, слишком много пользуются электронными устройствами и мало спят.

У 93% опрошенных детей выявлена недостаточность ночного сна. Учёные предлагают на ранних этапах проводить с детьми эпигенетический мониторинг, включающий оценку влияния образа жизни и выявление вредных привычек.

Академик РАН Лев Зелёный предложил вернуться к практике преподавания астрономии в школах, отметив, что это может быть элементом патриотического воспитания. Президент РАН Геннадий Красников напомнил, что раздел по астрономии имеется в нынешнем учебнике физике, но Зелёный считает, что этого мало.

Московский комсомолец

Орехи снижают риск деменции
Учёный из Вулверхэмптонского университета выяснил, что частое употребление орехов может снижать риск возникновения деменции и болезни Альцгеймера.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nutrients. В эксперименте участвовали 466 жителей Китая в возрасте от 52 до 100 лет.

У 233 из них диагностировали деменцию, в том числе у 133 — болезнь Альцгеймера. Участников спрашивали об их образе жизни, заболеваниях и питании за последние два года.

Выяснилось, что около 59 % участников почти не ели орехи, примерно 22,5 % употребляли их примерно раз в месяц, около 12 % — еженедельно, а 6 % — ежедневно. После учёта возраста, пола, образования, дохода, курения, перенесённого инсульта и особенностей питания выяснилось, что употребление орехов хотя бы раз в месяц связано с более низкой вероятностью деменции.

Люди, которые ели орехи не реже раза в неделю, также имели более низкий риск по сравнению с теми, кто практически не употреблял орехи. Аналогичную связь обнаружили и для болезни Альцгеймера: у людей, которые ели орехи хотя бы раз в месяц, вероятность заболевания была примерно на 66 % ниже.

Результаты исследования не доказывают, что орехи напрямую защищают от деменции, но указывают на возможную связь между их употреблением и снижением риска развития этого заболевания. Ранее уже было известно, что регулярное употребление орехов связано с меньшим риском развития гипертонии.

Лента ру

Защищают ли полифенолы виноградных экстрактов мозг?
Учёные из Университета Восточной Англии выяснили, что полифенолы, которые содержатся в винограде, могут защищать мозг от возрастных изменений и поддерживать когнитивные функции.

Их обзор опубликован в журнале Nutrients. Специалисты изучили исследования о влиянии винограда и его полифенолов на работу мозга.

Эти вещества могут снижать воспаление и окислительный стресс, а также поддерживать здоровье сосудов и нервных клеток. В одном из исследований участники в возрасте от 60 до 80 лет с лёгкими когнитивными нарушениями в течение полугода принимали экстракт винограда и черники.

По сравнению с группой, принимавшей плацебо, у них сильнее улучшились скорость обработки информации и способность к обучению. В другом испытании 96 пожилых людей принимали экстракт винограда в течение 12 недель.

У них улучшились память, внимание, речь и зрительно-пространственные способности. Некоторые изменения появились уже через две недели.

Учёные связывают возможный эффект полифенолов с их влиянием на воспаление, кровоснабжение и работу нервных клеток. Однако полученные данные относятся к полифенолам винограда и не доказывают пользу употребления вина.

Ранее специалисты выяснили, что лишний вес в подростковом возрасте может ускорять биологическое старение организма.

Лента ру

Другие новости