Автор Тема: Новости науки и технологии  (Прочитано 800844 раз)

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11205
  • Репутация: +22/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4180 : Май 05, 2019, 14:30:43 »
Создан выдерживающий 3000-градусную температуру материал для самолётов

Он предназначен для гиперзвуковых аппаратов




Китайские ученые показали новый термоустойчивый материал для гиперзвуковых летательных аппаратов. Он может выдержать температуру до 3000 ℃.

Такие температуры возникают из-за трения о воздух при полёте аппаратов на гиперзвуковых скоростях (5-20 Мах). Авторы разработки утверждают, что материал превосходит все существующие зарубежные аналоги.

Летательный аппарат из нового материала сможет перемещаться на гиперзвуковой скорости без остановки несколько часов. Материал представляет собой комбинацию тугоплавких металлов с добавлением керамических элементов. Керамические гранулы скрепляют сплав и делают материал высокопластичным. Именно это, по словам учёных, позволяет ему быть эффективнее западных конкурентов.

Исследователи отмечают, что материал может использоваться не только в гиперзвуковых летательных аппаратах, но и в авиационных двигателях, ракетах и ядерных реакторах.

Источник: Ferra.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11205
  • Репутация: +22/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4181 : Май 06, 2019, 20:36:23 »
Опубликовано самое детальное изображение Вселенной



Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) опубликовало фотографию, на которой изображены более 256 тысяч галактик. Это фото стало наиболее детальным изображением Вселенной из имеющихся на данный момент, сообщается на сайте NASA.

Как отмечается, фотография представляет собой мозаику и состоит из более чем 7,5 тысячи снимков, сделанных телескопом «Хаббл» на протяжении 16 лет его работы. В частности, на изображении можно увидеть галактики, которые родились спустя всего 500 миллионов лет после Большого взрыва.

Фотография занимает более четверти терабайта, открыть стандартными программами ее нельзя. Оценить масштаб изображения можно только на коротком видео, которое опубликовало NASA.

В апреле ученые Европейской южной обсерватории представили первые фотографии горизонта событий черной дыры. Работа была проделана с помощью глобальной сети телескопов Event Horizon Telescope.

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11205
  • Репутация: +22/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4182 : Май 06, 2019, 20:38:59 »
Математики обучили машину квантовой механике так, что она больше не ошибается


Александр Шапеев

Ученые Сколковского института науки и технологии улучшили алгоритм, позволяющий теоретически предсказывать самую стабильную структуру соединений. Результат был представлен на конференции APS March Meeting 2019 в Бостоне. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда.

Задача поиска новых материалов -– одна из тех, что с каждым годом становятся только актуальнее. До настоящего времени большую часть новых материалов открывали методом проб и ошибок, что обходится достаточно дорого. За последнее время квантовая механика сильно шагнула вперед, и благодаря этому поиск стабильной структуры свелся к написанию программы. Поиск стабильной структуры называют квантово-механическим моделированием, и для вычислений, которые необходимы при этом, используют суперкомпьютеры с очень большой мощностью.

«На квантово-механическое моделирование материалов затрачивается около 30% мощностей современных суперкомпьютеров. Это одна из самых вычислительно сложных и одновременно востребованных задач», – комментирует автор доклада математик Александр Шапеев, кандидат математических наук, старший преподаватель центра по научным и инженерным вычислительным технологиям для задач с большими массивами данных Сколковского института науки и технологий.

Для того чтобы понять, насколько стабильно соединение, нужно рассчитать энергию каждого атома. Основной метод, который представили в семидесятых годах и используют по сей день, – теория функционала плотности (в англоязычных источниках Density Functional Theory, DFT). Он хорош тем, что позволяет рассчитывать энергию системы с большим количеством атомов, для которой невозможно решить уравнение Шредингера. Соединение представляют как множество взаимодействующих друг с другом электронов, которые удерживает решетка из атомных ядер. Главная особенность метода заключается в том, что для определения состояния системы не нужно учитывать каждый отдельно взятый электрон – многоэлектронную волновую функцию заменяют электронной плотностью. Такая замена делает уравнение Шредингера решаемым. Результаты, которые получают в результате DFT, довольно точные, но расчет больших структур может занимать много времени, вплоть до нескольких месяцев.

Решением стало использование машинного обучения, которое позволяет получить результат гораздо быстрее. В случае метода DFT необходимо предоставить компьютеру 100 000 разных структур, из которых он будет получать самую стабильную. При машинном обучении достаточно знать ответ для 1000 соединений, а для остальных 99 000 машина все вычислит сама. Однако из-за того, что все соединения немного различаются, в результате появляется ошибка: соединение, найденное машинным обучением, может быть менее стабильным, чем полученное методом DFT. То есть на ответ, полученный машинным обучением, можно опираться только приблизительно.

Проблему этой неточности решил Александр Шапеев. Идея в том, чтобы относиться к результату, полученному машинным обучением, не как к конечному ответу. С его помощью можно оценить, насколько велика вероятность того, что найденная структура — нужная. Ответ, который дает машинное обучение, «досчитывается» методом DFT. То есть все еще необходимо рассчитывать 1000 структур методом DFT, и так же, как и при обычном машинном обучении, остальные 99000 машина оценит сама. В конце вместо того, чтобы принять ответ за окончательный, берут еще 1000 самых стабильных структур и «досчитывают» их методом DFT. Таким образом, результат получается настолько же точным, как при «чистом» DFT, и тем не менее на порядки более быстрым. Иными словами, машинное обучение проводит предварительный отбор структур и так добавляется еще один этап в конкурсе на лучшую структуру. «Долгие расчеты – один из главных барьеров на пути к мечте инженеров проектировать материалы на компьютере одновременно с дизайном изделий. Возьмем, например, процесс изготовления автомобилей. На сегодняшний день машины делают так: дизайнеры проектируют конструкцию, а инженеры собирают ее из уже готовых материалов, которые придумали много лет назад. Придумывать новые сплавы долго, поэтому используют старые, проверенные временем, пусть даже не оптимальные. Мечта инженера – возможность теоретического поиска лучшего сплава для заданного изделия. Представьте, насколько было бы лучше не тратить годы в лаборатории, а просто взять и рассчитать сплав одновременно с дизайном конструкции. Наше исследование – шаг на пути к этой мечте», – говорит Александр Шапеев.

Источник: Газета.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11205
  • Репутация: +22/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4183 : Май 06, 2019, 20:45:04 »
Астрофизик вычислил точную форму гравитационной волны


R. HURT/CALTECH-JPL

Астрофизик-теоретик из Университета Западной Вирджинии в Моргантауне, вычислил точную математическую формулу для формы волны, создаваемой двумя сливающимися черными дырами. Препринт статьи доступен на сайте ArXiv.org.

