Автор Тема: Новости науки и технологии  (Прочитано 711311 раз)

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10221
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4100 : Март 07, 2019, 18:59:45 »
Физики рассчитали давление и касательные напряжения внутри протона


Phiala Shanahan & William Detmold / Physical Review Letters, 2019

Физики из Массачусетского технологического института впервые теоретически рассчитали вклады кварков и глюонов в распределение давления и касательных напряжений внутри протона. Для этого ученые собрали несколько работ, которые численно находили обобщенные форм-факторы протона, приблизили их аналитическими функциями и восстановили искомые распределения. В результате исследователи получили, что вклад глюонов сопоставим с вкладом кварков. Статья опубликована в Physical Review Letters, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

Стандартная модель надежно предсказывает свойства элементарных частиц, однако рассчитать с ее помощью свойства составных частиц — например, протона — очень сложно. Чтобы описать свойства таких частиц, физики используют форм-факторы — функции, которые «приближают» составную частицу к элементарной. Каждый форм-фактор отвечает за соответствующее взаимодействие. Например, электромагнитный форм-фактор описывает заряд и магнитный момент частицы, слабый форм-фактор — аксиальный заряд и псевдоскалярную константу связи, гравитационный форм-фактор — массу, спин и «давление» внутри частицы (то есть тензор энергии-импульса).

Большинство форм-факторов протона давно известны — например, Отто Штерн и Вальтер Герлах измерили магнитный момент протона почти 100 лет назад. Тем не менее, гравитационные форм-факторы, ответственные за «давление» внутри частицы, физики смогли оценить только в 2018 году. Для этого исследователи из Лаборатории Джефферсона использовали глубоко-виртуальное комптоновское рассеяние — грубо говоря, «прощупывали» внутренности протона с помощью виртуальных фотонов с энергией порядка одного гигаэлектронвольта. В результате ученые выяснили, что давление внутри протона достигает 1035 паскаль, что в несколько раз превышает давление внутри самого плотного объекта во Вселенной — нейтронной звезды. К сожалению, этот метод практически не «чувствует» глюоны, с помощью которых связываются кварки протона. Поэтому физикам пришлось оценить вклад глюонов косвенно. Из-за такой оценки погрешность измерений была сравнима с абсолютной величиной давления. Подробнее про этот эксперимент можно прочитать в новости «Физики измерили давление внутри протона».

К сожалению, теоретически рассчитать гравитационные форм-факторы протона, чтобы сравнить их с экспериментом, очень сложно. Дело в том, что взаимодействие кварков и глюонов описывается Квантовой хромодинамикой (КХД), в которой не работает теория возмущений. В то же время, современные суперкомпьютеры позволяют смоделировать взаимодействие кварков и глюонов численно с помощью так называемой решеточной КХД. В этом подходе непрерывное пространство-время заменяется решеткой (как правило, квадратной), в вершинах которой «сидят» частицы. В пределе бесконечно малого шага решетки и времени решеточная КХД переходит в непрерывную.

Физики Фиала Шанахан (Phiala Shanahan) и Уильям Детмолд (William Detmold) оценили с помощью решеточной КХД вклады кварков и глюонов в распределение давлений и касательных напряжений внутри протона. Впрочем, на этот раз ученые ничего не считали на решетке — вместо этого они использовали данные предыдущих работ, в которых вычисляли вклады кварков и глюонов в обобщенные форм-факторы протона, а затем восстановили с их помощью искомые распределения.

Стоит отметить, что обобщенные форм-факторы для u- и d-кварков с «физически осмысленными» массами порядка нескольких мегаэлектронвольт, из которых состоит настоящий протон, до сих в рамках решеточной КХД не вычислялись. Вместо этого ученые, как правило, рассматривают кварки с гораздо большими массами, чтобы упростить расчеты. Тем не менее, в диапазоне масс от 0,21 до 1,0 гигаэлектронвольт форм-факторы слабо зависят от массы кварков — следовательно, ошибками, которые возникают при замене «физических» кварков тяжелыми кварками, можно пренебречь (систематические погрешности, связанные с особенностями решеточной КХД как таковой, гораздо больше). В частности, в этой статье Шанахан и Детмолд полагались на расчеты с массами кварков около 0,45 гигаэлектронвольт. Форм-факторы глюонного конденсата ученые находили в предположении такой же массы кварков. Эти расчеты физики опубликовали в отдельной статье.

Чтобы извлечь из форм-факторов данные о распределении давлений и касательных напряжений внутри протона, исследователи приближали их некоторой функцией и находили ее Фурье-образ. В качестве таких функций ученые использовали трехполюсный анзац (treepole form) или модифицированное разложение по степеням малой величины z (кратко про это разложение можно прочитать в презентации Габриэля Ли). С одной стороны, асимптотическое поведение трехполюсного анзаца согласуется с правилами отбора по спиральности, а потому этот вид функций является естественным. С другой стороны, расчеты с его использованием сильно зависят от конкретной формы функции, а потому оценить их погрешность сложно. В то же время, модифицированное разложение по степеням z позволяет более корректно оценить погрешность, хотя и поставляет менее точные результаты.

Как и ожидалось, глюонный конденсат заметно искажает распределение напряжений внутри протона. Во-первых, глюонный вклад в форм-фактор, ответственный за давление и касательные напряжения, почти в два раза больше вклада кварков (на энергии два гигаэлектронвольта). Во-вторых, глюоны сдвигают распределения в сторону бо́льших радиусов, тем самым увеличивая механический радиус протона. В зависимости от модели, физики получили среднее значение r ~ 0,51÷0,57 фемтометров, которое согласуется с экспериментом. Наконец, рассчитанное теоретически давление было примерно в два-три раза меньше оценки, полученной на основании эксперимента, хотя и укладывалось в погрешности. Авторы надеются, что их расчеты помогут поставить более точный эксперимент по измерению давления внутри протона, аналогичный эксперименту исследователей из Лаборатории Джефферсона.

В ноябре 2018 года физики из США и Китая впервые рассчитали состав массы протона в рамках решеточной КХД. Оказалось, что кварковый конденсат обеспечивает около 9 процентов массы протона, кинетическая энергия кварков — 32 процента, напряженность глюонного поля — 36 процентов, а аномальный вклад — оставшиеся 23 процента. Расчеты ученые выполнили на суперкомпьютере «Титан» производительностью 27 петафлопс. А на прошлой неделе группа CLAS подтвердила связь между эффектом EMC и образованием скоррелированных пар нуклонов внутри атомного ядра. Таким образом, физики показали, что большую часть времени кварк-глюонная структура нуклонов ядра совпадает со структурой свободных нуклонов.

Источник: N+1

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10221
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4101 : Март 10, 2019, 13:19:34 »
Определена масса Млечного Пути


Фото: Виталий Тимкив / РИА Новости

Ученые из НАСА (американского Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства) и ЕКА (Европейского космического агентства) узнали массу Млечного Пути. Об этом сообщает Daily Mail.

