Автор Тема: Новости науки и технологии  (Прочитано 456455 раз)

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 8968
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3140 : Март 01, 2017, 15:42:19 »
Искусственный интеллект научился программировать быстрее человека

Машинная система научилась писать свои собственные программы, при этом активно заимствуя из кодов других программ.



Система под названием DeepCoder создана Microsoft и Кембриджским университетом и позволяет любым людям создавать свои собственные программы, при этом даже в принципе не зная, как программировать.

Самый обыкновенный человек, совершенно незнакомый с программированием, может просто описать идею для программы, и система построит ее для клиента, говорит Марк Брокшмидт, один из создателей DeepCoder при университете Кембриджа.

DeepCoder использует технику под названием программный синтез: создает новые программы, компилируя строчки кода из существующего программного обеспечения — также как и поступает часто человек-программист.

Одно преимущество подобного подхода к программированию заключается в том, что ИИ может искать более глубоко и широко, чем человек, и компилировать исходный код, как человеку никогда бы не пришло в голову. Более того, DeepCoder использует машинное обучение при изучении баз данных и сортирует фрагменты согласно своему видению их возможной пользы.

Именно поэтому эта система действует гораздо быстрее своих предшественников. DeepCoder создает работающие программы за долю секунды, тогда как старым системам нужны минуты для пробы различных комбинаций строк кода, прежде чем совместить их вместе для исполнения задачи. А так как DeepCoder запоминает, какие комбинации исходного кода работают, а какие — нет, то постоянно улучшает результат при решении каждой новой проблемы.

Технология может иметь множество разных применений, но исследователи сомневаются, что DeepCoder сможет лишить программистов работы, а наоборот позволить миновать наиболее монотонные части программирования, и позволят профессионалам заниматься более серьезными задачами. Сейчас DeepCoder может выполнять задачи, которые не превышают пяти строк кода.

Источник: New Scientist

Оффлайн john

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11647
  • Репутация: +23/-16
    • http://jowel.ru
    • E-mail
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3141 : Март 01, 2017, 17:48:06 »
Все ближе подкрадываемся к ИИ? :)

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 8968
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3142 : Март 01, 2017, 18:44:51 »
Все ближе подкрадываемся к ИИ? :)

Именно так. Как говорится, будущее уже наступило!  :)

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 8968
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3143 : Март 02, 2017, 13:26:10 »
Ученые придумали тест, определяющий мочу в бассейнах



Ученые разработали тест, способный показать, сколько мочи содержится в воде, и изучили с его помощью канадские бассейны. Результаты были опубликованы в журнале Environmental Science & Technology Letters.

Тест основан на обнаружении ацесульфама – искусственного подсластителя, который содержится во многих продуктах и выходит с отходами жизнедеятельности без изменений. Анализ содержимого двух бассейнов в Канаде на протяжении трех недель выявил, что за этот период в один из бассейнов, размером с треть Олимпийского, попало 75 л мочи, а во второй, вполовину меньший, – 30 л. Всего исследователи проанализировали образцы из 31 бассейна. Моча была во всех образцах — содержание в них ацесульфама превышало его содержание в водопроводной воде в 570 раз.

Ситуация с джакузи оказалась еще хуже – через одно из исследованных прошло в три раза больше мочи, чем через самый грязный из бассейнов. Как говорят авторы работы, этим исследованием они хотели привлечь внимание к гигиене в бассейнах – в анонимном опросе 2012 года 19% взрослых людей признались, что хотя бы раз мочились, не покидая воду. А чаще всего это делали профессиональные пловцы.

Источник: Газета.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 8968
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3144 : Март 03, 2017, 20:23:20 »
Физики создали новую форму материи


Фото: Massachusetts Institute of Technology

Ученые из Массачусетского технологического института в США создали сверхтекучее твердое тело из атомов натрия. Для этой цели они использовали лазеры, с помощью которых им удалось придать квантовой жидкости (конденсату Бозе-Эйнштейна) структуру, характерную для кристаллов. Статья исследователей опубликована в журнале Nature.

Конденсат Бозе-Эйнштейна представляет собой вещество, образованное бозонами — частицами, которые могут находиться в одном и том же квантовом состоянии. Это отличает их от фермионов (например, электронов), в отношении которых действует принцип запрета Паули. Данное свойство позволяет бозонам при сверхнизких температурах демонстрировать видимые невооруженным глазом квантовые эффекты.

Одним из таких эффектов является сверхтекучесть, при которой квантовая жидкость может просачиваться через трещины без трения. Если квантовая жидкость образует кристаллы, то такую материю называют сверхтекучим твердым телом (supersolid).

Ученые предсказали, что твердый гелий может стать супержидкостью, если его атомы буду свободно перемещаться в пределах твердого кристалла. Однако наблюдать это явление в лабораторных условиях до сих пор не удавалось.

С помощью лазерного охлаждения, при котором атомы излучают больше энергии, чем поглощают, исследователи уменьшили внутреннюю энергию атомов натрия, являющихся бозонами, до минимума. После этого у половины бозонов был изменен спин (одна из квантовых характеристик), в результате чего конденсат Бозе-Эйнштейна был преобразован в смесь из двух квантовых жидкостей. Лазером ученые изменяли спины отдельных атомов, перенося их, таким образом, из одной жидкости в другую.

По словам физиков, плотность конденсата Бозе-Эйнштейна спонтанно изменяется, образуя рябь или волны. Такое состояние называется фазой полосы (stripe phase), и ее наличие характерно для сверхтекучего твердого тела.

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 8968
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3145 : Март 04, 2017, 19:23:05 »
Американцы установят боевые лазеры на «крылатые линкоры»



Специалисты США намерены в течение ближайшего года провести испытания боевого лазера воздушного базирования. В качестве основы выбран один из самых необычных самолетов современности – летающая артиллерийская батарея AC-130J Ghostrider.

В Соединенных Штатах все чаще говорят об установке боевых лазерных комплексов на военные самолеты. Речь идет о системах, способных в том числе уничтожать летательные аппараты врага. И теперь стало известно, что американские специалисты намерены установить их на самолеты огневой поддержки AC-130J Ghostrider в течение ближайшего года. Военные США испытают лазеры, созданные различными компаниями.
 
Предполагается, что новые лазерные системы смогут бороться с ракетами класса «земля-воздух», а также выводить из строя БПЛА. Эксперты полагают, что установленные на самолетах AC-130 генераторы можно использовать для питания твердотельных лазеров, которые уже разработаны. Впрочем, американские военные пока не спешат говорить об эффективности таких систем. Они намерены проверить не столько возможности новых комплексов, сколько саму целесообразность размещения новых лазеров на AC-130J. Если концепция себя оправдает, эти боевые самолеты станут еще более «зубастыми».
 
Новая летающая артиллерийская батарея AC-130J Ghostrider создана на базе AC-130. Машины этого семейства обладают необычной компоновкой: все стрелково-артиллерийское вооружение расположено по левому борту. Для ведения огня по наземным целям крылатая машина должна выполнять левый вираж вокруг района боевых действий. Это чем-то напоминает действия парусных линейных кораблей минувших эпох.


AC-130 / ©YouTube

Самолет AC-130J Ghostrider несет весьма солидный арсенал и без учета перспективных боевых лазеров. Он имеет одну 30-мм пушку GAU-23/A и одно 105-мм орудие. Машина также может применять управляемые бомбы GBU-39 и ракеты AGM-176 Griffin. Всего американцы построили 47 летающих батарей AC-130 разных модификаций. Эти самолеты широко используются в Ираке и Афганистане.

Источник: Naked Science

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 8968
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3146 : Март 06, 2017, 16:11:45 »
Человечество достигнет центра Земли к 2030 году

Ученые из Национального океанографического центра (университет Саутгемптона, Великобритания) полны решимости достичь центра Земли и изучить его. Кампания по исследованию стартует уже в этом году. Продлится она 13 лет. А непосредственно к ядру бур доберется к 2030 году. Проект называется Mohole to Mantle и оценивается в 1 миллиард долларов.