В 1916 году Эйнштейн предсказал, что, когда две звезды вращаются друг вокруг друга, они будут излучать гравитационные волны. И хотя физик полагал, что волны будут слишком слабыми, чтобы их можно было обнаружить. В 2015 году физики с помощью лазерного интерферометра гравитационно-волновой обсерватории (LIGO) заметили всплеск волн от слияния двух черных дыр в 1,3 миллиарда световых лет от нас, используя оптические инструменты в Хэнфорде, Вашингтон, и Ливингстоне, Луизиана.

Когда две черные дыры сближаются по спирали, они испускают в пространство рябь. При ускорении вращения интенсивность волн возрастает, а когда два объекта сталкиваются она исчезает. Чтобы расшифровать сигнал и определить массы черных дыр и другие параметры, ученые сравнивают его с каталогом моделируемых сигналов.

Согласно Общей теории относительности, гравитация возникает, когда масса и энергия искривляют пространство-время. А черная дыра — это сверхинтенсивное гравитационное поле, возникшее, когда массивная звезда коллапсирует в бесконечно малую точку. Поэтому, когда две черные дыры вращаются вместе, искривление порождает искривление и делает математическое моделирование практически невозможным.

Или так предполагали многие ученые. Однако, Шон МакУильямс, сотрудник Университета Западной Вирджинии в Моргантауне, заявил, что нашел способ вычислить форму гравитационной волны при слиянии разных по массе черных дыр.

Предыдущие попытки вычислить точную форму волны от слияния черных дыр основывались на стандартном математическом преобразовании, превратившем задачу о двух вращающихся черных дырах в задачу об одном теле, вращающемся по спирали в воронкообразном энергетическом ландшафте. Но оказалось, что на самом деле во внутренней стабильной круговой орбите тело перестает вращаться по спирали. Это заставляет исследователей корректировать свои расчеты с помощью численного моделирования.

МакУильямс понял, что он может избежать этой проблемы, перейдя ко второй сливающейся черной дыре. Затем он использовал общую теорию относительности, чтобы вычислить, как крошечная масса спиралями входит и возмущает вторую черную дыру. Это позволило астрофизику вычислить форму гравитационной волны, которая при этом получается.

Источник: Indicator

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11205
  • Репутация: +22/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4184 : Май 06, 2019, 23:51:54 »
LIGO могла обнаружить поглощение черной дырой нейтронной звезды

Детекторы LIGO и Virgo, приступившие к очередному этапу наблюдений в апреле, могли впервые обнаружить гравитационную волну, источником которой было поглощение черной дырой нейтронной звезды.


LIGO/Virgo/NASA/Leo Singer

Область неба, откуда пришел сигнал, источником которого, возможно, было слияние черной дыры и нейтронной звезды

В начале апреля обсерватории LIGO и Virgo, прошедшие модернизацию, приступили к новому этапу поиска гравитационных волн. С тех пор детекторы обнаружили ряд сигналов, в том числе и гравитационную волну, источником которой, вероятно, было слияние нейтронных звезд (эта вторая такая волна из всех обнаруженных гравитационных волн). Возможно, впрочем, детекторы засекли и еще более уникальное событие: в конце прошлого месяца они впервые обнаружили гравитационную волну, источником которой, как предполагается, было слияние черной дыры и нейтронной звезды.

Детектированный сигнал получил название S190426c, сообщается в пресс-релизе MIT. Как отмечается, он не был особенно сильным, поэтому специалисты не могут точно сказать, что же явилось его источником и даже откуда именно он прибыл. Вероятно, он преодолел примерно 1,2 миллиарда световых лет, добираясь до Земли; согласно расчетам, регион, откуда пришел сигнал, составляет примерно три процента неба.

В дальнейшем специалисты надеются более точно определить, было ли детектированное событие действительно слиянием черной дыры и нейтронной звезды. В целом LIGO и Virgo детектировали уже 16 гравитационных волн (с учетом новой волны): источниками 13 из них были слияния черных дыр, источниками двух — слияния нейтронных звезд, и одной, возможно, слияние черной дыры и нейтронной звезды.

Источник: ПМ

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11205
  • Репутация: +22/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4185 : Май 08, 2019, 15:08:51 »
В Калифорнии построили настоящего «робокопа»

Рубен Брюэр из некоммерческого научно-исследовательского института SRI International (США) сконструировал робота для дорожной полиции, который позволит копам не выходить из автомобиля для проверки документов.




Как известно, в США при остановке автомобиля патрульным экипажем водителю запрещено покидать автомобиль, как это обычно происходит у нас. Американцы обязаны сидеть смирно и держать руки на руле, пока офицер не подойдёт к двери, в противном случае копы могут истолковать это как угрозу и даже применить табельное оружие.

Чтобы снизить риск развития подобных конфликтных ситуаций, инженер из научно-исследовательского института SRI International смастерил робота для проверки документов, чтобы полицейским не нужно было даже выходить из патрульного автомобиля. Робот способен даже распечатать квитанцию для оплаты штрафа и отдать её водителю!

Устройство прикрепляется к левому борту полицейского автомобиля на телескопической штанге и после остановки выдвигается на уровень окна водителя. При этом робот заодно подкладывает под колесо планку с шипами — на всякий случай. Для общения с водителем предусмотрен экран и камера, а также сканер для документов и принтер.



Источник: ПМ

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11205
  • Репутация: +22/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4186 : Май 08, 2019, 23:45:24 »
Обнаружена новая форма жизни


Фото: Dita Alangkara / AP

Команда ученых из Вашингтонского университета в Сиэтле (США) обнаружила морские микроорганизмы, которые получают энергию для жизнедеятельности, используя мышьяк. Об этом сообщает издание Science Alert.

Исследователи проанализировали ДНК одноклеточных, обитающих в зоне кислородного минимума, который располагается на глубинах от 200 до 1000 метров. В отсутствие кислорода организмы обычно используют для дыхания окисленные соединения серы и азота в качестве акцепторов электронов. Однако специалисты обнаружили гены, участвующие в окислении и восстановлении мышьяка, являющегося ядом для людей и других животных.

О существовании подобных организмов было известно и ранее, однако до сих пор их не находили в океане. Считалось, что мышьяк использовался для дыхания в те времена, когда на Земле было мало кислорода. По оценкам, дышащие мышьяком одноклеточные составляют около одного процента морских микробных сообществ и делают значительный вклад в биохимические циклы бескислородных океанических зон.

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11205
  • Репутация: +22/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4187 : Май 08, 2019, 23:47:26 »
Зафиксировано рекордное учащение катастрофических явлений


Фото: Jason Turl / phys.org

Австралийские ученые реконструировали состояние Эль-Ниньо (Южной осцилляции) за 400 лет, обнаружив, что в последние десятилетия климатические осцилляции рекордно усилились и стали чаще. В будущем эта тенденция, способствующая более частым стихийным бедствиям, вероятно, продолжится из-за глобального потепления. Для этого специалисты проанализировали материал, извлеченный из кораллов Тихого океана. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org.

