Автор Тема: Новости науки и технологии  (Прочитано 655290 раз)

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9853
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3960 : Ноябрь 16, 2018, 12:33:25 »
В Париже поддержали инициативы Российской делегации



В Париже поддержали предложения России по созданию рабочей группы, задачей которой станет разработка предложений по совершенствованию структуры органов Метрической Конвенции.

Рабочая группа будет сформирована из представителей стран-членов Метрической конвенции. Они сформулируют предложения, которые будут представлены на следующей, 27-ой Генеральной конференции по мерам и весам.

Инициативу России поддержали делегации метрологов США, Канады, Германии и Великобритании. Представители Франции и Швейцарии отметили необходимость уточнения задач рабочей группы.

Напомним, что в эти дни в Париже (Франция) проходит 26-ая Генеральная конференция по мерам и весам. По ее результатам 16 ноября будут подведены итоги многолетней работы мирового метрологического сообщества по пересмотру базовых единиц Международной системы единиц (SI) – килограмма, Кельвина, Ампера и моля.

Россия – в числе активных участников реформирования системы SI. После пересмотра базовые единицы SI будут определяться и воспроизводиться не с помощью физических объектов макромира (артефактов), а с помощью методов, основанных на фиксировании значений фундаментальных физических и природных констант с нулевой неопределенностью.

Источник: Росстандарт

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9853
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3961 : Ноябрь 16, 2018, 12:49:43 »
Intel представила нейронную сеть на флешке



Теперь для разработки алгоритмов искусственного интеллекта разработчикам понадобятся только лэптоп и небольшое устройство с нейронной сетью.

Intel представила свою новую разработку — Intel Neural Compute Stick 2. Она выглядит как простая флешка и работает через USB 3.0, но представляет собой гораздо больше, чем обычный переносной жесткий диск. Это флешка с нейросетью. Устройство представили на конвенте Intel AI Devcon в Пекине 14 ноября.

«NCS2 от Intel — по сути, автономная нейронная сеть на флеш-накопителе, которая должна ускорить и упростить разработку устройств такого типа, передав большую часть вычислительной мощности, необходимой для их обучения, на встроенный процессор машинного зрения (VPU) Movidius Myriad X», — говорит об устройстве Эндрю Тарантола из Endgadget.

Заявленная цель устройства — построение более умных ИИ-алгоритмов и прототипирование компьютерного зрения. В своем заявлении Intel утверждает, что устройство ускоряет развитие глубоких нейронных сетей.

Проще говоря, Intel Neural Compute Stick 2 поможет в тестировании, настройке и прототипировании глубоких нейронных сетей. Для разработчиков это означает, что они смогут быстрее перейти к производству умных камер, дронов и промышленных роботов.

«С лэптопом и Intel NCS2 разработчики смогут за считаные минуты запустить свой ИИ и приложения компьютерного зрения», — говорится в заявлении.

Также сообщается, что модели, обученные на ПК, можно будет использовать на широком диапазоне устройств без необходимости подключения к облачным сервисам.

«В сущности говоря, оно позволяет вам разработать ИИ-алгоритмы и системы компьютерного зрения локально (например, у себя на лэптопе), для этого не нужно подключаться к облаку или даже к интернету», — отмечает Тарантола.

Источник: Naked Science

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9853
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3962 : Ноябрь 16, 2018, 12:55:46 »
Китайский термоядерный реактор достиг температуры в шесть раз выше солнечной



Ученые, работающие на экспериментальном сверхпроводящем токамаке в городе Хэфэй, объявили о достижении температуры в 100 миллионов градусов Цельсия.

Ранее в этом году маленькая точка в Китае на короткий срок пылала таким жаром, что позавидовало бы само Солнце. На этой неделе ученые объявили, что реактор экспериментального сверхпроводящего токамака (Experimental Advanced Superconducting Tokamak, EAST) в Хэфэй наконец-то достиг температуры, превышающей 100 миллионов градусов Цельсия, поставив рекорд для технологии термоядерного синтеза, и приблизил нас к новой эпохе в энергетике.

Получение огромных объемов энергии, испускаемых при объединении атомов, дело нелегкое. Для успешного объединения этих частиц необходимо либо сильно прижать их друг к другу, либо столкнуть на очень высоких энергиях. Институт физических наук в Хэфэй и Китайская академия наук показали, что такое столкновение реально.

Глубоко внутри Солнца водород сплавляется сам с собой на температурах выше 15 миллионов градусов Цельсия. В процессе также участвует сконцентрированная гравитация.


Электронная температура плазмы достигла более 100 миллионов градусов Цельсия на EAST в 2018 году / © EAST Team

Для достижения такого процесса на Земле необходима печь, которая примерно в семь раз жарче, чем в недрах Солнца. Затем нужно удерживать этот водородный бульон в одной точке достаточно долго, чтобы он мог производить энергию.

Если мы достигнем этого, результат будет невероятным. В отличие от ядерного деления, где избыточная энергия получается от распада крупных атомов на более мелкие элементы, термоядерный синтез и близко не производит столько радиоактивных отходов. Более того, в результате сжатия друг с другом изотопов водорода в основном получается гелий.

Ученые экспериментировали с разными технологиями, которые могли бы произвести достаточно тепла для достижения ядерного синтеза, что делает EAST всего лишь одним из учреждений, прощупывающих границы технологии.

Токамаки вроде китайского EAST используют магнитные поля, произведенные самой движущейся плазмой. Это делает ее менее стабильной, но позволяет физикам проводить более высокоэнергетические эксперименты.

С момента постройки в 2006 году реактор EAST называли «искусственным солнцем». И теперь, похоже, он действительно заслужил это звание.

Источник: Naked Science

Оффлайн john

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11861
  • Репутация: +23/-16
    • http://jowel.ru
    • E-mail
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3963 : Ноябрь 16, 2018, 23:59:18 »
Intel представила нейронную сеть на флешке

Я такую даже в руках держал :)
Команду возил в г. Иннополис на конкурс (вот фото оттуда: https://vk.com/albums-167730828 )


Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9853
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3964 : Ноябрь 17, 2018, 22:01:34 »
Intel представила нейронную сеть на флешке

Я такую даже в руках держал :)
Команду возил в г. Иннополис на конкурс (вот фото оттуда: https://vk.com/albums-167730828 )

Круто! Как всегда восхищён и немного завидую, конечно же в хорошем смысле. Ведь то, что ты делаешь, - это по сути работа на наше будущее. Побольше бы таких людей, кто воспитывает молодёжь и прививает им тягу к технике и науке. Ведь именно это, а не потребительство, наше будущее! Удачи и успехов тебе.

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9853
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3965 : Ноябрь 18, 2018, 11:06:55 »
Мировой эталон килограмма заменили


Фото: National Institute of Standards and Technology

Ученые заменили эталон килограмма, хранящийся в Международном бюро мер и весов во Франции с 1889 года. Теперь единица массы определяется с помощью постоянной Планка. Запись трансляции конференции, на которой было окончательно принято это решение, доступна на YouTube-канале Международного бюро мер и весов.

Ранее килограмм определялся как масса цилиндра, сделанного из платино-иридиевого сплава, который находится в вакуумном сосуде. До настоящего момента это был последний эталон, привязанный к материальному носителю. Эталон метра с 1983 года определялся с помощью расстояния, которое проходил луч света за определенный промежуток времени, а эталон секунды с 1976 года — через время перехода между сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 на уровне моря.

Для создания нового эталона массы теперь применяется баланс Киббла — напоминающее весы устройство, которое определяет, какой ток нужен для того, чтобы создать электромагнитное поле, способное уравновесить чашу с тестируемым эталоном. Это позволяет вычислить постоянную Планка с беспрецедентной точностью. Знание постоянной Планка, в свою очередь, позволяет определить точную массу объекта в другом режиме работы баланса Киббла.

Преимущество нового эталона в том, что баланс Киббла всегда можно изготовить заново и провести с помощью него необходимые вычисления. Материальный эталон может быть потерян и уничтожен, кроме того, его масса не остается постоянной, хотя он всегда равен одному килограмму по определению.

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9853
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3966 : Ноябрь 20, 2018, 13:33:50 »
Физики открыли новую Теорию всего


Изображение: University of Warsaw

Ученые из Института гравитационной физики Общества Макса Планка (Германия) и Варшавского университета (Польша) расширили Стандартную модель физики частиц, включив в нее гравитацию. Новое теоретическое построение, которое может оказаться окончательной Теорией всего, предсказывает существование частиц с необычными свойствами. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org.

Свойства известных элементарных частиц описываются Стандартной моделью, которая подтверждается экспериментально, но не может объяснить ряд физических явлений (например, происхождение массы, нейтринные осцилляции и происхождение темной массы). Кроме того, Стандартная модель описывает электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие, но не включает гравитацию. Иными словами, она не согласуется с общей теорией относительности при рассмотрении таких явлений, как Большой взрыв или существование горизонта-событий черной дыры.

