Автор Тема: Новости науки и технологии  (Прочитано 1480394 раз)

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 15295
  • Репутация: +27/-108
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #6080 : Мая 06, 2022, 22:08:59 »
Эта 5-сантиметровая пластина вмещает в себя весь интернет: она заменит миллиард дисков Blu-Ray

Исследователи в Японии разработали новый метод изготовления 5-сантиметровых пластин из алмаза, на основе которых можно создать квантовую память с беспрецедентной плотностью записи данных.




Такую плотность хранения информации можно представить с трудом. Возможно, скоро наши телефоны с такой тонкой пластиной смогут в прямом смысле вместить в себе весь интернет

Алмаз является одним из наиболее перспективных материалов для практических квантовых вычислительных систем, включая память. Определенный дефект в кристалле, известный как центр вакансий азота, может использоваться для хранения данных в виде сверхпроводящих квантовых битов (кубитов), но слишком большое количество азота в алмазе уменьшает его возможности по хранению информации.

Это значит, что ученым приходилось идти на компромисс и создавать либо большие алмазные пластины со слишком большим количеством азота, либо сверхчистые алмазные пластины, которые слишком малы, чтобы их можно было использовать для хранения данных.

Алмазная память

Но японским исследователям удалось решить эту проблему: они разработали новый метод производства алмазных пластин сверхвысокой чистоты, которые достаточно велики для практического применения.

Эта технология, согласно исследованию, позволяет получить алмазные пластины диаметром 5 см с такой огромной плотностью данных, что теоретически они могут хранить эквивалент миллиарда дисков Blu-Ray. Один Blu-Ray может хранить до 25 ГБ (при условии, что он однослойный), что означает, что эта алмазная пластина должна иметь возможность вместить колоссальные 25 экзабайт (EB) данных. Ученые назвали эти пластины Kenzan Diamond.

Ключевым моментом является то, что эти алмазы имеют концентрацию азота менее трех частей на миллиард (ppb), что делает их невероятно чистыми. Исследователи говорят, что это самые большие пластины с таким уровнем чистоты — площадь большинства других не превышает 4 мм2.

Источник: ПМ

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 15295
  • Репутация: +27/-108
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #6081 : Мая 06, 2022, 23:34:30 »
Время во Вселенной может не существовать вовсе: рассказываем, почему этого не стоит бояться

Существует ли время? Ответ на этот вопрос может показаться очевидным: конечно! Просто посмотрите на календарь или часы. Но развитие физики предполагает, что все может быть не столь однозначно, и к вопросу следует отнестись со всей серьезностью.




Физики поделились своим видением того, почему время на самом деле может быть лишь удобной условностью. Не волнуйтесь: даже если время на самом деле не существует, наша жизнь будет идти своим чередом.

Кризис в физике


Физика в кризисе. В прошлом столетии мы объясняли Вселенную с помощью двух чрезвычайно успешных физических теорий: общей теории относительности и квантовой механики.

Квантовая механика описывает, как все работает в невероятно маленьком мире частиц и их взаимодействий. Общая теория относительности описывает общую картину гравитации и того, как движутся объекты.

Обе теории работают очень хорошо сами по себе, но считается, что они противоречат друг другу. Хотя точная природа конфликта является спорной, ученые в целом согласны с тем, что обе теории необходимо заменить новой, более общей теорией.

Физики хотят создать теорию «квантовой гравитации», которая заменит общую теорию относительности и квантовую механику, и в то же время зафиксирует их исключительный успех. Такая теория объяснила бы, как общая картина гравитации работает в миниатюрном масштабе частиц.

Время в квантовой гравитации

Оказывается, создать теорию квантовой гравитации чрезвычайно сложно.

Одной из попыток преодолеть конфликт между двумя теориями является теория струн. Она «заменяет» частицы струнами, вибрирующими в 11 измерениях. Однако в таком случае мы сталкиваемся с еще одной трудностью. Теории струн предлагают ряд моделей, описывающих Вселенную в общих чертах, но при этом они не дают каких-либо четких предсказаний, которые можно было бы проверить экспериментально, чтобы выяснить, какая модель является правильной.

В 1980-х и 1990-х годах многие физики разочаровались в теории струн и предложили ряд новых математических подходов к квантовой гравитации. Одним из наиболее известных из них является петлевая квантовая гравитация, которая предполагает, что ткань пространства и времени состоит из сети очень маленьких дискретных фрагментов или «петлей». Важным аспектом этой теории является то, что она полностью устраняет время как фактор.

Впрочем, петлевая квантовая гравитация не единственная концепция, упраздняющая время: ряд других подходов также не учитывает время как фундаментальный аспект реальности.

Возникновение времени



Итак, мы знаем, что нам нужна новая физическая теория для объяснения Вселенной, и что в этой теории может не быть времени. Предположим, что такая теория окажется верной. Следует ли из этого, что время не существует на самом деле?

Что ж, это зависит от того, что мы подразумеваем под «существованием».

Теории физики не включают никаких конкретных объектов (столов, стульев или, например, людей), и тем не менее мы по-прежнему принимаем, что столы, стулья и люди существуют. Почему? Потому что мы предполагаем, что такие вещи существуют на более высоком уровне, чем уровень, описываемый физикой. Мы говорим, например, что столы «возникают» из лежащей в их основе физики частиц, летающих по Вселенной.

Но хотя у нас есть довольно хорошее представление о том, как именно сделать стол из фундаментальных частиц, мы понятия не имеем, как время может быть «сделано» из чего-то более фундаментального. Таким образом, пока мы не сможем дать четкое объяснение того, как возникает время, неясно, можем ли мы просто предположить, что время «существует» или «не существует».

Время может не существовать ни на каком уровне

Сказать, что время не существует ни на каком уровне, это все равно, что сказать, что не существует условных столов или стульев. Попытка прожить в мире без столь важной мебели может быть сложной, но жизнь в мире без времени на первый взгляд кажется чудовищной катастрофой.

Вся наша жизнь построена вокруг времени. Мы планируем будущее в свете того, что знаем о прошлом. Мы возлагаем на людей моральную ответственность за их прошлые действия с целью сделать им выговор позже. Мы считаем себя агентами (сущностями, которые могут что-то делать) отчасти потому, что мы можем планировать действия, которые приведут к изменениям в будущем.

Но какой смысл действовать, чтобы вызвать изменение в будущем, когда в самом прямом смысле нет будущего, ради которого нужно действовать? Какой смысл наказывать кого-то за прошлый поступок, когда прошлого нет, а значит, и такого поступка, по-видимому, нет?

Открытие того, что времени не существует, казалось бы, остановит весь мир. У нас не было бы причин вставать с постели.

Впрочем, из этого тупика есть выход.

Хотя физика может устранить время, кажется, что она оставляет нетронутой причинно-следственную связь: то, в каком смысле одно может повлечь за собой другое. Возможно, в таком случае физика говорит нам, что причинность, а не время, является основной характеристикой нашей Вселенной.

Если это так, то человечество продолжит существовать как раньше. Авторы новой работы предполагают, что открытие «несуществования» времени может не оказать прямого влияния на нашу жизнь, даже если оно продвинет физику в новую эру.

Источник: ПМ

===============================================================

Хочу немного дополнить эту статью.

Во-первых, что значит "физика в кризисе"? На самом деле идёт планомерное познание окружающей нас Реальности! К тому же, не нужно забывать, что объём новых знаний удваивается примерно каждые 10 лет, а последнее время - ещё быстрее! Т.е. грубо говоря, объём новых знаний, полученных с 2012 года по настоящее время равен всему объёму знаний, полученному человечеством с момента его появления и до 2012 года. И это "кризис"? Тогда уж следует говорить, что физика, как и любая другая наука, находится в кризисе с момента её появления!

Во-вторых, о самом понятии "время". Начнём с того, что в Реальности существуют лишь объекты и явления. Объекты - это то, что существует вне нас и независимо от нашего сознания. Явления - это те изменения, что происходят с объектами. Все остальные термины и категории придуманы человеком! В частности, пространство - было придумано для того, чтобы можно было упорядочить и описáть взаимное расположение объектов. Время было придумано для того, чтобы можно было упорядочить и описать последовательность происходящих явлений. Очевидно, что сами характеристики этих категорий - пространство и время, зависят от того, в рамках каких теорий они используются. Напомню, что любая физическая теория, - это всего лишь модель, которая количественно описывает явления Реальности в области применимости с достаточной точностью. И ничего более! Например, пространство в Ньютоновской механике является плоским, евклидовым, в специальной теории относительности Эйнштейна (СТО) - тоже плоским, но пространством Минковского, в общей теории относительности Эйнштейна (ОТО) пространство Риманово, и может быть искривлённым. Что касается времени, то в Ньютоновской механике пространство и время существуют независимо друг от друга и время является абсолютным, т.е. его ход в любой точке пространства совершенно одинаков и ни от чего не зависит. В то же время в СТО и ОТО Эйнштейна пространство и время объединены в единую категорию: пространство-время, поскольку это проще для понимания и удобнее для вычислений, и образуют соответственно, четырёхмерное пространство-время, свойства которого (пространства-времени) зависят как от скорости движения наблюдателя, так и от напряжённости гравитационного поля. Однако следует понимать, что три пространственные координаты и временнáя координата неравноправны! Т.е. если в уравнениях движения поменять местами две пространственных координаты, то характер такого уравнения не изменится и оно по прежнему будет правильно описывать происходящие явления. А вот если поменять в уравнении пространственную координату с временнóй, то такое уравнение сразу же перестанет соответствовать происходящим в Реальности явлениям.
Поэтому подчеркну ещё раз: характеристики времени, да и само его существование зависят от теорий, в которых оно используется. Т.е. это по сути дела параметр в уравнении, описывающем Реальность в рамках какой-либо теории.