Астрономы проанализировали данные космических телескопов Hubble и Gaia, и, применив различные математические методы, определили, что совокупная масса небесных тел галактики Млечный Путь, где расположена Солнечная система, примерно равен весу 1,5 триллиона звезд, равных по размеру Солнцу. Протяженность галактики составляет около 256 тысяч световых лет.

34 звездных скопления были исследованы с помощью телескопа Gaia, 12 — с помощью Hubble.

«Нам повезло получить такую ​​великолепную комбинацию данных», — прокомментировал Роланд ван дер Марел, представитель балтиморского Института исследований космоса с помощью космического телескопа (Space Telescope Science Institute). Американский ученый подчеркнул, что произвести такой большой объем исследований удалось только благодаря использованию данных двух космических телескопов.

«Чем массивнее галактика, тем быстрее движутся ее скопления под действием силы тяжести, — пояснил профессор Вин Эванс из Кембриджского университета. — С помощью более ранних измерений удалось выяснить скорость, с которой звездное скопление приближается или удаляется от Земли. Теперь удалось рассчитать их общую скорость и, как следствие, массу галактики».

Ранее в марте стало известно, что ученые Лейденского университета (Нидерланды) предположили, что в галактике Млечный Путь находятся миллиарды планет-странников — шарообразных небесных тел с большой массой, гравитационно не привязанных к какой-либо звезде. Они свободно перемещаются в космическом пространстве и могут столкнуться с другими планетами, например, с Землей.

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10221
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4102 : Март 10, 2019, 13:27:17 »
Поведение антивещества в гравитационном поле изучат при помощи атомов позитрония



Ученые из ЦЕРН разработали новый способ получения долгоживущих атомов позитрония — так, чтобы на процесс не влияли электрические и магнитные поля.

Во Вселенной практически отсутствует антивещество, и физики пока не выяснили почему. Обнаружение любых различий между поведением вещества и антивещества в гравитационном поле Земли может пролить свет на этот вопрос. Атомы позитрония, состоящие из позитрона и электрона, — один из типов атомов антивещества, которые рассматривают в испытаниях, чтобы узнать, падает ли антивещество в гравитационном поле Земли с такой же скоростью, как и вещество. Однако существуют они очень недолго — всего 142 наносекунды, а этого недостаточно для проведения гравитационного эксперимента с антивеществом.

Исследователи активно ищут способы получения источников атомов позитрония, которые будут существовать дольше. В статье, опубликованной в журнале Physical Review A, коллаборация AEgIS из ЦЕРН описывает новый способ получения долгоживущего позитрония.

Чтобы быть полезным для гравитационных экспериментов с антивеществом, источник атомов позитрония должен производить долгоживущие атомы в больших количествах и на известных, контролируемых скоростях, на которые не влияют электрические и магнитные поля. Новый источник AEgIS отвечает всем этим требованиям, производя в минуту около 80 тысяч атомов позитрония, каждый из которых существует 1140 наносекунд и имеет известную скорость (между 70 и 120 километрами в секунду), которую можно контролировать с высокой точностью.


Схематическое изображение устройства по получению атомов позитрония / © AEgIS/CERN

В чем подвох? Они используют специальный позитрон-позитрониевый преобразователь для производства атомов в одной вспышке ультрафиолетового света, который выстрелом убивает сразу двух зайцев. Так, лазер переводит атомы из электронного состояния с наименьшей энергией в долгоживущее состояние с более высокой энергией и может отобрать только атомы с определенной скоростью.

Исследователи не впервые создают источник долгоживущих атомов позитрония. Существуют и другие подобные техники — например, метод, приводящий атомы в электронные состояния, называемые состояниями Ридберга, которые также могут использоваться в гравитационных экспериментах с позитронием. Однако все другие техники очень чувствительны к электрическим и магнитным полям, влияющим на скорость атомов,— а это придется учитывать при окончательных измерениях гравитации. Новый способ, разработанный AEgIS, «чище» в том смысле, что он не чувствителен к этим полям.

Следующим шагом на долгом пути к измерению влияния гравитации на позитроний при помощи нового источника AEgIS будет подтверждение того, что полученные атомы электрически нейтральны. Ускорительный комплекс ЦЕРН сейчас не работает и проходит двухлетнюю программу обновления, так что большинство экспериментов лаборатории, которым необходим протонный луч, приостановлены на этот период. Преимущество же эксперимента с позитронием в том, что ему не нужны протоны, так что его может проводить и при выключенном ускорителе.

Источник: Naked Science

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10221
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4103 : Март 12, 2019, 19:45:28 »
Звездолеты, работающие на черных дырах, помогут найти внеземные цивилизации



Одним из методов поиска внеземных цивилизаций считается обнаружение техносигнатур — следов, оставленных технологиями гипотетических цивилизаций: это, например, следы сингулярного реактора, в котором создаются микроскопические черные дыры.

Для регистрации инопланетных цивилизаций астрономам приходится выдвигать предположения относительно принимаемых ими форм, а также следов, оставленных их технологическими артефактами.

В новом исследовании, опубликованном математиком из Университета штата Канзас в базе препринтов arXiv.org, утверждается, что достаточно развитая инопланетная цивилизация, вероятно, построила бы звездолеты, работающие на излучении, вырабатываемом маленькими черными дырами. Там же приводится предположение о том, что астрономы могли бы использовать гамма-телескопы для обнаружения признаков таких космических аппаратов.

Согласно математику Луису Крейну, идея заключается в том, что работающий на черной дыре космический аппарат будет оставлять за собой характерный избыток гамма-излучения. Он предполагает, что астрономы могли бы зарегистрировать его при помощи оборудования вроде космического гамма-телескопа Ферми.

«Если бы у некой развитой цивилизации уже были такие звездолеты, современные [очень высокоэнергетические] гамма-телескопы могли бы обнаружить их за 100-1000 световых лет, если бы мы находились в одном из лучей, — говорит Крейн. — Их можно отличить от естественных источников по постоянному красному смещению на протяжении периода от нескольких лет до нескольких десятилетий».

Дальнейшие наблюдения при помощи космического гамма-телескопа Ферми, комплекса черенковских телескопов H.E.S.S. и наземного комплекса телескопов VERITAS помогут выяснить, могут ли вообще эти источники быть искусственными по своей природе.

Математик отметил, что, по его мнению, астрономы уже могли найти несколько гамма-источников, «которым не было предоставлено естественных объяснений». Также он развил тему и порассуждал о том, что для цивилизации означало бы создание искусственной черной дыры.

«Для создания искусственной черной дыры нам нужно было бы сфокусировать гамма-лазер в миллиард тонн на ядерных измерениях, — говорит Крейн. — Это все равно что создать столько высокотехнологичных бомб, сколько на Земле автомобилей. Сам масштаб такой разработки превышает современные возможности мировой экономики. Такие ресурсы могут быть доступны цивилизации, полностью утилизировавшей Солнечную систему».