Внутри Земли специалисты надеются обнаружить неизвестные науке вещества и уникальные микроорганизмы.

Бурить планету предлагается с помощью нового японского супербура Chikyu.



В прошлом ученые уже пытались бурить Землю. Однако не сумели добраться не то, что до ядра, даже до мантии.

Источник: Ferra.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 8968
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3147 : Март 06, 2017, 16:19:37 »
«Эй небо, сними шляпу! Я к тебе иду!»

80 лет Валентине Терешковой, первой женщине-космонавту



Источник: РИА «Новости»
Летчик-космонавт Валентина Терешкова в 1963 году


80 лет назад родилась первая женщина-космонавт Валентина Терешкова. Как проходил ее полет в космос и подготовка к нему и чем Терешкова занималась после, рассказывает «Газета.Ru».

Валентина Терешкова родилась 6 марта 1937 года в деревне Большое Масленниково Ярославской области в простой крестьянской семье. В годы финской войны ее отец пропал без вести, и мать с тремя детьми перебралась в Ярославль. Там Терешкова отучилась в школе, поступила в техникум легкой промышленности. Она работала браслетчицей на шинном заводе, потом — на текстильной фабрике.



Как и многие в то время, Терешкова увлекалась планерным спортом. С 1959 года она совершила 163 прыжка с парашютом. Первыми людьми, побывавшими в космосе, были мужчины, и «отец советской космонавтики» Сергей Королев решил попробовать отправить в космос женщину — это было продиктовано в том числе стремлением «догнать и перегнать Америку», где американские летчицы не могли добиться, чтобы их включили в отряд астронавтов. Кандидаток для полета искали в том числе и в аэроклубах.

Конечно, желающих было полно.

Отбор велся по следующим критериям: парашютистка, возрастом до 30 лет, ростом до 170 см и весом до 70 кг.

В итоге из сотен кандидаток было выбрано пятеро, в их числе — Терешкова.

Во время подготовки к полету женщины проходили тренировки на устойчивость организма к факторам космического полета. Будущие космонавтки должны были находиться в термокамере в летном комбинезоне при температуре в +70°C и 30-процентной влажности. Одним из испытаний были 10 суток в сурдокамере — изолированном от звуков помещении. Тренировки в невесомости проходили на МиГ-15. Невесомость устанавливалась в самолете на 40 секунд при выполнении параболической горки, и за это время женщины должны были выполнить какое-нибудь задание — поговорить по рации или написать свои имя и фамилию. Особое место занимала парашютная подготовка — перед посадкой предстояло катапультироваться. Тренировки проводились в том числе и на воде.



Первоначально предполагалось, что в космос отправятся сразу две женщины, но в 1963 году все же было решено отправить только одну. «Мы готовили к полету еще одну женщину, но Сергей Королев принял решение не рисковать жизнью женщин, потому что у одной из тех, кто состоял в отряде космонавтов, уже была семья», — рассказывала потом Терешкова. При выборе учитывались и политические причины — Терешкова была из рабочих, да и ее отец отдал жизнь за родину.



Уже после полета на вопрос о том, как Советский Союз может отблагодарить ее за службу, она попросила найти место гибели отца.

16 июня 1963 года Терешкова совершила свой полет, получив на его время позывной «Чайка». Во время старта космического корабля «Восток-6» она произнесла измененную цитату из поэмы «Облако в штанах» Маяковского: «Эй небо, сними шляпу! Я к тебе иду!». Она провела в космосе трое суток, обогнула Землю 48 раз, налетала полтора миллиона километров и вернулась живой и невредимой. Родных о полете она не предупредила, сказав, что уезжает на соревнования парашютистов. О том, что Терешкова отправилась в космос, те узнали из радиопередач.

Полет Терешковой вызвал у общественности не меньший восторг, чем полет Гагарина. Ведь считалось, что пребывание в космосе может оказаться для женщины смертельным — организм не выдержит таких тяжелых нагрузок.

«Я очень рад и по-отцовски горжусь, что наша девушка, девушка Советской страны, первая и впервые в мире находится в космосе, владеет самой совершенной техникой», — говорил ей во время полета Никита Хрущев.



Генерал-лейтенант Николай Каманин, занимавшийся отбором и подготовкой кандидаток, описал полет Терешковой так: «Во время полета Терешкова не справлялась с заданиями по ориентации корабля... С Терешковой разговаривал несколько раз. Чувствуется, что она устала, но не хочет признаться в этом. В последнем сеансе связи она не отвечала на вызовы. Мы включили телевизионную камеру и увидели, что она спит. Пришлось ее разбудить и поговорить с ней о предстоящей посадке и о ручной ориентации. Она дважды пыталась сориентировать корабль и честно призналась, что ориентация по тангажу у нее не получается».

Как потом выяснилось, полярность выдаваемых команд корабля была противоположна направлению движения ручки в ручном режиме — корабль поворачивался не в ту сторону, что при отработке на тренажере. Были неправильно смонтированы провода управления. В автоматическом же режиме полярность была правильная, что позволило сориентировать и посадить корабль. Обнаружив нештатную ситуацию, Терешкова сообщила о ней на Землю и, получив новые данные, заложила их в бортовой компьютер. Эта информация всплыла только в 1990-е годы, когда космические тайны прошлого перестали быть скрытыми.

По оценкам медиков, Терешкова перенесла полет вполне удовлетворительно, хотя у нее были отмечены «сдвиги в состоянии здоровья вегетативного характера». Тем не менее после приземления Королев решил, что «женщинам в космосе не место».

Опасались в СССР и специфического влияния полетов в космос на женскую репродуктивную систему.

Однако вопреки гипотетическому вреду Терешкова 8 июня 1964 года родила дочь от Андрияна Николаева, первого космонавта, оказавшегося на орбите без скафандра.

За семьей космонавтов наблюдал весь СССР. Свадьба Терешковой и Николаева состоялась в правительственном особнячке на Ленинских горах, там присутствовал сам Хрущев. Брак, увы, оказался несчастливым, и после того, как дочь достигла совершеннолетия, супруги развелись.

В космос больше Терешкова не летала, но зато объездила весь земной шар, демонстрируя достижения советской науки. В 1969 году она окончила Военно-воздушную инженерную академию имени Жуковского, через год получила звание инженер-полковника. В 1976 году защитила диссертацию и получила звание кандидата технических наук. Также до 1997 года она занимала пост инструктора-космонавта отряда космонавтов 1-го отдела 1-го управления группы орбитальных кораблей и станций. В 1995 году она получила звание генерал-майора, став первой в истории Российской армии женщиной-генералом.

Сейчас Терешкова является депутатом Государственной думы. За заслуги перед государством, общественную деятельность, вклад в развитие космонавтики она была награждена множеством орденов, медалей и грамот, как отечественных, так и зарубежных. Названия в ее честь получили улицы в разных городах, учебные заведения, кратер на Луне. А по ее позывному — «Чайка» — была названа малая планета.

Источник: Газета.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 8968
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3148 : Март 10, 2017, 14:56:12 »
Ka-Ro TXSD — компьютер в форме модуля SO-DIMM

Компания Ka-Ro представила вычислительный модуль TXSD, основой которого послужила однокристальная система Qualcomm Snapdragon 410e. Модуль для встраиваемых систем выполнен в типоразмере TXCOM (SO-DIMM, 67,6 x 26 x 4 мм).



Модули такого типоразмера компания Ka-Ro выпускает с 2001 года, отгрузив за это время более миллиона различных моделей. По словам производителя, концепция модульных встраиваемых систем TX Family оправдала себя в промышленной электронике, тестовом автомобильном оборудовании, медицинских приборах.