Так что со временем нужно быть поосторожнее!

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 15295
  • Репутация: +27/-108
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #6082 : Мая 06, 2022, 23:37:52 »
Самый невероятный телескоп современности. «Джеймс Уэбб» завершил настройку главного зеркала

Далее дело за введением в эксплуатацию научных приборов


Космическая обсерватория James Webb Space Telescope завершила этап юстировки. Все сегменты основного зеркала встали на свои места.



Учёные протестировали телескоп, сделав снимки Большого Магелланова Облака всеми четырьмя основными инструментами. Как можно видеть, фотографии получились максимально чёткими.

Цитировать
Оптические характеристики телескопа по-прежнему превосходят самые оптимистичные прогнозы инженеров. Зеркала теперь направляют полностью сфокусированный свет, собранный из космоса, в каждый инструмент, и каждый инструмент успешно захватывает изображения с доставленным к ним светом. Качество изображения, передаваемого на все инструменты, «ограничено дифракцией», что означает, что чёткость деталей, которые можно увидеть, настолько хороша, насколько это физически возможно, учитывая размер телескопа. С этого момента единственными изменениями в зеркалах будут очень небольшие периодические регулировки сегментов главного зеркала.

Далее команда телескопа сосредоточит свое внимание на вводе в эксплуатацию научных приборов. Каждый прибор представляет собой сложнейший набор детекторов, оснащённых уникальными линзами, масками, фильтрами и специализированным оборудованием, которое помогает ему выполнять научные задачи, для достижения которых он был разработан. Специализированные характеристики этих инструментов будут настроены и будут работать в различных комбинациях на этапе ввода в эксплуатацию, чтобы полностью подтвердить их готовность.

Напомним, первые фотографии, которые будут сделаны не для тестирования, должны появиться летом.

Источник: IXBT

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 15295
  • Репутация: +27/-108
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #6083 : Мая 06, 2022, 23:54:56 »
Может ли наша Вселенная быть созданной искусственно: американский астроном против советского ученого

Могла ли наша Вселенная быть создана в чашке Петри? Ави Леб, aстроном из Гарварда, утверждает, что высший «класс» цивилизации в самом деле мог создать нашу Вселенную в некой колоссальной лаборатории.




Природа мироздания

«Поскольку наша Вселенная имеет плоскую геометрию с нулевой чистой энергией, развитая цивилизация могла бы разработать технологию, которая создала бы дочернюю вселенную из ничего посредством квантового туннелирования», — пишет Леб в статье, опубликованной журналом Scientific American.

Он предполагает, что эта теория объединит два, казалось бы, противоположных понятия: идею о том, что нашей судьбой может управлять высшая сила, и светскую концепцию квантовой гравитации (область физики, которая стремится включить гравитацию в теорию квантовой механики). В первую очередь эта теория опирается на способность далекой развитой цивилизации объединить квантовую механику и гравитацию, а затем идентифицировать и воссоздать все составляющие Вселенной.

Он также вводит новый способ классификации того, что именно делает цивилизацию развитой, — способ, который отличается от системы советского астрофизика Николая Кардашева, которая организует цивилизации на основе количества энергии, которую они производят и потребляют.

Согласно Кардашеву, цивилизации типа I (например, земная) ​​достаточно развиты только для того, чтобы использовать звездный свет, достигающий их планеты, в то время как цивилизации типа II освоили способность полностью использовать мощность своей звезды-хозяина (используя для этого аналог сферы Дайсона). Цивилизации типа III, самые развитые и технологически продвинутые, способны использовать всю энергию своей галактики.

Новая классификация цивилизаций

Леб, напротив, разработал структуру, которая разбивает развитые цивилизации на классы на основе их способности «воспроизводить астрофизические условия, которые привели к их существованию».


NASA

Земляне попали бы в класс C, потому что, как технологическая цивилизация «низкого уровня», мы не смогли бы воссоздать наши нынешние условия, если бы солнце внезапно погасло. На самом деле, ученый предполагает, что мы можем даже попасть в категорию класса D, потому что в настоящее время активно разрушаем наш единственный дом. С другой стороны, цивилизации класса B, пишет Леб, достаточно развиты, чтобы воссоздать условия, в которых они живут, независимо от состояния их родной звезды.

Цивилизация класса А, как и наши предполагаемые создатели, сможет, скажем, генерировать большое количество темной энергии и, как предполагает Леб, создавать «дочерние вселенные», которые будут полностью подконтрольны своим создателям и в которых потенциально может зародиться жизнь. Он также предполагает, что из-за конкуренции только одна развитая цивилизация в каждый момент времени сможет достичь такого уровня сложности.

Идея выглядит безумно, но над ней интересно поразмыслить. И это поднимает ряд интригующих вопросов: что делает цивилизацию действительно технологически развитой? Мы продвинутая симуляция? Как вообще может выглядеть эта «лаборатория»?

Источник: ПМ

========================================================

Немного добавлю:
Во-первых, не нужно забывать, что так называемая шкала Кардашёва, о которой говорится в статье, была им предложена в 1964 году. А наука развивается чрезвычайно быстро! Поэтому многие знания могут устаревать и даже становиться просто ошибочными.
Во-вторых, хочу предложить посмотреть лекцию академика Валерия Рубакова о создании Вселенной "в пробирке". Тем более, что мы уже понимаем в принципе, как это сделать.

« Последнее редактирование: Мая 11, 2022, 19:34:50 от Новичёк »

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 15295
  • Репутация: +27/-108
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #6084 : Мая 11, 2022, 19:41:30 »
Инженеры научились сверхточно определять время по потокам космических частиц

Движения Солнца, Луны и звезд уже давно используются для отслеживания времени, но недавно инженеры из Токийского университета предложили новый способ, основанный на потоках частиц космических лучей.




Для большинства из нас ежедневный хронометраж может отставать на несколько секунд, не вызывая серьезных драм. Но в более научных, промышленных и технологических сценариях различия в масштабе наносекунд могут иметь решающее значение. Точное определение времени требует сети GPS и атомных часов, но эти системы дороги и не работают везде — особенно под землей или под водой.

Новая технология, описанная исследователями U Tokyo, предназначена для решения обеих проблем. Ученые назвали ее космической синхронизацией времени (CTS), и она работает, отслеживая космические лучи в небе.

Влияние лучей из космоса

Космические лучи постоянно приходят из глубокого космоса, и когда они достигают Земли, то взаимодействуют с частицами в атмосфере, превращая их в поток других частиц. Одной из образующихся частиц являются мюоны, обладающие высокой энергией, позволяющей им проходить сквозь большую часть материи, поэтому они проникают на несколько километров вглубь поверхности Земли и океанов.

Система CTS будет использовать детекторы мюонов для чрезвычайно точной синхронизации набора часов, даже если некоторые из них будут находиться под землей или под водой. Процесс начинается на высоте около 15 км, где космические лучи впервые взаимодействуют с атмосферой и производят поток частиц, в том числе мюонов. Эти мюоны, каждый из которых имеет определенную сигнатуру, основанную на конкретном событии космических лучей, которое их породило, могут распространяться на площади в несколько квадратных километров, и любые устройства CTS в этом диапазоне могут быть синхронизированы с одним и тем же потоком с допуском менее 100 наносекунд.


Схема устройства системы CTS
2022 Hiroyuki K. M. Tanaka


Может показаться, что этот метод основан на большом количестве случайностей (все равно, что пытаться синхронизировать удары молнии), но команда говорит, что эти столкновения космических лучей с атмосферой происходят чрезвычайно часто по всей планете — около 100 раз в час на каждый квадратный километр. Это означает, что сеть систем CTS может обслуживать большую часть мира, включая места, недоступные для GPS.

Команда уверяет, что есть и другие преимущества. CTS намного дешевле, чем GPS: детекторы мюонов стоят всего 100 долларов США каждый, вместо сотен тысяч для атомных часов. А поскольку комические лучи невозможно создать искусственно, системы CTS должны быть гораздо более защищены от взлома, чем GPS.

