• 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

Выяснили опасность микро- и нанопластиков для организма
Микропластики и нанопластики могут вступать в реакцию внутри организма, образуя активные радикалы, которые потенциально опасны для человека.

Люди всё чаще осознают, что ежедневное употребление пищи и напитков может приводить к попаданию в организм микроскопических пластиковых фрагментов. Однако последствия этого процесса для здоровья изучены недостаточно.

Учёные выяснили, что микропластики не остаются в состоянии покоя, а вступают в химическую реакцию с водой, составляющей большую часть человеческой крови. Это может нанести вред органической жизни.

Соавтор исследования Найсин Цянь объясняет: «Наше исследование показало, что когда микропластики взаимодействуют с водой, как это происходит, когда они находятся в бутилированной воде, или когда они всасываются в наш кровоток, они самопроизвольно генерируют то, что мы называем активными формами кислорода, типичные примеры молекул, которые могут повредить ткани животных и человека». Более мелкие частицы приобретают подвижность и становятся более рассеянными, что приводит к большему воздействию пластика на окружающие ткани.

Химик Вэй Минь и его группа провели эксперименты с использованием технологии лазерного микроскопа, чтобы лучше понять результаты предыдущих исследований, в которых утверждается о связи микропластика с серьёзными заболеваниями. Мина заявляет: «Молекулы воды становятся химически активными, когда вступают в контакт с пластиком, который является гидрофобным.

Контакт между водой и пластиком создаёт среду, способствующую переносу электронов и образованию активных радикалов. Когда пластмассы распадаются на более мелкие частицы, их увеличивающееся соотношение поверхности к объёму создаёт больше таких химически активных областей».

Ранее, в апреле 2026 года, министерство здравоохранения и социальных служб США объявило о программе стоимостью 144 миллиона долларов, направленной на создание инструментов для измерения, исследования и удаления микропластика и нанопластика из организма человека. Президент США Дональд Трамп лично выступал за одноразовые пластиковые изделия, которые, по словам учёных, при использовании высвобождают триллионы наночастиц.

Московский комсомолец

Изучи влияние сна на риск рака
Китайские исследователи изучили данные более 220 тысяч человек и пришли к выводу, что неправильный режим сна может увеличивать риск развития рака молочной железы на 30 процентов.

Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Endocrinology. В проекте UK Biobank приняли участие 220 089 человек, за которыми наблюдали в среднем 11,6 года.

За этот период было выявлено 8459 случаев рака молочной железы. Учёные оценивали привычки сна участников по пяти показателям и присваивали каждому оценку от нуля до пяти баллов.

Чем выше был результат, тем здоровее считался режим сна. У людей с самыми неблагоприятными привычками сна риск рака молочной железы оказался на 30 процентов выше, чем у участников с наиболее здоровым режимом.

Затем специалисты изучили 251 вещество в крови, связанное с обменом веществ, и обнаружили, что определённые изменения в их составе также связаны с повышенным риском рака груди. По расчётам учёных, эти изменения могли объяснять около 13,5 процента связи между режимом сна и развитием заболевания.

Связь между режимом сна и риском развития рака молочной железы сохранялась даже после учёта наследственной предрасположенности к этому заболеванию. Авторы исследования предполагают, что здоровый сон может быть одним из факторов профилактики рака груди, но подчёркивают, что их работа не доказывает, что нарушения сна непосредственно вызывают заболевание.

Лента ру

Эпилепсия повышает риск деменции
Учёные из Сорбоннского университета во Франции выяснили, что люди с эпилепсией намного чаще сталкиваются с деменцией до 65 лет.

Риск развития деменции у пациентов с недавно поставленным диагнозом оказался в шесть раз выше, чем у людей без эпилепсии. Результаты исследования опубликованы в журнале Neurology.

Для исследования учёные изучили медицинские данные жителей Франции и Швеции. Они сравнили более 27 тысяч пациентов с ранней деменцией и 277 тысяч человек без этого диагноза.

Выяснилось, что во Франции эпилепсия встречалась у 12,5 % людей с ранней деменцией, тогда как среди участников без деменции — только у 1,2 %. Похожие результаты получили и в Швеции.

Затем учёные проследили за здоровьем более 200 тысяч человек в течение десяти лет. Среди пациентов с недавно выявленной эпилепсией деменция развилась у 2,2 %, среди людей с ранее диагностированной эпилепсией — у 1,7 %, а среди участников без заболевания — у 0,2 %.

После учёта других факторов выяснилось, что у пациентов с недавно диагностированной эпилепсией риск ранней деменции был в шесть раз выше, а у людей с давно установленным диагнозом — на 74 % выше. Учёные считают, что людям с эпилепсией стоит внимательнее следить за здоровьем мозга и контролировать факторы риска деменции.

Однако исследование не доказывает, что эпилепсия напрямую вызывает деменцию.

Лента ру

Учёные изучают вещество против фиброза печени
В научном сообществе стало известно о веществе, способном снижать фиброз печени.

Оказалось, что природное соединение пирролохинолинхинон (PQQ) может ослаблять повреждения печени, которые вызваны токсичными веществами. Статья с результатами исследования опубликована в журнале Food & Function (F&F).

Учёные провели эксперимент на мышах, которых подвергли воздействию циперметрина. Это средство от насекомых, которое при попадании в организм может повредить печень.

Выяснилось, что циперметрин усиливал процессы, которые приводят к образованию рубцовой ткани в печени. Однако у мышей, получавших PQQ, эти изменения были менее выраженными.

PQQ — это природное соединение, которое в небольших количествах содержится в зелёном чае, киви, шпинате и соевых продуктах. Исследование показало, что PQQ снижает активность белка GLS1, который связан с развитием фиброза.

При этом уменьшалась активность клеток, участвующих в образовании рубцовой ткани. Кроме того, вещество ослабляло другие изменения в работе клеток, которые связаны с повреждением печени.

Исследователи считают, что PQQ может стать основой для разработки новых средств против фиброза печени. Однако на данный момент его действие изучили только на мышах.

Ранее учёные выяснили, что другое вещество — диосгенин — уменьшает воспаление печени, вызванное недостатком сна.

Лента ру