Модуль TXSD спроектирован в расчете на промышленное применение. Он оснащен выходом LVDS для подключения дисплея, за счет чего устраняется необходимость в преобразователях MIPI-LVDS. Другим достоинством TXSD назван расширенный диапазон рабочих температур (от -25°С до 85°С) и пассивное охлаждение. Модуль рассчитан на напряжение питания 5 В.

Конфигурация модуля включает 64-разрядный четырехъядерный CPU ARM Cortex-A53, работающий на частоте 1,2 ГГц, GPU Qualcomm Adreno 306, 1 ГБ оперативной памяти LPDDR3 и 4 ГБ флэш-памяти eMMC, которую можно сконфигурировать для работы в высоконадежном режиме pseudoSLC (при этом объем уменьшается до 2 ГБ). Кроме того, есть средства беспроводного подключения 802.11b/g/n и Bluetooth 4.0, интерфейсы MIPI, UART, SPI, I2C и GPIO, а также поддержка карточки SD. Работает миниатюрный компьютер под управлением фирменной разновидности ОС Linux.

Источник: Ka-Ro

Оффлайн john

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11647
  • Репутация: +23/-16
    • http://jowel.ru
    • E-mail
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3149 : Март 11, 2017, 20:25:38 »
До чего ардуина дошла!  :D

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 8968
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3150 : Март 11, 2017, 20:31:13 »
«Ось зла»: как странная аномалия чуть было не подорвала веру в современную космологию



Казалось бы, современное понимание устройства Вселенной уже устоялось и общепризнано. Но время от времени его приходится оборонять от так называемых аномалий, необъяснимых отклонений от нормы, ставящих стандартную модель под сомнение. Расскажем сегодня о том, как странный космологический феномен, по своему характеру и некоторому стечению обстоятельств получивший название «Ось зла», чуть было не сломал современную космологию.

Эхо Большого взрыва
 
Земля смотрит в небо тысячами глаз-телескопов. Еще несколько десятков размещены на орбите. Первые телескопы были оптическими и предназначались для наблюдения световой части спектра электромагнитного излучения, которая доступна человеческому глазу. Современные же всматриваются в бездонное космическое пространство и наблюдают его объекты во всем спектре электромагнитного излучения. К примеру, космическая обсерватория Swift. Она предназначена для регистрации и наблюдения космических гамма-всплесков – исполинских выбросов энергии, наблюдаемых в отдаленных галактиках. Место коротковолнового гамма-излучения в самом начале электромагнитного спектра. Российская орбитальная обсерватория «Радиоастрон» изучает черные дыры и нейтронные звезды в радиодиапазоне, ближе к другому концу спектра.
 
Некоторые орбитальные обсерватории известны больше, некоторые меньше. Возглавляет рейтинг популярности космический телескоп «Хаббл», находящийся на орбите уже 27 лет. Он изучает космос в видимом, ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах. Широко известен и «Кеплер», оснащенный сверхчувствительным фотометром, работающим в диапазоне 430–890 нм (видимый и инфракрасный диапазоны) и способный одновременно наблюдать за колебанием яркости 145 000 звезд.
 
Но есть среди них орбитальные обсерватории, основное предназначение которых не отдельные звезды, планеты или галактики, а сама Вселенная. Цель их нахождения на орбите – помочь астрономам разобраться в структуре нашей Вселенной, попытаться понять ее историю.  А возможно, и увидеть через стену невероятных расстояний и другие вселенные.
 
Запущенная NASA в июне 2001 года обсерватория WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) относилась именно к таким. Аппарат предназначался для изучения фонового реликтового излучения, которое образовалось в результате Большого взрыва. До октября 2010 года он находился в 1,5 млн км от Земли на орбите около точки Лагранжа L2 системы Солнце – Земля. В период с 2001 по 2009 год он сканировал небесную сферу и передавал результаты наблюдений на Землю. На основании данных, полученных телескопом, была составлена подробная радиокарта неба на нескольких длинах электромагнитных волн: от 1,4 см до 3 мм, что соответствует микроволновому диапазону.
 
Реликтовое излучение заполняет Вселенную равномерно. Это фоновое микроволновое излучение, которое возникло в эпоху первичной рекомбинации водорода, своеобразное «эхо» Большого взрыва. Оно обладает высокой степенью изотропности, то есть однородности во всех направлениях.  Его спектр излучения соответствует спектру излучения абсолютно черного тела с температурой 2,72548 ± 0,00057 К. Максимум излучения приходится на электромагнитные волны длиной 1,9 мм и частотой 160,4 ГГц, (микроволновое излучение). Не вдаваясь в детали, на шкале электромагнитного излучения это между тепловым инфракрасным излучением и частотами сотовой связи, радио- и телевещания. Микроволновое реликтовое излучение изотропно с точностью до 0,01 %. Именно об этом говорит чередование «теплых» оранжевых  и «холодных» синих областей на радиокартах космических аппаратов. Оно обладает некоторой анизотропией в малых масштабах.
 
В 2010 году обсерватория закончила свою миссию. Так же, как когда-то WMAP сменил на своем посту космическую обсерваторию COBE (Cosmic Background Explorer), также известную как Explorer 66, так и его заменила более чувствительная и современная европейская обсерватория «Планк» (Planck), размещенная в той же точке L2. Planck имеет более высокую чувствительность и работает с более широким диапазоном частот.


Сравнение результатов от COBE, WMAP и Planck. Иллюстрация того, насколько отличается чувствительность их измерительных приборов. /© wikipedia.org

Пронзенная осью
 
Основным положением современной космологии, на котором основано большинство современных моделей устройства Вселенной, является так называемый космологический принцип. Согласно ему, в один и тот же момент времени каждый наблюдатель, где бы он ни находился и в каком направлении бы ни смотрел, обнаружит во Вселенной в среднем одну и ту же картину.
 
Вот эта независимость от места наблюдений, равноправие всех точек пространства называется однородностью. А независимость от направления наблюдений, отсутствие выделенного направления в пространстве, то есть то, что Вселенная не предпочитает одно направление другому, – изотропией. А ее отсутствие – анизотропией.
 
Все бы ничего, да только в процессе обработки данных, полученных зондом WMAP, были сделаны выводы как раз о такой анизотропии Вселенной. Результаты анализа данных показывали на наличие в космосе некой протяженной области, вокруг которой и происходит ориентация всей структуры Вселенной. То есть в космосе все-таки есть направление, в котором выстраиваются галактики и крупные космические объекты. Это явление, способное сломать современное представление о Вселенной, и было названо «Осью зла». Сам термин ввел в употребление работающий в Великобритании португальский физик и космолог Жуан Магейжу (João Magueijo).


Синие области наиболее «холодные», оранжевые – «теплые». Белая линия – «Ось зла». Обведена овалом – Сверхпустота Эридана. /© wikipedia.org

Такое название, как считается, связано не столько с «геометрией» феномена, сколько с тем влиянием, которое феномен может оказать на современные сложившиеся представления о Вселенной. Кроме всего прочего, за несколько лет до этого президент США Джордж Буш ввел такой же термин по отношению к странам, которые, по мнению США, спонсируют международный терроризм и представляют угрозу миру и стабильности на планете.
 
Стоит отметить, что некоторой неоднородностью и анизотропией наша Вселенная обладает. В противном случае не было бы ни галактик, ни звезд, ни планет. И, в конце концов, нас с вами тоже. Все это является отклонениями от однородности Вселенной. Космологический принцип применяется к  очень большим масштабам, значительно превышающим размер скопления галактик. Речь идет о сотнях миллионов световых лет. В меньших масштабах неоднородность возможна как следствие вызванных Большим взрывом квантовых флуктуаций.
 
Магейжу, наблюдая за «теплыми» (оранжевыми) и «холодными» (синими) областями флуктуаций микроволнового реликтового излучения, сделал интересное открытие. Он установил, что и на самых больших масштабах флуктуации реликтового излучения (колебания температуры) расположены не случайным образом, а относительно упорядоченно.
 