Источник: TechInsider

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 15295
  • Репутация: +27/-108
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #6085 : Мая 11, 2022, 19:55:54 »
Большой адронный коллайдер: какие открытия он принес и чего ждать от перезапуска?



В конце апреля Большой адронный коллайдер был запущен вновь — после трехлетней остановки для модернизации. Вспоминаем, какие важные открытия он помог сделать и каких результатов стоит ждать теперь

Что делает БАК?

На первый взгляд 27-километровый кольцевой туннель под землей — довольно скучное место. Любителям эффектных зрелищ, вроде облачного гриба над ядерным полигоном или голубоватого свечения Вавилова — Черенкова в реакторе, здесь делать нечего. Все самое интересное происходит в наглухо запаянных трубах.

И все же можно сказать без преувеличения, что это место с самыми экстремальными условиями на Земле. А в чем-то и во всей Солнечной системе. Например, в 2012 году в БАК удалось достичь рекордной температуры в 5,5 трлн градусов (в 350 тыс. раз горячее, чем на Солнце). А плотность получившегося вещества была больше, чем у нейтронной звезды.

По своей функции коллайдер близок к микроскопу. А в чем-то он даже похож на машину времени. Мельчайшие частицы, из которых состоит мир, нельзя увидеть или пощупать. Некоторые из них вообще живут йоктосекунды (10−24-й  секунды) и образуются только в экстремальных условиях (какие существовали, например, при рождении Вселенной).

Чтобы смоделировать эти условия, ученые ускоряют пучки элементарных частиц до околосветовых скоростей и сталкивают их. Материя макромира (молекулы и физические тела) в таких условиях распадается, но для микромира начинается самое интересное.

Зачем это нужно?

В самом общем смысле — чтобы понять, как все устроено. Ученые используют теоретические модели, чтобы искать объяснение природным феноменам, прогнозировать события и создавать новые технологии. Но в любой модели есть и белые пятна, и противоречия.

Десятки лет назад физики сформулировали положения Стандартной модели, в которой все основные процессы подчинялись четырем силам: слабой, сильной, электромагнитной и гравитационной. Скажем, без слабого взаимодействия не происходило бы термоядерных реакций, Солнце бы не светило и жизнь была бы невозможна.

Уравнения Стандартной модели можно сравнить с чертежом огромной башни. Мы смотрим на него и представляем, как башня стоит, как в ней живут люди и как она ведет себя в разных погодных условиях. Но это только теория. При строительстве материалы могут повести себя иначе. Из-за ошибки в проектировании такая постройка, возможно, никогда бы не смогла существовать.

Стандартная модель позволяет теоретически предсказывать свойства тысяч различных процессов в мире элементарных частиц. И чаще всего эти предсказания подтверждаются экспериментом. Но иногда предсказания расходятся с полученными данными. А иногда над подтверждением давно сформулированной гипотезы приходится биться годами. Одна из таких гипотез связана с бозоном Хиггса.

Почему открытие бозона Хиггса стало событием?

Бозон Хиггса, который журналисты окрестили "частицей Бога", — пожалуй, самая знаменитая из всех частиц, обнаруженных детекторами БАК. Его открытие было одной из главных целей строительства всего сооружения. И она в итоге была достигнута в 2012 году. Но почему он так важен?

Согласно Стандартной модели, все элементарные частицы делятся на фермионы, из которых состоит материя, и бозоны, которые обеспечивают взаимодействия между фермионами. Без бозонов нейтроны, протоны и электроны просто летали бы по Вселенной, не образуя атомов.

Другая важная составляющая теории — симметрия. Она определяет поведение частиц и действие сил, которые на них влияют. Например, электромагнитное и слабое взаимодействия благодаря симметрии действуют как проявления одной и той же силы — электрослабой. Но эта красивая в теории идея могла работать только в том случае, если бы у частиц не было массы.

Как считается, в ранней Вселенной частицы были безмассовыми, и симметрия соблюдалась. Но затем симметрия стала самопроизвольно нарушаться. Одни частицы при этом вели себя как массивные, а другие — как безмассовые. С этим процессом и была связана одна из главных загадок Стандартной модели: почему происходят спонтанные нарушения симметрии.

Физик Питер Хиггс предположил, что масса частиц возникает под действием особого поля. В современном представлении частицы — это не шарики, а колеблющиеся "кусочки" (кванты) поля. Например, электроны — это колебания электронного поля, а фотоны — электромагнитного. Бозон Хиггса — тоже квант. Некоторые частицы, проходя через хиггсовское поле, "цепляются" за него и обретают массу.

Бозон Хиггса был последним недостающим элементом в Стандартной модели. Если бы его не нашли, пришлось бы искать другие объяснения того, почему нарушается симметрия. Впрочем, сам хиггсовский механизм тоже не до конца понятен, и поэтому сама Стандартная модель — лишь частный случай более общей теории, которая пока не создана.

Как проводят эксперименты на коллайдере?

На самом деле, конечно, БАК был построен не только ради одного бозона. В экспериментах проводятся сразу десятки и сотни параллельных экспериментов.

Изучение конкретного процесса на современном ускорителе выглядит примерно так. Ускоритель работает на протяжении 10–20 лет, по несколько месяцев в году. В остальное время его инспектируют, чинят, модернизируют. В течение всего этого времени регулярно, с частотой в миллионы раз в секунду, сталкиваются сгустки частиц.

Кстати, сгусток (bunch) и пучок (beam) частиц — не одно и то же. Частицы в кольцевом ускорителе летают, удерживаемые магнитным полем, вдоль одной и той же орбиты. Весь этот поток частиц образует пучок — точнее, два встречных пучка, которые движутся по двум разным пересекающимся орбитам. Но этот пучок не сплошной, а разбит на компактные кучки — сгустки, — следующие друг за другом на одинаковом расстоянии.

В результате в точке пересечения двух встречных пучков частицы сталкиваются не непрерывно, а через строго определенные промежутки времени; а вокруг этой точки стоят многослойные детекторы элементарных частиц, которые пытаются уловить все, что рождается в столкновениях.

Но особенность квантового мира в том, что в нем происходят все процессы, которые в принципе могут произойти — только с разной вероятностью. Поэтому, чтобы заметить какой-то очень редкий процесс, надо повторить столкновение в одинаковых условиях много раз. И задача ученых в том, чтобы услышать среди "шума" информации нужный им сигнал.

Например, рождение бозона Хиггса — не слишком редкое явление. Но его трудно уловить среди других осколков от столкновения протонов. Поэтому ученые искали признаки частицы, которая ведет себя именно как хиггсовский бозон: рождается в нужных условиях, распадается на  определенные частицы и влияет на другие частицы именно так, как и положено бозону Хиггса.

Что еще было открыто на БАК?

В основном опыты позволили понять, что происходит в частных случаях Стандартной модели, при очень экзотических условиях. Например, изучить свойства кварк-глюонной плазмы — состояния вещества, которое достигается при очень высоких энергиях (и, как считается, заполняло Вселенную в первые мгновения ее жизни).

Кроме того, эксперименты помогли лучше понять устройство элементарных частиц. Так, в 2015 году физики получили пентакварки — частицы, состоящие из пяти кварков вместо обычных двух (мезоны) или трех (барионы). Кварки — это строительные блоки, из которых состоят все известные нам элементарные частицы. Их существование еще в 90-х годах предположили ученые из Петербургского института ядерной физики, но получить их экспериментально не удавалось.

Выяснение того, как на самом деле устроены пентакварки, являются они составными или цельными, поможет лучше понять принципы устройства материи. Это приближает ученых к решению фундаментальной загадки: почему в природе не существует стабильных многокварковых частиц. Очевидной причины, по которой нельзя было бы сформировать аналог протона — скажем, из шести кварков, — теоретики назвать пока не могут.

Чего нам ждать теперь?

До сих пор результаты экспериментов на БАК укладывались в Стандартную модель. Однако у нее есть ограничения.

Данные некоторых экспериментов уже дали результаты, которые невозможно объяснить Стандартной моделью. Например, модель предсказывала, что так называемые красивые кварки должны с одинаковой вероятностью распадаться на электроны и мюоны. Но оказалось, что это происходит только в 85% случаев. Ученые предполагают, что здесь действует неизвестный фактор. Возможно, какой-то новый вид фундаментальных взаимодействий.

Еще одна большая загадка — существование суперсимметрии. Сторонники теории Великого объединения считают, что различные фундаментальные взаимодействия — это проявления одного, более общего, взаимодействия. Оно должно проявляться только при энергиях, во много раз превосходящих возможности современных ускорителей. Но анализ экспериментальных результатов все равно может дать некоторые подсказки.