Источник: Naked Science

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10221
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4104 : Март 13, 2019, 15:56:57 »
Физики раскрыли загадку аномально медленных бета-распадов



Необъяснимо низкая частота бета-распадов нестабильных изотопов оказалась связана с тем, что в этом процессе участвует не один протон, как раньше считали ученые, а пары частиц в ядре атомов. Об этом пишут ученые из США, опубликовавшие статью в журнале Nature Physics.

Цитировать
"Никто не понимал, что именно подавляло эти распады. Этот феномен словно возникал сам по себе. Мы выяснили, что эти аномалии можно объяснить, включив второй нуклон в процесс распада, к примеру, если два протона распадаются в протон и нейтрон или протон и нейтрон превращаются в два нейтрона", — заявил Гот Хаген (Gaute Hagen) из Национальной лаборатории Ок-Ридж в Ноксвилле (США).

Все ядра элементов тяжелее водорода состоят из двух типов элементарных частиц – протонов, заряженных положительно, и нейтронов, не имеющих заряда. То, как много протонов и нейтронов содержит атом, определяет то, насколько стабильным он является. При избытке и того, и другого типа частиц ядро старается избавиться от "лишних" протонов или нейтронов, выбрасывая или альфа-частицу, "голое" ядро гелия-4, или же превращая один из нейтронов в протон или наоборот.

Более полувека назад физики заметили одну крайне необычную аномалию – бета-распады нестабильных атомов происходили примерно на 25% реже, чем предсказывали теоретические расчеты, построенные на базе наблюдений за поведением свободных нейтронов. Объяснений этой аномалии у ученых не было, что заставляло их активно искать возможные следы "новой физики" в этом "глушении", как начали называть данный феномен теоретики.

Хаген и его коллеги смогли разгадать эту загадку благодаря двум вещам – мощному суперкомпьютеру Titan, который позволил физикам просчитать взаимодействия протонов и нейтронов внутри сложно устроенных ядер атомов, а также опытам с оловом-100, "двойным магическим изотопом" этого металла.

Так ученые называют определенные версии разных элементов, чьи ядра содержат в себе определенное число протонов или нейтронов – к примеру, 2, 8, 20, 28 или 50. Соответственно, изотоп называется "двойным магическим" если число и тех, и других нуклонов входит в эту последовательность. Все носители "магических чисел" обладают заметно более высокой стабильностью, чем предсказывает теория, и их поведение гораздо проще просчитывать.

Что самое интересное, олово-100, как объясняет Хаген, "нарушает" эту аномалию и превращается в индий-100, вырабатывая позитрон и нейтрино несколько чаще, чем другие атомы. В свою очередь, индий-100 превращается в кадмий-100 уже с "нормальной" низкой частотой, укладывающейся в общую закономерность.

Эти расхождения заставили ученых проследить за распадами и того, и другого изотопа в лаборатории и просчитать их структуру при помощи Titan, используя методы квантовой химии. Эта компьютерная модель, в отличие от многих других попыток просчитать свойства нестабильных ядер, включала в себя взаимодействия двух, трех или большего числа нуклонов.

Как оказалось, этого небольшого дополнения вполне хватило для того, чтобы объяснить существование аномалий в частоте бета-распадов не только для олова-100, но и для более легких элементов, чье поведение ученые просчитали впоследствии. В ближайшее время американские физик планируют уточнить и перепроверить свои выкладки, проведя аналогичные расчеты на базе другого двойного магического изотопа, кальция-48, распадающегося несколько иным путем.

Хаген и его коллеги надеются, что их текущие и новые выкладки помогут ученым не только ускорить поиски новой физики, других "магических" изотопов, измерить массу нейтрино и раскрыть тайны устройства ядра, но и решить другие проблемы, связанные уже с астрономией, а не физикой частиц.

К примеру, теперь астрофизики смогут точно просчитать то, как устроены недра нейтронных звезд, где подобные превращения играют ключевую роль в охлаждении этих "мертвых светил". Это крайне важно для определения их возраста и того, какую роль они играют в формировании запасов всех тяжелых элементов Вселенной.

Источник: РИА Новости

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10221
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4105 : Март 13, 2019, 17:22:45 »
Появилась новая надежда на прорыв в квантовых вычислениях

Ученые из Делфтского технического университета в Нидерландах смогли охладить электрический чип до температур менее тысячной доли градуса выше абсолютного нуля. Ранее для микроэлектронных компонентов такие температуры были недостижимы.


Предсерийный экземпляр первого коммерчески доступного квантового компьютера IBM

Чтобы добиться столь впечатляющего результата, исследователи внедрили в чип небольшие кусочки индия, которые выполняли роль магнитных холодильников. Этот метод называется адиабатическим размагничиванием — под воздействием переменного магнитного поля температура некоторых материалов изменяется. Общее время удержания образца при температуре ниже 700 микрокельвинов составило 85 часов, а самое низкое зафиксированное значение — 420 миллионных градуса.


Микрофотография чипа, покрытого кусочками индия

Чрезвычайно низкие температуры электронных компонентов важны при квантовых вычислениях для минимизации помех. Чем холоднее чип, тем меньше в нем вероятность появления случайных флуктуаций и изменения квантовых состояний кубита — минимальной вычислительной единицы. Обычно в квантовых компьютерах для охлаждения чипов используются рефрижераторы растворения, в которых достигаются температуры на порядок выше — милликельвины.


Общий вид тестовой микросхемы

Температуры в сотни милликельвинов не являются рекордными для криогеники. Группы атомов различных веществ охлаждали до температур в миллионы раз ниже одного градуса Кельвина. Рекорд был поставлен в 2015 году американскими учеными из Стэнфорда: они смогли охладить атомы рубидия до 0.00000000005 (пяти стомиллиардных долей) градуса выше абсолютного нуля.

Источник: ПМ

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10221
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4106 : Март 14, 2019, 18:39:49 »
Чипсеты ГЛОНАСС произведет Индия


Фото: Bin im Garten / Wikipedia

Индия будет производить навигационные чипсеты (составная часть навигационных систем для получения сигналов со спутников) ГЛОНАСС российской разработки. Об этом сообщил президент некоммерческого партнерства системы Александр Гурко, передает РИА Новости.

«Общий объем инвестиций обозначен в пять миллиардов рублей, половину дает Российская Федерация, вторую — частные инвесторы», — пояснил он.

По его словам, выбор Индии вместо Китая в качестве производственной площадки обусловлен желанием Поднебесной сосредоточиться на развитии собственной навигационной системы.

«Я думаю, в этом году мы проект запустим. Два года на разработку линейки чипов. Проблема, с которой мы столкнулись, — это резкое удешевление чипов. Сегодня навигационный приемник стоит 1,5 доллара. Семь-восемь лет назад ГЛОНАСС/GPS- приемник стоил 250 долларов. За десять лет падение цены превысило сто раз», — сказал Гурко.