Для решения этой проблемы ученые предложили различные гипотетические принципы, относящиеся к так называемой Новой физике. Согласно одному из них — суперсимметрии — каждой известной элементарной частице соответствует более тяжелый по массе суперпартнер. Так, известным бозонам соответствуют гипотетические фермионы, а известным фермионам — бозоны. При объединении принципов общей теории относительности и суперсимметрии исчезают некоторые противоречия, возникающие при попытке включения гравитации в квантовую механику. Такую физическую теорию называют супергравитацией. По мнению некоторых ученых, супергравитация является Теорией всего, которая описывает все известные фундаментальные взаимодействия.

Однако при попытке объединения супергравитации со Стандартной моделью возникла проблема. Предсказанные значения заряда элементарных частиц сместились на 1/6 по сравнению с наблюдаемыми значениями (теория предсказывала, что у электрона заряд должен быть не -1, а - 5/6). Для решения этой проблемы ученые модифицировали группу симметрий U(1), благодаря которым электромагнитное взаимодействие удается вписать в суперсимметрию. Это позволило получить симметрии для электромагнитного U(1) и сильного взаимодействия SU(3), известные из Стандартной модели. Но эта модификация не учитывала симметрию SU(2) для слабого взаимодействия.

В новой работе ученые показали, что слабое взаимодействие можно вписать в теорию через бесконечную группу симметрий E10. По словам исследователей, использование этого математического инструмента вместо симметрии SU(2) точно предсказывает число фермионов в Стандартной модели и электрические заряды частиц. Она объясняет, почему поиск частиц Новой физики на Большом адронном коллайдере не был успешным. Кроме того, она предсказывает существование частиц с совершенно новыми свойствами, некоторые из которых можно обнаружить с помощью современного оборудования.

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9853
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3967 : Ноябрь 20, 2018, 23:41:43 »
Килограмм стал нематериальным


NIST

Участники 26-й Генеральной конференции по мерам и весам, которая проходила в Париже с 13 по 16 ноября, приняли историческое решение о переопределении четырех из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ) — килограмма, ампера, кельвина и моля. Этим решением килограмм был «отвязан» от материального носителя-эталона, и теперь определяется через постоянную Планка. С этого момента все единицы системы СИ привязаны к фундаментальным физическим константам. Трансляция заседания конференции, где единогласно было принято это решение, велась на сайте Международного бюро мер и весов.

Нынешнее решение завершает реформу, длившуюся несколько десятков лет: еще в 1983 году метр был привязан к значению скорости света в вакууме (и значение скорости было зафиксировано, были прекращены все программы измерения скорости света в вакууме, поскольку его значение стало точно известным по определению. В 2005 году исследователи определились в выборе еще трех констант для переопределения других единиц. Постоянная Планка была выбрана как основа для определения единицы массы, килограмма, элементарный электрический заряд (заряд электрона) — единицы силы тока, а постоянная Больцмана — термодинамической температуры.

Для того, чтобы завершить этот переход, понадобилось несколько лет для того, чтобы с высокой точностью измерить константы.



До этого дня единица массы, килограмм, была привязана к рукотворному артефакту, цилиндру из сплава платины и иридия, который хранится во французском городе Севр. Результаты нескольких международных сличений национальных копий, изготовленных из того же материала, показали что их массы меняются относительно главного эталона в диапазоне ±50 микрограммов за 100 лет. Насколько при этом изменилась масса главного эталона — неизвестно, поскольку его не с чем сравнивать. Для многих типов измерений такое отклонение может привести к недостоверным результатам.
Теперь утверждено новое определение килограмма, основанное на постоянной Планка. Установка, с помощью которой можно реализовать новый эталон массы, называется весы Киббла. В таких весах эталоном выступает груз, который уравновешивает силу отталкивания между постоянным магнитом и катушкой, по которой пропускают ток. Таким образом, массу объекта можно найти за счет равенства электрической и механической сил (более подробно об устройстве данного прибора можно прочесть здесь). Константа Планка «прячется» в уравнениях, описывающих работу электрической части установки, и без ее фиксирования переопределить килограмм было невозможно. Примечательно, что та же самая установка ранее использовалась как раз для уточнения константы Планка, но для этого применялся другой режим ее работы. Уточнению константы Планка, в частности, посвящен наш текст «Последний эталон».

Благодаря новому определению килограмма, каждая страна сможет воспроизводить эталонную установку самостоятельно в любое время, не прибегая к сверке с главным эталоном.



Конференция также утвердила новое определение ампера. Прежнее определение, утвержденное в 1948 году, было основано на измерении силы, действующей на параллельные проводники с током. Теперь ученые решили зафиксировать не только численное значение постоянной Планка для килограмма, но и численное значение электрического заряда — для нового определения ампера.

Единица температуры — кельвин — до сегодняшнего дня определялась как 1/273,16 термодинамической температуры тройной точки воды. Это определение создавало свои неудобства, поскольку в воде всегда есть примеси тяжелых изотопов водорода и кислорода, и они могут значительно сдвигать тройную точку. Поэтому метрологам пришлось создать отдельный стандарт — Венский стандарт усредненной океанской воды. Ее рецепт выглядит так: 0,00015576 моля дейтерия на моль обычного водорода; 0,0003799 моля 17O на моль 16O, и 0,0020052 моля 18O на моль 16O. Кроме того, для того, чтобы определять точные значения в других диапазонах, ученым приходилось контролировать точки плавления и кипения нескольких других веществ. Новое определение кельвина основано на постоянной Больцмана, которая теперь будет точно равна 1,380649 × 10-23 Дж × K-1 (джоулей на кельвин).

Моль до этого времени был привязан к количеству атомов в 0,012 килограмма стабильного углерода-12, то есть был связан с массой. В новой версии системы СИ он будет определен через зафиксированную постоянную Авогадро, то есть будет равен 6,02214076×1023 частиц.

Проект реформы был одобрен 16 ноября, но вступит в силу она во Всемирный день метрологии, 20 мая 2019 года.

Источник: N+1

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

Т.е. сейчас, во-первых, основные единицы СИ стали привязаны не к каким-либо материальным носителям, а к фундаментальным физическим константам. Во-вторых, этим константам приписаны (по соглашению) точные значения, которые в дальнейшем уже изменяться не будут. Это частота перехода атома 133Cs между двумя определёнными уровнями 9 192 631 770 Гц, скорость света в вакууме 299 792 458 м/с,  постоянная Планка 6,626 070 15 ×10-34 Дж·с, заряд электрона 1,602 176 634 ×10-19 Кл, постоянная Больцмана 1,380 649 ×10-23 Дж/К, постоянная (число) Авогадро 6,022 140 76 ×1023 моль-1, световая эффективность монохроматического излучения частотой 540 ×1012 Гц равна 683 лм/Вт.

Таким образом, все основные единицы СИ определены через фундаментальные физические константы, значения которых зафиксированы и являются неизменными.

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9853
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3968 : Ноябрь 21, 2018, 15:46:53 »
Физики преодолели предел разрешения для терагерцовой микроскопии


Chernomyrdin N.V. et al. / Applied Physics Letters

Группа российских исследователей из МГТУ имени Н.Э. Баумана и Института общей физики имени А.М. Прохорова РАН совместно с российскими и зарубежными коллегами разработала метод терагерцовой микроскопии на основе эффекта твердотельной иммерсии, который позволяет преодолеть предел пространственного разрешения.

Новый метод можно использовать для диагностики злокачественных новообразований и для решения других задач биологии и медицины. Статья о новом методе опубликована в журнале Applied Physics Letters, исследование поддержано грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ).

Существующие методы ранней неинвазивной, малоинвазивной и интраоперационной (проводимой непосредственно во время операции) диагностики злокачественных новообразований недостаточно эффективны. Основываясь только на них, нельзя точно сказать, какой характер имеет то или иное новообразование, поэтому они используются лишь как вспомогательные. Это ставит перед учеными задачу разработки новых методов диагностики. Последние исследования показывают, что один из перспективных путей решения этой проблемы связан с применением методов микроскопии и визуализации тканей в терагерцовом диапазоне электромагнитного спектра, занимающем промежуточное положение между инфракрасными и микроволнами.

В то же время существующие методы терагерцовой спектроскопии и визуализации тканей обладают низким пространственным разрешением, снижающим точность диагностики и, соответственно, затрудняющим их внедрение в клиническую практику.
Авторы статьи разработали новый метод терагерцовой микроскопии биологических тканей. Он основан на эффекте твердотельной иммерсии: в случае фокусировки пучка излучения позади объекта с высоким показателем преломления (в данном случае кремниевой полусферы) можно значительно уменьшить размер кружка, образуемого электромагнитным пучком и определяющего пространственное разрешение микроскопа. Для обычных оптических микроскопов существует предел разрешения, равный половине длины волны электромагнитного излучения, фокусируемого объективом. При использовании иммерсии этот барьер удается преодолеть.