До сих пор коралловые керны не использовались для выявления сезонных изменений в Тихом океане, поскольку ряд специалистов считал это невозможным. Исследователи разработали алгоритм, который позволил определить характер изменений в Эль-Ниньо по полученным образцам, и подтвердили, что он успешно выявляет зарегистрированные недавно фазы Южной осцилляции. Это позволило климатологам реконструировать климат прошлого.

Ученые выявили увеличение активности Эль-Ниньо в центральной части Тихого океана в конце XX века и предположили, что в будущем сила Эль-Ниньо в восточной части Тихого океана может возрастать. За последние 30 лет в центральной части Тихого океана наблюдается беспрецедентное увеличение числа Эль-Ниньо по сравнению со всеми 30-летними периодами за последние 400 лет.

Эль-Ниньо — колебание температуры поверхностного слоя воды Тихого океана, время осцилляции достигает 3-8 лет. Его сила и продолжительность варьирует, в определенные годы (например, в 1997-1998-х годах) наблюдались самые мощные его фазы. Сильные Эль-Ниньо вызывают наводнения и другие экстремальные погодные условия, неурожаи, а также способствует распространению эпидемических заболеваний.

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11205
  • Репутация: +22/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4188 : Май 11, 2019, 14:11:11 »
Как человечество изменило Землю, рассказали ученые


Depositphotos

Межправительственная группа экспертов по биоразнообразию и экосистемным услугам выяснила, как человечество изменило планету за 50 лет. Об этом сообщает на сайте IPBES.

По данным исследователей, в настоящее время около одного миллиона видов животных находится под угрозой исчезновения.

Как отмечается, общая продуктивность земной поверхности за 50 лет снизилась на 23%.

При этом в Мировом океане образовалось около 400 «мертвых зон» общей площадью порядка 245 тысяч квадратных километров.

Источник: Газета.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11205
  • Репутация: +22/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4189 : Май 11, 2019, 14:14:16 »
Японский поезд Alfa X развивает скорость 400 км/ч

Во внешности Alfa-X обращает на себя внимание обтекаемый нос длиной 22 метра


Вчера компания East Japan Railway представила скоростной поезд Alfa X с десятью вагонами, который сегодня уже отправился в свой первый тестовый рейс. Этот пассажирский экспресс способен развивать скорость до 400 км/ч.

Пока тестовые рейсы будут выполняться два раза в неделю между станциями Сендай и Син-Аомори. East Japan Railway планирует начать эксплуатацию составов на базе Alfa-X на линиях синкансэн Тохоку и Хоккайдо примерно в 2030 финансовом году. К этому времени линия Хоккайдо-синкансэн будет продлена до Саппоро.



Во внешности Alfa-X обращает на себя внимание обтекаемый нос длиной 22 метра. На крыше экспресса есть воздушные тормоза. Вместе с магнитными тормозами, расположенными рядом с рельсами, они дополняют обычные тормоза.

Специальные амортизаторы и пневматическая подвеска используются для обеспечения устойчивости поезда при прохождении поворотов и обеспечения комфорта пассажиров.

Источник: IXBT

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11205
  • Репутация: +22/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4190 : Май 12, 2019, 23:59:03 »
Радиация не всегда страшна: все, что вы хотели об этом знать



После аварии на АЭС «Фукусима» мир захлестнула очередная волна панической радиофобии. На Дальнем Востоке из продажи исчез йод, а производители и продавцы дозиметров не только распродали все имевшиеся на складах приборы, но и собрали предзаказы на полгода-год вперед. Но так ли страшна радиация? Если вы каждый раз вздрагиваете при этом слове, статья написана для вас.

Что же такое радиация? Так называют различные виды ионизирующего излучения, то есть того, которое способно отрывать электроны от атомов вещества. Три основных вида ионизирующего излучения принято обозначать греческими буквами альфа, бета и гамма. Альфа-излучение — это поток ядер гелия-4 (практически весь гелий из воздушных шариков когда-то был альфа-излучением), бета — поток быстрых электронов (реже позитронов), а гамма — поток фотонов высокой энергии. Еще один вид радиации — поток нейтронов. Ионизирующее излучение (за исключением рентгеновского) — результат ядерных реакций, поэтому ни мобильные телефоны, ни микроволновые печи не являются его источниками.

Заряженное оружие

Из всех видов искусства для нас важнейшим, как известно, является кино, а из видов радиации — гамма-излучение. Оно обладает очень высокой проникающей способностью, и теоретически никакая преграда не способна защитить от него полностью. Мы постоянно подвергаемся гамма-облучению, оно приходит к нам сквозь толщу атмосферы из космоса, пробивается сквозь слой грунта и стены домов. Обратная сторона такой всепроникаемости — относительно слабое разрушающее действие: из большого количества фотонов лишь малая часть передаст свою энергию организму. Мягкое (низкоэнергетическое) гамма-излучение (и рентгеновское) в основном взаимодействует с веществом, выбивая из него электроны за счет фотоэффекта, жесткое — рассеивается на электронах, при этом фотон не поглощается и сохраняет заметную часть своей энергии, так что вероятность разрушения молекул в таком процессе значительно меньше.



Бета-излучение по своему воздействию близко к гамма-излучению — оно тоже выбивает электроны из атомов. Но при внешнем облучении оно полностью поглощается кожей и ближайшими к коже тканями, не доходя до внутренних органов. Тем не менее это приводит к тому, что поток быстрых электронов передает облученным тканям значительную энергию, что может привести к лучевым ожогам или спровоцировать, например, катаракту.

Альфа-излучение несет значительную энергию и большой импульс, что позволяет ему выбивать электроны из атомов и даже сами атомы из молекул. Поэтому причиненные им «разрушения» значительно больше — считается, что, передав телу 1 Дж энергии, альфа-излучение нанесет такой же ущерб, как 20 Дж в случае гамма- или бета-излучения. К счастью, проникающая способность альфа-частиц чрезвычайно мала: они поглощаются самым верхним слоем кожи. Но при попадании внутрь организма альфа-активные изотопы крайне опасны: вспомните печально известный чай с альфа-активным полонием-210, которым был отравлен Александр Литвиненко.



