Вращающиеся нейтронные звезды для проверки и калибровки атомных часов

06.01.2019

Об атомных часах, обеспечивающих высокоточный отсчет времени, мы неоднократно рассказывали на страницах нашего сайта. И, безусловно, многие из наших читателей не раз задавались вопросом, при помощи чего были получены значения характеристик этих часов, ведь для того, чтобы измерить что-то с определенной точностью, требуется измерительный инструмент с минимум на порядок более высокой точностью. Не знаем, как другие организации, имеющие в своем распоряжении атомные часы, а Европейское космическое агентство использует для синхронизации своих часов сигналы далеких вращающихся нейтронных звезд, пульсаров, излучаемые которыми сигналы имеют достаточно высокие показатели стабильности и точности.

Данный проект, получивший название "PulChron", является разработкой ученых из Манчестерского университета, британской Национальной физической лаборатории и частной компании GMV. Система, созданная в ходе этого проекта, уже частично используется для синхронизации атомных часов, обеспечивающих работу европейской системы спутниковой навигации "Galileo". Более того, длительные измерения сигналов пульсаров, объединенные с измерениями колебаний вибрирующих атомов в часах, позволяют получить еще более точный отсчет времени, чем это позволяет каждый из компонентов системы в отдельности.

Ученая-физик Джоселин Белл Бернелл (Jocelyn Bell Burnell) впервые обнаружила пульсар в 1967 году, когда ею был замечен радиосигнал, приходящий из глубин космоса и имеющий период в 1,34 секунды. Отметим, что этот сигнал был принят антеннами телескопа Interplanetary Scintillation Array радио-обсерватории Mullard Radio Astronomy Observatory. В настоящее время уже известно, что пульсары - это нейтронные звезды, небольшие и очень плотные остатки от взрывов массивных звезд, которые вращаются порой с огромной скоростью и излучают направленный луч излучения, который периодически направляется в сторону Земли.

Сейчас пульсары, точнее их сигналы, используются не только для синхронизации атомных часов. Они также представляют собой инструменты для поиска и измерения гравитационных волн, темной материи и изучения других явлений космологических масштабов.

Оборудование PulChron получает данные от пяти радиотелескопов, включая European Pulsar Timing Array, которые следят за 18 пульсарами одновременно. Атомные часы так же генерируют свою собственную частоту, один период которой является одним "тиком" часов. Но, относительно простые атомные часы, основанные на атомах водорода, возбуждаемых микроволновым лазером, могут дрейфовать (менять свою частоту) в течение долгих промежутков времени. И в этом случае для проведения коррекции требуется другая система, обладающая более высокой стабильностью, к примеру, часы системы Galileo требуют проведения процедуры синхронизации и коррекции каждые несколько часов.

Система PulChron является не первой "пульсарной" хронометрической системой, более того, она существует пока в своем первом, можно сказать, демонстрационном варианте. Но после того, как эта система начнет работать в ее окончательном виде, она будет использоваться не только для обеспечения работы системы спутниковой навигации, но и для отсчета точного значения времени Гринвичского меридиана (Coordinated Universal Time, UTC).

<< Назад: Мировой океан стремительно остывает 06.01.2019

>> Вперед: Роботизированные штаны 05.01.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Супервитаминный салат для борьбы с дефицитом витамина А 01.10.2024 Салат часто называют "хрустящей водой" за его низкое содержание калорий и воды. Однако в последнее время ученые смогли значительно улучшить его пищевую ценность, добавив в этот популярный листовой овощ важный для здоровья бета-каротин - пигмент, превращающийся в организме человека в витамин А. Этот "супер-салат" может стать решением глобальной проблемы дефицита витамина А, которая ежегодно ставит под угрозу здоровье миллионов людей. Витамин А играет ключевую роль в поддержании зрения, иммунной системы и здоровья кожи. Дефицит этого витамина особенно распространен в развивающихся странах, где он вызывает серьезные проблемы со здоровьем, такие как потеря слуха, слепота и даже смертельные исходы. По данным Всемирной организации здравоохранения, около 140 миллионов детей страдают от недостатка витамина А. В связи с этим ученые из Университета Политехника Валенсии в Испании решили найти способ повысить содержание бета-каротина в обычном салате (Lactuca sativa), чтобы сделать его более полезным и доступным источником витамина. Для увеличения количества бета-каротина в листьях салата исследователи сосредоточились на двух основных задачах. Во-первых, они разработали метод стимулирования производства бета-каротина в цитозоле клеток, не нарушая важнейший процесс фотосинтеза, зависящий от хлорофилла. Во-вторых, команда ученых нашла способ изменять клеточные структуры так, чтобы они могли накапливать дополнительные каротиноиды, включая бета-каротин, не повреждая растение. Однако процесс оказался сложным. Избыточное или недостаточное количество бета-каротина может нарушить работу хлоропластов, в которых происходит фотосинтез. Это приводит к гибели листьев. Как объяснил ведущий исследователь Мануэль Родригес Консепсьон, ученым пришлось балансировать между увеличением количества бета-каротина и сохранением здоровья растения. Первоначальные попытки добиться нужного результата с помощью метаболической инженерии и гормональных обработок оказались неэффективными. Однако исследователям удалось достичь успеха, используя интенсивные световые обработки и ферменты, найденные у бактерий. В результате команда получила золотую зелень салата, которая содержит до 30 раз больше бета-каротина, чем обычные листья. Исследование показало, что стимулирование образования и развития пластоглобулов - специальных клеточных структур, участвующих в накоплении жиров и пигментов, - помогает накапливать бета-каротин в частях клетки, где его обычно не бывает. Это делает полученный бета-каротин более биодоступным, то есть легче усваиваемым организмом, как отметил первый автор исследования Морелли. Эта работа напоминает разработки золотого риса - генетически модифицированного риса, обогащенного бета-каротином. Хотя он имеет огромный потенциал для борьбы с дефицитом витамина А в регионах с высоким уровнем этого дефицита, золотой рис столкнулся с сильным сопротивлением экологических групп. Например, Greenpeace активно выступает против его использования в Юго-Восточной Азии. Новый "супервитаминный" салат, не прибегая к таким радикальным мерам, как генная инженерия, может предложить более нейтральное решение проблемы дефицита витамина А. Учитывая его высокую питательную ценность, он может стать важным шагом на пути к улучшению питания и здоровья людей, особенно в развивающихся странах.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025