Отдельным примером проявления такой анизотропии является реликтовое холодное пятно в созвездии Эридана. Здесь микроволновое излучение значительно ниже, чем в окружающих его областях. Составляющая почти миллиард световых лет в поперечнике Сверхпустота Эридана имеет гораздо меньше звезд, газа и галактик, чем обычно.
 
Точного понимания того, что могло бы стать причиной такой зияющей дыры, сейчас нет. Профессор Лаура Мерсини-Хаутон (Laura Mersini-Houghton) из Университета Северной Каролины дает этому свое, захватывающее, объяснение: «Это однозначно отпечаток другой вселенной за пределами нашей собственной».
 
Показалось?
 
И вот в 2009 году ЕКА вывело на орбиту более совершенный телескоп «Планк».  Космический аппарат имел на борту два инструмента для исследования неба: низкочастотный приемник, охватывающий диапазон частот от 30 до 70 ГГц, что соответствует волнам длиной примерно от 4 до 10 мм, и высокочастотный приемник с частотой от 100 до 857 ГГц и длиной волн от 0,35 до 1 мм. Собранное излучение на приборы фокусируется системой из двух зеркал – главного, размером 1,9 на 1,5 м, и вторичного, размер которого 1,1 на 1,0 м. Приемники телескопа были охлаждены практически до абсолютного нуля, работая при температуре –273,05 °C, то есть на 0,1 °С выше абсолютного нуля. Наблюдение за небом «Планк» продолжал вплоть до исчерпания в январе 2012 года жидкого гелия, охлаждающего приемники.


Телескоп «Планк» в точке Лагранжа L2 системы Солнце – Земля /© popsci.com

Он должен был опровергнуть результаты, полученные WMAP, или, напротив, их подтвердить. И первый анализ полученных данных, проведенный в 2013 году, показал, что «Ось зла» во Вселенной действительно существует. Но на тот момент еще не были опубликованы все полученные космическим аппаратом данные.
 
И только в прошлом году, опираясь уже на результаты анализа полного набора данных с телескопа, команда исследователей Университетского колледжа Лондона (University College London, UCL) и Имперского колледжа (Imperial College London) установила, что на самом деле никакой «оси» не существует. Данные, полученные с телескопа в период с 2009 по 2013 год, были проанализированы с помощью суперкомпьютера. Результаты анализа показали: Вселенная изотропна.  Исследование британских астрономов было опубликовано в мае 2016 года журналом Physical Review Letters.
 
Даниела Сааде (Daniela Saadeh), исследователь-космолог из отдела физики и астрономии Университетского колледжа Лондона, принимавшая участие в исследовании, не скрывает своей радости: «Можно сказать, что мы спасли космологию от полного пересмотра».
 
В пояснении к результатам исследования, размещенном на сайте колледжа, Даниела объясняет: «Результаты исследования являются лучшим доказательством того, что Вселенная одинакова во всех направлениях. Наше нынешнее понимание устройства Вселенной строится на предположении, что она не предпочитает одно направление другому. Но нужно понимать, что теория относительности Эйнштейна в принципе не отрицает возможность существования несбалансированного пространства. Вселенные, которые вращаются или растягиваются, вполне могут существовать, поэтому очень важно, что в нашем случае это не так. Хотя мы, конечно, не можем полностью исключать этого, но наши вычисления говорят о том, что вероятность этого только один к 121 000».


Сканирование небесной сферы телескопом «Планк» /© esa.int

Источник: Naked Science
« Последнее редактирование: Март 11, 2017, 20:32:52 от Новичёк »

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 8968
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3151 : Март 13, 2017, 15:15:25 »
Названо число черных дыр в Млечном Пути


Изображение: NASA

Ученые из Калифорнийского университета в Ирвине (США) оценили число черных дыр в Млечном Пути. Препринт соответствующего исследования имеется в редакции «Ленты.ру».

В Млечном Пути ученые насчитали несколько миллионов черных дыр, которые примерно в тридцать раз тяжелее Солнца.

К своим выводам авторы пришли, использовав наблюдаемое соотношение между массой Галактики и звездной металличностью (содержанием элементов тяжелее гелия).

Ученые отмечают, что чем меньше галактика, тем больше в ней доля черных дыр, которые тяжелее Солнца в 50 раз. С другой стороны, доля черных дыр, которые тяжелее светила в десять раз, велика в крупных звездных системах.

Примерно один процент черных дыр представляют собой двойные системы. Именно они, отмечают авторы, представляют интерес для гравитационно-волновой обсерватории LIGO (Laser Interferometric Gravitational Observatory), которая 14 сентября 2015 года впервые наблюдала возмущения пространства-времени.

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 8968
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3152 : Март 13, 2017, 15:20:24 »
Молодые мозги суперстариков

Ученые выяснили, что у некоторых людей мозг до старости остается «молодым»




Некоторые старики в тестах на внимание и память могут переплюнуть молодежь — в пенсионном возрасте их мозг работает так же хорошо, как у 20-летних, а иногда и лучше. Как выяснили ученые, он и внешне не отличается от «молодого». Точную причину такой сохранности мозга они пока назвать не могут.

«Суперстарики» (superagers) — термин, придуманный неврологом из Чикаго Марселем Месуламом. Так он назвал пожилых людей, чьи память и внимательность не просто лучше, чем должны быть в их годы, а не уступают памяти и внимательности молодых людей 20–30 лет.

Старея, мы начинаем думать медленнее, нам сложнее работать в многозадачном режиме и что-то запоминать.

Это связано с истончением коры головного мозга — очень распространенным явлением, сопутствующим старению.

В тестах памяти для людей разного возраста существуют разные нормы — так, если средний 25-летний пациент невролога способен запомнить около 14 слов, то для 75-летнего девять слов уже будут хорошим результатом.

Однако распространенное — не значит неизбежное. Как показало исследование ученых из Гарвардской медицинской школы, опубликованное в журнале The Journal of Neuroscience, сохранить толстую кору — и хорошую память — возможно.

Исследователи полагают, что изучение мозга «суперстариков» позволит раскрыть секреты здорового старения мозга и разобраться, что происходит, когда этот процесс идет не так. «Поняв, что такое здоровое старение мозга, мы сможем выделить биомаркеры для прогнозирования проблем у людей с возрастными заболеваниями, такими как деменция», — говорит Александра Турутуглу, одна из авторов исследования.

Проделанная работа — шаг на пути к пониманию того, как некоторые пожилые люди сохраняют способности юношеского мышления и контуры мозга, поддерживающие эти способности. «В предыдущих исследованиях сравнивались старики старше 85 лет и люди среднего возраста, — рассказывает Турутуглу. — Мы же сосредоточились на людях пенсионного возраста, 60–70 лет, и исследовали тех, чей мозг работал как у 20-летних».

Турутуглу и ее команда протестировали группу из 40 участников 60–80 лет и группу из 41 участника 18–35 лет, без неврологических и психических заболеваний. Добровольцы должны были выполнить стандартные тесты на запоминание слов. Среди старших участников 17 выступили так же хорошо, как и молодые, или даже лучше.

Изучив результаты их МРТ, исследователи обнаружили, что мозг этих стариков не только функционирует как молодой, но и визуально выглядит так же.

Ни возрастом, ни образованием «суперстарики» не отличались принципиально от остальных пожилых участников. Среди «суперстариков» женщин было больше, чем среди прочих стариков.

Две области мозга у них были в том же состоянии, что и у молодых участников: та, что хранит и восстанавливает информацию, и та, что отвечает за направление внимания и выявление важных деталей. Чем толще были эти регионы, тем лучше была память стариков. Результаты исследования также показали, что размер этих областей коррелирует со способностью к запоминанию. Наиболее сильная корреляция была выявлена в области пересечения этих областей. «Мы считаем, что эффективное взаимодействие между этими областями очень важно для здорового старения мозга», — сообщает Турутуглу.