Нейтральная опасность

Но первое место в рейтинге опасности, несомненно, занимают быстрые нейтроны. Нейтрон не имеет электрического заряда и поэтому взаимодействует не с электронами, а с ядрами — только при «прямом попадании». Поток быстрых нейтронов может пройти через слой вещества в среднем от 2 до 10 см без взаимодействия с ним. Причем в случае тяжелых элементов, столкнувшись с ядром, нейтрон лишь отклоняется в сторону, почти не теряя энергии. А при столкновении с ядром водорода (протоном) нейтрон передает ему примерно половину своей энергии, выбивая протон с его места. Именно этот быстрый протон (или, в меньшей степени, ядро другого легкого элемента) и вызывает ионизацию в веществе, действуя подобно альфа-излучению. В результате нейтронное излучение, подобно гамма-квантам, легко проникает внутрь организма, но там почти полностью поглощается, создавая быстрые протоны, вызывающие большие разрушения. Кроме того, нейтроны — это то самое излучение, которое вызывает наведенную радиоактивность в облучаемых веществах, то есть превращает стабильные изотопы в радиоактивные. Это крайне неприятный эффект: скажем, с транспортных средств после пребывания в очаге радиационной аварии альфа-, бета- и гамма-активную пыль можно смыть, а вот от нейтронной активации избавиться невозможно — излучает уже сам корпус (на этом, кстати, и был основан поражающий эффект нейтронной бомбы, активировавшей броню танков).

Доза и мощность

При измерении и оценке радиации используется такое количество различных понятий и единиц, что обычному человеку немудрено и запутаться.
Экспозиционная доза пропорциональна количеству ионов, которые создает гамма- и рентгеновское излучения в единице массы воздуха. Ее принято измерять в рентгенах (Р).
Поглощенная доза показывает количество энергии излучения, поглощенное единицей массы вещества. Ранее ее измеряли в радах (рад), а сейчас — в греях (Гр).
Эквивалентная доза дополнительно учитывает разницу в разрушительной способности разных типов радиации. Ранее её измеряли в «биологических эквивалентах рада» — бэрах (бэр), а сейчас — в зивертах (Зв).
Эффективная доза учитывает ещё и различную чувствительность разных органов к радиации: например, облучать руку куда менее опасно, чем спину или грудь. Ранее измерялась в тех же бэрах, сейчас — в зивертах.
Перевод одних единиц измерения в другие не всегда корректен, но в среднем принято считать, что экспозиционная доза гамма-излучения в 1 Р принесёт организму такой же вред, как эквивалентная доза 1/114 Зв. Перевод рад в греи и бэров в зиверты очень прост: 1 Гр = 100 рад, 1 Зв = 100 бэр. Для перевода поглощённой дозы в эквивалентную используют т.н. «коэффициент качества излучения», равный 1 для гамма- и бета-излучения, 20 для альфа-излучения и 10 для быстрых нейтронов. Например, 1 Гр быстрых нейтронов = 10 Зв = 1000 бэр.
Природная мощность эквивалентной дозы (МЭД) внешнего облучения обычно составляет 0,06 — 0,10 мкЗв/ч, но в некоторых местах может быть и менее 0,02 мкЗв/ч или более 0,30 мкЗв/ч. Уровень более 1,2 мкЗв/ч в России официально считается опасным, хотя в салоне самолёта во время перелёта МЭД может многократно превышать это значение. А экипаж МКС подвергается облучению с мощностью примерно 40 мкЗв/ч.

В природе нейтронное излучение весьма незначительно. По сути, риск подвергнуться ему существует лишь при ядерной бомбардировке или серьезной аварии на АЭС с расплавлением и выбросом в окружающую среду большей части активной зоны реактора (да и то лишь в первые секунды).

Газоразрядные счетчики

Радиацию можно обнаружить и измерить с помощью различных датчиков. Самые простые из них — ионизационные камеры, пропорциональные счетчики и газоразрядные счетчики Гейгера-Мюллера. Они представляют собой тонкостенную металлическую трубку с газом (или воздухом), вдоль оси которой натянута проволочка — электрод. Между корпусом и проволочкой прикладывают напряжение и измеряют протекающий ток. Принципиальное отличие между датчиками лишь в величине прикладываемого напряжения: при небольших напряжениях имеем ионизационную камеру, при больших — газоразрядный счетчик, где-то посередине — пропорциональный счетчик.


Сфера из плутония-238 светится в темноте, подобно одноваттной лампочке. Плутоний токсичен, радиоактивен и невероятно тяжел: один килограмм этого вещества умещается в кубике со стороной 4 см.

Ионизационные камеры и пропорциональные счетчики позволяют определить энергию, которую передала газу каждая частица. Счетчик Гейгера-Мюллера только считает частицы, зато показания с него очень легко получать и обрабатывать: мощность каждого импульса достаточна, чтобы напрямую вывести ее на небольшой динамик! Важная проблема газоразрядных счетчиков — зависимость скорости счета от энергии излучения при одинаковом уровне радиации. Для ее выравнивания используют специальные фильтры, поглощающие часть мягкого гамма- и всё бета-излучение. Для измерения плотности потока бета- и альфа-частиц такие фильтры делают съемными. Кроме того, для повышения чувствительности к бета- и альфа-излучению применяются «торцевые счетчики»: это диск с донышком в качестве одного электрода и вторым спиральным проволочным электродом. Крышку торцевых счетчиков делают из очень тонкой (10−20 мкм) пластинки слюды, через которую легко проходит мягкое бета-излучение и даже альфа-частицы.

Полупроводники и сцинтилляторы

Вместо ионизационной камеры можно использовать полупроводниковый датчик. Простейшим примером служит обычный диод, к которому приложено запирающее напряжение: при попадании ионизирующей частицы в p-n-переход она создает дополнительные носители заряда, которые приводят к появлению импульса тока. Чтобы повысить чувствительность, используют так называемые pin-диоды, где между слоями p- и n-полупроводников есть относительно толстый слой нелегированного полупроводника. Такие датчики компактны и позволяют измерять энергию частиц с высокой точностью. Но объем чувствительной области у них мал, а потому чувствительность ограничена. Кроме того, они куда дороже газоразрядных.

Еще один принцип — подсчет и измерение яркости вспышек, которые возникают в некоторых веществах при поглощении частиц ионизирующего излучения. Увидеть невооруженным глазом эти вспышки нельзя, но специальные высокочувствительные приборы — фотоэлектронные умножители — на это способны. Они даже позволяют измерять изменение яркости во времени, что характеризует потери энергии каждой отдельной частицей. Датчики на этом принципе называют сцинтилляторными.



Щит от радиации

Для защиты от гамма-излучения наиболее эффективны тяжелые элементы, такие как свинец. Чем больше номер элемента в таблице Менделеева, тем сильнее в нем проявляется фотоэффект. Степень защиты зависит и от энергии частиц излучения. Даже свинец ослабляет излучение от цезия-137 (662 кэВ) лишь в два раза на каждые 5 мм своей толщины. В случае кобальта-60 (1173 и 1333 кэВ) для двукратного ослабления потребуется уже более сантиметра свинца. Лишь для мягкого гамма-излучения, такого как излучение кобальта-57 (122 кэВ), серьезной защитой будет и достаточно тонкий слой свинца: 1 мм ослабит его раз в десять. Так что противорадиационные костюмы из фильмов и компьютерных игр в реальности защищают лишь от мягкого гамма-излучения.