С помощью БАК физики хотят создать условия, подобные тем, что существовали в ранней Вселенной. Если теория верна, во время таких экспериментов должны возникнуть особые суперсимметричные частицы (например, фотино — супер-партнер фотона). После модернизации мощность коллайдера может вырасти в десять раз. А это значит, что шансы получить такое событие возрастают.

Возможно, обнаружение суперсимметричных частиц поможет понять и природу темной материи. Это материя, которая не испускает электромагнитного излучения, но влияет на движение планет, звезд, галактик, скоплений галактик. Темной материи в четыре раза больше, чем обычной, но Стандартная модель ее просто не учитывает. Частицы суперпартнеров как раз и могут быть потенциальными кандидатами на роль элементов темной материи.

Источник: ТАСС.Наука
« Последнее редактирование: Мая 11, 2022, 19:57:51 от Новичёк »

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 15295
  • Репутация: +27/-108
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #6086 : Мая 11, 2022, 20:06:30 »
Уровни CO2 в атмосфере Земли достигли самого высокого уровня в истории человечества



В апреле 2022 года уровень углекислого газа в атмосфере Земли превысил 420 частей на миллион (ppm) — это самый высокий уровень, когда-либо зарегистрированный в истории человечества.

Институт океанографии Скриппса в Калифорнийском университете в Сан-Диего сообщил, что среднемесячный базовый уровень углекислого газа (CO2) за апрель 2022 года в Гавайской обсерватории Мауна-Лоа составил 420,02 промилле. Позже это было подкреплено записями Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), а их данные показали, что уровни достигли 421,33 промилле 4 мая 2022 года. Цифры являются поразительным показателем того, как человеческая деятельность радикально меняет нашу планету.

Углекислый газ является одним из наиболее важных парниковых газов, связанных с изменением климата, поскольку он задерживается в атмосфере Земли на протяжении веков. Хотя, естественно, в следовых уровнях в атмосфере Земли концентрация этого улавливающего тепло газа увеличивается с момента промышленной революции в 19 веке, поскольку он выделяется в результате человеческой деятельности, такой как сжигание ископаемого топлива и вырубка лесов.

Гавайская обсерватория Мауна-Лоа используется в качестве глобального фона для CO2 в атмосфере из-за его большой высоты и удаленного местоположения. Измерения концентрации углекислого газа проводились здесь с 1958 года, когда уровни углекислого газа были менее 320 ppm, что сделало его рекордным самым длинным непрерывным измерением углекислого газа в атмосфере.

Эти новые данные пока считаются предварительными, но они следуют четкой тенденции, которая развивалась в последние десятилетия. Из года в год уровень углекислого газа, зафиксированный в обсерватории Мауна-Лоа, неуклонно растет, а промилле за последнее десятилетие стабильно превышает 400. Для небольшого контекста отметим, что в последний раз глобальный уровень углекислого газа стабильно превышал 400 ppm около 4 миллионов лет назад, когда в мире было примерно на 3 °C жарче, а уровень моря был намного выше, чем сегодня.

Существует некоторое сезонное колебание углекислого газа в атмосфере с самым высоким среднемесячным значением, происходящим в мае, как раз перед тем, как растения в северном полушарии начинают всасывать большое количество углекислого газа из атмосферы в течение весеннего вегетационного периода. Это означает, что в мае среднемесячный показатель будет даже выше, чем в апреле.

"Нам действительно нужно сосредоточиться на сокращении выбросов, и мы не добились большого успеха во всем мире, потому что темпы увеличения CO2 остаются такими же высокими, как и в последнее десятилетие", - сказал Питер Танс, старший научный сотрудник Лаборатории мониторинга и диагностики климата NOAA, Axios.

Источник: Планета новостей

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 15295
  • Репутация: +27/-108
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #6087 : Мая 12, 2022, 21:54:42 »
Создан мощнейший рентгеновский лазер: миллион импульсов в секунду

Самый мощный в мире рентгеновский лазер готов к работе после капитального ремонта. Модернизированная версия линейного источника когерентного света LCLS-II использует температуры ниже, чем в глубоком космосе, чтобы разгонять электроны почти до скорости света и испускать миллион рентгеновских вспышек в секунду.




LCLS-II — это так называемый жесткий рентгеновский лазер на свободных электронах (XFEL), инструмент, предназначенный для получения изображений микроскопических объектов в высоком разрешении и в сверхбыстрых временных масштабах. Его предшественник использовался для изображения вирусов, воссоздания условий в центре звезды, кипячения воды до состояния плазмы, более горячего, чем ядро ​​Земли, создания максимально громкого звука и создания «алмазного дождя», который может идти на таких планетах, как Нептун.

Недавно завершенная вторая фаза прибора будет способна на гораздо большее. Рентгеновские импульсы от LCLS-II будут в среднем в 10 000 раз ярче, чем у его предшественника, и каждую секунду он будет испускать миллион таких импульсов — огромное увеличение по сравнению со 120 импульсами в секунду у оригинала.

«Всего за несколько часов LCLS-II произведет больше импульсов рентгеновского излучения, чем нынешний лазер сгенерировал за всю свою жизнь», — сказал Майк Данн, директор LCLS. «Данные, на сбор которых раньше могли уйти месяцы, теперь можно получить за считанные минуты. Это выведет рентгеновскую науку на новый уровень, проложив путь для целого ряда новых исследований и расширив наши возможности по разработке революционных технологий для решения некоторых из самых серьезных проблем, стоящих перед нашим обществом».

Как это работает

LCLS-II работает так же, как и первое поколение — электроны генерируются, а затем ускоряются вниз по длинной трубе, прежде чем они попадут в «ондулятор», который заставляет их колебаться, пока они не отбрасывают рентгеновские лучи из стороны в сторону. Но теперь каждый шаг этого процесса был обновлен.

Самая большая переделка — ускоритель посередине. Если раньше электроны направлялись по медной трубе при комнатной температуре, то в LCLS-II используется набор из 37 криомодулей для охлаждения оборудования до -271 °C, что чуть выше абсолютного нуля. Он делает это путем подачи жидкого гелиевого хладагента в модули от двух больших гелиевых криоустановок.

При таких низких температурах полости из металлического ниобия внутри модулей становятся сверхпроводящими, что позволяет электронам проходить с нулевым сопротивлением. Микроволны используются для питания колеблющегося электрического поля, которое резонирует внутри этих полостей, синхронизируясь с ритмом проходящих электронов и передавая им энергию. Эта добавленная энергия ускоряет электроны, так что к тому времени, когда они проходят через все 37 криомодулей, они движутся со скоростью, близкой к скорости света.



Затем электроны переходят в ондуляторы, которые используют сильные магниты, чтобы тянуть электроны из стороны в сторону, заставляя их колебаться и заставляя испускать рентгеновские лучи. Новые ондуляторы могут генерировать как «жесткие», так и «мягкие» рентгеновские лучи, которые могут быть полезны для разных целей. Жесткие рентгеновские лучи могут детально отображать отдельные атомы, а мягкие рентгеновские лучи могут показывать потоки энергии между атомами и молекулами.

Будущее установки

По словам команды, криомодули достигли своей низкой температуры в апреле, и теперь прибор готов к испытаниям с первыми электронами. Ожидается, что LCLS-II начнет производить рентгеновские лучи в конце этого года. Как только это произойдет, ожидается, что объект предоставит новое понимание химии, биологии, вычислений и квантовой механики.

Источник: TechInsider

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 15295
  • Репутация: +27/-108
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #6088 : Мая 12, 2022, 21:57:59 »
Вода на Марсе в жидком виде оставалась гораздо дольше, чем думали ранее. Китайский марсоход обнаружил доказательства

Много воды на Марсе было всего лишь 700 миллионов лет назад


Китайский марсоход «Чжужун» обнаружил следы водной эрозии марсианской почвы на месте своей посадки. Это значит, что вода оставалась на Марсе в жидком виде гораздо дольше, чем думали ранее. Считается, что Марс был влажным по крайней мере 3 млрд лет назад — во время так называемого гесперийского периода, а позже стал сухим и холодным. Однако новое исследование представляет доказательства присутствия большого количества воды на Марсе всего 700 млн лет назад, вплоть до нынешнего, амазонского периода.



«Чжужун», названный по имени китайского бога огня, совершил посадку на обширной равнине Утопия в северном марсианском полушарии 15 мая 2021 года, поблизости от того места, куда в 1976 году прибыл посадочный модуль NASA Viking 2. Основная миссия марсохода, которая продолжалась три месяца, заключалась в поиске следов древней марсианской жизни. Марсоход продолжает исследовать место своей посадки и отправлять информацию на орбитальный аппарат «Тяньвэнь-1», вращающийся вокруг планеты.