Степень финансового участия Индии в проекте не уточняется. Известно, что в настоящее время чипсеты в Россию поставляет Китай.

В ноябре прошлого года первый заместитель генерального директора «Роскосмоса» Юрий Урличич заявил, что ГЛОНАСС после 2021 года станет частью проекта «Сфера».

Весной того же года сообщалось, что космические аппараты ГЛОНАСС почти на 40 процентов состоят из зарубежных комплектующих.

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10221
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4107 : Март 14, 2019, 19:01:17 »
«Роскосмос» начнет разработку «антигравитационного двигателя»


Кадр: фильм «Кин-дза-дза!»

«Роскосмос» начнет разработку «квантового двигателя». Перспективы изделия, существование которого опровергается современной физикой, обсудили за круглым столом, пишет «Военно-промышленный курьер».

В ходе мероприятия член экспертного совета комитета Госдумы по обороне генерал-лейтенант Михаил Саутин заявил, что по инициативе заместителя гендиректора госкорпорации Ивана Харченко разработано техническое задание (ТЗ), предполагающее создание демонстрационного образца «квантового двигателя».

«ТЗ утвердил генеральный конструктор средств выведения космических аппаратов на орбиту с соответствующей наземной инфраструктурой Александр Медведев и согласовал директор НИИ космических систем (НИИКС) Михаил Макаров», — сказал член экспертного совета.

По его словам, уже «сейчас [генеральный директор госкорпорации] Дмитрий Рогозин дал указание начать разработку "квантового двигателя"».

Бывший директор «Воронежского механического завода» (ВМЗ) Георгий Костин отметил, что в перспективе «квантовый двигатель» придет на смену жидкостному ракетному двигателю.

Советник ракетно-космической корпорации «Энергия», министр общего машиностроения СССР (в 1983-1991 годах), Герой Социалистического Труда Олег Бакланов заявил, что «фундаментальная наука проникла в природу гравитации и антигравитации, квантованную структуру пространства. Это позволяет создавать нереактивные, не требующие химического топлива двигатели для космоса».

По словам автора «квантового двигателя» Владимира Леонова, по космическому пространству «разлита» колоссальная энергия «в виде глобального электромагнитного поля с очень мелкой дискретностью (квантованностью), о котором ранее ничего не было известно». «Это глобальное поле открыто мной в 1996 году как пятая фундаментальная сила (суперсила) в виде сверхсильного электромагнитного взаимодействия (СЭВ). Его носителем является квант пространства-времени (квантон), размеры которого на десять порядков меньше атомного ядра, но он концентрирует энергию, намного превышающую ядерную», — говорит Леонов.

Он заявляет, что «"квантовый двигатель" отталкивается от глобального поля СЭВ за счет деформации в нужном направлении (искривления по Эйнштейну) квантованного пространства-времени, создавая искусственною силу тяготения (тяги)».

Взгляды Леонова противоречат современной физике, согласно которой в природе существуют четыре фундаментальных взаимодействия (гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое). При этом сам автор «квантового двигателя» неоднократно критиковал деятельность Комиссии по борьбе с лженаукой при президиуме РАН.

Источник: Lenta.Ru

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

Почитал я этого Леонова - типичный невежественный изобретун, несущий очевидную чушь! Обидно, что Роскосмос вообще хоть как-то с этим связан. Ну ведь очевидно же, что это просто очередная гравицапа, которая в мае 2008 была запущена по инициативе генерала Валерия Меньшикова.

Хотя чему удивляться, если Роскосмосом руководит филолог!

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10221
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4108 : Март 14, 2019, 19:12:29 »
«Роскосмос» открестился от разработки «антигравитационного двигателя»


Изобретатель «квантового двигателя» Владимир Леонов
Фото: Лаборатория Леонова


«Роскосмос» не создавал технического задания на разработку «антигравитационного двигателя». Об этом советник генерального директора компании по науке Александр Блошенко рассказал РИА Новости.

Блошенко отметил, что корпорация готова проверить достоверность эффектов, о которых заявил изобретатель этой системы Владимир Леонов. Роскосмос попросил его предоставить экспериментальные образцы, чтобы протестировать их работу в лаборатории, однако Леонов не отвечает на это предложение уже несколько лет.

По словам Блошенко, в компании знают позицию Российской академии наук относительно «квантового двигателя» и разделяют ее сдержанность, однако не готовы сразу отвергать новые теории, поскольку ко многим основополагающим научным открытиям ученые поначалу относились скептически.

«Мы даем на откуп РАН вопрос о научности или лженаучности теории, а с нашей стороны хотели бы получить подтверждение тех прикладных эффектов, о которых заявляет автор, по тем методикам, которые мы считаем достоверными и которые позволяют учитывать погрешность измерения и внешние факторы», — заключил Блошенко.

12 марта стало известно, что «Роскосмос» начнет разработку «квантового двигателя». По словам одного из участников круглого стола, генеральный директор госкорпорации Дмитрий Рогозин уже сейчас дал указание начать разработку изделия, существование которого опровергается современной физикой.

Источник: Lenta.Ru

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

Вообще весьма странная позиция: оставляют РАН вопросы научности или лженаучности теории, но хотели бы получить подтверждение прикладных эффектов! Да не будет никаких подтверждений! И причина этого весьма проста - все эти безопорные движители: инерцоиды, EM-drive, квантовый двигатель и т.д. и т.п. противоречат закону сохранения импульса, который в свою очередь, теснейшим образом связан со свойствами пространства-времени нашей реальности.

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10221
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4109 : Март 14, 2019, 21:34:13 »
Опыт с квантовой физикой успешно доказал, что у каждого своя реальность

Новый эксперимент в области квантовой физики продемонстрировал ошеломляющую идею, которая раньше высказывалась лишь в рамках теории. Оказалось, что при правильных условиях два человека могут наблюдать одно и то же событие с различным результатом — и оба будут правы!



Согласно исследованию, которое сейчас можно найти на портале ArXiv, физики из университета Хериот-Ватта впервые продемонстрировали, как два человека могут получить опыт «разной реальности», воссоздав на практике классический умозрительный эксперимент по квантовой физике.

В эксперименте участвуют два человека, наблюдающие одни и тот же фотон — наименьшую количественную единицу света, которая в разных условиях может проявлять свойства как волны, так и частицы. Фотон может существовать в одном из этих двух состояний, но до того, как кто-либо измерит его, он находится в так называемой «суперпозиции» — то есть, оба условия выполняются в одно и то же время.

В рамках мысленного эксперимента один ученый спокойно анализирует фотон и определяет его положение. Другой же, не зная об измерениях первого, способен подтвердить, что фотон (а значит и все измерение первого ученого) все еще существует в квантовой суперпозиции всех возможных результатов.

