• 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

Тайцзи уменьшает симптомы депрессии и тревоги
В журнале Frontiers in Psychology (FP) опубликовали результаты систематического обзора и метаанализа рандомизированных исследований, которые показали, что тайцзи может снижать симптомы депрессии, тревоги и стресса.

Учёные проанализировали 12 исследований с участием 1057 студентов. В этих работах сравнивали занятия тайцзи с обычным образом жизни, отсутствием вмешательства или другой физической активностью.

Программы занятий длились от 8 до 18 недель, чаще всего тренировки проходили несколько раз в неделю по 40–80 минут. Результаты показали, что тайцзи заметно уменьшал симптомы депрессии, тревожности и стресса.

Исследователи связывают эффект с сочетанием медленных движений, дыхания и концентрации внимания. Такая практика может снижать напряжение, помогать регулировать эмоции и работать как мягкая форма физической активности.

Кроме того, тайцзи был связан с улучшением качества сна, но по этому пункту данные оказались менее надёжными из-за различий между исследованиями. Авторы считают, что тайцзи может стать доступным способом поддержки психического здоровья студентов, однако нужны более крупные и качественные испытания.

Ранее учёные выяснили, что ведение дневника о собственной жизни помогает справляться с депрессивными симптомами.

Лента ру

Кофе защищает печень
Учёные, опубликовавшие результаты исследования в журнале Clinical Gastroenterology and Hepatology (CGH), выяснили, что регулярное употребление кофе снижает риск цирроза, рака печени и смерти от заболеваний этого органа.

Они проанализировали данные 354 957 участников проекта UK Biobank, за которыми наблюдали в среднем 13 лет. Оказалось, что у людей, выпивающих пять и более чашек кофе в день, риск цирроза был ниже на 32 процента, риск рака печени — на 47 процентов, а риск смерти от заболеваний печени — на 42 процента по сравнению с теми, кто не пьёт кофе.

Положительная связь наблюдалась уже при употреблении одной-двух чашек кофе в день, а наиболее выраженной она была при трёх-четырёх чашках. Кроме того, МРТ показала, что у любителей кофе было меньше жира, воспаления, фиброза и накопления железа в печени.

Анализ крови выявил у них более высокий уровень белков, связанных со здоровой работой печени, и более низкий уровень белков, участвующих в воспалении и рубцевании тканей. Эти данные помогли объяснить возможные биологические механизмы защитного действия кофе.

Авторы исследования подчёркивают, что их работа не доказывает причинно-следственную связь и не призывает всех начать пить кофе ради защиты печени. Они отмечают, что кофе может дополнять, но не заменять основные меры профилактики: поддержание нормального веса, ограничение алкоголя, физическую активность и контроль уровня сахара, артериального давления и холестерина.

Лента ру

Используют черепах для прогноза циклонов
Учёные из UNSW и других американских университетов и организаций начали использовать глубоководных морских черепах для получения данных, необходимых для прогнозирования тропических циклонов.

Эти мощные штормы подпитываются энергией тёплых тропических морей, и их сила зависит от температуры поверхности океана. Однако при прохождении циклона сильный ветер и высокие волны перемешивают воду, поднимая к поверхности более холодные глубинные слои.

В результате за циклоном остаётся «холодный след» — участок с пониженной температурой поверхности океана. Это уменьшает запас тепла, доступный шторму, и может ослабить его.

Традиционно синоптики фокусировались на температуре поверхности моря, но процессы, происходящие в глубине, также имеют важное значение. Если холодная вода находится близко к поверхности, циклон быстро охлаждает верхний слой океана.

Если же тёплые воды распространяются глубже, такого эффекта практически не возникает. Поэтому точность прогноза зависит от информации о температуре воды под поверхностью.

Для сбора данных исследователи использовали оливковых ридлей и плоскоспинных морских черепах, которые откладывают яйца на побережье тропической Австралии. Биологи уже давно отслеживают перемещения морских черепах с помощью миниатюрных GPS-передатчиков.

В новом проекте к ним добавили океанографические датчики, измеряющие температуру воды во время погружений животных, которые могут достигать глубины около 80 метров. Полученные данные передаются через спутник практически мгновенно и становятся доступны синоптикам почти в режиме реального времени.

Одно из животных позволило собрать данные о тропическом шторме Илса в 2023 году.

Московский комсомолец

Нашли массивную цепь в Дагестане
В горах Дагестана обнаружили массивную металлическую цепь.

По информации, предоставленной изданием Mash, находку сделали во время проведения работ. Цепь частично скрыта в скальной породе и уходит вглубь массива на несколько метров.

Вес артефакта превышает 60 килограммов, а его предполагаемый возраст составляет около трёх тысяч лет. Исследователи обратили внимание на конструкцию изделия: утверждается, что на металле отсутствуют соединительные швы.

Это стало основанием для предположений о необычном происхождении артефакта. Некоторые специалисты провели параллель с древнегреческим мифом, согласно которому титан Прометей по приказу Зевса был прикован цепями к скале.

Однако никаких археологических или исторических данных, подтверждающих связь найденной цепи с этим сюжетом, пока не опубликовано. В античной традиции существовало несколько версий места, где, согласно легенде, был прикован Прометей.

Древнегреческие авторы чаще всего связывали эти события с Кавказскими горами, из-за чего различные регионы Кавказа на протяжении многих лет становились объектом подобных предположений. Но мифологический сюжет не рассматривается исторической наукой как доказанное описание реальных событий.

После реставрации цепь передали в музей в Адыгее, где она стала частью экспозиции. Посетителям её демонстрируют как уникальный археологический артефакт, при этом версия о связи с Прометеем остаётся одной из гипотез, не получивших научного подтверждения.

Московский комсомолец

Другие новости