Также у них почти не уменьшился объем гиппокампа, области, отвечающей за переход кратковременной памяти в долговременную.

Пока исследователи затрудняются привести однозначное объяснение этого феномена, предполагая, что здесь играют роль генетические факторы и здоровый образ жизни. Если это подтвердится, то изучение устойчивых к сокращению областей мозга у пожилых людей может стать целью множества новых исследований. Будущие исследования должны быть сосредоточены на факторах, влияющих на сохранность областей мозга, считают ученые.

Эмили Рогальски, невролог, также занимающаяся изучением «суперстариков», отмечает, что «мы сможем лучше исследовать клеточные, молекулярные и генетические механизмы, которые поддерживают толщину коры мозга пожилых людей и сохраняют их сознание в порядке».

Ей вторит профессор неврологии Брэдфорд Дикенсон, один из участников исследования. «Мы отчаянно нуждаемся в понимании того, как у некоторых пожилых людей мозг отлично работает и в 60, и в 70 лет. Это может позволить нам найти способ предотвратить ухудшение памяти и мышления, которое сопровождает старение большинства из нас», — говорит он.

Источник: Газета.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 8968
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3153 : Март 13, 2017, 23:27:37 »
Искусственный интеллект Baidu выучил незнакомый язык за два часа



Baidu — китайский аналог Google, монополист среди поисковых систем Китая. В Baidu берутся за разные исследования и разработки.

В 2013-м году корпорация открыла в Кремниевой долине лабораторию по исследованию искусственного интеллекта. Сейчас Baidu представила алгоритм Deep Voice — систему преобразования текста в речь, которая может научиться разговаривать всего за несколько часов абсолютно без помощи человека (ну, или с минимальным вмешательством).

Подобную разработку в прошлом году представила Google — DeepMind умеет обучаться говорить, сравнивая речь с текстом. Осенью по такому алгоритму система научилась общаться уже на двух языках.

Deep Voice можно назвать усовершенствованной версией DeepMind. Нейросеть преобразовывает текст в единицы звука. Дальше эти единицы синтезируются в связную речь. Необходимость вмешательства человека отпадает благодаря машинному обучению.

Не собирается бросать свою разработку и Google, она планирует расширить штат разработчиков DeepMind в 2.5 раза, пригласив экспертов из Оксфорда и Кембриджа.

С одной стороны это круто, когда разрушаются языковые барьеры при помощи технологий, с другой стороны, изучения языка — это великолепная разминка для мозга, и я считаю, что люди сами должны осваивать нужный им язык. Технологии стремятся упросить нашу жизнь, только вот упрощение не всегда верный путь: реальное общение практически убито витруальным, так тепер еще и искуственный интеллект делает все, чтобы мы начали общаться не своим языком и приобретенными навыками, а при помощи машин. Страшно это все.

Источник

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 8968
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3154 : Март 14, 2017, 15:28:39 »
МРТ способна показать, знает ли человек, что нарушает закон



Ученые нашли способ выяснить с помощью МРТ, знал ли преступник во время совершения преступления, что нарушает закон. Результаты были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Команда исследовала мозг 40 добровольцев, в то время как они совершали мысленный эксперимент – представляли, смогут ли они перевезти через границу сумку, которая с той или иной вероятностью была наполнена наркотиками. В случаях, когда участники решали перевезти сумку, заведомо зная, что в ней есть наркотики, результаты МРТ отличались от результатов участников, которые «знали», что наркотиков в сумке нет или не были уверены наcчет ее содержимого. По итогам оказалось возможно выделить характерные признаки мозговой активности «виновных» и «невиновных» участников.

Такая процедура могла бы оказаться чрезвычайно значимой для судебной практики – на решение суда нередко влияет, знал ли подсудимый, что совершает преступление или же действовал в неведении. Однако авторы исследования призывают не сводить оценку сознательности или несознательности действий лишь к результатам МРТ – на них может повлиять и общее состояние подсудимого, и принимаемые им препараты, и возможные травмы головы.

Источник: Газета.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 8968
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3155 : Март 15, 2017, 15:44:17 »
Швейцарский съедобный робот исследует кишечник и сам приползет к голодающим

Исследователи из Лаборатории интеллектуальных систем в Федеральной политехнической школы Лозанны разработали привод для роботизированных систем, который создан из съедобных компонентов на базе желатиново-глицеринового композита.



На его основе можно создать съедобного робота, перемещающегося подобно гусенице. Такая разработка в том числе, поможет в медицине для обследования кишечника или доставки лекарственных средства.

Для такого устройства подойдут съедобные батарейки, представленные в прошлом году. При этом, в отличие от батареек, которые просто проходят без вреда через пищеварительный тракт, желатиновый привод полностью переваривается.

В качестве дополнительных областей использования предлагается обследование завалов в местах различных бедствий, поиска потерпевших и даже доставка питательных веществ и воды пострадавшим.

Источник: EPFL

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 8968
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3156 : Март 15, 2017, 21:40:29 »
Специалисты МАИ создали прибор для оценки состояния сосудов человека



Специалисты МАИ разработали прибор для оперативного определения риска болезни сосудов. Устройство получило название БРЛ-2.1, сообщает пресс-служба МАИ.

Прибор измеряет степень жесткости стенок сосудов, регистрируя скорость распространения пульсовой волны с помощью двух высокочастотных датчиков. Согласно медицинским данным, превышение показателя 10 м/с говорит о жесткости сосудов и, соответственно, повышенном риске заболевания.

Сейчас диагностика сосудов занимает длительное время, но новый прибор позволяет выполнять ее за несколько минут. Непосредственно замер скорости длится 15–20 секунд. Кроме того, прибор стоит 115 тыс. рублей при начальной стоимости существующих аналогов от $5000. Так, прибор для анализа показателей гемодинамики SphygmoCor может стоить до миллиона рублей. Питается новинка от двух пальчиковых батареек.

Источник: Газета.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 8968
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3157 : Март 16, 2017, 21:09:50 »
Суперкомпьютер создал потрясающую модель мощного торнадо



С помощью мощного суперкомпьютера, метеорологи смоделировали торнадо El Reno — шторм 5 категории, который прошел через Оклахому 24 мая 2011 года.

Исследовательская группа во главе с Ли Орфом из Коллегиального института метеорологических спутниковых исследований Университета Висконсина-Мэдисона (CIMSS) использовала высокопроизводительный суперкомпьютер для визуализации внутренней работы торнадо и мощных суперструктур, которые их производят. В рамках этого проекта исследователи воссоздали торнадо, опустошившее Великие равнины шесть лет назад. Новые модели дают свежий взгляд на эти чудовищные штормы и наглядно демонстрируют то, как они формируются.



В мае 2011 года в течение 4 дней в Оклахоме бушевали сразу несколько торнадо. Один из этих вихрей получил имя El Reno и маркер EF-5, что является высшей категорией мощности торнадо по шкале Фудзиты-Пирсона. За два часа неистового буйства шторм не только разрушил множество построек на своем пути протяженностью 101 км, но также унес жизни 9 человек и ранил 161.

Поскольку создание модели требует огромных вычислительных мощностей, команде Орфа был предоставлен доступ к суперкомпьютеру Blue Waters, расположенному в Национальном центре суперкомпьютерных приложений в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн.

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 8968
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3158 : Март 17, 2017, 15:19:25 »
Созданы «кристаллы в дискретном времени»


Рис. 1. Художественный образ «кристалла в дискретном времени»: система, в которой под действием, условно говоря, «дискретно тикающего времени» самопроизвольно запускается долгопериодический отклик. Это изображение попало на обложку мартовского выпуска журнала Nature с двумя экспериментальными статьями на эту тему. Рисунок с сайта nature.com

«Кристалл во времени» — это необычная физическая концепция, теоретически предложенная несколько лет назад как иллюстрация спонтанного нарушения инвариантности законов физики от времени. Говоря привычными словами, это такая система, в которой в состоянии с наименьшей энергией и без какого-либо внешнего воздействия спонтанно возникало бы внутреннее движение. Быстро выяснилось, впрочем, что такая система невозможна — по крайней мере, в своей исходной формулировке. Однако совсем недавно физики предсказали, что, если вместо непрерывного течения времени взять его дискретный аналог, такая «кристаллизация» уже не будет ничему противоречить. На днях в журнале Nature были опубликованы две статьи разных коллективов экспериментаторов, сообщающие об успешной реализации таких «кристаллов в дискретном времени».