Бета-излучение полностью поглощается защитой определенной толщины. Например, бета-излучение цезия-137 с максимальной энергией 514 кэВ (и средней 174 кэВ) полностью поглощается слоем воды толщиной в 2 мм или всего 0,6 мм алюминия. А вот свинец для защиты от бета-излучения использовать не стоит: слишком быстрое торможение бета-электронов приводит к образованию рентгеновского излучения. Чтобы полностью поглотить излучение стронция-90, нужно менее 1,5 мм свинца, но для поглощения образовавшегося при этом рентгеновского излучения требуется еще сантиметр!

Народные средства

Существует устоявшийся миф о «защитном» действии спиртного, однако он не имеет под собой никакого научного обоснования. Даже если красное вино содержит природные антиоксиданты, которые теоретически могли бы выступать в роли радиопротекторов, их теоретическая польза перевешивается практическим вредом от этанола, который повреждает клетки и является нейротоксическим ядом.
Чрезвычайно живучая народная рекомендация пить йод, чтобы не «заразиться радиацией» оправдана разве что для 30-километровой зоны вокруг свежевзорвавшейся АЭС. В этом случае используется йодид калия, чтобы «не пустить» в щитовидку радиоактивный йод-131 (период полураспада — 8 суток). Используется тактика меньшего зла: пусть лучше щитовидная железа будет «забита» обычным, а не радиоактивным йодом. И перспектива получить расстройство функций щитовидки меркнет перед раком или даже летальным исходом. Но вне зоны заражения глотать таблетки, пить спиртовой раствор йода или мазать им шею спереди не имеет никакого смысла — профилактического значения это не имеет, а вот заработать йодное отравление и превратить себя в пожизненного пациента эндокринолога можно легко.

От внешнего альфа-облучения защититься проще всего: для этого достаточно листа бумаги. Впрочем, большая часть альфа-частиц не проходит в воздухе и пяти сантиметров, так что защита может потребоваться разве что в случае непосредственного контакта с радиоактивным источником. Куда важнее защититься от попадания альфа-активных изотопов внутрь организма, для чего используется маска-респиратор, а в идеале — герметичный костюм с изолированной системой дыхания.



Наконец, от быстрых нейтронов лучше всего защищают богатые водородом вещества. Например, углеводороды, самый лучший вариант — полиэтилен. Испытывая столкновения с атомами водорода, нейтрон быстро теряет энергию, замедляется и вскоре становится неспособен вызывать ионизацию. Однако такие нейтроны все еще могут активировать, то есть преобразовывать в радиоактивные, многие стабильные изотопы. Поэтому в нейтронную защиту часто добавляют бор, который очень сильно поглощает такие медленные (их называют тепловыми) нейтроны. Увы, толщина полиэтилена для надежной защиты должна быть как минимум 10 см. Так что она получается ненамного легче, чем свинцовая защита от гамма-излучения.

Таблетки от радиации

Человеческий организм более чем на три четверти состоит из воды, так что основное действие ионизирующего излучения — радиолиз (разложение воды). Образующиеся свободные радикалы вызывают лавинный каскад патологических реакций с возникновением вторичных «осколков». Кроме того, излучение повреждает химические связи в молекулах нуклеиновых кислот, вызывая дезинтеграцию и деполимеризацию ДНК и РНК. Инактивируются важнейшие ферменты, имеющие в своем составе сульфгидрильную группу — SH (аденозинтрифосфатаза, сукциноксидаза, гексокиназа, карбоксилаза, холинэстераза). При этом нарушаются процессы биосинтеза и энергетического обмена, из разрушенных органелл в цитоплазму высвобождаются протеолитические ферменты, начинается самопереваривание. В группе риска в первую очередь оказываются половые клетки, предшественники форменных элементов крови, клетки желудочно-кишечного тракта и лимфоциты, а вот нейроны и мышечные клетки к ионизирующему излучению довольно устойчивы.

Препараты, способные защитить от последствий облучения, стали активно разрабатываться в середине XX века. Более-менее эффективными и пригодными для массового использования оказались лишь некоторые аминотиолы, такие как цистамин, цистеамин, аминоэтилизотиуроний. По сути они являются донорами — SH групп, подставляя их под удар вместо «родных».

Радиация вокруг нас

Чтобы столкнуться с радиацией «лицом к лицу», аварии вовсе не обязательны. Радиоактивные вещества широко применяются в быту. Природной радиоактивностью обладает калий — очень важный для всего живого элемент. Из-за малой примеси изотопа K-40 в природном калии «фонит» диетическая соль и калийные удобрения. В некоторых старых объективах использовалось стекло с примесью оксида тория. Этот же элемент добавляют в некоторые современные электроды для аргоновой сварки. До середины ХХ века активно использовали приборы с подсветкой на основе радия (в наше время радий заменили на менее опасный тритий). В некоторых датчиках дыма используется альфа-излучатель на основе америция-241 или высокообогащенного плутония-239 (да-да, того самого, из которого делают ядерные бомбы). Но волноваться не стоит — вред здоровью от всех этих источников значительно меньше вреда от беспокойства по этому поводу.

Источник: ПМ

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11205
  • Репутация: +22/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4191 : Май 14, 2019, 23:28:50 »
На Земле зафиксирована мощнейшая магнитная буря


Фото: NASA / GSFC / Solar Dynamics Observatory / Reuters

Что о ней известно и опасна ли она для людей

На Земле наблюдается одна из самых сильных бурь за последние годы

Согласно Физическому институту имени Петра Лебедева (Россия), одна из сильнейших за последние годы геомагнитных бурь зарегистрирована 14 мая 2019 года. Как сообщает Национальное управление океанических и атмосферных исследований (США), геомагнитной буре предшествовала серия из трех корональных выбросов массы, произошедших на Солнце, начиная с 11 мая. «Событие, которое началось около 7 утра по московскому времени, вопреки прогнозу, сразу превысило уровень 2, а к 10 утра достигло уровня 3 по пятибалльной шкале магнитных бурь. До этого в течение 2019 года ни одно из возмущений магнитного поля, наблюдавшееся на Земле, не превосходило минимальный уровень номер 1», — говорится в сообщении Лаборатории рентгеновской астрономии института.

Буря прекратится 15 мая

Геомагнитное поле Земли должно прийти в норму в первой половине завтрашнего дня, а его окончательная стабилизация ожидается к вечеру того же дня.