В результате, каждый ученый находится в своей собственной реальности. Причем технически оба правы даже в том случае, если не согласны друг с другом.

Чтобы воплотить эту теорию в жизнь, потребовалась экспериментальная лазерная установка с системой расщепления лучей и серия из 6 фотонов, которые были измерены различными устройствами, заменявшими двух человеческих ученых. Согласно MIT Tech, разработки подобной установки предпринимались и раньше, однако это первый случай, когда кому-то удалось провести эксперимент до конца.

Хотя само исследование еще не прошло рецензирование и не было опубликовано в академическом журнале, его результаты не вызывают сомнений. Они являются доказательством того, что когда дело доходит до квантовой физики, понятие «общая объективная реальность» попросту… перестает существовать.

Источник: ПМ

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10221
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4110 : Март 15, 2019, 13:47:20 »
Первое устройство на основе графена может появиться через несколько месяцев



Ученые изолировали графен — прозрачный слой углерода толщиной всего в один атом — еще в 2004 году. Почти сразу появились новости обо всех чудесных свойствах материала, который может преобразовать наш мир, однако до недавнего времени заметного прорыва в этой области так и не было.

Пятнадцать лет спустя этого все еще не произошло, поскольку сложный и дорогой производственный процесс графена не позволил ему достичь повсеместного использования. Обычный способ производства графена в больших масштабах включает использование меди в качестве катализатора, который загрязняет графен, что делает его непригодным для электронных применений. Однако теперь все может измениться: компания, тесно связанная с Кембриджским университетом, заявила, что нашла способ производить графен в коммерческих масштабах. Это значит, что мир, наконец, сможет почувствовать на себе все чудо-свойства этого удивительного материала.

В 2018 году три сотрудника Кембриджа основали компанию Paragraf, которая получила финансирование в размере 2,9 миллиона фунтов стерлингов на разработку первых коммерческих продуктов. Спустя почти год представители университета объявили, что Paragraf начала производство графена в промышленных масштабах, производя пластины из материала диаметром до 20 сантиметров и используя метод, разработанный исследователями еще в 2015 году. Сейчас в штате компании 16 человек, она уже подала восемь патентов.

Согласно опубликованному пресс-релизу, первое электронное устройство на основе графена будет «доступно в ближайшие несколько месяцев». Хотя в документе не указывается, каким именно будет первое устройство Paragraf, применение графена практически безгранично: этот материал в 200 раз прочнее стали и в 10 раз лучше проводит тепло, чем медь — проводник, используемый в большинстве электронных устройств.

Кроме того, графен в 250 раз лучше проводит электричество, чем кремний: по мнению сотрудников Кембриджа, если бы мы заменили кремниевые чипы в современных транзисторах на чипы на основе графена, то могли бы повысить скорость электронных устройств в десять раз. Университет также считает, что графен может сделать химические и электрические датчики в 30 раз более точными.

«Paragraf обладает потенциалом для преобразования широкого спектра отраслей, включая электронику, энергетику и здравоохранение. Это позволит получить фундаментальные научные результаты, достигнутые в лабораториях по всему миру с использованием небольших графеновых пластин, для коммерческой эксплуатации в устройствах на основе графена и реализации потенциальных благ этого чудесного материала», — утверждает один из руководителей компании Колин Хамфрис (Colin Humphreys).

Источник: Naked Science

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10221
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4111 : Март 17, 2019, 17:15:23 »
Специальную теорию относительности испытали при помощи сверхточных атомных часов



В ходе нового эксперимента ученые испытали фундаментальный физический принцип, известный как симметрия Лоренца. Тиканье двух сверхточных атомных часов в очередной раз подтвердило правоту Эйнштейна.

Пара атомных часов, состоящих из одиночных ионов иттербия, не отставали друг от друга на протяжении шести месяцев. Об этом ученые сообщают в статье для журнала Nature. Такая синхронность часов поддерживает принцип, известный как симметрия Лоренца. Он послужил основой Специальной теории относительности, разработанной Альбертом Эйнштейном в начале 1900-х и описывающей физику движения на скорости, близкой к световой.

Согласно симметрии Лоренца, правила физики должны оставаться неизменными вне зависимости от того, стоите вы на месте или движетесь с головокружительной скоростью, а также невзирая на ваше направление. Часы продолжали идти синхронно при вращении Земли, что и стало подтверждением этой идеи.

Два иона иттербия — положительно заряженные атомы — поглощали и испускали свет с определенной частотой, работая как часовые стрелки. Ионы, ориентированные в разных направлениях, вращались вместе с Землей, каждый день совершая полный цикл.


Схематическое описание эксперимента / © C. Sanner et. al.

Если бы тиканье атомных часов отличалось в зависимости от их ориентации в пространстве, то эксперимент обнаружил бы ежедневные различия в относительной частоте двух приборов — это нарушило бы симметрию Лоренца. Но атомные часы шли синхронно с точностью до десятой части квадриллионной процента, что примерно в 100 раз выше точности предыдущих испытаний, которым подвергали симметрию Лоренца.

Несмотря на то что симметрию Лоренца уже неоднократно подтверждали, ученые предсказывают, что она не выдержит все испытания, учитывая их возрастающую точность. Некоторые теории квантовой гравитации, нацеленные на объединение Общей теории относительности и квантовой механики, предполагают, что дни симметрии Лоренца сочтены. Однако до сих пор ничто не указывает на скорую гибель принципа.

Источник: Naked Science

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10221
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4112 : Март 18, 2019, 23:38:55 »
В России запустили первый поезд с капсульными плацкартами


Фото: Сергей Пивоваров / РИА Новости

Поезд с обновленными плацкартными вагонами капсульного типа отправился в свой первый рейс с вокзала Ростов-Главный. Он проследует по маршруту Ростов-на-Дону — Москва. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на заместителя гендиректора РЖД Дмитрия Пегова.

При разработке нового дизайна вагонов учитывались основные пожелания и замечания пассажиров. Ключевая особенность новых плацкартов — возможность организовать личное пространство с помощью перегородок и индивидуальных шторок.

Интерьер вагона выполнен в светлых тонах. Кроме того, в поезде появятся вендинговые автоматы, а в туалетах установят душ, пеленальные столики, автоматические краны, бумажные полотенца, фен для рук и дозаторы мыла.

В конце декабря 2018 года Федеральная пассажирская компания (ФПК, дочка РЖД) получила первый вагон обновленного плацкарта. По словам представителя ФПК, перед введением вагона в эксплуатацию его ожидала сертификация и тестовые испытания.

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10221
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4113 : Март 18, 2019, 23:41:02 »
TCL разрабатывает технологию дисплеев, в которой органические светодиоды и квантовые точки печатаются струйной печатью

Возможности технологии струйной печати применительно к изготовлению панелей в TCL изучают давно

Компания TCL объявила о разработке новой гибридной технологии дисплеев, в которой используется синий светоизлучающий материал OLED в сочетании материалами QD для красного и зеленого цветов. Все три материала будут объединены и напечатаны с использованием технологии струйной печати. В TCL называют эту технологию H-QLED. Предполагается, что она станет основной для будущих высококачественных телевизионных панелей TCL.