Терминологическое предисловие

Кажется необходимым начать этот рассказ с терминологического пояснения. Эта тема уже прошла недавно по лентам новостей, когда описываемые здесь статьи только появились в архиве электронных препринтов. В них рассказывалось про систему, названную авторами discrete time crystal. Все заметки переводили термин time crystal как «временной кристалл» или, еще загадочнее, «кристалл времени». Слово discrete почти везде опускалось, и если оно и фигурировало, то в комбинации «дискретный временной кристалл», что тоже не слишком проясняло ситуацию — кристалл ведь и так дискретный! Наконец, когда экспериментальные статьи были опубликованы в журнале Nature, на его обложке красовалась не менее загадочная художественная иллюстрация (рис. 1). Это всё навевало красивые и таинственные образы, которые, к сожалению, были далеки от того, что реально вкладывалось авторами в название.

В этой заметке мы попытались подобрать перевод, более близкий к исходному смыслу. Кристаллизуется, конечно, не время, а некоторая система частиц, и заметить эту кристаллизацию можно, изучив движение системы во времени. Отсюда термин «кристалл во времени», в противопоставление обычному «кристаллу в пространстве». А вот слово discrete следует относить ко времени, а не к кристаллу. Такую «кристаллизацию» можно заметить по периодическому движению не в настоящем времени, а в дискретном его аналоге, в «отсчетах» внешнего периодического воздействия. Поэтому такую систему мы называем «кристаллом в дискретном времени».

Впрочем, мы понимаем, что пока это всё кажется совершенно непонятным, — и поэтому давайте перейдем к сути.

«Кристаллизация во времени»

Физик-теоретик, Нобелевский лауреат Фрэнк Вильчек знаменит своими вкладами и нестандартными идеями в самых разных разделах теоретический физики. Поэтому когда в 2012 году он в паре коротких статей (первая, вторая) предложил спорную, но очень любопытную идею «кристаллов во времени», научное сообщество обратило на нее пристальное внимание.

Отправная точка этого предложения — это явление спонтанного нарушения симметрии, которое встречается в самых разных областях физики, начиная от обычной термодинамики и заканчивая миром элементарных частиц. Слово «спонтанное» означает, что, хотя сами физические законы обладают определенной симметрией, вещество, которое им подчиняется, всё же предпочитает собираться в такую конфигурацию, которая эту симметрию нарушает. Никто не «заставляет» систему нарушать симметрию, она это делает сама, спонтанно.

Пожалуй, самый яркий пример этого эффекта — это само существование кристаллических тел. Если на секунду представить себе гипотетическую ситуацию, когда атомы вообще никак не взаимодействуют друг с другом, то любое вещество было бы идеальным газом, совершенно однородным в пространстве. Эта пространственная однородность — проявление того, что законы, управляющие движением атомов, обладают симметрией: они не меняются при произвольном смещении в пространстве в любом направлении. Однако взаимодействие между атомами существует, и, если оно достаточно сильное, оно заставляет материю организоваться в периодическую пространственную структуру — кристалл. Кристалл симметричен относительно сдвигов не на любые расстояния, а только на вполне определенные шаги в конкретных направлениях. Можно сказать, что исходная сдвиговая симметрия спонтанно нарушилась, и ответственным за это нарушение является взаимодействие между атомами.

Вильчек задался вопросом: а нельзя ли найти такую систему, которая бы демонстрировала спонтанное нарушение симметрии относительно сдвигов по времени, а не в пространстве? Такая система вела бы себя крайне необычно. Если речь идет, например, о многочастичной системе, настоящем куске материи, то в состоянии теплового равновесия, без каких-либо внешних воздействий, в ней спонтанно возникало бы периодическое движение. Это были бы этакие «спонтанно тикающие часы», ход которых не задается никаким внешним метрономом. Визуальная схожесть с пространственной периодичностью в обычном кристалле, самопроизвольная периодичность, этакая «кристаллизация» во времени и дала идее такое броское название.

Подчеркнем сразу же два важнейших момента. Это должно быть движение в состоянии термодинамического равновесия, а не в возмущенном состоянии, и поэтому извлечь из него энергию, остановив движение, уже нельзя. Кроме того, движение должно быть детектируемым. Скажем, многоэлектронный атом тут не подходит: хотя электроны в основном состоянии атома могут вращаться вокруг ядра, это не приводит ни к какому наблюдаемому перетеканию электронной плотности.

Сам Вильчек признавал, что такая гипотетическая система выглядит противоестественной, но надеялся, что, специальным образом подобрав закон взаимодействия, можно ее создать. Однако быстро выяснилось, что это радикальное предложение все же неосуществимо. Возражения стали появляться сразу же, и в 2015 годы было окончательно доказано, что никакого спонтанного периодического движения в состоянии термодинамического равновесия возникнуть не может.

«Кристалл в дискретном времени»

Казалось бы, на этом можно было поставить точку. Но тут проявилась пытливость ума теоретиков: идея спонтанного нарушения инвариантности во времени была настолько привлекательной, что теоретики стали пытаться найти хоть нечто, похожее на нее, слегка ослабив исходные требования.

Один такой вариант, предложенный в прошлом году, получил название discrete time crystal, «кристалл в дискретном времени» (см. статью N. Y. Yao et al., 2017. Discrete Time Crystals: Rigidity, Criticality, and Realizations и более раннюю статью D. V. Else et al., 2016. Floquet Time Crystals). Он относится к ситуации, когда система из многих взаимодействующих частиц находится не в полной изоляции, а испытывает строго периодические толчки, внешнее воздействие с периодом t. Если в системе есть источник беспорядка, то внешние толчки не будут бесконечно раскачивать колебание или нагревать систему, а просто переведут ее в новое, особенное состояние — оно как бы равновесное, но только в условиях периодического внешнего воздействия. (Это утверждение само по себе — тоже совсем недавний результат, который и положил начало «кристаллам в дискретном времени».)

В таком новом равновесном состоянии, конечно, уже может существовать какое-то движение с периодом t — ведь систему-то периодически толкают! Исходная симметрия относительно произвольных сдвигов по времени уже отсутствует, зато остается неизменность законов движения относительно «дискретного времени», то есть сдвигов по времени на период t. И теперь вместо плавной эволюции системы с настоящим временем можно изучать то, как она ведет себя в дискретном времени, через несколько «прыжков» по времени на величину t.

Можно ли кристаллизацию по времени организовать вот в таком «дискретном времени»? Это означало бы, что в системе самопроизвольно запускается долгопериодическое движение с периодом T, который не равен, а в несколько раз превышает t. Поскольку тут уже нет строго равновесной ситуации, запрет, обнаруженный для настоящих кристаллов во времени, здесь уже не действует. Авторы прошлогодней теоретической статьи пришли к выводу, что такие «кристаллы в дискретном времени» действительно не противоречат законам физики, и даже предложили и численно проанализировали конкретный подход к их реализации.

Сделаем тут небольшое отступление и разберемся, что в этой идее важно, а что нет. Вообще-то хорошо известны примеры, когда в ответ на периодическое воздействие система двигается не строго с таким же, а с кратным периодом. Вспомните, например, как вы стоя раскачиваетесь на качелях: вы приседаете и встаете с частотой вдвое большей частоты качелей. Или другими словами, вы воздействуете на качели, периодически меняя момент инерции (и создаете тем самым параметрический резонанс), и в системе усиливается колебание со вдвое большим периодом.