Вероятные последствия вспышки давно известны

Существует небольшая опасность для низкоорбитальных и геостационарных спутников. Первые рискуют выйти из строя из-за торможения о разогревшуюся атмосферу, а вторые, удалившись от Земли на 36 тысяч километров, могут столкнуться с облаком солнечной плазмы. Возможны перебои с радиосвязью и мобильной связью, а также полярное сияние в северных широтах. Ухудшение самочувствия людей из-за изменений геомагнитной обстановки научно не доказано, о чем неоднократно заявляло, в частности, НАСА.

Последний раз аналогичная буря наблюдалась 26 августа 2018 года

Еще раньше похожая ситуация наблюдалась 6 сентября 2017 года, когда была зарегистрирована самая мощная за последние 13 лет солнечная вспышка, которой присвоили балл X9.3 (буква означает принадлежность к классу экстремально больших вспышек, а число — силу вспышки). Выброс миллиардов тонн материи произошел почти в районе AR 2673, практически в центре солнечного диска. Вторая мощная вспышка (балла X1.3) была зафиксирована позднее, 7 сентября, третья — 8 сентября.


Солнечная вспышка балла X9.3 (произошла 6 сентября 2017 года)
Изображение: NASA / GSFC


Возможно усиление солнечной активности

За последние три века человечество пережило и гораздо более сильные геомагнитные бури. В начале сентября 1859 года геомагнитная буря привела к отказу телеграфных систем Европы и Северной Америки. Причиной назвали мощный выброс корональной массы, достигший планеты за 18 часов и наблюдаемый 1 сентября британским астрономом Ричардом Кэррингтоном. Однако имеются исследования, согласно которым такая магнитная буря затронула лишь локальные области планеты.

Солнечная активность трудно поддается количественному описанию

Последовательной теории, описывающей геомагнитные возмущения и солнечную активность, в настоящее время не существует. То, что сегодня это привлекает внимание общественности, говорит не о внезапной угрозе человечеству, а о научном прогрессе — несмотря ни на что, ученые постепенно все лучше понимают процессы, происходящие с Землей и Солнцем, и сообщают об этом.

Где следить за ситуацией

Информацию о состоянии геомагнитного поля планеты и солнечной активности можно почерпнуть из множества источников. В России, например, — с сайтов двух институтов Российской академии наук: Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн имени Николая Пушкова и Физического института имени Петра Лебедева, которые используют данные американских и европейских служб. Интерактивные данные о солнечной активности, а также оценку текущей и будущей геомагнитной ситуации можно найти на сайте Национального управления океанических и атмосферных исследований (США).

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11205
  • Репутация: +22/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4192 : Май 14, 2019, 23:55:33 »
Создан первый в мире гнущийся компьютер


Фото: The Verge

Компания Lenovo представила ноутбук с гнущимся экраном. В компании отмечают, что это еще прототип и что полноценный релиз состоится в 2020 году, пишет The Verge.

Устройство имеет 13,3-дюймовый складной экран с разрешением 2К и соотношением сторон 4:3. По словам представителя компании, вес ноутбука не превышает одного килограмма, однако более точные данные узнать не удалось. Также компания не стала разглашать технические характеристики ноутбука. Известно только то, что устройство работает под управлением полноценной Windows 10 и имеет процессор от Intel.

Тестировавший устройство журналист отмечает, что механизм складывания выглядит ненадежным и ему запретили снять шарнир крупным планом. Подразумевается, что устройство можно использовать как планшет в развернутом виде, а также сложить и использовать как компактный ноутбук с сенсорной клавиатурой. Также в комплекте с девайсом может идти стилус Wacom.

На данный момент многие компании работают лишь над сгибающимися смартфонами. Так, Samsung анонсировала телефон Galaxy Fold с двумя экранами: основной на 4,6 дюйма и складной на 7,3. Он должен был поступить в продажу в конце апреля, однако из-за жалоб журналистов на поломки тестовых устройств компания перенесла выпуск аппарата.

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11205
  • Репутация: +22/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4193 : Май 15, 2019, 16:06:09 »
Физики изучили свойства жидкого углерода

Ученые из Объединенного института высоких температур РАН расплавили графит и впервые детально изучили свойства жидкой формы углерода. О том, что таковая должна существовать, было известно давно, но «пощупать» ее в лабораторных условиях до сих по не удавалось.




Почти все элементы и химические соединения, существующие во Вселенной, могут принимать четыре разных агрегатных формы материи — превращаться в твердое тело, жидкость, газ и плазму. Фазовые переходы между ними уже много столетий изучаются физиками, и пока ученые не могут уверенно сказать, что они полностью понимают происходящие процессы. К примеру, до сих пор неясно, почему некоторые вещества, такие как мышьяк, углекислота или чистый углерод, не обладают жидкой формой и напрямую превращаются в газ или в твердое тело при нагреве или охлаждении.

В теории, их можно заставить стать жидкостью, если сжать эти материалы до умеренных, в случае с СО2, или же очень высоких давлений, однако таких условий нет ни на Земле, ни на других планетах, за исключением их сверхплотных недр. По этой причине ученые до сих пор не имеют даже минимально точных представлений о том, при каких температурах и давлениях плавится углерод.

Физики уже несколько десятков лет активно пытаются расплавить алмазы или графит, получить жидкий углерод и изучить его свойства. Первую задачу японские ученые решили еще в 1997 году, пропустив мощнейший разряд электричества через углерод, однако в последующие годы ни они, ни другие физики не смогли измерить характеристики этой экзотической жидкости.

Рахель и его коллега Арсений Кондратьев первыми получили эти экспериментальные данные, используя остроумный прием. Они сконструировали графитовую пленку из идеально наложенных друг друга листов углерода и «упаковали» ее в особый прозрачный материал из сапфировых пластинок.

Этот «бутерброд» был собран таким образом, что его углеродная начинка расширялась только в одну сторону при пропускании через нее тока и резком нагреве. Это почти полностью исключало вероятность того, что внутри этой конструкции возникнут неоднородности, способные внести погрешность в измерения свойств жидкого углерода.

Сам процесс нагрева и плавления занимал примерно микросекунду, во время которой ученые пропускали лазерные импульс через «бутерброд», замеряя то, как поменялся объем расплавленного углерода, его плотность, температуру плавления, структуру и другие физические характеристики. Параллельно они изучали этот материал при помощи пирометров и других приборов.

Как оказалось, температура плавления и другие свойства жидкого углерода достаточно сильно расходились с тем, что ожидали увидеть физики, опираясь на результаты теоретических расчетов.

Цитировать
«Для нас стало неожиданностью, что измеренные температуры плавления графита оказались выше общепринятых более чем на тысячу градусов. Кроме того, мы обнаружили, что скорость звука в жидком углероде возрастает при уменьшении плотности. Результаты этих экспериментов помогут улучшить свойства искусственных алмазов и углеродных нанотрубок»,
цитирует РИА Новости Анатолия Рахеля из ОИВТ РАН.