Какие-либо подробности пока отсутствуют. Известно, что TCL проводит научно-исследовательскую работу на платформе Juhua Printing . По мнению источника, в TCL полагают, что красные и зеленые материалы QD будут коммерчески доступны, а вместо синего, более сложного в разработке, лучше взять OLED.



Возможности технологии струйной печати применительно к изготовлению панелей в TCL изучают давно. Компания уже представила несколько прототипов дисплеев QD-LED и OLED, изготовленных методом струйной печати. В их числе — 31-дюмовая панель 4К, показанная на выставке CES 2019.

Источник: IXBT

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10221
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4114 : Март 19, 2019, 17:03:35 »
Квантовый феномен второго звука зафиксировали при рекордной температуре


giphy

Физики обнаружили волнообразное распространение тепла в графите при температуре 120 кельвинов. Это явление называется вторым звуком, так как напоминает распространение колебаний в воздухе, но является чисто квантовым эффектом и обеспечивает исключительно высокий темп теплообмена. Ранее данный феномен наблюдался лишь для небольшого количества веществ, причем во всех случаях при температуре не более 20 кельвинов, то есть значительно ближе к абсолютному нулю, сообщают ученые в Science.

При охлаждении вещества до экстремально низких температур могут появляться новые квантовые явления. Наиболее известны (и были первыми открыты) сверхтекучесть и сверхпроводимость. Однако помимо них в различных системах может наблюдаться значительное разнообразие явлений. В частности, известен эффект второго звука, то есть колебаний температуры и энтропии, которые по динамике похожи на звук в воздухе и значительно отличаются от стандартного механизма теплообмена — диффузии. В результате второй звук может обеспечивать значительно более высокую скорость передачи тепла.

При нормальных условиях теплопередача в твердых телах обеспечивается движением молекул, свободных электронов и фононов — квазичастиц, соответствующих квантам колебаний кристаллической решетки вещества. При комнатной температуре скорости хаотического движения частиц велики, из-за чего происходит частые столкновения и рассеяния, благодаря чему тепло на больших масштабах распространяется со скоростью диффузии. Однако при охлаждении неметаллических кристаллов до температуры около десяти кельвинов фононы начинают перемещаться на макроскопические расстояния без рассеяний, то есть фактически движутся согласно уравнениям кинематики. В таком случае перемещение прямо пропорционально времени, в то время как в случае диффузии растет лишь как его квадратный корень.

В специфическом переходном случае, называемом также фононной гидродинамикой, могут возникать волны фононной плотности, которые макроскопически будут проявляться в виде температурных волн. Именно этот процесс и называется вторым звуком. Ранее он был известен для очень небольшого списка веществ, таких как сверхтекучий гелий-3, кристаллы висмута и фторида натрия, а также некоторые другие. Теоретические оценки и вычисления свидетельствуют, что подходящий режим может быть более распространен в мире двумерных материалов. В работе под руководством Кита Нельсона (Keith A. Nelson) из Массачусетского технологического института описываются эксперименты по обнаружению второго звука в графите — минерале из углерода со слоистой структурой из двумерный листов.

Авторы направляли на образец графита два лазерных импульса, которые вследствие интерференции создавали на его поверхности изогнутый в виде синусоиды источник тепла. Благодаря термическому расширению вещества на поверхности появлялась микроскопическая рябь. Дифракция дополнительного лазера на этих неоднородностях позволила измерить распределение температуры по поверхности тела и его временную эволюцию. Если бы теплообмен проходил в обычном режиме, то рябь на поверхности постепенно сгладилась. Однако в опыте было зарегистрировано совсем иное поведение: распределение температуры со временем изменилось на противоположное, то есть наиболее нагретые области постепенно стали самыми холодными и наоборот — возникла стоячая температурная волна. Для реализации такого состояния необходимо, чтобы в некоторые моменты времени тепло двигалось из более холодных областей к более горячим, что невозможно в обычной ситуации и является признаком волнообразного распространения тепла в случае второго звука.


Временная эволюция температуры в различных опытах. Оранжевые кривые показывают экспериментальные данные, синие — результаты численного моделирования, серая пунктирная линия отмечает равновесный уровень, синяя пунктирная линия для 50 K соответствует теоретическим предсказаниям без учета рассеяний фононов.

S. Huberman et al. / Science, 2019


Авторы пишут, что наиболее важным выводом работы является подтверждение оценок, согласно которым второй звук должен быть характерен для графена — двумерного материала из углерода, отдельного слоя графита. Возможно, что в графене второй звук будет наблюдаться даже при комнатной температуре. Это позволит создать принципиально новые способы отвода тепла, которые могут приходиться в микроэлектронике будущего. «Существует огромный запрос на создание все меньших и плотно упакованных компонентов для таких устройств, как компьютеры и электроника, но управление потоками тепла становится все труднее на малых масштабах, — говорит Нельсон. — Существуют веские причины верить, что второй звук может быть более выражен в графене, даже при комнатной температуре. Если окажется, что графен может эффективно проводить тепло в виде волн, то это однозначно будет замечательно».


Область наличия подходящих для формирования второго звука параметров в пространстве температуры и пространственного периода создаваемой неоднородсти нагрева в случае графита естественного изотопного состава.

S. Huberman et al. / Science, 2019


О современном взгляде на квантовые явления вблизи абсолютного нуля мы писали в материале «Ниже критической температуры». Подробнее о фононах можно узнать, посетив «Зоопарк квазичастиц». Недавно было сделано предсказания, что этим частицам можно приписать эффективно отрицательную массу.

Источник: N+1

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10221
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4115 : Март 19, 2019, 17:10:47 »
Фермилаб изучит призрачные частицы и новые взаимодействия на модернизированном ускорителе



Пятнадцатого марта Национальная ускорительная лаборатория им. Энрико Ферми официально объявила о новом проекте, который на протяжении десятилетий будет помогать проводить передовые физические эксперименты.

Новый линейный ускоритель длиною более чем 200 метров, будучи частью плана PIP-II (Proton Improvement Plan II), станет первым проектом ускорителя, построенного на территории США при значительной поддержке международных партнеров. После строительства новая машина станет сердцем ускорительного комплекса лаборатории, существенно улучшив самый мощный в мире луч частиц для нейтринных экспериментов и обеспечивая долгосрочную программу различных исследований в Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми (Фермилаб).

Дизайн нового ускорителя позволит ему работать в качестве нового отсека в цепи ускорителей Фермилаб, одновременно помогая в осуществлении флагманского проекта лаборатории Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) и множества текущих экспериментов, включая поиск новых частиц и взаимодействий во Вселенной.