Особенность этого и других подобных примеров — это отсутствие «жесткости» результата. Да, возникает отклик с периодом T > t, но отношение T/t — не зафиксировано, оно податливо. Мы можем изменить периодичность воздействия и увидим, что T/t изменится. Например, на тех же качелях чуть-чуть изменить темп приседания относительно идеального значения, то вместо раскачки колебаний будут наблюдаться биения — амплитуда колебаний то плавно возрастает, то плавно уменьшается, — а это признак наложения двух колебаний с близкими, но разными частотами.

В настоящем кристалле в дискретном времени никаких биений быть не должно. Отношение T/t обязано оставаться неизменным даже при небольших искажениях системы, при сознательном смещении частоты воздействующей силы относительно идеального значения. Образно говоря, кристалл во времени должен обладать своеобразной «жесткостью» — но только это не пространственная жесткость, а временная.

Кроме того, эта жесткость должна обеспечиваться взаимодействием отдельных частиц. Она должна проступать, когда взаимодействие становится сильнее некоторого порога, и исчезать, когда беспорядочный шум пересиливает его упорядочивающую тенденцию. Иными словами, система должна демонстрировать фазовые переходы: «затвердевать в дискретном времени» при усилении взаимодействия и «плавиться» при усилении шумов.

Две экспериментальные работы

Две экспериментальные работы, опубликованные в свежем выпуске Nature, предлагают две разных реализации «кристалла в дискретном времени» (рис. 2). Они отличаются исходным материальным носителем и тонкостями эксперимента, но по своей сути очень похожи. В одном случае это были 10 отдельных ионов иттербия, пойманных в ловушку и висящие в пространстве на расстоянии три микрона друг от друга. Поскольку ионы отделены друг от друга, физики могли воздействовать лазерными импульсами либо сразу на всех них, либо на каждый ион независимо. Во второй статье это были атомы азота, внедренные в виде примеси в кристаллик алмаза. Там на кристаллик микронных размеров приходилось около миллиона таких примесных атомов, и на всех них синхронно воздействовали импульсами микроволнового излучения.


Рис. 2. Две системы, в которых удалось реализовать «кристалл в дискретном времени». Слева: эксперимент с десятью ионами иттербия в ловушке и три стадии воздействия на них с помощью лазерных импульсов: синхронный поворот, оптически наведенное спин-спиновое взаимодействие, и случайный поворот на некоторый угол. Справа: атомы азота, внедренные в виде примесей в кристаллик алмаза, и две стадии воздействия: взаимодействие и синхронный поворот. В обоих случаях выполнялось вплоть до сотни таких циклов воздействия. Изображения из обсуждаемых статей

Обратите внимание на важный момент. В обоих случаях «кристаллизация» относится не к материальному перемещению самих атомов, а к ориентации их спинов. Атомы никуда не двигались: они либо удерживались в ловушках, либо намертво засели внутри кристалла. А вот их спины были вполне подвижные; именно на них воздействовали физики и именно они образовывали кристаллическую упорядоченность во времени. Поэтому не следует визуализировать эти достижения как какую-то новую субстанцию, которая периодически превращается в физически осязаемый кристалл, как на рис. 1; всё здесь было намного более прозаично.

Управление спинами осуществлялось с помощью циклических воздействий короткими импульсами лазерного света или микроволнового излучения. В каждом цикле был импульс воздействия, синхронно поворачивающий все спины на строго определенный угол. Это тот самый четко отмеренный удар по системе. Затем следовал специальный импульс, «включающий» на время попарное взаимодействие атомов, которое зависело от взаимной ориентации спинов и их удаленности друг от друга. Интенсивностью этого взаимодействия можно было управлять в широких границах. Наконец, в случае с цепочкой ионов использовался и третий импульс, для насильного создания беспорядка, — и здесь как раз сильно помогло то, что на каждый ион можно было воздействовать независимо. В случае примесей в кристаллике этого не требовалось, там беспорядок и так присутствует в виде хаотичного размещения в кристалле. Эта комбинация импульсов — удар, взаимодействие, беспорядок — это и есть один цикл длительностью t. Вся процедура повторяется снова и снова вплоть до сотни раз. По окончании воздействий физики измеряют результирующее состояние спинов — либо поштучно, как в случае с цепочкой ионов, либо целиком во всем кристаллике.

Явление, которое происходит в таких условиях, схематично показано на рис. 3. Первый цикл воздействия почти точно переворачивает спины из положения вверх в положение вниз, а второй цикл воздействия возвращает спины практически в исходное состояние. Вместе получается периодическое движение с удвоенным периодом. Хаотичное воздействие стремится разбить этот порядок, но за счет взаимодействия спины цепляются друг за друга и пытаются удержаться сонаправленными. И самый важный момент: даже если импульс воздействия оказался недостаточно выверенным, например, он не до конца повернул спины, то атомы своими коллективным усилием компенсируют эту неточность и все равно держат строгий двухпериодический цикл. Период отклика жестко стоит на отметке 2t, даже если импульс воздействия пытается «навязать» атомам другой период. Это и есть пресловутая жесткость кристалла, способность сопротивляться отклонению в сторону.


Рис. 3. Схема эксперимента по наблюдению «кристалла в дискретном времени». С помощью импульсов микроволнового излучения физики воздействуют на спины атомов, поворачивая их и заставляя их взаимодействовать. Требуется два цикла таких воздействий, чтобы система вернулась в исходное состояние. Рисунок с сайта nature.com

Рис. 4, на примере второй статьи показывает, как эта жесткость проявляется в эксперименте. Если импульс воздействия точно настроен на поворот спинов ровно на 180 градусов, то поляризация кристаллика послушно следует за ним на удвоенном периоде. Затухание поляризации со временем пусть не смущает — это обычная потеря когерентности в твердом теле при комнатной температуре и к нашему явлению отношения не имеет. Если же воздействие настроено не точно, а слегка не доворачивает спины, то возникают биения, см. средний ряд, слева. Частотный анализ показывает, что единой частоты уже нет — она расщепляется на два близких, но разных пика (вспомните про качели!). Однако если теперь включить взаимодействие посильнее, то биения пропадают! Система «закристаллизовалась во времени» и снова показывает четкий отклик на одной, строго половинной частоте.


Рис. 4. Отклик системы при разных параметрах воздействия. В колонке слева показана зависимость поляризации от времени, справа — ее частотный анализ. Верхний ряд: точно настроенное воздействие порождает одну частоту, равную половине частоты воздействия (1/t). Средний ряд: сбой настройки при слабом взаимодействии приводит к расщеплению частоты на две и к биениям. Нижний ряд: если взаимодействие сильное, то даже сбой настройки не приводит к биениям: система держится на строго половинной частоте. Рисунок из обсуждаемой статьи Observation of discrete time-crystalline order in a disordered dipolar many-body system

Что дальше?

Надо признать, что описанные здесь реальные системы со стороны выглядят совсем не таким уж будоражащими воображение, как исходное предложение Вильчека и тем более как первая иллюстрация к этой новости. Ну да, в многочастичной системе под действием возмущения начинается какое-то движение — но зачем называть это красивыми, но малопонятными словами «кристалл в дискретном времени»? В сопроводительной заметке журнала Nature приводится мнение некоторых специалистов, что это некоторое лукавство, злоупотребление терминологией.

Может быть, и так. Но тут надо четко сказать, что ценность этих работ — и вообще этого очень юного направления исследований — не в самом этом термине, а в необычной системе, которую он обозначает. Ни много ни мало, предсказан и экспериментально продемонстрирован новый вид упорядоченности в многочастичных системах — упорядоченности жесткой, способной сопротивляться неидеальной настройке параметров. Оказывается, в этих нестационарных условиях можно говорить — в каком-то совершенно ином смысле — о термодинамических фазах, о кристаллизации и плавлении, о настоящих фазовых переходах. Можно строить фазовую диаграмму (рис. 5) и находить на ней линии плавления, можно измерять, какую долю всей системы занимает «кристалл во времени», а какую — хаотично эволюционирующая «жидкость». Можно строить новые системы, в которых кратность T/t составляет не два, а больше. Между прочим, первые шаги во всех этих направлениях тоже были сделаны в описываемых статьях. В общем, природа нам показала еще один способ стабилизировать отклик многочастичной квантовой системы — и его, безусловно, надо изучить и научиться использовать на практике.