Данные, полученные марсоходом, позволяют предположить, что в бассейне Утопия была вода в то время, когда он уже должен был быть сухим и холодным. «Самое важное и неожиданное — то, что мы обнаружили гидратированные минералы на месте высадки, расположенной на территории, относящейся к амазонскому периоду, и эти гидратированные минералы являются индикаторами водной активности, в том числе присутствия подземных вод», — заявил ведущий автор исследования Лю Ян из Китайской академии наук.

Исследователи проанализировали данные марсохода «Чжужун» об отложениях и минералах, обнаруженных в бассейне, а также провели анализ окрестностей, выполненный несколькими инструментами вездехода. Они отыскали гидратированный кремнезём и сульфаты, похожие на гидратированные минералы, найденные другими миссиями, изучающими различные регионы Марса.

Источник: IXBT

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 15295
  • Репутация: +27/-108
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #6089 : Мая 12, 2022, 22:21:15 »
Эффект Унру: найден способ вызывать аномальное излучение без достижения сверхвысоких скоростей

Физики придумали весьма элегантный способ изучить один из самых загадочных феноменов современной науки, не прибегая к экстремальным мерам.




Примечательно, что новое исследование также может раскрыть секрет превращения материи в невидимую.

Каждый раз, когда вы делаете шаг, само пространство излучает неяркий свет. Названное эффектом Фуллинга-Дэвиса-Унру (или иногда просто эффектом Унру), это жуткое свечение излучения, выходящего из вакуума, сродни таинственному излучению Хокинга, которое, как считается, окружает черные дыры. В отличие от излучения Хокинга, в данном случае это произведение ускорения, а не силы тяжести.

На то есть веская причина. Вам нужно двигаться с невероятной скоростью, чтобы ощутить даже самый слабый из лучей Унру.

На данный момент эффект остается чисто теоретическим явлением, которое мы не в состоянии измерить. Но это может вскоре измениться после открытия исследователей из Университета Ватерлоо в Канаде и Массачусетского технологического института (MIT). Вернувшись к основам, они продемонстрировали, что можно стимулировать эффект Унру, чтобы его можно было изучать непосредственно в менее экстремальных условиях.

Однако настоящим призом было бы открытие новых горизонтов в экспериментах, направленных на объединение двух мощных, но несовместимых теорий в физике — одной, описывающей поведение частиц, и другой, касающейся искривления пространства и времени.

Конфликт общей теории относительности и квантовой механики

«Общая теория относительности и теория квантовой механики в настоящее время все еще несколько расходятся, но должна существовать объединяющая теория, описывающая, как все работает во Вселенной», — пояснил математик Ахим Кемпф из Университета Ватерлоо. — «Мы искали способ объединить эти две большие теории, и эта работа помогает нам сблизиться, открывая возможности для проверки новых теорий на основе экспериментов».

Эффект Унру находится прямо на границе квантовых законов и общей теории относительности. Согласно квантовой физике, атом, находящийся в полном одиночестве в вакууме, должен был бы ждать, пока входящий фотон пройдет через электромагнитное поле и заставит его электроны покачиваться, прежде чем такой атом будет считаться освещенным.

Однако есть способ обмануть это правило. Просто ускоряясь, атом может испытать мельчайшие колебания в окружающем электромагнитном поле в виде низкоэнергетических фотонов, преобразованных своего рода эффектом Доплера.

Это взаимодействие между относительным опытом волн в квантовом поле и колебанием электронов атома зависит от общего времени их частот. Любые квантовые эффекты, которые не зависят от времени, обычно игнорируются, учитывая, что на бумаге они, как правило, уравновешиваются в долгосрочной перспективе.

Лабораторные испытания

Вместе с коллегами Вивишеком Судхиром и Барбарой Сода Кемпф показал, что при ускорении атома эти обычно незначительные условия становятся гораздо более значительными и могут фактически стать доминирующими эффектами. Стимулируя атом правильным образом, например, с помощью мощного лазера, они показали, что можно использовать подобные альтернативные взаимодействия, чтобы заставить движущиеся атомы испытать эффект Унру без необходимости больших ускорений.

В качестве бонуса команда также обнаружила, что при правильной траектории ускоряющийся атом может стать прозрачным для падающего света, эффективно подавляя его способность поглощать или излучать определенные фотоны.

Помимо научно-фантастических приложений, определяя способы влияния на способность ускоряющегося атома взаимодействовать с рябью в вакууме, возможно, мы сможем придумать новые способы найти, где квантовая физика и общая теория относительности уступают место новой теоретической основе. «Более 40 лет экспериментам мешала невозможность исследовать взаимодействие квантовой механики и гравитации», — отмечает Судхир, физик из Массачусетского технологического института. По его словам, теперь у ученых есть жизнеспособная возможность исследовать явления из этой области науки в лабораторных условиях, и в будущем это может привести к нескольким прорывным открытиям.

Источник: TechInsider

===========================================================

Некоторые замечания к статье - в ней говорится: "Вам нужно двигаться с невероятной скоростью, чтобы ощутить даже самый слабый из лучей Унру." На самом деле суть эффекта Унру состоит в том, что пространство, свободное от излучения для наблюдателя, находящегося в инерциальной системе отсчёта (ИСО), т.е. неподвижного или двигающегося равномерно и прямолинейно, для другого наблюдателя, но движущегося в этом же пространстве ускоренно, оказывается заполнено излучением! Т.е. речь на самом деле идёт не о скорости, а об ускорении. Но поскольку ускорение, в отличие от скорости, является абсолютным, то с ускорением должна двигаться вся регистрирующая установка. Однако этот эффект крайне мал, поэтому его прямое наблюдение практически невозможно.

Подробности относительно эффекта Унру можно почитать здесь: Эффект Унру.

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 15295
  • Репутация: +27/-108
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #6090 : Мая 30, 2022, 23:41:43 »
10 стран, в которых воздух настолько грязный, что им очень трудно дышать

Углекислый газ, безусловно, важен для биосферы Земли, но не в таких количествах, которые сегодня выбрасываются в атмосферу. Впервые влияние человека на уровень CO2 в атмосфере было отмечено в середине XIX века и с тех пор неуклонно и стремительно увеличивалось. Сейчас концентрация диоксида углерода достигла максимального уровня за последние 800 тысяч лет, а может, и за все 20 млн лет. Кто виноват? Перед вами — топ-10 стран, лидирующих по выбросу углекислого газа.


Канада: 557 млн тонн CO2 в год. Типичный образ Канады — девственные леса, кристально чистые озера, горы и реки, природа и простор. Несмотря на это Канада входит в десятку стран, выбрасывающих в атмосферу наибольшее количество диоксида углерода. Чтобы изменить сложившуюся ситуацию, в октябре 2016 года правительство Канады решило ввести налог на выброс углекислого газа.



Южная Корея: 592 млн тонн CO2 в год. Беженцы из Северной Кореи говорят, что жизнь в стране южных соседей — словно глоток свежего воздуха. Такая метафора может звучать как злая ирония: воздух в Южной Корее один из самых загрязненных в Азии, порой буквально удушающий. Весна в Сеуле — словно нахождение в одной комнате с человеком, выкуривающим по 4 пачки сигарет в день. В Южной Корее 50 угольных станций (и планируются новые), а в Сеуле проживает более 10 млн человек, и практически все пользуются автомобилями. В отличие от Канады, никаких мер, которые могли бы улучшить экологическую ситуацию, Южная Корея не предпринимает.



Саудовская Аравия: 601 млн тонн CO2 в год. По данным ВОЗ, столица Саудовской Аравии Эр-Рияд — один из самых загрязненных городов мира, и даже в Пекине в ваши легкие не попадает такая «таблица Менделеева», которая отравляет дыхание в Эр-Рияде. В данном случае проблема промышленных отходов усугубляется непростыми природными условиями, в частности, частыми и порой ужасающими песчаными бурями. Вопросы экологии в Саудовской Аравии считаются второстепенными, и, как и Южная Корея, государство не намерено сокращать объемы добычи нефти и газа и перерабатывающей промышленности.



Иран: 648 млн тонн CO2 в год. Город Ахваз в Иране, некогда служивший зимней резиденцией персидских царей, сегодня крупный металлургический центр и один из городов с самым загрязненным воздухом в мире. Например, в Москве среднегодовая концентрация РМ10 (мелкодисперсных частиц, которые являются важной составляющей загрязненности воздуха) составляет 33 мкг/м3, а в Ахвазе порой достигает 372 мкг/м3. Но проблемы с выбросами углекислого газа, увы, характерны для всей территории Ирана. В ноябре 2016 года были закрыты все столичные школы из-за смертоносных паров, душивших город. «Смертоносных» здесь — не фигура речи: за 23 дня от загрязненного воздуха погибли более 400 человек. Помимо нефтехимических производств, которые заметно ухудшают экологию, немаловажная причина такого положения в Иране — это санкции. На протяжении последних 38 лет после окончания исламской революции, жители Ирана ездят на старых автомобилях с низкокачественным топливом.