«Столь высокое пространственное разрешение позволяет нам визуализировать структурные особенности тканей значительно меньшего размера, чем это было возможно при использовании обычных оптических микроскопов. Для демонстрации возможностей разработанного метода мы приводим в статье результаты визуализации различных биологических объектов, в том числе клеточных сфероидов, предназначенных для биопечати, и соединительных тканей молочной железы», – рассказал автор работы, кандидат технических наук, старший научный сотрудник МГТУ имени Н.Э. Баумана и заведующий лабораторией ИОФ РАН Кирилл Зайцев.

Наиболее перспективное применение нового метода терагерцовой микроскопии – онкодиагностика, но его возможности намного шире. Например, терагерцовая микроскопия может найти свои приложения в регенеративной медицине – науке, занимающейся восстановлением поврежденных тканей и органов.

Источник: Газета.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9853
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3969 : Ноябрь 21, 2018, 15:53:10 »
Ученые вырастили «мини-мозги», похожие на мозг недоношенного ребенка



Эти выращенные мозговые органоиды стали проявлять электрическую активность. Исследователи из Калифорнии надеются, что это поможет им в дальнейших изучениях строения и развития человеческого мозга.

Мозговая ткань, выращенная в лаборатории, впервые спонтанно проявила электрическую активность, удивительно похожую на активность человеческого мозга. Если точнее, на активность мозга недоношенного ребенка. Доклад об исследовании представлен на ежегодной встрече Общества нейробиологов и опубликован в базе препринтов bioRxiv.org.

Эти органоиды представляют собой трехмерные, миниатюрные, упрощенные версии органов, выращенные в лаборатории для исследований, например, реакции на лекарства или развития клеток при определенных неблагоприятных условиях.

Нейробиолог Элиссон Муотри несколько лет разрабатывал мозговые органоиды в своей лаборатории в Калифорнийском университете в Сан-Диего, но это впервые, когда он с коллегами заметил у них активность, схожую с активностью человеческого мозга.

Органоиды, о которых идет речь, были выращены из плюрипотентных стволовых клеток. Они индуцировали эти «бланки» для развития в клетки, из которых состоит кора головного мозга — часть, отвечающая за очень важные вещи вроде памяти, восприятия, когнитивных способностей, мыслей и сенсорной обработки.

Сотни этих маленьких мозгов выращивались 10 месяцев. В этот период их тестировали, чтобы убедиться, что в их развитии выражались необходимые гены. Исследователи также постоянно следили за органоидами при помощи электроэнцефалограммы (ЭЭГ).

Примерно к шести месяцам, согласно Nature, «мини-мозги» проявляли энергичную мозговую активность. Анализ показал, что она не была такой же организованной и предсказуемой, как активность мозга взрослого человека. Однако своими хаотическими, синхронизированными всплесками явление напомнило мозговую активность, наблюдаемую у недоношенных младенцев.

Несмотря на то что она не была идентичной, модель машинного обучения, натренированная на сигнатурах ЭЭГ недоношенных младенцев, смогла определить множество схожих свойств с нормальным графиком развития. Похоже, за последние 28 недель траектория развития органоидов соответствовала развитию недоношенного ребенка того же возраста.

Эти мозговые органоиды не совсем похожи на части настоящего человеческого мозга: они не только меньше и проще — у них нет других областей мозга, с которыми они бы соединялись. Они были разработаны с учетом недостаточного количества белка, необходимого для нормальной нейронной функции. Тем не менее «мини-мозги» могут быть шагом на пути к лучшему пониманию развития мозга.

«Хотя мы не настаиваем на функциональной равнозначности между органоидами и целым мозгом новорожденного, — пишут исследователи, — нынешние результаты представляют собой шаг вперед к искусственной модели, отображающей некоторую сложную пространственно-временную колебательную динамику человеческого мозга».

Исследователи продолжат дальше развивать «мини-мозги», чтобы выяснить, будут ли они «взрослеть».

Источник: Naked Science

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9853
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3970 : Ноябрь 24, 2018, 01:29:39 »
Физики разработали сеть с пассивным фильтрованием шума


H. Ronellenfitsch et al. / Physical Review Letters

Физики из США и Германии теоретически показали, что из осцилляторов с произвольными параметрами можно построить такую сеть, которая будет пассивно выравнивать определенные типы шумов. Оказалось, что для выравнивания сильно скоррелированных шумов сеть должна быть плотной, а для слабо скоррелированных шумов — разреженной. В последнем случае строение сети напоминает прожилки листа. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

Сети повсеместно встречаются в природе и технике — например, водопроводная и электрическая сеть доставляют в наши дома воду и электроэнергию, а нервная и сердечно-сосудистая система проводят нейронные импульсы и снабжают клетки кислородом. Очень часто потоки на концах сети не постоянны, но меняются во времени и пространстве. Из-за этого эффективность сети снижается, а при особенно сильных перепадах она может не справиться с перегрузкой и выйти из строя. Известным примером отказа сети из-за неравномерной нагрузки может служить блэкаут — нарушение работы электросети в результате аварии. Другой хороший пример — это тиннитус (звон в ушах), который также возникает из-за неравномерной нагрузки на слуховую сенсорную систему.

В настоящее время инженеры умеют выравнивать неравномерный сигнал, поступающий на входы сети, с помощью систем активного контроля. Например, системы активного шумоподавления накладывают на звуковые колебания волны с такой же амплитудой и частотой, но противоположной фазой, тем самым выравнивая сигнал. Тем не менее, несколько лет назад ученые обнаружили, что некоторые устройства умеют пассивно выравнивать сигнал — в частности, такими способностями обладает изолированный осциллятор. К сожалению, до сих пор физики не могли перенести эти свойства на случай сети, которая перераспределяет нагрузку между узлами. Если бы исследователям это удалось, они смогли бы во много раз повысить стабильность сетей без больших финансовых затрат.

Группа ученых под руководством Хенрика Ронелленфича (Henrik Ronellenfitsch) теоретически показала, что из затухающих осцилляторов с произвольными параметрами всегда можно построить такую сеть, которая будет пассивно выравнивать сигнал, подаваемый на ее входы. Единственное условие, которое физики накладывали на коэффициенты — это симметричность; другими словами, ученые считали, что в каждой паре осцилляторы одинаково откликаются на воздействие со стороны соседа (конечно, если эти узлы связаны между собой). Выравнивающие способности такой сети определяются усредненным по времени квадратом отклонения положения осцилляторов от равновесных значений. Теоретически, эту величину можно сделать сколь угодно малой, неограниченно увеличивая коэффициенты связи между всеми узлами. Фактически, в этом пределе покоящиеся осцилляторы немедленно «гасят» колебания соседей, на которые поступает случайный сигнал. Тем не менее, на практике неограниченного усиления достичь невозможно. Поэтому ученые наложили на коэффициенты дополнительное условие постоянной стоимости — предположили, что затраты на создание связи пропорциональны степени α от ее силы, а суммарная стоимость сети не должна превышать определенной суммы, пропорциональной количеству ее узлов.

Исходя из таких предположений, ученые разработали алгоритм, который итеративно (шаг за шагом) строит сеть, выравнивающую некоторые типы шумов. Для определенности исследователи рассматривали треугольные сетки и полагали число узлов равным 100. Такой алгоритм начинает с произвольной конфигурации связей между узлами, а потом присоединяет к ним новые узлы или отсоединяет старые, минимизируя стоимость и средний квадрат отклонения осцилляторов. Вообще говоря, для этого нужно решать систему дифференциальных уравнений или вычислять след от произведения матриц, описывающих шум и граф системы (формализм Ланжевена). Для простоты ученые считали, что пространственная и временна́я зависимости шумов расщепляются, то есть не влияют друг на друга. В качестве временно́го шума физики выбрали шум Орнштейна—Уленбека (Ornstein-Uhlenbeck noise), а в качестве пространственного — гауссов шум. Первый тип шума определяется корреляционным временем τ, второй — корреляционной длиной σ. В пределе τ → 0 или σ → 0 корреляции в обоих типах шума полностью пропадают.

В результате ученые обнаружили, что в зависимости от значений параметров τ, σ и α связи сети выстраиваются в одну из трех основных картин. Если шумы сильно скоррелированы во времени или пространстве (то есть параметры τ и σ не малы), то сеть получается сильно разреженной. В этом случае поток стекается по «узким» каналам слабой связи к «широкому» каналу сильной связи, который замыкается сам на себя. В результате получается картина связей, которая напоминает прожилки листа. С другой стороны, если шумы скоррелированы слабо, поток распространяется по плотной системе узких каналов. В обоих случаях системы эффективно подавляли шумы, практически до нуля снижая средний квадрат отклонений осцилляторов от равновесного значения.