Ознакомиться с подробностями можно в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

Источник: ПМ

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11205
  • Репутация: +22/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4194 : Май 15, 2019, 16:08:57 »
Может ли обычный пассажир посадить современный лайнер?

Это знаменитый сюжет, множество раз обыгранный писателями и кинематографистами — полный «чайник» в пилотской кабине, на месте опытного летчика. Чтобы остаться в живых самому и спасти других ему надо посадить машину на ВПП. Возможно ли это? — поглядим.




Благодарим за видео пользователя YouTube AmperkaRu.

Источник: ПМ

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11205
  • Репутация: +22/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4195 : Май 16, 2019, 20:46:46 »
Создана искусственная форма жизни


Фото: Phil Mislinski / Getty Images

Ученые Кембриджского университета (Великобритания) создали бактерии кишечной палочки с полностью синтетическим геномом, перекодировав определенные его части. Об этом сообщает издание Science Alert.

Исследователи сконструировали геном, состоящий из четырех миллионов оснований. При этом они уменьшили число типов используемых кодонов (единиц генетического кода или триплетов), которые соответствуют аминокислотам или указывают, где заканчивается кодирующий белок участок гена. Ученые заменяли определенные кодоны на их аналоги, в результате удалось уменьшить число кодонов с 64 до 61. Всего было произведено 18 214 замен.

Специалисты отметили три целевых триплета — два из них кодируют аминокислоту серин, а другой являлся одним из стоп-кодонов, то есть останавливал синтез белковой цепи. Каждый из них был заменен на другой из оставшихся кодонов с аналогичной функцией. Отредактированный геном, названный Syn61, оказался жизнеспособным, хотя его носители стали размножаться в 1,6 раза медленнее.

В норме генетический код является избыточным, поскольку 61 кодон, каждый из которых состоит из трех нуклеотидов (например, ATG), используется для кодирования лишь 20 аминокислот, а еще три являются стоп-кодонами. Различные кодоны, которые кодируют одну и ту же аминокислоту, называются синонимичными. Однако чаще всего синонимичные кодоны не являются равноценными, и замена одного на другой может оказаться вредной.

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11205
  • Репутация: +22/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4196 : Май 17, 2019, 20:03:14 »
Физики создали магнитометр размером в одну молекулу


Gregory Czap et al. / Science, 2019

Физики из США и Китая изучили магнитные взаимодействия молекулы никелоцена, которая находилась на поверхности серебра Ag(100), с такой же молекулой на конце иглы сканирующего туннельного микроскопа. Авторам работы удалось обнаружить величины взаимодействия в различных направлениях и положения, в которых квантовые состояния двух молекул становились смешанными. Данные статьи, опубликованной в Science, будут полезны для дальнейших разработок в сфере магнитных запоминающих устройств, спинтроники, квантовой информатики.

Информация на вращающихся жестких дисках хранится в виде намагниченных областей, которые вызывают протекание электрического тока, когда через них проходит магнитный датчик, считывающий данные. Чем меньше такие области, тем больше емкость запоминающего устройства при тех же размерах. Однако в таком случае и датчик должен быть соразмерным намагниченным элементам.

Грегори Чап (Gregory Czap) с коллегами из Калифорнийского университета в Ирвайне создали из сканирующего туннельного микроскопа магнитометр, способный считывать информацию о магнитном состоянии отдельной молекулы. С помощью метода спектроскопии неупругого электронного туннелирования авторы регистрировали зависимость значений возбуждения изменения направления спина от расстояния между молекулами никелоцена (Ni(C₅H₅)₂) на конце зонда и на поверхности. Авторы провели эксперименты на высоковакуумном сканирующем туннельном микроскопе при температуре 600 милликельвин и величинах индукции магнитного поля от нуля до девяти тесла.


Спектры неупругого электронного туннелирования зондом с молекулой никелоцена(внизу) и без (вверху).
Gregory Czap et al. / Science, 2019


По полученным данным исследователи изучили силу магнитных взаимодействий между молекулой никелоцена на конце зонда и на серебряной поверхности на разных расстояниях и положениях молекулы. Когда игла находилась ровно над центром молекулы на поверхности серебра, ученые наблюдали максимальное значение обменной энергии, которая уменьшалась несимметрично по мере увеличения угла наклона молекулы на конце зонда и экспоненциально по мере увеличения расстояния от иглы до поверхности.

Связанную систему из двух молекул никелоцена авторы работы описали с помощью Гамильтониана, который включает в себя суммы Зеемановских энергий каждого спина при наложении внешнего поля, энергий магнитной анизотропии обеих молекул и обменной энергии. Полученные экспериментальные данные отлично совпали с теоретическими расчетами по теории функционала плотности.


ТФП расчеты спиновых взаимодействий и их сравнение с экспериментальными данными
Gregory Czap et al. / Science, 2019


Авторы работы предполагают, что возможность измерять и контролировать спиновые взаимодействия на уровне нескольких ангстрем откроет дорогу развитию новых зондовых магнитных датчиков.

В конце прошлого года швейцарские ученые с помощью сканирующего туннельного микроскопа показали возможность использования фазовых переходов в супрамолекулярных структурах в технологиях хранения информации.

Источник: N+1

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11205
  • Репутация: +22/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4197 : Май 17, 2019, 20:11:28 »
Впервые доказана квантовая природа тепловых фотонов


Схематическое представление экспериментальной установки
Y-H. Deng et al. / arXiv.org, 2019


Китайские ученые показали, что интерференция в квантово-механическом режиме возможна для фотонов, излученных совершенно непохожими и удаленными источниками. В рамках эксперимента они продемонстрировали квантовое запутывание и нарушение неравенств Белла для пар частиц света, одна из которых была порождена искусственной квантовой точкой, а другая прибыла от Солнца, которое находится на расстоянии 150 миллионов километров. Помимо первого доказательства квантового поведения света от теплового источника излучения, работа может пригодиться при развитии технологий телепортации, криптографии и при исследовании звезд, пишут физики в препринте на сайте arXiv.org.

Многие свойства света можно объяснить классической электродинамикой, но результаты некоторых экспериментов можно объяснить только с точки зрения квантовой механики. К таким ситуациям относится эффект Хонга — У — Мандела, который заключается в необъяснимой с классической точки зрения вероятности выхода пары одинаковых фотонов из светоделителя. Светоделитель — это оптический прибор, при попадании на который фотон с определенными вероятностями отражается или продолжает прямолинейное движение. В простейшем случае эти вероятности равны 0,5. Если два фотона одновременно входят в светоделитель, то теоретически существует четыре различных исхода: в двух фотоны покидают прибор вместе через один выход, а в других — через разные. С точки зрения классической теории все эти вероятности одинаковы, однако в 1987 году физики экспериментально показали, что это не так: в случае неразличимых фотонов (все характеристики которых одинаковы) они всегда будут покидать светоделитель вместе — этот феномен был назван эффектом Хонга — У — Мандела.

