• 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

Растительный белок замедляет старение и снижает риски ожирения
Китайские учёные выяснили, что употребление растительного белка может замедлять биологическое старение и снижать риск саркопенического ожирения.

Это состояние характеризуется избыточным содержанием жира в организме в сочетании с потерей мышечной массы и силы. Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Nutrition.

Специалисты изучили данные более 15 тысяч человек из Китая, Великобритании и США. Они сопоставили потребление растительного и животного белка с риском развития саркопенического ожирения и показателями биологического возраста.

Оказалось, что увеличение потребления растительного белка связано со снижением риска саркопенического ожирения примерно на 14%. Для животного белка такой устойчивой связи не обнаружено.

Особенно заметна эта закономерность среди людей с избытком жира в области живота. Замена части животного белка растительным, что соответствует 5% суточной калорийности, связана со снижением риска саркопенического ожирения на 34%.

Учёные также выяснили, что более высокая доля растительного белка в рационе соответствует замедлению биологического старения на 0,81–0,88 года по специальному расчётному показателю. Авторы исследования считают, что растительный белок может поддерживать здоровье мышц и снижать риск саркопенического ожирения.

Лента ру

Продукт уменьшает набор веса мышей
Китайские исследователи из Хэйлунцзянской академии традиционной китайской медицины выяснили, что ферментированный продукт из женьшеня и соевых бобов может способствовать снижению веса и улучшению жирового обмена.

Их работа опубликована в журнале Frontiers in Nutrition. Учёные изучили продукт Ginseng-Douchi, который был получен путём ферментации женьшеня и соевых бобов с использованием бактерий Bacillus subtilis.

Они проверили его действие на мышах, которые получали питание с высоким содержанием жиров. В течение восьми недель животным давали разные дозы продукта.

Результаты показали, что при высокой дозировке средняя масса тела мышей составила 35,74 грамма, в то время как в группе с ожирением, не получавшей продукт, этот показатель был равен 44,14 грамма. Кроме того, у животных уменьшилось количество жира вокруг внутренних органов.

У мышей также снизились уровни общего и «плохого» холестерина, триглицеридов и воспалительных показателей. Одновременно уменьшилось накопление жира в печени и улучшилось состояние кишечного барьера.

Анализ показал, что продукт изменяет состав кишечной микрофлоры, увеличивая количество полезных бифидобактерий. В бурой жировой ткани восстанавливался уровень белка UCP1, который участвует в расходовании энергии для выработки тепла.

Авторы исследования считают, что ферментированные продукты из женьшеня и сои могут стать перспективным средством для борьбы с ожирением.

Лента ру

Экстракт виноградных косточек и витамин B9 снижают жёсткость артерий
Учёные выяснили, что экстракт виноградных косточек и витамин B9, также известный как фолиевая кислота, могут снижать жёсткость артерий.

Это состояние связано с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний. Специалисты изучили влияние различных пищевых добавок и диет на состояние сосудов и опубликовали результаты в журнале Food amp; Function (Famp;F).

В метаанализе были рассмотрены 48 клинических исследований с участием 2719 человек, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями или гипертонией. Учёные сравнили 31 способ коррекции питания, включая приём витаминов, растительных экстрактов и других пищевых добавок.

Основное внимание было уделено жёсткости артерий. При снижении эластичности сосудов увеличивается нагрузка на сердце, и возрастает риск сердечно-сосудистых осложнений.

Для оценки этого показателя исследователи измеряли скорость распространения пульсовой волны: чем она выше, тем жёстче артерии. Экстракт виноградных косточек и фолиевая кислота статистически значимо снижали скорость распространения пульсовой волны по сравнению с плацебо.

Это указывает на уменьшение жёсткости сосудов. Другие вещества, включая альфа-линоленовую кислоту, пищевые нитраты и экстракт вина, также показали положительные изменения отдельных показателей, однако они не достигли статистической значимости.

Авторы считают, что экстракт виноградных косточек и фолиевая кислота могут стать дополнительными средствами для поддержания здоровья сосудов. Ранее стало известно, что ультраобработанные продукты могут способствовать повреждению сосудов головного мозга.

Лента ру

Расшифрованы отпечатки терракотовой армии
На терракотовых воинах, которым более двух тысяч лет и которые были обнаружены в Китае, сохранились отпечатки пальцев.

Они позволяют предположить, что в создании знаменитой армии участвовали не только взрослые мужчины, но и женщины, а также дети. Это опровергает давние представления о том, кто был задействован в создании одного из самых удивительных археологических памятников в мире.

Отпечатки были случайно вдавлены в глину, когда древние мастера формировали фигурки. Исследователи изучили 79 хорошо сохранившихся отпечатков на 36 фигурках в яме 1 мавзолея императора Цинь Шихуанди.

Статистический анализ показал, что примерно 45% отпечатков принадлежат взрослым мужчинам, 32,7% — взрослым женщинам и 22,3% — лицам моложе 15 лет. Хотя эти цифры не отражают реального количества работников, они поднимают вопросы о том, как империя Цинь организовывала рабочую силу.

Терракотовая армия была частью погребального комплекса Цинь Шихуанди, который объединил Китай в 221 году до нашей эры. Строительство мавзолея началось в 246 году до нашей эры, задолго до смерти императора в 210 году до нашей эры.

Тысячи глиняных солдатиков, лошадей и колесниц в натуральную величину должны были защищать императора в загробной жизни. Армия была обнаружена недалеко от Сианя в 1974 году и остаётся одним из самых знаменитых археологических открытий Китая.

Новое исследование рассматривает следы, оставленные руками, а не надписи. Ранее работы основывались на ширине и плотности гребня, но это не независимые характеристики, что могло привести к статистическим ошибкам.

Чтобы решить проблему, использовали байесовскую смешанную модель, учитывающую взаимосвязь измерений и неопределённость из-за сходства между группами, особенно взрослыми женщинами и мальчиками-подростками. Анализ показал, что в создании армии участвовал более широкий круг людей — взрослые мужчины-мастера, женщины и молодые ремесленники.

Надписи на лакированных изделиях периода Цинь упоминают взрослых женщин, молодых девушек и юношей, участвовавших в ремесленном производстве под наблюдением государства. Данные требуют осторожной интерпретации: процентные соотношения отражают распределение отпечатков, а не долю работников, поскольку один человек мог оставить несколько отпечатков, а другие — ни одного.

Московский комсомолец