Структура сети при слабых (слева) и сильных (справа) корреляциях шума. Верхний ряд - случай пространственного шума, нижнийряд - временного. В каждом из случаев корреляции в другом типе шума стремятся к нулю.
H. Ronellenfitsch at al. / Physical Review Letters


Ученые объясняют эти различия тем, что эффективность фильтрации шума зависит от того, насколько хорошо система сравнивает и усредняет амплитуды колебаний узлов. Если шум сильно скоррелирован, то осцилляторы колеблются практически синхронно, и соединять их плотной сетью бессмысленно. Гораздо выгоднее проложить «широкий» канал и подавлять шумы по пути к нему. В то же время, для некоррелированных шумов нужно учитывать связи между больши́м числом осцилляторов, чтобы корректно усреднить сигнал, и сеть получается гораздо более плотной.


Структура сети при слабых (слева), средних (посередине) и сильных (справа) корреляциях шума. Случай, при котором корреляционная длина и время произвольны.
H. Ronellenfitsch at al. / Physical Review Letters


В ноябре прошлого года американские математики показали, что переменные сети быстрее достигают управляемости, а также требуют меньше энергии для ее поддержания, чем статичные сети. Управляемая сеть — это сеть, в которой можно централизованно управлять состоянием каждого из узлов; в переменной сети узлы постоянно создают и разрушают связи, а в статической сети положение связей не меняется со временем. А в июле 2015 года математик Филиппо Радикки (Filippo Radicchi) разработал математический аппарат, позволяющий применить теорию перколяции (протекания) для оценки устойчивости и уязвимости транспортных сетей без использования сложных и дорогостоящих компьютерных симуляций.

Источник: N+1

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9853
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3971 : Ноябрь 24, 2018, 14:49:08 »
Величайшая загадка Вселенной: из чего состоит пространство-время?



«Из чего сделано пространство-время?», задается вопросом физик Арон Уолл из Стэнфордского института теоретической физики. В течение последних нет физики по-разному пытаются осмыслить загадку пространства-времени, рассматривая его не просто как пустой фон, на котором разворачивается история Вселенной, а скорее как поток квантовой информации, перетекающей из одной точки в другую. Уолл и его коллеги все больше убеждаются, что такое представление пространства-времени может быть ключом к разработке теории, которая сможет объяснить гравитацию с использованием принципов квантовой механики. Об этом физики мечтают еще со времен Альберта Эйнштейна.

Петр Зенчиковский из Института ядерной физики Польской академии наук задается таким же вопросом, что и Уолл. Является ли пространство-время абсолютной, неизменной, вечно и всегда присутствующей ареной, на которой разворачиваются события? Или, возможно, это динамическое создание, возникающее как бы на определенном масштабе расстояний, времени или энергии? Упоминание абсолюта не приветствуется в современной физике. Считается, что пространство-время эмерджентно, то есть возникает откуда-то. Непонятно только, откуда.

Что такое пространство-время?
Большинство физиков считает, что структура пространства-времени формируется непонятным образом в пределах масштабов Планка, то есть на масштабах, близких к одной триллионной от триллионной доли метра. Однако есть некоторые убеждения, которые ставят под вопрос однозначность такого толкования. Существует немало аргументов в пользу того факта, что возникновение пространства-времени может происходить в результате процессов, которые намного ближе к нашей реальности: на уровне кварков и их конгломератов.

«Математика — это одно, отношение с реальным миром — другое», говорит Зенчиковский. «Например, величина массы Планка кажется подозрительной. Можно было бы ожидать, что у нее будет значение, более характерное для мира квантов. Между тем, оно соответствует примерно 1/10 массы блохи, которая определенно является классическим объектом».

Большинство физиков склонны предполагать, что пространство-время создается на планковских масштабах, на расстояниях, близких к одной триллионной триллионной доли метра (~10-35 м). В своей статье в Foundations of Science Зенчиковский систематизирует наблюдения разных авторов касательно формирования пространства-времени и утверждает, что гипотеза о его формировании в масштабах кварков и адронов (или кварковых агрегатов) вполне разумна по ряду причин.

Вопросы о природе пространства и времени озадачивали человечества с древних времен. Может ли время быть отдельным от материи, создающим «контейнер» для движений и событий, которые происходят при участии частиц, как это предполагал Демокрит в 5 веке до н.э.? Или, может быть, все это атрибуты материи и не могут без нее существовать, как предположил Аристотель столетием позже?

Несмотря на то, что прошла уже тысяча лет с тех пор, эти вопросы до сих пор не решены. Более того, оба подхода — несмотря на их очевидное различие — глубоко укоренились в столпах современной физики. В квантовой механике события происходят на жесткой арене с равномерно текущим временем.

Между тем, в общей теории относительности вещество деформирует упругое пространство-время (растягивает и скручивает его), а пространство-время сообщает частицам, как двигаться. Другими словами, в одной из теорий актеры выходят на уже подготовленную сцену, чтобы играть свои роли, а в другой они создают сцену во время представления, что, в свою очередь, влияет и на их поведение.

В 1899 году немецкий физик Макс Планк заметил, что при определенных комбинациях некоторых констант в природе можно получить самые фундаментальные единицы измерения. Всего три постоянных — скорость света c, гравитационная постоянная G и постоянная Планка h — и мы получаем единицы расстояния, времени и массы, равные (соответственно) 1,62 х 10-35 м, 5,39 х 10-44 с и 2,18 х 10-5 г. Исходя из современных убеждений, пространство-время должно рождаться на планковской длине. Но нет никаких существенных аргументов в пользу рациональности этой гипотезы.

Как наши самые сложные эксперименты, так и теоретические описания достигают масштаба кварков на уровне 10-18 м. Откуда же нам знать, что на пути к планковской длине — на протяжении дюжины последовательных и еще меньших порядков величины — пространство-время обретает свою структуру? Мы даже не знаем, рационально ли понятие пространства-времени на уровне адронов! Разделение не может производиться бесконечно, потому что на определенном этапе вопрос следующей меньшей части просто перестает иметь смысл. Прекрасным примером будет температура. Эта концепция прекрасно служит на макромасштабах, но при последовательных делениях материи мы достигаем масштаба отдельных частиц и понятие температуры теряет смысл.

«В настоящее время мы сперва стремимся построить квантованное дискретное пространство-время и затем «населить» его дискретной материей. Но если пространство-время будет продуктом кварков и адронов, зависимость будет обратной: дискретное свойство материи должно усиливать дискретность пространства-времени», говорит Зенчиковский и добавляет: «Планк опирался на математику. Он хотел создать единицы из мельчайших возможных постоянных. Но математика это одно, а отношение с реальным миром другое. Значение планковской массы кажется подозрительным. Можно было бы ожидать, что у нее будет более подходящая характеристика для мира квантов. Но она соответствует примерно 1/10 массы блохи, которая определенно является классическим объектом».

Поскольку мы хотим описать физический мир, мы должны опираться на физические, а не на математические аргументы. И поэтому, когда мы используем уравнения Эйнштейна, мы описывает Вселенную в больших масштабах и возникает необходимость вводить дополнительную гравитационную постоянную, известную как космологическая постоянная «лямбда». Если, при построении фундаментальных единиц, расширить наш изначальный набор трех постоянных лямбдой, в случае с массой мы получим не одно, а три фундаментальных значений: 1,39 х 10-65 г, 2,14 x 1056 г и 0,35 х 10-24 г. Первую можно интерпретировать как квант массы, вторую — уровень массы наблюдаемой Вселенной, а третья напоминает массу адронов (например, масса нейтрона равна 1,67 х 10-24. Точно так же, принимая во внимание лямбду, появится единица измерения 6,37 х 10-15 м, очень близкая к размеру адронов.

«Игры с постоянными могут быть рискованными, потому что многое зависит от того, какие константы мы выбираем. К примеру, если бы пространство-время действительно являлось продуктом кварков и адронов, то его свойства, включая скорость света, также должны быть эмерджентными. А это означало бы, что скорость света не может быть среди основных констант», отмечает Зенчиковский.

Другим фактором в пользу образования пространства-времени в масштабе кварков и адронов являются свойства самих элементарных частиц. Стандартная модель, например, не объясняет, почему существует три поколения частиц, откуда берутся их массы или почему существуют так называемые внутренние квантовые числа, которые включают изоспин, гиперзаряд и цвет. В картине, представленной профессором Зенчиковским, эти значения могут быть связаны с определенным шестимерным пространством, созданным положением частиц и их импульсами. Построенное таким образом пространство одинаково уважает положение частиц (материя) и их движения (процессы). Выясняется, что свойства масс или внутренние квантовые числа могут быть следствием алгебраических свойств шестимерного пространства. Более того, эти свойства также объясняют невозможность наблюдать свободные кварки.

