• 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

Лозартан активирует бурый жир
Препарат лозартан, который широко используется для снижения артериального давления, может способствовать улучшению обмена веществ благодаря активации бурого жира.

Учёные из Рокфеллеровского университета обнаружили, что данное лекарство усиливает работу этой ткани, которая помогает организму расходовать энергию. Результаты их исследования опубликованы в журнале Nature.

Специалисты проанализировали медицинские данные более 100 тысяч пациентов и выяснили, что люди с активным бурым жиром реже страдают сердечно-сосудистыми заболеваниями, диабетом второго типа, тревожностью и депрессией. В отличие от белого жира, который накапливает энергию, бурый жир способствует сжиганию калорий и выработке тепла.

Учёные заметили, что у пациентов, принимавших определённые препараты от давления, бурый жир обнаруживался чаще. Затем они проверили действие лозартана на клетках и лабораторных мышах.

Выяснилось, что препарат повышает активность бурого жира и усиливает расход энергии, не влияя на массу тела животных. При этом лозартан воздействует на бурый жир через иной механизм, не связанный напрямую со снижением давления.

Это открывает перспективы для создания лекарств, которые улучшают обмен веществ без влияния на артериальное давление. Ранее учёные установили, что своевременное лечение гипертонии может предотвращать более 518 тысяч смертей в год.

Лента ру

Семаглутид защищает сердце при сердечной недостаточности
Препарат семаглутид, который применяют для лечения диабета второго типа и ожирения, может оказывать защитное действие на сердце при сердечной недостаточности, даже если не приводит к снижению веса.

Это выяснили учёные, результаты их исследования опубликованы в журнале European Heart Journal (EHJ). Эксперименты проводились на крысах и мини-пигах с заболеванием, напоминающим один из видов сердечной недостаточности у людей.

При этом состоянии сердечная мышца становится жёсткой и хуже наполняется кровью, но продолжает нормально перекачивать кровь. Животным давали небольшие дозы семаглутида.

Эти дозировки были недостаточными для заметного снижения веса. Однако оказалось, что даже без похудения семаглутид уменьшает жёсткость сердечной мышцы и защищает её от повреждений.

Кроме того, препарат препятствует увеличению сердца и образованию рубцовой ткани, которая нарушает его работу. Учёные также обнаружили, что лечение уменьшает жировые отложения вокруг сердца и печени.

Избыток такого жира может негативно влиять на работу органов и усиливать воспалительные процессы. Исследователи предполагают, что семаглутид может защищать сердце независимо от своего влияния на массу тела.

В будущем это может позволить использовать небольшие дозы препарата для лечения сердечной недостаточности и снизить вероятность побочных эффектов.

Лента ру

Обнаружен загадочный сигнал
В созвездии Форнакса есть небольшой участок неба, который стал одним из самых изученных благодаря наблюдениям телескопа «Хаббл».

Этот телескоп наблюдал участок более 270 часов, получив сверхглубокое поле с почти 10 000 галактик. Затем туда направили JWST, используя более чувствительные инфракрасные возможности.

И выяснилось, что участок всё ещё таит сюрпризы. Астрофизик Мэйсон Хьюберти использовал спектрограф JWST для поиска неизвестных объектов.

Вместо выбора известных целей команда открыла почти все заслонки, закрыв только те, что закрывали известные объекты переднего плана. Затем свет разделили на спектры и искали линии излучения дважды: в августе и ноябре 2023 года, с интервалом 88 дней и под разными углами, чтобы устранить артефакты.

Шесть обнаружений совпали с удалёнными галактиками. Седьмое стало проблемой: при обоих наблюдениях на длине волны около 1,6 микрометра появилась одиночная яркая линия.

Никакой другой линии не было, и в предыдущих наблюдениях «Хаббла» и JWST там ничего не видели. Позже линия проявилась во всех четырёх наборах снимков, в обоих направлениях, с интервалом 88 дней, измерения последовательны.

Линия была достаточно яркой, чтобы её увидели на более ранних снимках JWST. Если бы линия присутствовала в октябре 2022 года, телескоп не смог бы её не заметить — значит, тогда её ещё не было.

Определить одну линию сложно, если неизвестно расстояние: из-за расширения пространства свет краснеет, поэтому инфракрасный фотон может быть энергичным светом издалека или менее энергичным вблизи. Есть четыре основных подозреваемых, ни один не подходит полностью: галактика в ранней Вселенной (линии было бы трудно пройти через нейтральный водород, и она должна была появиться в наблюдениях JADES), более поздняя галактика (должны быть другие линии), сверхновая (тоже должна была породить другую линию), чёрная дыра, разрывающая звезду (может создать мощную линию без другого света, но доказательств недостаточно).

«Этот объект крайне необычен и исследует экстремальные физические условия, — заключают исследователи. — Дальнейшие наблюдения необходимы для подтверждения красного смещения и определения происхождения излучения».

Московский комсомолец

Учёные нашли ген молодости
Учёные из США нашли ген, который при активации способен замедлять старение организма и продлевать жизнь.

В опытах на мышах активация этого гена привела к увеличению продолжительности жизни животных на 14 процентов. Статью с результатами исследования опубликовали в журнале Nature Aging (NA).

Исследователи создали систему искусственного интеллекта, которая по активности генов определяет биологический возраст клеток. С помощью этой системы они искали методы возвращения стареющим клеткам более молодого состояния.

В итоге был выявлен ген SRSF1, участвующий в обработке генетической информации внутри клеток. Повышение активности этого гена помогает восстанавливать свойства, характерные для молодых клеток.

Эксперименты показали: активация SRSF1 уменьшает признаки клеточного старения, снижает воспаление и помогает клеткам справляться с повреждёнными белками, при этом основные функции клеток сохраняются. Затем учёные проверили действие гена на пожилых мышах.

Выяснилось, что активация гена замедляет развитие возрастной слабости на 44 процента и увеличивает медианную продолжительность жизни на 14 процентов. Это значит, что половина животных с активированным геном прожила дольше, чем половина мышей из контрольной группы.

Авторы исследования считают, что их открытие может лечь в основу разработки новых методов борьбы со старением.

Лента ру

Другие новости