DUNE пока находится на этапе строительства. Это будет самый передовой эксперимент в мире, нацеленный на изучение призрачных частиц, известных как нейтрино. Эти частицы могут быть ключом к пониманию космических тайн, уже десятилетиями озадачивающих физиков. В коллаборации DUNE задействовано свыше тысячи физиков более чем из 180 учреждений примерно 30 стран. Все это — для одной цели: понять эти неуловимые частицы и то, что они могут рассказать нам о Вселенной.


Примерно так будут выглядеть здания, в которых будут располагаться новые ускорители проекта / © Gensler/Diana Brandonisio

Ускоритель PIP-II предоставит луч, который будет запускать триллионы нейтрино на 1300 километров сквозь Землю к детектору DUNE — подземному строению размером с четырехэтажный дом в Сэнфордском подземном исследовательском центре в городе Лид, штат Южная Дакота. При помощи улучшенного пучка частиц ученые смогут использовать DUNE для получения самых «живых» трехмерных изображений нейтринных взаимодействий.

Сам по себе PIP-II —  прорывной научный инструмент, а его строительство — зарождение новой парадигмы для проектов ускорителей при поддержке Министерства энергетики США. Осуществление этого проекта было бы невозможным без поддержки партнеров из Франции, Индии, Италии и Великобритании. Ученые в каждой из этих стран занимаются созданием частей ускорителя, которые в итоге соберут в Фермилаб. Это будет первый ускоритель в Штатах, созданный таким образом.

При помощи PIP-II в центре ускорительного комплекса Фермилаб сможет остаться на передовой исследований в области физики частиц на ближайшее будущее.

Источник: Naked Science

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10221
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4116 : Март 19, 2019, 22:28:37 »
Американские терагерцы. В США уже готовятся к эпохе 6G

Скорость передачи данных в сетях 6G может быть примерно в 10 раз выше, чем у 5G

Федеральная комиссия по связи США (FCC) начала подготовку к исследованиям и разработкам в области сетей шестого поколения и единогласно проголосовала за открытие нового частотного сегмента для услуг 6G.

Эксперименты в области 6G и дальнейшее использование сетей шестого поколения планируют проводить в частотном диапазоне от 98 ГГц до 3 ТГц (терагерц). Частотный диапазон терагерцового излучения составляет от 0,3 ТГц до 3 ТГц. Теоретически, чем выше частота, тем больше объем данных, которые могут быть переданы в единицу времени, что увеличивает скорость сети.

Опять же в теории скорость передачи данных в сетях 6G может быть примерно в 10 раз выше, чем у 5G. И если задачей сетей пятого поколения является предоставление пользователем высокой скорости, большой пропускной способности и минимальной задержки, то цель 6G будет заключаться в том, чтобы «соединить весь мир в одно нажатие».



Ранее президент США Дональд Трамп призвал американские компании развернуть сети 5G в стране как можно быстрее, а также уже сейчас думать о 6G. Он также добавил, что готов разрешить Huawei работать в США.

Источник: IXBT

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10221
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4117 : Март 20, 2019, 22:54:41 »
В Калтехе научились поднимать крупномасштабные объекты при помощи света



Исследователи из Калифорнийского технологического института (Калтех) разработали способ для поднятия и ускорения объектов при помощи одного только света, создавая на их поверхности особые наномасштабные паттерны.

Несмотря на то что работа пока носит исключительно теоретический характер, это шаг к разработке космического аппарата, который сможет достичь ближайшей планеты за пределами Солнечной системы всего за 20 лет, используя в качестве топлива лишь свет. Статья, описывающая исследование, опубликована в журнале Nature Photonics.

Несколько десятилетий назад разработка так называемого оптического пинцета позволила ученым двигать маленькие объекты вроде наночастиц и манипулировать ими при помощи светового давления от точно настроенного луча лазерного света. Эта работа привела Артура Ашкина  к Нобелевской премии по физике 2018 года. Однако оптический пинцет может манипулировать только очень маленькими объектами и на крайне малых расстояниях.

«Шарик для пинг-понга можно поднять при помощи постоянного потока воздуха, исходящего из фена, — объясняет ведущий автор исследования Огнен Илич. — Но это бы не сработало, если бы шарик для пинг-понга был слишком большим или если бы он был слишком далеко от фена и так далее».


Инженерная оптическая анизотропия для самостабилизирующихся манипуляций / © Atwater laboratory

Согласно новому исследованию, луч света может манипулировать объектами разных форм и размеров — от микрометров до метров. Ключ лежит в создании специальных наномасштабных паттернов на поверхности объекта. Эти структуры взаимодействуют со светом таким образом, что объект может выровнять себя при воздействии на него, создавая восстанавливающий момент, чтобы остаться в световом луче. Объекту уже будут не нужны точно сфокусированные лазерные лучи, так как паттерны на его поверхности предназначены для «шифрования» стабильности. Более того, источник света может находиться в миллионах километров от объекта.

«Мы разработали метод, который может поднимать макроскопические объекты, — говорит Гарри Этуотер. — Этой технике можно найти очень интересное применение — в качестве средства ускорения космического аппарата нового поколения. Мы еще далеки от того, чтобы это сделать, но находимся в процессе испытания этих принципов».

Теоретически на такой космический аппарат можно нанести необходимые наномасштабные структуры, а затем ускорить его при помощи наземного лазерного света. Не имея на своем борту топлива, он сможет достичь очень высоких, даже релятивистских скоростей и, возможно, даже других звезд.

По мнению Этуотера, технологию можно применять и на Земле — для быстрого производства намного меньших объектов вроде печатных плат.

Источник: Naked Science

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10221
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4118 : Март 20, 2019, 23:08:10 »
Темную материю предложили ловить сверхпроводящими нанопроводами


Сверхпроводящий нанопровод

Engineering and Physical Sciences Research Council / flickr


Физики предложили новый способ детектирования частиц темной материи. Для его реализации необходимо следить за параметрами очень тонких сверхпроводящих проводов, которые в случае взаимодействия с частицей темной энергии могут нагреться достаточно сильно для потери сверхпроводящего состояния. Авторы идеи изготовили прототип, описание проекта изложено в препринте на сервере arXiv.org.

Термином «темная материя» в астрофизике называется несколько несостыковок между наблюдениями и теоретическими оценками. В частности, зависимость скорости движения звезд от расстояния до центров галактик не может быть объяснена с учетом только известных видов вещества и установленных законов физики. Также темной материей пытаются описать свойства гравитационного линзирования на скоплениях галактик, быстрый рост неоднородностей в ранней Вселенной, форму спектра мощности реликтового излучения и некоторые другие явления.

Согласно наиболее распространенному в современной науке взгляду, темная материя — это специфический вид вещества, которое не взаимодействует электромагнитным образом и поэтому не может быть зафиксировано при помощи наблюдений на обычных телескопах. Существуют альтернативные подходы, которые пробуют объяснить те же самые эффекты посредством модификации известных физических законов или введением новых, но они, в отличие от новой формы вещества, не справляются с объяснением всех связываемых с темной матерей проблем.