«Возникновение пространства-времени может быть связано с изменениями в организации материи, происходящей в масштабе кварков и адронов, в более первичном шестимерном фазовом пространстве. Однако не совсем понятно, что дальше делать с этой картиной. Каждый последующий шаг потребует выхода за пределы того, что мы знаем. И мы даже не знаем правил игры, по которым Природа играет с нами, нам все равно приходится их угадывать. Однако представляется разумным, что все конструкции начинаются с материи, потому что она является физически и экспериментально доступной. В этом подходе пространство-время будет лишь нашей идеализацией отношений между элементами материи», суммирует профессор Зенчиковский.

Источник: Hi-News

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9853
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3972 : Ноябрь 25, 2018, 14:49:56 »
В России будут ловить темную материю


Солнечный телескоп TASTE будет построен на базе Института ядерных исследований (ИЯИ) РАН

В Троицке построят самый точный солнечный телескоп TASTE (Troitsk Axion Solar Telescope), который по чувствительности будет в три раза превосходить аналогичную установку CAST, работающую в ЦЕРНе. Основной целью наблюдений станет поиск аксионов — элементарных частиц, которые, согласно предположениям физиков, являются частью загадочной темной материи. Ввести Троицкий телескоп в эксплуатацию планируется в 2023 году, сообщают «Известия».

Аксионы — это одни из основных кандидатов, подходящих на роль темной материи, открытие которой входит в круг наиболее значимых задач современной физики. При этом их поиск сложен с технической точки зрения, поскольку основным свойством частиц должно быть крайне слабое взаимодействие с обычной материей, из которой состоят существующие экспериментальные установки. Проще говоря, в ходе исследований аксионы просто пролетают научные приборы насквозь, и поэтому их до сих пор никому не удалось зафиксировать.

Ситуацию должен изменить солнечный телескоп TASTE, который будет построен на базе Института ядерных исследований (ИЯИ) РАН. По своей чувствительности российская установка втрое превзойдет аналогичный телескоп CAST, работающий в ЦЕРНе, что дает надежду на открытие неуловимых частиц, претендующее на статус события нобелевского масштаба для современной физики.

Главным элементом нового телескопа будет сверхмощный магнит, способный сгенерировать магнитное поле в 3,5 тесла, рассказал главный научный сотрудник ИЯИ РАН, член-корреспондент РАН Сергей Троицкий. Именно с его помощью планируется воздействовать на аксионы, родившиеся вследствие термоядерных реакций в солнечном ядре и долетевшие до прибора через космическое пространство и земную атмосферу. Предполагается, что в магнитном поле искомые частицы будут преобразовываться в фотоны, которые можно зарегистрировать современной техникой. Они станут составляющими обычного рентгеновского излучения.

Однако на этом этапе ученые столкнулись с вопросом, как отделить результаты превращения аксионов от фонового излучения, получаемого из других источников. Для решения этой проблемы будет использован второй элемент установки, а именно рентгеновский телескоп, который сфокусирует поток искомых фотонов на детектор малых размеров (площадь воздействия будет снижена в 600 раз — с 60 кв. см до 1 кв. мм), что должно минимизировать воздействие случайных частиц.

«При этом следует подчеркнуть, что те фотоны, которые мы получим, скорее всего, будут единичными, — отмечает Сергей Троицкий. — Возможно, их будет прилетать всего по несколько штук в год. Для того чтобы не упустить эти частицы и оградить эксперимент от фонового излучения, специалистам предстоит разработать уникальный рентгеновский детектор, который станет самым низкофоновым в мире».

В настоящее время созданием этого прибора уже занимаются специалисты Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе и Петербургского института ядерной физики им. Б. П. Константинова.

В качестве вспомогательной системы в состав телескопа также будет включена мощная криогенная установка, которая будет вырабатывать жидкий гелий для охлаждения сверхпроводникового элемента магнита. Кроме того, телескопу понадобится и массивная механическая система для его наведения на Солнце. При этом интересной особенностью эксперимента станет то, что в его рамках можно будет следить за солнцем круглосуточно, поскольку аксионы могут долетать до прибора даже через Землю — когда светило находится ниже горизонта.

Из-за высокой стоимости телескопа его создатели планируют использовать ряд элементов, которые уже сейчас имеются в распоряжении научных институтов. К таким составляющим относится, например, основная часть супермагнита — сверхпроводящая ниобий-титановая проволока (она была приобретена ранее для одного из экспериментов, который не получилось осуществить в 1990-е годы).

«Этот проводник длиной 32 километра находится в Троицке и охраняется настолько серьезно, что даже я никогда его не видел. Правда, одному из наших ученых все же удалось получить пропуск, и он удостоверился в возможности ее использования — это позволит сэкономить около миллиона долларов бюджетных средств (такова рыночная стоимость новой проволоки с аналогичными свойствами)», — рассказал Сергей Троицкий.

Кроме того, в распоряжении ученых уже находится гелиевая система охлаждения LINDE TCF-50 производительностью 60 л/ч — сейчас она используется на проекте «Троицк-ню-масс» в ИЯИ РАН, цель которого —изучение нейтрино (предполагается, что ко времени окончания строительства телескопа он уже будет завершен). Рыночная стоимость этой установки также составляет около миллиона долларов.

Сейчас команда разработчиков (точнее, та ее часть, которая работает в Институте космических исследований РАН) находится в поисках рентгеновского телескопа, подходящего для TASTE, — в качестве кандидатов на эту роль в первую очередь рассматриваются аппараты, которые дублируют свои аналоги, запущенные в космос для орбитальных исследований. Если подобный телескоп будет найден, это позволит сэкономить еще один (уже третий) миллион долларов.

«Как правило, такая техника является резервной и простаивает без дела. Мы же можем дать ей вторую жизнь, использовав для поиска частиц темной материи», — пояснил Сергей Троицкий.

Конечная стоимость создания телескопа TASTE с учетом максимального использования уже имеющейся техники и материалов составит около 400 млн рублей.

Между тем сотрудники Специальной астрофизической обсерватории (САО) РАН в Карачаево-Черкесии начали последний этап модернизации БТА — крупнейшего в России телескопа.

Специалисты приступили к алюминированию зеркала. На данном этапе на оптическое стекло будет нанесен тонкий отражающий слой, сообщил ТАСС заместитель директора обсерватории по научной работе Дмитрий Кудрявцев.

Первого мая 2018 года началась установка и тестирование обновленного зеркала телескопа, реставрация которого проводилась на Лыткаринском заводе оптического стекла. Ученые планируют возобновить регулярные наблюдения на телескопе после их завершения.

«Мы планируем завершить работу в течение двух недель. Это последний этап мероприятий, запланированных на этот год в рамках работ по замене зеркала БТА, которые проводятся с мая. После нанесения отражающего слоя начнутся исследования на телескопе», — сказал Дмитрий Кудрявцев.

Алюминирование зеркала проводится с помощью специальной вакуумной установки. «Сейчас проводим подготовку, для нанесения отражающего слоя из Москвы доставлен алюминий высокого качества», — добавил г-н Кудрявцев.

Ранее сообщалось, что на первом этапе тестирования поверхности зеркала были выявлены отклонения от идеальной параболической формы. Они оказались существенно больше ожидаемых, а регулировка разгрузочных механизмов зеркала исправила ситуацию лишь частично. «После алюминирования зеркала проведем серию тестовых наблюдений с использованием научных приборов, по итогам которых будет проведена окончательная аттестация», — отметил Дмитрий Кудрявцев.

Зеркало было изготовлено в 1974 году по заказу АН СССР, и до 1979 года наблюдения в обсерватории велись именно с его помощью, однако потом его заменили, так как поверхность обладала рядом неустранимых дефектов. В 2007 году зеркало направили на реставрацию на Лыткаринский завод оптического стекла в Подмосковье. В результате переполировки с него был снят тонкий слой — восемь миллиметров стекла.

Эксперты рассчитывают, что после проведенных работ отражающая способность резервного зеркала должна была возрасти примерно на 30% по сравнению с зеркалом, на котором исследования проводились последние 39 лет, что позволило бы увеличить дальность наблюдений в полтора раза и значительно расширить горизонт исследований.

Между тем в октябре стало известно, что сотрудники Института прикладной астрономии РАН разрабатывают концепцию лунного радиотелескопа. В России также может появиться новый четырехметровый телескоп. Ученые надеются, что идея войдет в национальный проект «Наука».

