• 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

Выясни связь дневного сна с риском смерти
Международная группа учёных выяснила, что регулярный дневной сон продолжительностью более часа связан с повышенным риском смерти у пожилых людей.

Исследование опубликовано в журнале Sleep Health. Специалисты изучили данные 4447 жителей Вьетнама, средний возраст которых составлял около 70 лет.

За участниками наблюдали в течение четырёх лет, оценивая продолжительность и регулярность дневного сна, а также качество ночного отдыха. За это время спасти не удалось 514 человек.

Оказалось, что у людей, которые регулярно спали днём по часу и более, вероятность смерти была на 39 процентов выше, чем у тех, кто не спал днём. Эта связь сохранялась даже после учёта качества ночного сна и других факторов.

Короткий дневной сон продолжительностью менее 30 минут и отдых от 30 до 59 минут не показали значимой связи с повышенным риском смерти. Учёные также обнаружили, что качество ночного сна влияло на связь между дневным отдыхом и смертностью.

Однако у людей, регулярно спавших днём более часа, повышенный риск сохранялся независимо от того, насколько хорошо они спали ночью. Авторы считают, что продолжительный дневной сон может быть признаком проблем со здоровьем у пожилых людей.

При этом исследование не доказывает, что именно дневной сон повышает риск смерти: он может отражать уже существующие нарушения в организме.

Лента ру

Вирус герпеса изменяет работу иммунных клеток мозга
Учёные из США выяснили, что вирус простого герпеса первого типа (HSV-1), вызывающий высыпания на губах, может изменять работу иммунных клеток головного мозга и усиливать воспаление.

Результаты исследования опубликованы в журнале PLOS Pathogens. Специалисты изучали влияние вируса герпеса на мозг при заражении через нос.

Для этого они использовали экспериментальную модель инфекции и современные методы анализа активности генов. Эти методы позволяют отслеживать изменения в отдельных клетках и участках мозговой ткани.

Оказалось, что вирус изменяет работу микроглии — иммунных клеток, защищающих мозг от инфекций и повреждений. После заражения количество клеток, активно реагирующих на интерфероны (белки, участвующие в противовирусной защите организма), увеличилось.

В то же время активность генов, необходимых для поддержания нормального состояния микроглии, снизилась. Особенно заметные изменения наблюдались в отдельных участках ствола мозга, где были обнаружены следы вируса.

Кроме того, в поражённых областях усиливалась активность астроцитов — клеток, поддерживающих работу нейронов и участвующих в воспалительных процессах. Авторы исследования считают, что обнаруженные изменения могут объяснять, как вирус герпеса поддерживает воспаление в нервной системе и потенциально повышает её уязвимость к нейродегенеративным заболеваниям.

Лента ру

Учёные находят способ замедлить старение
Международная группа учёных пришла к выводу, что воздействие на систему передачи сигналов между клетками может замедлить старение и снизить риск возрастных заболеваний.

Этот подход к борьбе с возрастными изменениями был предложен в статье, опубликованной в журнале Frontiers in Science. Исследователи обратили внимание на рецепторы GPCR — специальные белки, которые помогают клеткам получать и обрабатывать сигналы.

Эти рецепторы играют важную роль в регуляции обмена веществ, работы мозга, иммунной системы и гормональной регуляции. С возрастом работа рецепторов GPCR меняется, что может привести к хроническому воспалению, снижению выработки энергии и накоплению повреждённых клеток.

Эти процессы связаны с развитием сердечно-сосудистых заболеваний, диабета и нейродегенеративных нарушений. Учёные предложили воздействовать не на отдельные рецепторы, а на целые сети передачи сигналов.

По их мнению, восстановление нормальной работы этих сетей может замедлить несколько процессов старения одновременно. Для разработки таких методов специалисты предлагают использовать искусственный интеллект.

Он поможет анализировать взаимодействие между клетками и подбирать лечение с учётом особенностей организма. Авторы считают, что подобная терапия в будущем может увеличить продолжительность здоровой жизни.

Ранее стало известно, что растительный белок может замедлить биологическое старение организма.

Лента ру

Антропологи датируют окаменелости Homo erectus
Окаменелости свидетельствуют, что Homo erectus — первые гоминиды, которые адаптировались к жизни на земле.

У них появились более длинные ноги и более короткие руки, а название переводится как «прямоходящий человек». Антропологи должны правильно датировать этот вид, и новый анализ отодвигает появление протолюдей примерно на 200 тысяч лет назад.

Находка сделана в карьере Дримолен Мейн близ Йоханнесбурга в Южной Африке — важном месте для древних людей, известном как «Колыбель человечества». Исследование включает дополнительные находки, касающиеся отдалённого родственника древнего человека.

Археолог Джесси Мартин из Университета Ла Троб заключил: «В этой статье публикуется новая окаменелость взрослого человека, относящаяся к Homo erectus, DNH 127, которая является дополнительным подтверждением того, что этот вид впервые появился в Южной Африке 2 миллиона лет назад». Фрагмент черепа, обозначенный как DNH 134, уже был датирован тем же периодом, но DNH 134 принадлежал маленькому ребёнку, что затрудняет сравнение с данными взрослых.

В последнем исследовании проанализировано 18 окаменелостей. Физические характеристики костей использовались для идентификации каждого вида, а геологические методы, включая радиоактивное датирование, — для определения возраста окаменелостей.

Команда связала 14 окаменелостей с другим гоминином — Paranthropus robustus. Этот древний родственник обладал тяжёлыми челюстями и большими зубами для переработки твёрдой пищи.

Мартин объясняет: «Эти два вида людей жили в одном и том же ландшафте и оба сохранились в пещере Дримолен. Хотя мы знаем, что Homo erectus и родословная, ведущая к нам, были в конечном счёте успешными, 2 миллиона лет назад P.

robustus превосходили по численности Homo erectus в Дримолене более чем в 10 раз». Находки P.

robustus подтверждают идею о том, что этот вид эволюционировал с течением времени. Другие окаменелости того же вида, найденные в других местах, свидетельствуют о более крупных и сильных гоминидах, что является признаком изменения вида.

Новые окаменелости P. robustus выявили особенности строения челюсти, которые ранее не были замечены.

«Большое количество окаменелостей из Дримолена, некоторые из которых опубликованы в этой статье, позволяют получить беспрецедентное представление о микроэволюционных изменениях, которые сформировали предков человека», — отметил Мартин. Найденные окаменелости — относительно небольшие фрагменты, и потребуются дальнейшие исследования, чтобы подтвердить присутствие H.

erectus и P. robustus в столь давние времена.

«В тот период времени нашим предкам H. erectus казалось, что у них есть реальный шанс выжить», — заключил Мартин.

Московский комсомолец

Другие новости