Германия: 798 млн тонн CO2 в год. Наличие Германии в этом списке удивляет так же, как и присутствие Канады. Но не стоит обманываться: помимо зеленых полей, хорошей экономики и эко-ориентации, в Германии немало крупных городов. Так, Штутгарт называют «немецким Пекином» — здесь нет смога, но уровень концентрации опасных частиц достаточно высок. Так в 2014 году концентрация частиц превышала допустимую норму в течение 64-х дней, что сделало воздух более грязным, чем в Сеуле и Лос-Анджелесе вместе взятых. В 28-и районах страны уровень загрязнения воздуха считается опасным. Например, в 2013 году от повышенного содержания оксидов азота в воздухе скончались более 10 тысяч жителей Германии.



Япония: 1237 млн тонн CO2 в год. Япония занимает 5-е место в мире по уровню загрязнения, выбрасывая в воздух практически вдвое больше углекислого газа, чем Южная Корея. Но все это — гигантский шаг вперед по сравнению с тем, что творилось на островном государстве буквально 50 лет назад. Страшные синдромы, причиной которых стали загрязнения, например, болезнь Минамата (отравление тяжелыми металлами), погубили множество японцев. Лишь начиная с 1970-х годов власти Японии начали предпринимать шаги к тому, чтобы жить в более чистой среде. Экологическая ситуация в Японии немного ухудшилась после аварии на АЭС Фукусима в 2011 году: катастрофа привела к тому, что почти все японские атомные электростанции были закрыты и заменены на угольные.



Россия: 1617 млн тонн CO2 в год. Да, Москва иногда демонстрирует особо опасные уровни загрязнения воздуха, но все же четвертую позицию России в списке стран с самым высоким содержанием CO2 в воздухе обеспечивают Челябинская область и индустриальные города Сибири. Новокузнецк, Ангарск, Омск, Красноярск, Братск и Новосибирск производят выбросов в атмосферу больше, чем многомиллионная Москва. Около 6% всех выбросов оксида углерода в России обязаны Челябинской области. Город Карабаш в Челябинской области в 1996 году был признан зоной экологического бедствия, а в СМИ его нередко называют самым загрязненным городом в мире.



Индия: 2274 млн тонн CO2 в год. По некоторым оценкам ежегодно от загрязнения воздуха в Индии погибают около 1,2 млн человек. Да, Индия заявляла о стремлении к более чистой энергии, но насколько это реально— большой вопрос. Экономика страны растет, при этом сотни миллионов жителей Индии все еще не имеют электричества и живут в нищенских условиях. Одно из крупных экономических достижений Индии за последние годы заключается в снижении зависимости страны от импорта угля: за счет роста собственной угледобычи, которую как раз Индия уверенно наращивает с каждым годом. Если приостановить эту угледобычу, воздух станет чище, но страна — беднее.



США: 5414 млн тонн CO2 в год. Несмотря на многочисленные программы по защите экологии и разработки в области зеленой энергии, США по-прежнему среди лидеров по загрязнению окружающей среды. По данным доклада Американской ассоциации по борьбе с легочными заболеваниями за 2016 год, более половины населения страны дышит воздухом, уровень загрязнения которого крайне опасен. Это можно переформулировать так: 166 млн американцев ежедневно подвергают себя риску развития астмы, болезней сердца, онкологии из-за воздуха, которым они дышат. Наиболее загрязненные города сконцентрированы в солнечной Калифорнии.



Китай: 10357 млн тонн CO2 в год. Япония, Россия, Индия и США занимают соседние строчки в этом рейтинге, но даже если эти страны объединить в одну, то и в этом случае количество выбросов углекислого газа в воздух не сравнится с тем, что происходит в Китае: если бы загрязнение воздуха было олимпийским видом спорта, Китай стал лидером медального зачета. «Красный», наивысший, уровень загрязнения воздуха не редкость для многих городов Китая, как и сообщения о том, что миллионы жителей не покидают домов из-за токсичного смога. Ситуация с воздухом в Китае не становится лучше — всего лишь в декабре 2016 года концентрация мелкодисперсных взвешенных частиц РМ10 (мы говорили о них выше) превысила 800 мкг/м3. Для сравнения: безопасной с точки зрения ВОЗ средняя годовая концентрация РМ10 составляет 20 мкг/м3.



Источник: TechInsider

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 15295
  • Репутация: +27/-108
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #6091 : Мая 30, 2022, 23:44:32 »
Самый быстрый «волчок» в мире: 300 миллиардов оборотов в секунду

Ученые создали самый быстро вращающийся объект за всю историю человечества, что приблизило научное сообщество к пониманию сложных квантовых сил, управляющих нашей реальностью.




Сам по себе «чудо-волчок» представляет собой крошечный кусочек кремнезема, который при этом способен совершать несколько миллиардов оборотов в секунду. Его предназначение – помочь исследователям обнаружить невообразимо малое сопротивление, вызванное «трением» в вакууме.

Но погодите, в вакууме же нет трения, разве не так? По словам физиков, занимающихся проблемами квантовой механики, даже полный вакуум полон квантовых флуктуаций, обнаружить которые может только сверхчувствительная аппаратура. Инструментов для изучения сил, действующих на столь малом уровне, современной науке остро не хватает.

Несколько лет назад исследователи из Университета Пердью в США сделали шаг вперед в этом направлении, разработав метод измерения крутящего момента — или крутящей силы, — воздействуя на крошечный продолговатый кусок алмаза. Подвесив материал в вакууме с помощью лазера, физики использовали специально откалиброванное устройство для сбора информации. «Изменение ориентации наноалмаза действительно вызвало скручивание поляризации лазерного луча», объяснил физик Тонгкан Ли в 2016 году.

Три года спустя Ли и его команда заменили алмаз крошечными шариками из кремнезема диаметром всего 150 нанометров, которые фиксировались в вакуумной камере с помощью лазера мощностью 500 милливатт. С помощью поляризованных импульсов от второго лазера, крошечные кварцевые шарики можно было вращать. В результате удалось достичь невероятной скорости вращения – 300 миллиардов оборотов в секунду! Это в пять раз больше самых успешных экспериментов прошлого.

Для чего все это было нужно? По мнению физиков, их система настолько чувствительна, что с ее помощью можно измерить слабое растяжение ЭМ-полей, которое создает подобие трения даже в абсолютно пустом пространстве. Это трение является следствием неопределенности, присущей квантовой физике. «Быстро вращающаяся нейтральная наночастица может преобразовывать квантовые и тепловые колебания вакуума в излучение. Из-за этого электромагнитный вакуум ведет себя как сложная жидкость и будет создавать фрикционный момент на нанороторе», пишут исследователи в своем отчете.

Источник: TechInsider

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 15295
  • Репутация: +27/-108
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #6092 : Мая 30, 2022, 23:47:39 »
Полет зонда над северным полюсом Юпитера: огненные облака газового гиганта удалось заснять на видео

Видео, демонстрирующее северный полюс газового гиганта в инфракрасном диапазоне, было составлено из снимков, сделанных камерой на борту станции «Юнона».


Северный полюс Юпитера выглядит, как минимум, устрашающе. Он состоит из одного гигантского центрального циклона, окруженного восемью циркумполярными циклонами, диаметры которых варьируются от 4 000 до 4 600 километров.

К счастью, Юпитер находится от Земли на среднем расстоянии чуть менее 780 000 000 километров. Впрочем, посмотреть, как выглядит северный полюс газового гиганта, можно и не выходя из дома – еще в 2018 году NASA создало ролик, в котором демонстрируются центральный и остальные восемь циклонов региона. Видео было составлено космическим агентством США из снимков, сделанных инфракрасной камерой JIRAM на борту зонда «Юнона».



Интересно, что хотя из-за красно-желтого, огненного цвета облака кажутся раскаленными, на самом деле они достаточно холодные. Так, согласно NASA, температура ярко-желтых облаков, показанных в ролике, составляет около -13 градусов Цельсия, в то время как температура темно-красных – примерно -83°C.

Автоматическая межпланетная станция «Юнона» была запущена в 2011 году, а на полярную орбиту газового гиганта зонд вышел летом 2016 года.

Источник: TechInsider

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 15295
  • Репутация: +27/-108
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #6093 : Мая 30, 2022, 23:51:03 »
Создан самый маленький управляемый наноробот: он меньше блохи

Некоторые изобретения человечества еще не имеют прямого назначения в обществе. Но остановить науку — точно невозможно. Только посмотрите, как прыгает новый наноробот!



Northwestern University

Маленькие изобретения приводят к большим открытиям

Разработка роботов — однозначно одна из главных сфер науки и инженерии XXI века. Но не всякий задуманный и собранный робот имеет однозначное и прямое применение. Так, группа ученых из Иллинойса, США, создали крошечного робота с дистанционным управлением. Примечательно, что новинка приводится в действие без гидравлики и электрических деталей. Но самое удивительное — робот не превышает размеры блохи.