В сентябре в радиоастрономической обсерватории «Светлое», расположенной в Приозерском районе Ленинградской области, состоялась церемония первого тестирования радиотелескопа нового поколения РТ-13. Строительство радиотелескопа было начато в апреле 2017 года.

Еще один уникальный телескоп, который предназначен для приема сигналов из космоса в миллиметровом диапазоне длин волн, решили достроить Россия и Узбекистан. Речь идет о 70-метровом радиотелескопе «Суффа», строительство которого на плато Суффа на юге Узбекистана началось в 1985 году, но в 1991-м было законсервировано. О возможностях этого телескопа и о других достижениях советской и российской астрономии «Стимулу» рассказал Рустам Дагкесаманский, директор Пущинской радиоастрономической обсерватории.

И недавно стало известно, что Россия восстановила советскую систему контроля космического пространства. Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН создал распределенную по земному шару сеть телескопов для наблюдения за околоземной орбитой. Специалистам удалось возобновить работу обсерваторий взамен тех, что были разрушены с распадом СССР.

Источник: Stimul

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9853
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3973 : Ноябрь 25, 2018, 14:54:12 »
Борьбу с глобальным потеплением признали экономически невыгодной


Фото: Hristo Rusev / Globallookpress.com

Ученые Гарвардского университета пришли к выводу, что технология впрыскивания аэрозолей в атмосферу Земли для борьбы с глобальным потеплением принципиально возможна, но с нынешним уровнем развития техники является слишком дорогостоящей. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org.

Исследователи проанализировали различные методы доставки сульфатных аэрозолей в нижнюю часть стратосферы (на высоту около 20 километров) в рамках крупномасштабного геоинженерного проекта, нацеленного на смягчение последствий от антропогенного воздействия на климат планеты. Согласно гипотетическому сценарию, рассматриваемому учеными, такой проект будет запущен через 15 лет.

По мнению специалистов, впрыскивание аэрозолей в атмосферу возможно только при использовании специально разработанных для этого летательных аппаратов, и ни одно из существующих воздушных судов не обладает для этого экономически выгодным сочетанием полезной нагрузки и высоты полета. Создание подходящего планера будет стоить более двух миллиардов долларов, а модификация существующих двигателей — дополнительные 350 миллионов долларов.

Для борьбы с глобальным потеплением сейчас широко обсуждается различные способы геоинженерии. Распыление в небе смеси сульфатов с водой способствует отражению и рассеиванию солнечного света (что имитирует вызванное извержениями вулканов похолодание). Однако при попадании сульфатов в атмосферу образуется серная кислота, которая повреждает озоновый слой. Кроме того, сульфаты поглощают свет на определенных частотах, из-за чего нагревается нижняя часть стратосферы, что, в свою очередь, непредсказуемым образом повлияет на климат.

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9853
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3974 : Ноябрь 25, 2018, 15:56:21 »
Минобрнауки: российские ученые участвуют в модернизации Большого адронного коллайдера



Процесс модернизации займет два года

Российские ученые активно участвуют в модернизации Большого адронного коллайдера (БАК), которая продлится два года. Об этом сообщил в пятницу ТАСС первый заместитель министра науки и высшего образования РФ (Минобрнауки РФ) Григорий Трубников.

Заседание Комитета "Россия - CERN" состоялось в пятницу в Минобрнауки. В Москву прибыла делегация Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) во главе с генеральным директором ЦЕРН Фабиолой Джанотти. Российскую делегацию на переговорах возглавлял первый заместитель министра науки и высшего образования РФ Григорий Трубников.

"Мы сегодня увидели планы CERN на ближайшие пять-семь лет, Большой адронный коллайдер работает очень эффективно <...> Сейчас начинается период двухлетний технической модернизации коллайдера, повышение его светимости, в которой как раз мы очень активно начинаем работать. Через два года коллайдер будет запущен, и его возможности будут в разы превышать то, что есть сейчас. И это является результатом нашего участия, наших технологий и интеллекта", - сказал Трубников.

Он добавил, что более 1 тыс. российских исследователей задействованы в этих экспериментах и они являются соавторами открытий при работе с коллайдером.

По словам Трубникова, Россия "будет отвечать за одну десятую часть всего того массива данных, которые получаются в экспериментах на БАК". "То есть данные приходят сюда, хранятся в России - в Курчатовском институте и [Объединенном институте ядерных исследований] "Дубна" - обрабатываются здесь, результаты анализа идут в общий центр", - сказал он.

Он добавил, что Россия - неотъемлемая часть этого большого эксперимента. "Россия в CERN причастна к самым топовым передовым амбициозным технологиям", - отметил первый замминистра.

Ранее CERN приступила к проведению инженерных работ по модернизации БАК - создании "БАК на высокой светимости" (High-Luminocity Large Hadron Collider, HL-LHC). Задача состоит в увеличении числа столкновений частиц во время экспериментов, так как это повысит вероятность открытия новых физических явлений.

Если сейчас ускоритель способен обеспечивать до миллиарда столкновений между протонами в секунду, то после модернизации интенсивность столкновений - физики называют это явление "светимостью" - увеличится в пять-семь раз, что позволит в 2026-2036 годах получить в 10 раз больше научных данных. Ожидается, что это позволит физикам изучать редкие явления и более точно проводить измерения. Например, модернизация позволит более тщательно определить свойства бозона Хиггса, который отвечает за массу элементарных частиц, и измерить с повышенной точностью то, как он создается, как распадается и как взаимодействует с другими частицами.

Источник: ТАСС

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9853
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3975 : Ноябрь 26, 2018, 15:54:27 »
В МФТИ вырастили сердечную ткань для тестирования лекарств



Ученые создали тест, который с высокой точностью определит, обладает ли лекарство побочным действием в виде тахиаритмии — наиболее опасного вида аритмии сердца — или нет.

Исследователи из Московского физико-технического института и Института цитологии и генетики СО РАН создали тест, который с высокой точностью определит, обладает ли лекарство побочным действием в виде тахиаритмии — наиболее опасного вида аритмии сердца — или нет. Результаты опубликованы в журнале Toxicological Sciences.

В норме биение сердца задается так называемым синусовым ритмом. Pacemaker, или «водитель ритма», запускает волну в верхней части сердца. Она заставляет сокращаться сначала предсердие, затем желудочки, так сердце перекачивает кровь.

Некоторые химические вещества могут привести к возникновению паразитного источника возбуждения, который будет запускать волну из другой точки сердца. Такие источники имеют тенденцию размножаться, что приводит к асинхронному сокращению сердечных волокон. Происходит фибрилляция, которая диагностируется как остановка сердца.

На самом деле все трепещет и работает на пределе, но кровь не качается. Поэтому медикаменты проверяются на аритмогенность. Изначально — на клетках животных, затем идет очередь тестирования на людях. Однако различия между животными клетками и человеческими слишком велики, поэтому клинические испытания могут открыть неожиданные побочные эффекты.

Ученые предложили систему, которая позволяет тестировать препараты на сердечных клетках человека — кардиомиоцитах. При этом строительным материалом лоскута сердечной ткани стали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) — клетки, которые могут выполнять роль стволовых, а получаются они путем генетических манипуляций, из обычных клеток организма. Достаточно взять за основу соскоб или порядка 10 миллилитров крови.

«Из ИПСК можно получить клетки любой ткани. Но мы производим сердечные, так как они важны для нашего теста. Его минимальная применимость — получение клеток здорового человека и использование их как материала для тестирования фармпрепаратов. А максимальная — составление паспорта чувствительности конкретного человека к разным лекарствам, в данном случае — для сердца. То есть в перспективе методика станет инструментом персонализированной медицины», — рассказал Константин Агладзе, первый автор и заведующий лабораторией биофизики возбудимых систем МФТИ, где проводили исследования.

Полученные сердечные клетки выстилаются на подложку в двумерный слой. Так как они способны размножаться самостоятельно, ученым несложно произвести достаточное для исследования количество в течение нескольких дней. Когда тестовый материал готов, в нем делается надрез и с помощью электрических импульсов запускается волна возбуждения. Когда она пытается обойти препятствие, возникает вращающаяся спиральная волна.

Это и вызывает ускоренное биение сердца. Увидеть и зафиксировать весь процесс помогают флуоресценция и высокочувствительная скоростная видеокамера. Если добавление тестируемого вещества на сердечную ткань становится причиной возникновения множества спиральных волн, то это указывает на побочное действие в виде аритмии сердца.