Рис. 5. Предполагаемая фазовая диаграмма взаимодействующей многочастичной системы с беспорядком и периодическим воздействием, причем это воздействие сбито с точной настройки на величину ε (отложена по вертикали). По горизонтали отложена сила взаимодействия между отдельными частицами. Между обычной упорядоченной и тепловой фазами должна располагаться фаза «кристалла в дискретном времени». Точки с погрешностями — результаты численного моделирования. Рисунок из статьи N. Y. Yao et al., 2017. Discrete Time Crystals: Rigidity, Criticality, and Realizations

Источники:
1) J. Zhang et al. Observation of a Discrete Time Crystal // Nature. 2017. V. 543. P. 217–220. DOI: 10.1038/nature21413. Статья доступна также как препринт arXiv:1609.08684.
2) S. Choi et al, Observation of discrete time-crystalline order in a disordered dipolar many-body system // Nature. 2017. V. 543. P. 221–225. DOI: 10.1038/nature21426. Статья доступна также как препринт arXiv:1610.08057.

См. также:
1) Phil Richerme. Viewpoint: How to Create a Time Crystal // Physics. 2017. 10, 5.
2) Elizabeth Gibney. The quest to crystallize time // Nature. 2017. V. 543. P. 164–166.

По материалам: Элементы большой науки

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 8968
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3159 : Март 17, 2017, 15:28:03 »
«Мы нашли в этих взрывах то, чего не видели раньше»

В США опубликованы новые кадры со взрывами водородных бомб



Власти США рассекретили десятки засекреченных кинозаписей со взрывами термоядерных бомб. Эти кадры позволяют по-новому взглянуть на горячие проявления «холодной войны» и пересчитать мощность ядерных зарядов.

Год назад «Газета.Ru» рассказывала о необычном проекте, который ведется в Ливерморской национальной лаборатории США — одной из двух лабораторий в стране, задачей которой является разработка ядерного оружия.

Несколько лет назад Грег Сприггс, ныне сотрудник Ливерморской национальной лаборатории, начал спасать из небытия уникальные кинозаписи многочисленных испытаний термоядерного оружия, которые десятилетиями хранились в архивах и от старости уже начали приходить в негодность.

Начиная с 1945 по 1962 год США провели 210 атмосферных ядерных взрывов, пока они не были запрещены в 1963 году.

При этом все подобные взрывы снимались сразу на несколько кинокамер с частотой 2400 кадров в секунду. Спустя много лет около 10 тыс. этих пленок оказались разбросаны по всей стране в секретных архивах различных ведомств. Другая проблема состояла в том, что со временем хранящаяся кинопленка портится.

Пять лет назад Сприггс с командой энтузиастов, включающей специалистов по архивному киноделу и программистов, начали искать, рассекречивать, добывать и сканировать множество таких пленок. Их целью было сохранение сделанных полвека назад записей до того момента, пока их носители окончательно не превратятся в труху. Кроме того, возвращенные к жизни записи можно использовать сегодня, когда проведение подобных испытаний запрещено международными договорами, для оценки разрушительной силы существующих видов оружия.

За прошедшее время команде удалось локализовать место хранения 6500 из 10 тыс. кинопленок, записанных во время испытаний.

Порядка 4200 пленок были отсканированы, около 500 заново проанализированы, а с 750 уже снят гриф «секретно».

На днях первые несколько десятков оцифрованных кинозаписей испытаний Ливерморская лаборатория выложила в свой канал в YouTube. «Вы ощущаете запах уксуса, когда открываете коробки, — это продукт разложения подобных пленок, — рассказал Сприггс. — Мы знаем, что эти пленки находятся в шаге от разрушения, от того момента когда они станут уже бесполезными. Данные, которые мы собираем, должны сохраняться в цифровом виде, так как независимо от того, как вы храните эти пленки, они разрушатся, так как созданы из органического материала».

С самого начала ученые столкнулись с рядом технических сложностей. Когда Сприггс раздобыл первую пленку, у него не было подходящего сканера. Целый год понадобился на то, чтобы переделать для своих нужд сканер, аналогичный тем, что используются в голливудских киностудиях. Кроме того, ученым приходилось выискивать дополнительные сведения о том, где находилась та или иная камера в момент съемки, так как без этих данных полученная информация теряла ценность.

Сохранив уникальные записи, ученые не только спасли от небытия завораживающие кадры. С их помощью, используя современные компьютерные модели, они заново оценивают мощность зарядов, внося значительные поправки в сделанные полвека назад расчеты.

«Мы выяснили, что некоторые из прошлых оценок были неточны на 20–30 процентов. Кроме того, мы нашли в этих взрывах то, чего не видели раньше», — пояснил ученый.

К работе над проектом Сприггс привлек нескольких экспертов, одним из которых стал Джим Мой, специалист по обращению с редкими кинопленками. В профессиональных кругах он известен как человек, помогший Смитсоновскому институту сохранить одну из оставшихся копий фильма, запечатлевшего покушение на Джона Кеннеди.

По расчетам Сприггса, понадобится еще два года, чтобы отсканировать оставшиеся пленки и завершить процесс рассекречивания и анализа записей. «Невероятно, как много энергии там высвободилось. Мы надеемся, что нам никогда не придется снова использовать ядерное оружие. Я надеюсь, если мы сохраним эту историю и покажем, какой силой обладает это оружие, людям не захочется его использовать», — пояснил ученый.







Источник: Газета.Ru, YouTube

 

Последние сообщения на форуме:

[История] В Ярославле день белогвардейского восстания хотят сделать памятной датой от meq Сегодня в 01:01:11
[Политика] Re: Олимпийские игры в Корее от meq Сегодня в 00:13:27
[Политика] Re: Свобода в Интернете заканчивается от Новичёк Декабрь 12, 2017, 22:55:55
[Политика] Re: Олимпийские игры в Корее от Новичёк Декабрь 12, 2017, 21:26:01
[Политика] Олимпийские игры в Корее от john Декабрь 12, 2017, 20:50:52
[Наука] Re: Квантовые вычисления от Новичёк Декабрь 12, 2017, 17:34:10
[Экономика] Re: Криптовалюта от Новичёк Декабрь 12, 2017, 17:24:32
[Экономика] Re: Криптовалюта от Новичёк Декабрь 12, 2017, 17:22:40
[Политика] Re: Информационная безопасность от Новичёк Декабрь 12, 2017, 17:19:17
[Религия] Президент приехал к епископам с поручением от meq Декабрь 11, 2017, 05:22:33
[Религия] Re: Религия - опиум для народа от Новичёк Декабрь 10, 2017, 16:11:40
[Родители и дети - проблемы воспитания] Re: Обследование на суицид от Новичёк Декабрь 10, 2017, 16:04:46
[Музыка] Re: Для души... от meq Декабрь 10, 2017, 14:04:21
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Декабрь 10, 2017, 12:53:08
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Декабрь 10, 2017, 00:44:37
[Политика] Re: Информационная безопасность от Новичёк Декабрь 10, 2017, 00:42:55
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Декабрь 09, 2017, 20:30:51
[Искусство] Очень странные дела от Новичёк Декабрь 09, 2017, 20:24:32
[Современная традиционная медицина] Re: Что ещё выяснится вскоре? от Новичёк Декабрь 09, 2017, 15:41:05
[Религия] Re: Религия - опиум для народа от Новичёк Декабрь 09, 2017, 15:38:59
 Rambler's Top100