Почти наноробот

Инженеры Северо-Западного университета США разработали робота с памятью формы. Один из главных принципов его работы — это принятие любых очертаний при нагревании. Позже при остывании робот возвращается в первоначальную форму. Именно эти процессы и приводят разработку в движение. А чтобы разогреть робота, который не превышает и половины миллиметра, ученые использовали обычный лазер.

«Разработка микророботов — забавная тема для научных исследований. Можно представить себе микророботов в качестве агентов для ремонта, сборки небольших конструкций или в качестве помощников хирурга для очистки закупоренных артерий, остановки внутреннего кровотечения или удаления раковых опухолей — и все это с помощью минимально инвазивных процедур», -  — отметил Джон А. Роджерс, руководивший экспериментальной работой.

Источник: TechInsider

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 15295
  • Репутация: +27/-108
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #6094 : Мая 30, 2022, 23:53:41 »
В мире появился первый суперкомпьютер эксафлопсного уровня. Frontier собран на компонентах AMD

Он более чем вдвое превосходит предыдущего лидера Top500


Рейтинг суперкомпьютеров Top500 обновился, и в нём появился новый лидер. Причём он более чем вдвое превосходит систему со второго места.



Итак, самым мощным суперкомпьютером в мире стал Frontier. Эта система установлена в Ок-Риджской национальной лаборатории. 

Установка, созданная HPE Cray EX, опирается на новейшие процессоры Epyc 64C и ускорители Instinct MI250X, то есть построена на компонентах AMD. Это первый суперкомпьютер эксафлопсного уровня. Его производительность достигает 1,1 exaFLOPS. 



Система Fugaku, которая была лидером рейтинга несколько лет, имеет производительность лишь 442 PFLOPS, то есть более чем вдвое меньше. При этом суперкомпьютер LUMI, замыкающий тройку лидеров, почти на порядок отстаёт от Frontier, имея производительность в 151,9 PFLOPS. К слову, LUMI основан ровно на тех же компонентах, что и Frontier, просто количество CPU и GPU меньше.

Источник: IXBT

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 15295
  • Репутация: +27/-108
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #6095 : Июня 11, 2022, 18:08:03 »
На Алтае заработала высокоскоростная тропосферная связь

Линию организовали на популярном у путешественников маршруте


Холдинг «Росэлектроника», входящий в госкорпорацию Ростех, сообщил о создании линии высокоскоростной тропосферной связи между Горно-Алтайском и Семинским перевалом, находящимся на высоте 1717 м. Этот маршрут пользуется популярностью среди путешественников. В ходе испытаний была получена стабильная скорость передачи данных более 22 Мбит/с.


Семинский перевал

Как пояснили в холдинге, пилотная зона тропосферной связи была развёрнута по заказу министерства цифрового развития Республики Алтай на основе станций «Гроза», разработанных НПП «Радиосвязь» (входит в «Росэлектронику»).

«Для организации пилотной зоны была выбрана горная местность со сложным климатом. Проведённый эксперимент продемонстрировал способность "Грозы" стабильно работать даже в экстремальных условиях. По итогам испытаний мы получили от заказчика положительные отзывы. Мы готовы обеспечить удалённые районы Республики Алтай, а также другие регионы России широкополосными каналами передачи данных», — сказал генеральный директор НПП «Радиосвязь» Ринат Галеев.

Используемая в «Грозе» технология передачи данных основывается на отражении сигнала от тропосферы — нижнего слоя атмосферы. В комплект оборудования входит антенна диаметром 150 см и высокоскоростной цифровой модем тропосферной связи. Для организации линии связи требуется две приёмо-передающие станции.

Источник: IXBT

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 15295
  • Репутация: +27/-108
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #6096 : Июня 11, 2022, 18:10:20 »
Человечество ждет необратимый коллапс: мрачное предсказание физиков

Любопытное исследование физиков теоретиков приводит действительно ужасающие цифры. Результаты большой работы показали, что если человеческое общество продолжит двигаться в прежнем направлении, то цивилизация в том виде, в каком мы ее знаем сейчас, придет к «необратимому коллапсу» уже через несколько десятилетий.




Результаты исследования, опубликованные в журнале Scientific Reports, являются моделью нашего будущего. В основе работы лежат данные о текущих темпах обезлесения и использования других ресурсов. Ученые говорят, что даже самые позитивные прогнозы показывают 90% вероятность катастрофы.

Физики из Института Алана Тьюринга и Университета Тарапаки предсказывают, что последние леса будут вырублены на Земле где-то между 100 и 200 годами этого века. В сочетании с глобальными изменениями численности населения и потреблением ресурсов — это невероятный удар для человечества. В свете этого ученые говорят, что общество, каким мы его знаем, может прекратить свое существование в течение следующих 20 – 40 лет.

Есть и хорошие новости, исследователи отмечают, что в глобальной перспективе темпы обезлесения фактически снизились в последние годы. Однако они до сих пор слишком велики и по-прежнему несут убыток, так как недавно посаженные деревья не могут защитить окружающую среду так же хорошо, как возрастные леса.

«Расчеты показывают, что при сохранении реальных темпов прироста населения и потребления ресурсов, в частности лесных, нам остается несколько десятилетий до необратимого краха нашей цивилизации», — говорится в статье.

Чтобы предотвратить коллапс потребуется фундаментальная трансформация. Авторы говорят, что сейчас основной движущей силой коллапса является то, что потребление планетарных ресурсов воспринимается несерьезно, поскольку управляется экономикой. Наша цивилизация отдает предпочтение интересам отдельных людей, стран или территорий, не заботясь при этом обо всей экосистеме.

Поэтому чтобы остановить катастрофу людям необходимо пересмотреть нынешнюю модель общества, и принять ту, которая ставит интересы экосистемы выше индивидуальных.

Источник: TechInsider

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 15295
  • Репутация: +27/-108
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #6097 : Июня 11, 2022, 18:16:11 »
Камера, способная уловить ядерный взрыв: 580 000 000 000 кадров в секунду

Три знаменитые камеры для высокоскоростной съемки — это нечто совершенно фантастическое!




Мы живем «здесь» и «сейчас». Привычное человеку пространство лежит в масштабах от километров до миллиметров, время — от лет до секунд. Наше воображение плохо вмещает вещи по-настоящему большие, мы почти неспособны отметить события короче десятых долей секунды. А ведь именно там часто происходит самое интересное. Заглянуть за эти пределы позволяют технологии, и самые быстрые вещи фиксируются сверхскоростными видеокамерами. Бросок языка хамелеона, полет пули, ядерный взрыв, движение световой волны. Тысячные, миллионные доли секунды... и почти что триллионные.

Высокоскоростная съемка развивалась почти так же стремительно, как фотография и кино. И если в середине XIX века на получение одного кадра требовалась неподвижная экспозиция в четверть часа и дольше, то уже в 1878-м Эдвард Мейбридж смог со снимками в руках доказать, что при беге лошадь не всегда касается земли хотя бы одной ногой. Шотландский фотограф использовал хитроумную систему из 12 камер, затворы которых срабатывали от рывка нитей, привязанных поперек беговой дорожки.



Уже в 1930-х компания Eastman Kodak предлагала серийно производившуюся камеру, способную делать до 1000 кадров в секунду на ленту 16-миллиметровой пленки. Инженеры из Bell Telephone Laboratories разработали собственную систему для изучения физики дребезга релейных контактов, добравшись до планки в 5000 кадров. Их систему усовершенствовали в компании Wollensak — 10 000 кадров. Впрочем, настоящую скорость фотосъемка набрала благодаря изобретателю Цирси Миллеру, который в 1940 году запатентовал устройство с вращающимся зеркалом, обещавшее скорость миллион кадров в секунду.

Его патент лег в основу камеры, использованной участником проекта «Манхэттен» Берлином Брикснером для съемок первого в истории ядерного взрыва. Испытания «Тринити» фиксировали с 10-километрового расстояния, наставив на эпицентр сразу полсотни сложных съемочных аппаратов. В их числе была и еще одна примечательная камера, созданная профессором Массачусетского технологического института с подходящим прозвищем «Папа Флэш». Гарольд Эджертон считается отцом скоростной съемки, а его камера Rapatronic — первым образцом современных аппаратов.



Rapatronic | 1940-е годы

Эджертон уже больше десяти лет занимался высокоскоростной съемкой, когда ему предложили разработать камеру для фиксации невиданно быстрого (и невиданно секретного) события — ядерного взрыва. Для испытаний обычно использовали от четырех до двенадцати таких аппаратов, каждый из которых мог сделать лишь по одному кадру с выдержкой 10 наносекунд. Ни один протяжный механизм неспособен сработать на такой скорости, так что после каждого снимка камеры приходилось перезаряжать. Не справился бы и механический затвор, управляющий диафрагмой. Но именно тут и скрывался главный секрет Эджертона.