Однорукавная спиральная волна на культуре клеток HL-1 ChR2. Частота: 1,14 Гц. Серия кадров отображает один период распространения волны. В течение одного периода фронт волны в виде спирали делает один оборот вокруг организующего центра / Пресс-служба МФТИ

Полученные результаты значительно увеличивают точность токсикологической экспертизы лекарств. К тому же полностью отпадает необходимость проведения подобных тестов на животных. Теперь ученые задумываются о способах усовершенствовать тест. Например, многослойный образец позволит делать высокопроизводительный скрининг и проверять сразу несколько десятков химических веществ одновременно. Однако такая методика требует дополнительных исследований.

Источник: Naked Science

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9853
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3976 : Ноябрь 26, 2018, 15:56:56 »
В Китае создали первых человеческих близнецов-мутантов


Фото: Mark Schiefelbein / AP

Китайский ученый Хэ Цзянькуй заявил, что в его стране в этом месяце родились первые генетически модифицированные девочки-близнецы. Об этом сообщается в пресс-релизе на MedicalXpress.

По словам исследователя, он внес мутации в гены человеческих эмбрионов в рамках лечения бесплодия у семи бездетных пар, однако пока ему удалось добиться только одной беременности. В результате родившиеся дети несут ДНК, которая способствует развитию устойчивости против вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). Родители девочек не раскрыли своих имен и место жительства. Ученый, в свою очередь, пока не привел никаких доказательств своих слов.

Цзянькуй попытался отключить ген CCR5. В результате в организме перестает синтезироваться белок, через который ВИЧ присоединяется к Т-клеткам. Редактирование гена происходило в уже оплодотворенной яйцеклетке, при этом донорами спермы во всех случаях были носители вируса. Все мужчины получали эффективную антивирусную терапию, поэтому риск передачи ВИЧ потомству был минимальным.

У одного из родившихся близнецов обе копии гена CCR5 были изменены, а у второго — только один.

Многие ученые мира осудили действия Цзянькуя. Например, Киран Мусунуру (Kiran Musunuru) из Пенсильванского университета заявил, что ученый провел эксперимент над людьми, который не может быть морально или этически оправдан. Однако Джордж Черч (George Church) из Гарвардского университета поддержал китайского исследователя, поскольку, по его мнению, ВИЧ является серьезной угрозой для общественного здравоохранения.

Известно, что люди с мутациями в гене CCR5 становятся более восприимчивыми к другим заболеваниям, включая лихорадку Западного Нила, и чаще умирают от гриппа. Дальнейшие эксперименты в области модифицирования человека временно приостановлены до выяснения возможных рисков при проведении подобной процедуры.

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9853
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3977 : Ноябрь 26, 2018, 15:59:07 »
Физики из Петербурга предложили новую концепцию притягивающего луча



Отмечается, что разработку могут применять в биологии и медицине

Ученые из петербургского Университета ИТМО разработали модель оптического притягивающего луча, предназначенного для захвата частиц. Об этом в понедельник сообщает пресс-служба вуза.

"Физики из Университета ИТМО разработали модель притягивающего оптического луча для захвата частиц на основе новых искусственных материалов. С помощью такого луча можно передвигать частицы или клетки навстречу источнику излучения. Исследование показало, что гиперболические метаповерхности перспективны для экспериментов по созданию притягивающего луча, а также для его практических применений", - говорится в сообщении.

Притягивающие лучи давно описаны в фантастических книгах и фильмах - там они используются инопланетянами для захвата больших объектов, таких как животные, люди, машины, корабли. На протяжении долгого времени ученые работают над тем, чтобы создать нечто подобное в реальной жизни, но разрабатываемые современными физиками технологии позволят перемещать лишь микроскопические частицы, такие как отдельные атомы или живые клетки.

"Из школьного курса физики мы знаем, что есть такая вещь, как радиационное давление, в 1901 году Петр Николаевич Лебедев, русский физик показал экспериментально, что свет оказывает давление на материальные объекты, - рассказал ТАСС руководитель исследовательской группы ИТМО, работающей над проектом, Александр Шалин, - луч притяжения это отрицательное радиационное давление, когда свет не отталкивает тело от себя, а, наоборот, притягивает. Его так просто не реализовать. Идея была высказана довольно давно, помимо того, что у фантастов это давно муссируется, идея его создать в действительности была предложена в начале этого десятилетия".

Петербургские ученые предложили использовать для создания таких лучей так называемые метаматериалы - искусственные периодические структуры из повторяющихся элементов, с необычными оптическими свойствами. По словам Шалина, пока речь идет о теоретической разработке вопроса создания притягивающего луча для частиц. По его оценке, для создания экспериментального прототипа понадобится полтора - два года. Его, в свою очередь, можно будет использовать в качестве образца для проектирования реальных рабочих установок.

"[Возможная область применения луча] - биология, медицина: неразрушающее перемещение биологических объектов, клеток, при помощи излучения. Это один из немногих способов который позволяет, не разрушив биологический объект, управлять его движением: захватить лучом и двигать в произвольном направлении", - добавил Шалин.

Источник: ТАСС

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9853
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3978 : Ноябрь 26, 2018, 16:16:31 »
Что будет, если на Земле появится черная дыра размером в один миллиметр



Черные дыры представляются нам чем-то далеким, о чем иногда снимают фильмы или пишут в книгах. Мы редко задумываемся, что бы произошло, если бы на поверхности нашей планеты возникла миниатюрная черная дыра диаметром в один миллиметр. Об этом — в нашем материале.

С черными дырами связано популярное заблуждение: они своего рода космические пылесосы, поглощающие все в своих окрестностях. Конечно, они «питаются», но желудки у них небольшие. Проблема появляется не тогда, когда они «едят», а когда их «рвет» после слишком обильного обеда. Вот что на самом деле страшно.

На самом деле все немного сложнее. Исходя из того, что радиус черной дыры пропорционален ее массе, можно провести некоторые расчеты. Для начала давайте освежим в памяти некоторые основы.

Что такое черная дыра
 
Черная дыра — область пространства, в которой гравитация настолько сильна, что даже свет не может ее покинуть. Сила гравитации там заставляет саму ткань пространства-времени искривляться и замыкаться на самой себе. Все это происходит из-за сжатия вещества — чаще всего, это остатки массивной звезды — в пределах экстремально малого региона.


Строение черной дыры: сингулярность, горизонт событий и шварцшильдовский радиус (область от сингулярности до горизонта событий) / © SubstituteR, CC BY-SA

По сути, мы не можем видеть черные дыры из-за того, что из них не может выбраться свет. Получается, чтобы покинуть черную дыру, какой-либо объект должен развить скорость выше скорости света, который, в свою очередь, движется на скорости 299 792 458 метров в секунду. Для сравнения: скорость убегания для преодоления земной гравитации составляет всего 11,2 километра в секунду. Однако, если бы мы запускали ракету с планеты, которая весит как Земля, но вдвое меньшим диаметром, то скорость убегания составила бы 15,8 километра в секунду. Даже если объект имел бы ту же массу, скорость убегания была бы выше из-за его меньшего размера, а значит, большей плотности.

А если мы уменьшим объект еще больше? Если мы сожмем массу Земли в сферу с радиусом в девять миллиметров, скорость убегания достигнет скорости света. Если сжать эту массу в еще меньшую сферу, то скорость убегания превысит скорость света. Но так как скорость света — космический предел скорости, эту сферу не сможет покинуть уже ничего.

Радиус, при котором масса имеет скорость убегания, равную скорости света, называется радиусом Шварцшильда. Любой объект, который меньше своего радиуса Шварцшильда, — черная дыра. Другими словами, любой объект со скоростью убегания выше скорости света — черная дыра. Чтобы сделать такой объект из Солнца, его придется сжать до радиуса около трех километров.

Черная дыра состоит из двух основных частей: сингулярности и горизонта событий. Размер горизонта событий черной дыры считается ее размером, так как его можно вычислить и измерить.

Горизонт также считается «точкой невозврата» в окрестностях черной дыры. Это не физическая поверхность, а сфера, окружающая сингулярность, отмечающая границу, скорость убегания из которой равна скорости света. Радиус этой области и есть тот самый радиус Шварцшильда.

Как только вещество оказывается за горизонтом событий, оно начинает падать к центру черной дыры. При такой сильной гравитации вещество сжимается в точку — невероятно мелкий объем сумасшедшей плотности. Эта точка — сингулярность. Она ничтожно мала и, согласно современным теоретическим моделям, обладает бесконечной плотностью. Вполне возможно, что известные нам законы физики нарушаются в сингулярности. Ученые активно исследуют этот вопрос, чтобы понять, что происходит в сингулярностях, а также для разработки полной теории, описывающей происходящее в центре черной дыры.

Проведем некоторые расчеты

Посмотрим, что мы можем узнать о черной дыре в один миллиметр. По расчетам, такая черная дыра со шварцшильдовским радиусом будет иметь массу 7 x 1023 килограммов — больше, чем пять масс Луны (по формуле R=2MG/c2, где R — шварцшильдовский радиус, M — масса объекта, G — гравитационная постоянная, а c — скорость света).