Основным затруднением модели темной материи в виде вещества является неизвестная масса составляющих ее частиц. Диапазон рассматриваемых теоретиками возможностей колоссален: от сверхлегких частиц «размытой» темной материи с массой порядка 10-22 электронвольт до первичных черных дыр с массами в несколько солнечных и более — разброс свыше 60 порядков. Однако наибольшее число работ посвящено разработке модели вимпов — слабовзаимодействующих массивных частиц (WIMP — Weakly Interacting Massive Particle). Эти объекты должны обладать массой порядка массы известных элементарных частиц или в сравнимое количество раз больше, то есть находиться в диапазоне от мегаэлектронвольта до тераэлектронвольта.

Поиску частиц темной материи также посвящено множество работ. Попытками получить подходящие объекты занимаются как на коллайдерах, так и при помощи специальных установок. Однако пока эти поиски не увенчались успехом. В частности, в прошлом году физики отчитались о поисках при помощи детектора XENON1T — искомых событий зафиксировано не было. Отдельные эксперименты, такие как DAMA, улавливают определенный сигнал, но научное сообщество постоянно подвергает сомнению его интерпретацию в качестве надежного свидетельства регистрации частиц темной материи. Также продолжается строительство и планирование еще более крупных и современных детекторов.

Работа сотрудников Еврейского университета в Иерусалиме и Массачусетского технологического института посвящена новому методу обнаружения относительно легких вимпов с массой менее гигаэлектронвольта. Фундаментальный принцип его работы схож с большинством детекторов — заметить прямые соударения частиц темной материи с известными компонентами вещества. Однако, если в большинстве случаев физики пытаются зафиксировать свет, который испускают ядра после получения энергии от вимпа, то в рамках нового подхода предлагается искать повышение температуры, так как соударение приведет к раскачиванию атомов в кристаллической решетке. В качестве своеобразного детектора температуры физики предложили использовать крохотные сверхпроводящие провода: если они будут находиться около критической температуры, то даже небольшой нагрев приведет к выходу из сверхпроводящего состояния части объекта, резкому росту электрического сопротивления и заметному скачку напряжения около одного милливольта продолжительностью от единиц до десятков наносекунд. По подсчетам авторов, такой детектор чувствителен к двум диапазонам масс: от мегаэлектровольта до электронвольта на основе поглощения частиц, и от килоэлектронвольта до гигаэлектронвольта на основе рассеяния частиц.

Новая идея хороша по нескольким причинам. Во-первых, в ней предлагается объединить рабочее вещество, с которым должны взаимодействовать вимпы, и детектор, который измеряет этот эффект. Во-вторых, такой прибор обладает исключительно низким уровнем шумов, так как работает в квантовом режиме при низких температурах. В-третьих, все компоненты для работы такого устройства можно изготовить уже сегодня, так как технологии однофотонных детекторов на основе сверхпроводящих нанопроводов уже разработаны, хоть и не выпускаются в больших объемах.

Авторы исследования изготовили прототип подобного детектора из проводков силицида вольфрама толщиной 140 нанометров и длиной 400 микрон, функционирующий при температуре несколько милликельвин. В течение эксперимента продолжительностью 10 тысяч секунд установка с массой рабочего тела 4,3 нанограмма никаких скачков напряжения не зафиксировала. Этот результат не только подтверждает работоспособность метода, но и уже устанавливает значимые для науки ограничения. В частности, полученные данные оказались самым строгим полученным в земных лабораториях ограничением на сечение поглощения сверхлегких частиц темной материи с массой менее 1 электронвольта, к которым, например, относится темный фотон. Авторы считают, что подобный детектор с массой около килограмма вполне можно построить в ближайшие несколько лет. Такое устройство сможет конкурировать с крупнейшими современными детекторами по чувствительности.


Ограничения на сечение взаимодействия частиц тёмной материи в зависимости от массы для случая рассеяния. Чёрная линия - результат прототипа, цветные линии - предполагаемые ограничения при развитии предложенной технологии, цветные области - данные других экспериментов.

Y. Hochberg at al. / arXiv.org. 2019


В связи с отсутствием конкретных результатов прямой регистрации частиц темной материи, в последние годы появляется все больше гипотез, пытающихся объяснить свойства Вселенной иным образом. В частности, одна из моделей предполагает заполнение всего пространства новой субстанцией с отрицательной массой, которая одновременно может объяснить и темную материю, и темную энергию. Другие ученые предложили рассмотреть случай фотона с ненулевой массой — мы подробно обсуждали эту теорию со специалистом по теории поля.

Источник: N+1

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10221
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4119 : Март 21, 2019, 14:32:29 »
Как устроены фракталы Мандельброта: красота математики

Канал Dagon перевел на русский язык один из самых интересных роликов проекта Vsause, рассказывающий о принципе множества Мандельброта.



Источник: ПМ

 

Последние сообщения на форуме:

[Современная традиционная медицина] Болезнь - игра от Новичёк Май 26, 2019, 22:40:27
[Политика] Re: Противостояние: Россия - США от Новичёк Май 23, 2019, 21:51:06
[Политика] Re: Противостояние: Россия - США от Новичёк Май 23, 2019, 20:33:02
[Религия] Re: Религия - опиум для народа от Новичёк Май 23, 2019, 20:28:52
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Май 22, 2019, 14:34:18
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Май 22, 2019, 14:31:36
[Религия] Re: Религия - опиум для народа от Новичёк Май 22, 2019, 14:24:39
[Религия] Re: Религия - опиум для народа от Новичёк Май 22, 2019, 14:04:04
[Политика] Re: Свобода в Интернете заканчивается от Новичёк Май 22, 2019, 13:13:56
[Экономика] Re: Глава Минэкономразвития пожаловался на бедность населения от Новичёк Май 21, 2019, 12:07:42
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Май 20, 2019, 23:48:03
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Май 19, 2019, 22:47:18
[Политика] Re: Противостояние: Россия - США от Новичёк Май 19, 2019, 22:24:04
[Политика] Re: Противостояние: Россия - США от Новичёк Май 19, 2019, 22:20:31
[Политика] Re: Противостояние: Россия - США от Новичёк Май 19, 2019, 22:16:46
[Религия] Re: Религия - опиум для народа от Новичёк Май 19, 2019, 22:06:22
[Автолюбителям] Re: Технологии автоматизированного вождения от Новичёк Май 17, 2019, 22:20:13
[Политика] Re: Противостояние: Россия - США от Новичёк Май 17, 2019, 22:14:32
[Политика] Re: Противостояние: Россия - США от Новичёк Май 17, 2019, 21:58:14
[Политика] Re: Противостояние: Россия - США от Новичёк Май 17, 2019, 21:54:28
 Rambler's Top100