Свет, попадающий на объектив Rapatronic, блокировался парой поляризационных фильтров, повернутых относительно оптической оси перпендикулярно друг другу: один «отсекал» волны с вертикальной поляризацией, другой — с горизонтальной. Однако зазор между ними был заполнен прозрачной жидкостью нитробензола, способной вращать плоскость поляризации, если к ней приложить внешнее электромагнитное поле. Поле создавалось электромагнитной катушкой, запитанной от мощного конденсатора. При срабатывании такого затвора излучение с вертикальной поляризацией, пропущенное первым фильтром, слегка «подкручивалось», и второй фильтр, блокирующий все вертикальные волны, свободно его пропускал на чувствительную пленку.



Beckman & Whitley 192 | 1981 год

Еще один «пережиток» холодной вoйны — 726-килограммовая камера Beckman & Whitley 192 — тоже создавалась для съемки ядерных взрывов и снова отправляет нас к первым испытаниям в Неваде. Вращающиеся зеркала Цирси Миллера здесь обернулись вращением регистрирующей аппаратуры вокруг трехстороннего зеркала в центре мощной конструкции. Струя сжатого газа приводила ее в движение, разгоняя до 6000 оборотов в секунду, и неподвижные зеркала поочередно отражали свет на каждую из 82 закрепленных по краю фотокамер. Каждый кадр получал выдержку меньше миллионной доли секунды. И хотя с Rapatronic это не сравнится, 192-я позволяла снимать события более протяженные, а не отключалась после первого снимка. Похожим образом действовала и разработанная в 1950-х годах в СССР камера ФП-22. Только в ней вращалась система зеркал, так что луч стремительно обегал круг по длинной ленте специальной фотопленки, делая до 100 000 кадров в секунду. Ну а сама легендарная Beckman & Whitley 192, уже списанная, в 2000-х почти за бесценок досталась «охотнику за грозами», инженеру Тиму Самарасу. Он переделал ее на современный лад, заменив пленочные камеры на 82 10-мегапиксельные CCD-матрицы. Путешествуя с камерой в трейлере, Самарас сделал немало эффектных кадров с молниями и торнадо, пока не погиб в урагане, который пронесся над Оклахомой в конце мая 2013 года.



«Пикокамера» | 2011 год

Скорость этой системы позволяет записать даже короткий световой импульс, пока он распространяется от донышка бутылки, отражается колпачком и возвращается обратно. «Во всей Вселенной для этой камеры нет ничего слишком быстрого», — хвастались разработчики устройства. Это, конечно, некоторое преувеличение. Строго говоря, даже «триллиона кадров в секунду», как о том поспешили написать новостные издания, их система не делает: эффективное время экспозиции здесь составляет целых 1,71 пикосекунды. Но гордость разработчиков можно понять. Аппаратура, созданная в Массачусетском технологическом институте (MIT), способна уследить, как расширяется сферическая волна света, испущенного импульсным лазером. Как и у многих специальных лабораторных инструментов для измерения быстропротекающих процессов, в основе системы лежит электронно-оптическая камера. Устройство напоминает приборы ночного видения: световая вспышка, поступающая в камеру через щель, выбивает электроны с фотокатода. Они ускоряются и фокусируются в электромагнитном поле. Наконец, пучок отклоняется, двигаясь по экрану люминофора: каждому моменту времени соответствует определенный участок экрана. Такие камеры (и даже пикосекундные) производят достаточно давно, в том числе и в России. Однако они, как правило, не позволяют рассмотреть никаких деталей. Поэтому инженеры MIT дополнили устройство поворотным зеркалом, которое направляет щель камеры, «сканируя» всю сцену, и сложнейшими математическими алгоритмами, которые собирают всё в последовательную смену кадров.

Источник: TechInsider

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 15295
  • Репутация: +27/-108
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #6098 : Июня 11, 2022, 18:20:20 »
Открыт магнитный «родственник» бозона Хиггса, который может объяснить темную материю

Получившая название аксиального бозона Хиггса, эта частица была найдена с помощью эксперимента, который поместился бы на маленькой кухонной столешнице.




Физики долго не верили, что им удалось обнаружить предсказанную в теории частицу. Однако теперь сомнений нет, и она действительно может быть кандидатом в частицы темной материи

Помимо того, что она является первой в своем роде, эта магнитная «кузина» бозона Хиггса (поле Хиггса отвечает за массу частиц) может быть кандидатом в частицы темной материи, которая составляет 26% от общей массы Вселенной, но проявляется только через гравитацию.

Может ли новая частица объяснить темную материю

В Стандартной модели различные частицы являются носителями разных полей. Например, фотоны образуют электромагнитное излучение, а W- и Z-бозоны, отвечают за слабое взаимодействие, которое управляет распадом на субатомных уровнях.

Однако, когда Вселенная была молодой и горячей, электромагнетизм и слабое взаимодействие были одним полем. По мере охлаждения Вселенной электрослабая сила «распалась», W-бозон и Z-бозон стали вести себя иначе чем фотоны: это массивные частицы, их масса в десятки раз больше массы протона, но они короткоживущие — примерно 3⋅10 в минус 25 степени секунды.  Почему частицы стали такими тяжелыми?

Физики достаточно давно предсказывали частицу получившую название аксиальный бозон Хиггса и даже использовали его для объяснения темной материи, но ученым ученым удалось наблюдать эту частицу. Это также первый раз, когда физики наблюдали состояние с несколькими нарушенными симметриями.

Нарушение симметрии происходит, когда симметричная система, которая кажется одинаковой во всех направлениях, становится асимметричной. Тот факт, что это двойное нарушение симметрии все еще сочетается с современными теориями физики, является захватывающим, потому что это может быть ключом к созданию невиданных доселе частиц, которые могли бы объяснить темную материю.

Добавление этого дополнительного нарушения симметрии через аксиальный бозон Хиггса — один из способов добиться этого. Несмотря на то, что физики предсказали, наблюдение такого бозона Хиггса стало неожиданностью для команды, и они потратили год, пытаясь проверить свои результаты.

Источник: TechInsider

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 15295
  • Репутация: +27/-108
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #6099 : Июня 11, 2022, 18:23:41 »
Как происходят научные революции и может ли одно открытие изменить весь мир?

Порой всего одно, даже самое незначительное научное открытие, может перевернуть мир с ног на голову.




Прогресс не стоит на месте, однако его развитие не всегда происходит плавно и равномерно. Как известно, научная революция — это ситуация, при которой наши представления об окружающем мире или какой-либо научной области радикально меняются. Но как это происходит? Что такое научная революция? Можно ли предсказать, когда произойдет переворот в науке? И, что самое главное — надо ли вообще специально к этому стремиться?

Ответы на все эти вопросы вы найдете в ролике, созданном студией Sci-One при поддержке научного журналиста Александра Сергеева, члена комиссии РАН по борьбе с лженаукой.



Источник: TechInsider

 

Последние сообщения на форуме:

[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Июля 03, 2022, 19:26:09
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Июля 03, 2022, 19:19:59
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Июля 03, 2022, 19:17:58
[Политика] Re: Информационная безопасность от Новичёк Июля 03, 2022, 19:14:14
[Политика] Re: Информационная безопасность от Новичёк Июля 03, 2022, 19:11:30
[Автолюбителям] Re: Технологии автоматизированного вождения от Новичёк Июля 03, 2022, 19:06:29
[Непознанное] Re: Что вы думаете об НЛО ? от Новичёк Июля 03, 2022, 19:02:58
[Религия] Re: Религия - опиум для народа от Новичёк Июля 03, 2022, 18:58:49
[История] Фильм "Неуловимые мстители" и российский флаг от Новичёк Июня 30, 2022, 15:35:53
[О разоблаченных шарлатанах и созданных ими "учениях"] Re: Разоблачение шарлатанов от Новичёк Июня 29, 2022, 21:19:44
[Беседка] Re: CDEK - худший сервис доставки. от john Июня 26, 2022, 10:00:25
[Беседка] CDEK - худший сервис доставки. от john Июня 24, 2022, 12:04:27
[О разоблаченных шарлатанах и созданных ими "учениях"] Re: Разоблачение шарлатанов от Новичёк Июня 20, 2022, 16:11:44
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Июня 19, 2022, 23:55:17
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Июня 19, 2022, 23:46:49
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Июня 19, 2022, 23:42:36
[История] Re: История хранения и передачи звука от Новичёк Июня 19, 2022, 22:55:51
[Экономика] Экономика и банки от Новичёк Июня 19, 2022, 22:51:57
[Автолюбителям] Re: Технологии автоматизированного вождения от Новичёк Июня 19, 2022, 22:44:39
[Политика] Re: Информационная безопасность от Новичёк Июня 15, 2022, 00:30:09