Отношение Земли к Солнцу составляет три части к одному миллиону. Таким образом, если бы Земля стала черной дырой, ее радиус составил бы всего девять миллиметров. Следовательно, черная дыра в один миллиметр имела бы массу в 11% от массы Земли. У нас определенно бы возникли проблемы с 11% дополнительной массы на планете.

Достаточно даже того, что общая гравитация Земли заметно бы возросла. Этой дополнительной гравитации хватило бы, чтобы изменить орбиту Луны, в итоге она могла бы попросту улететь со своей нынешней орбиты и начать двигаться по эллиптической орбите.


Параболоид Фламма, представляющий пространство-время за пределами гроизонта событий шварцшильдовской черной дыры / © AllenMcC/WIkimedia Commons

Где же находится эта мнимая черная дыра — на поверхности, в центре Земли или обращается вокруг нее? Предположим, что она находится на поверхности планеты. Область ее гравитационного воздействия составила бы примерно треть земного радиуса — примерно 2124 километра.

Все вещество в непосредственной близости с этой микроскопической черной дырой тут же почувствовало бы от нее сильную гравитацию, а дыра, в свою очередь, поглотила бы все на пути к центру Земли, которого она достигла бы примерно за 42 минуты с момента появления. Она прошла бы сквозь земное ядро и достигла другой стороны поверхности Земли примерно за то же время.

Если бы черная дыра возникла на поверхности с относительной скоростью менее 12 км/ч, она вращалась бы вокруг Голубой планеты вместе со своей областью гравитационного воздействия. Проще говоря, это уничтожение земной коры и большей части ее мантии. А если еще проще — это означает смерть всего живого на поверхности Земли.

Степень аккреции и предел Эддингтона

Большая часть массы Земли вокруг черной дыры станет пищей и аккрецируется ею. Однако прежде чем просто упасть в черную дыру, всему этому материалу понадобится потерять свой угловой момент — именно поэтому он начнет вращаться вокруг нее, формируя аккреционный диск.

Этот материал производит много тепла, которое в итоге будет излучаться. Излучение обладает давлением, которое замедлит дальнейшую аккрецию. Оба этих эффекта сбалансируют друг друга — это называется пределом Эддингтона.


Аккрецирующая черная дыра в представлении художника / © Robert Nemiroff/Jerry Bonnell/Swift/NASA

Предел Эддингтона также накладывает жесткое ограничение на степень аккреции черной дыры. Небольшой аккреционный диск, скорее всего, имел бы температуру около шести тысяч Кельвинов — примерно, как земное ядро или поверхность Солнца.

Между аккреционным диском и массой Земли возникли бы некоторые фрикционные процессы, вследствие которых микроскопическая черная дыра обосновалась бы в ядре планеты.

Смерть в черной дыре

В целом, чтобы такая черная дыра поглотила Землю, понадобилось бы пять миллиардов лет. Она бы ощутимо увеличила массу Земли. И, безусловно, тут же бы создала полнейший беспорядок на планете, которая всего за несколько часов превратилась бы в необитаемый космический клочок коллапсирующей коры, лавы, горячих газов и всего остального.

Жизнь стала бы невозможной, а высокая масса черной дыры могла бы разрушить и пояс астероидов. Это, в свою очередь, могло бы привести к частым столкновениям в Солнечной системе на ближайший миллион лет. Луна продолжила бы вращаться вокруг Новой Земли (черной дыры), но по очень вытянутой эллиптической орбите.

Черная дыра не сразу бы переместилась в центр Земли, а скорее, вращалась бы вокруг него некоторое время, но в итоге добралась бы до него. Чтобы понять, как эта микроскопическая черная дыра наращивала бы массу, необходимо провести сложные вычисления и симуляции.

Все это можно обобщить словами всемирно известного астрофизика и популяризатора науки Нила Деграсса Тайсона:

Цитировать
«Самая зрелищная смерть во Вселенной — это, конечно, падение в черную дыру. Где еще во Вселенной можно лишиться жизни из-за того, что тебя разорвало на атомы?»
© «Смерть в черной дыре и другие мелкие космические неприятности» Нил Деграсс Тайсон, 2007

Источник: Naked Science

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9853
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3979 : Ноябрь 26, 2018, 16:19:06 »
Подтверждена теория Эйнштейна в ущерб Теории всего


Изображение: S. Ossokine, A. Buonanno, T. Dietrich, Max Planck / Institute for Gravitational Physics / R. Haas / NCSA

Группа ученых из коллаборации LIGO и Virgo не нашли признаков «утечки» гравитационных волн из-за гипотетических дополнительных измерений. Это позволяет отвергнуть ряд теорий, включающих гравитацию в Стандартную модель (описывающую свойства всех известных частиц и трех из четырех фундаментальных взаимодействий), то есть являющихся кандидатами на роль Теории всего. Результаты их работы, опубликованной в репозитории препринтов Arxiv, подтверждают общую теорию относительности Эйнштейна.

17 августа 2017 года детекторы гравитационных обсерваторий LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) и Virgo впервые зафиксировали сигнал GW170817 от слияния двух нейтронных звезд. Катастрофа породила гравитационные волны и килоновую, сопровождающуюся коротким всплеском гамма-излучения, яркой вспышкой в оптическом и инфракрасном диапазоне и долгим послесвечением в рентгеновских и радиолучах. Наблюдения позволили установить строгие ограничения на разницу между скоростью света и скоростью гравитационных волн, на нарушения Лоренц-инвариантности и эффект Шапиро — задержку электромагнитных сигналов во времени в гравитационном поле.

В общей теории относительности скорость гравитационных волн равна скорости света, однако более экзотические модели, претендующие на роль Теории всего, предполагают, что в зависимости от удаленности источника на распространение гравитационных волн могут влиять специфические эффекты. Например, волны могут подвергаться дисперсии из-за нарушения Лоренц-инвариантности или ослабляться из-за наличия дополнительных измерений. Гравитационная «утечка» (англ. gravitational leakage) происходит из-за «просачивания» гравитонов в более многомерное пространство, которое предлагается в рамках различных теорий квантовой гравитации.

Так как гравитационная «утечка» зависит от числа дополнительных измерений, по изменению амплитуды гравитационных волн можно определить приблизительное число этих измерений. Если последние существуют, расстояние от источника, определенное по гравитационным волнам, должно превышать расстояние, определенное по электромагнитной радиации. Согласно многим экзотическим моделям, свет и материя может перемещаться только в четырех измерениях. Исследователи пришли к выводу, что имеющиеся на настоящий момент данные согласуются с моделью четырехмерной Вселенной.

Ученые подчеркивают, что некоторые модели, предполагающие наличие дополнительных измерений и «гравитационную утечку, которая внезапно проявляется на больших расстояниях», пока не могут быть полностью отвергнуты. Однако будущие наблюдения с помощью гравитационных детекторов позволят проверить и их.

Источник: Lenta.Ru

 

Последние сообщения на форуме:

[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Декабрь 13, 2018, 23:55:34
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Декабрь 13, 2018, 23:41:17
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Декабрь 13, 2018, 23:35:32
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Декабрь 13, 2018, 23:16:24
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Декабрь 13, 2018, 23:11:10
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Декабрь 12, 2018, 23:36:24
[Экономика] Re: Он вам не Димон от Новичёк Декабрь 12, 2018, 15:50:04
[Для компьютера] Re: Транзистор КТ-["315"], Что это, кто знает? от john Декабрь 12, 2018, 11:02:09
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Декабрь 11, 2018, 17:09:49
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Декабрь 11, 2018, 16:49:28
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Декабрь 11, 2018, 16:45:58
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Декабрь 11, 2018, 16:30:49
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Декабрь 11, 2018, 16:25:46
[Родители и дети - проблемы воспитания] Re: Дети и мобильные гаджеты от Новичёк Декабрь 11, 2018, 16:02:34
[Беседка] Re: Шутка юмора :) от digitalman Декабрь 11, 2018, 10:19:42
[Беседка] Re: КОРОВАНЫ[Тссс! Их можно грабить!]. от digitalman Декабрь 11, 2018, 09:55:24
[Для компьютера] Re: Транзистор КТ-["315"], Что это, кто знает? от digitalman Декабрь 11, 2018, 09:48:41
[Для компьютера] Re: Мобильная клавиатура. Разработка. Рабочие материалы. от digitalman Декабрь 11, 2018, 09:44:42
[Палата №6] Почемучка спрашивает: А где лучше жить - В Небоскрёбе или "Землескрёбе"? от digitalman Декабрь 11, 2018, 08:30:36
[Флейм] Все Полимеоы" просрали! от digitalman Декабрь 11, 2018, 07:59:03
 Rambler's Top100