Как атомные часы стали эталоном времени и что их может заменить в будущем?

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.

Результаты их работы опубликованы в журнале JAMA Network Open. В эксперименте участвовали 112 женщин в возрасте от 18 до 30 лет, которые вели малоподвижный образ жизни и страдали от проблем со сном.

Участниц разделили на четыре группы: первая выполняла высокоинтенсивные тренировки, вторая получала рекомендации по здоровому сну через специальное приложение, третья сочетала оба метода, а четвёртая не меняла свой привычный образ жизни. Выяснилось, что наилучшие результаты показала группа, которая сочетала тренировки и следовала рекомендациям по улучшению сна.

Участницы этой группы проводили в фазе реального сна примерно на 5,6 процента больше времени, на 30 минут меньше бодрствовали ночью и реже просыпались. Регулярные тренировки также положительно сказались на показателях здоровья: у женщин уменьшилась окружность талии, улучшились уровни холестерина и триглицеридов.

Авторы исследования подчёркивают, что сочетание физической активности и рекомендаций по режиму сна может давать синергетический эффект — оба подхода усиливают действие друг друга. Исследователи считают, что такие простые изменения в образе жизни могут стать эффективным способом профилактики бессонницы и связанных с ней сердечно-метаболических нарушений.

Ранее учёные выяснили, что свежие фрукты, овощи и молочные продукты улучшают качество сна.

В свежем исследовании, опубликованном в журнале Nature Cities (NC), учёные выяснили, что жители районов с многочисленными перекрёстками и удобной инфраструктурой для пешеходов имеют более здоровые структуры мозга, которые отвечают за память. В работе приняли участие специалисты из Австралийского католического университета и Центра здорового старения мозга.

Они изучили снимки мозга более чем пятисот жителей Сиднея в возрасте от семидесяти до девяноста лет. Выяснилось, что у людей, проживающих в районах с большим количеством перекрёстков и маршрутов для пеших прогулок, увеличен объём хвоста гиппокампа — области мозга, которая играет важную роль в пространственной памяти и навигации.

Исследователи считают, что регулярные задачи, связанные с ориентацией в пространстве и выбором маршрута, например, переход через перекрёстки, могут поддерживать здоровье мозга и замедлять процессы его возрастного уменьшения. Это уменьшение является одним из ранних признаков болезни Альцгеймера.

По мнению авторов, результаты исследования могут быть полезны не только для медицины, но и для планирования городов. Создание более связанной и удобной для пешеходов городской среды может стимулировать физическую активность и помогать поддерживать когнитивное здоровье пожилых людей, а также их независимость.

Они проанализировали данные крупного долгосрочного исследования, результаты которого опубликованы в журнале The British Journal of Nutrition (BJN). В исследовании приняли участие более 160 тысяч человек из базы данных UK Biobank.

Наблюдение длилось более 12 лет. Выяснилось, что у людей, которые часто употребляли ультраобработанные продукты, такие как готовые замороженные блюда, сладкие йогурты, хлопья, печенье, чипсы и газированные напитки, плотность костной ткани была ниже, а риск перелома бедра выше.

По расчётам учёных, каждые 3,7 дополнительные порции таких продуктов в день увеличивали риск перелома бедра примерно на 10,5 процента. Участники исследования в среднем потребляли около восьми порций ультраобработанной пищи ежедневно.

Авторы исследования предполагают, что проблема может быть связана с составом ультраобработанных продуктов. Они часто содержат много соли, сахара и жиров, но мало полноценной пищи и питательных веществ, необходимых для здоровья костей.

Связь между употреблением таких продуктов и ухудшением состояния костей оказалась особенно заметной у людей младше 65 лет и у людей с низкой массой тела, для которых недостаток питательных веществ может сильнее влиять на состояние костной ткани. Ранее учёные выяснили, что средиземноморская диета снижает риск переломов костей.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Medicine, показало, что изменения в составе кишечных бактерий могут сохраняться в течение четырёх–восьми лет после лечения. Учёные из Уппсальского университета изучили данные 14 979 взрослых жителей Швеции и сопоставили их историю приёма антибиотиков с анализами кишечного микробиома.

Результаты показали, что даже через несколько лет после лечения состав кишечных бактерий всё ещё связан с тем, какие антибиотики человек принимал в прошлом. Один курс некоторых антибиотиков может оставлять долгосрочные изменения.

Наиболее заметный эффект наблюдался после применения клиндамицина, фторхинолонов и флуклоксациллина. В то же время распространённый антибиотик пенициллин V оказался связан лишь с относительно небольшими и кратковременными изменениями микробиома.

Авторы исследования подчёркивают, что антибиотики остаются важными и часто жизненно необходимыми препаратами. Однако новые данные показывают, что восстановление кишечной микрофлоры может занимать гораздо больше времени, чем предполагалось.

Этот фактор стоит учитывать при выборе лечения и дальнейшем изучении влияния антибиотиков на здоровье.