В исходном эксперименте по доказательству эффекта использовались фотоны из одного квантового источника, то есть заведомо похожие частицы. С тех пор проводились эксперименты с все более разными квантами света, но в подобных опытах никогда не доказывалась квантовая природа теплового излучения, для которого характерно согласованное поведение фотонов, что можно описать моделью бозонного газа. Цзянь-Вэй Пань (Jian-Wei Pan) из Научно-технического университета Китая и его коллеги впервые однозначно доказали справедливость эффекта Хонга — У — Мандела для тепловых фотонов солнечного света.

В рамках эксперимента ученые собирали излучение Солнца, отфильтровывали из него нужные частоты, поляризовали подходящим образом и направляли через оптоволоконный кабель на светоделитель, к которому с другой стороны двигались фотоны с известными свойствами от возбуждаемой лазерными импульсами квантовой точки, находящейся в криостате при температуре четыре кельвина.

Фотоны из квантовой точки сразу получаются подходящими для проверки эффекта Хонга — У — Мандела, так как они излучаются по одному и обладают одинаковыми параметрами, такими как энергия (длина волны), поляризация и время прихода. В то же время солнечный свет, как и любое тепловое излучение, обладает очень широким и сложным спектром, а также становится еще сложнее при прохождении через атмосферу Земли.

Измерения показали вероятность наблюдения выхода пары фотонов вместе на уровне 0,796, что значительно превышает предсказываемое в рамках классической физики значение 0,5. Физики отмечают, что им не удалось подобраться ближе к идеальному значению в единицу именно из-за сложностей работы с тепловым излучением Солнца, в частности, из-за вклада многофотонных событий. Также ученые доказали возникновение квантовой запутанности между выходящими фотонами, измерив нарушение неравенств Белла в форме CHSH на уровне трех стандартных отклонений.

По словам авторов, их работа может помочь создать крупномасштабные системы передачи квантовой информации, обеспечив возможность взаимодействия фотонов из разных источников. Одним из применений такой системы может стать квантовая телепортация, то есть перенос квантового состояния одной частицы на другую, что с точки зрения физики «превращает» последнюю в исходную. Исследователи уже начали подготовку к следующему эксперименту по телепортации квантового состояния солнечного фотона.

Другим направлением развития идеи может стать использование света других звезд, а не Солнца. Для этого понадобится достаточно крупный телескоп и источники отдельных фотонов намного более высокого качества, но в результате потенциально становятся возможными принципиально новые исследования, такие как определение резких изменений магнитных полей звезд или более точный прогноз космической погоды.

Взаимосвязь квантовой механики и тепловых состояний света исследуется учеными не впервые. Например, недавно российские физики показали возможность описания эффекта квантового вампира в случае теплового излучения исключительно в рамках классических представлений. Свет звезд также был использован физиками для проведения опытов по квантовой оптике. В частности, с его помощью удалось доказать нарушение неравенств Белла в космических масштабах.

Источник: N+1

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11205
  • Репутация: +22/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4198 : Май 19, 2019, 22:47:18 »
С точки зрения науки: медитация



Поклонники медитации считают, что она улучшает память и концентрацию, помогает избавиться от стресса и тревожности, а еще лечит болезни – от депрессии до рака. Разберемся, какие из этих утверждений справедливы и как нейронауки изучают эффект медитации.

Медитация и религия

Понятие медитации объединяет различные методы, помогающие достичь состояния глубокой сосредоточенности, физического расслабления, отсутствия любых эмоциональных проявлений. Самые известные методы погружения в это состояние – определенный ритм дыхания, повторение словесных формул, а также концентрация на материальном объекте (например, пламени свечи) или собственных физических ощущениях.

Изначально медитация была важной частью религиозных практик. Она упоминается в ведах – священных текстах, составленных на санскрите в II и I тысячелетиях до н. э. Дхьяна, состояние сосредоточенности сознания на созерцаемом объекте, и сегодня присутствует в индуизме, буддизме и джайнизме. Целью медитации было «успокоение сознания». Считалось, что опытные практикующие могли на некоторое время полностью остановить любую мыслительную деятельность.

Элементы медитации присутствовали и в других религиях. Большое внимание ей уделяли течения иудейского мистицизма: каббала и хасидизм. В суфизме, эзотерическом течении ислама, широко используется практика зикр – многократное повторение молитвенных формул. Произнося зикр, верующий может не только принимать особую молитвенную позу, но и совершать ритмизованные движения. Некоторые формы зикра включают танец с постоянным вращением, пение, игру на бубнах или флейтах.


Жан-Батист ван Мур, «Танцующие дервиши» (танец при выполнении практики зикр)

С медитацией связана и восточнохристианская практика исихазма, «умного делания». Это также многократное повторение молитвы, во время которого молящийся контролирует свои мысли и ощущения. Из Византии техника исихазма пришла и на Русь. Считается, что идеи учения, связанного с исихазмом, могут лежать в основе некоторых новаторских приемов икон Андрея Рублева.

Мода на осознанность

Волна интереса западного мира к восточным духовным практикам возникла еще на рубеже XVIII и XIX веков, когда начали исследовать санскритские тексты. В конце XIX и в XX веке многие индийские философы и общественные деятели посещали западные страны, выступали с лекциями в крупных университетах Европы и США, основывали центры изучения философии индуизма. Интерес к индуизму и буддизму отразился в работах Фрейда и Юнга – так медитацию стали изучать психологи.

В 1950-х и 1960-х гг. религии Востока приобрели популярность среди европейской и американской молодежи. Выходили переводы священных текстов, многие молодые люди отправлялись в Индию и Непал в поисках гармонии и нового опыта. Тогда же появились новые школы медитации, которые адаптировали практику для массового использования. Одной из самых популярных стала техника трансцендентальной медитации – ее основатель Махариши Махеш Йоги активно «продвигал» свою методику по всему миру.


Исследование медитации туммо

Новый всплеск увлечения медитацией на Западе начался уже в XXI веке вместе с ростом популярности йоги. По данным национального опроса Use and Cost of Complementary Health Approaches in the U.S., проведенного в 2012 году, тот или иной тип медитации практиковали 8% опрошенных взрослых американцев и 1,6% детей. Медитация вошла в пятерку самых популярных «дополнительных» методов укрепления здоровья наряду с йогой и дыхательной гимнастикой.

В 2010-е годы начался еще один виток популярности медитации. Его вызвали приложения для смартфонов, основанные на принципе направленной медитации (guided meditation). Это аудио- или видеозаписи с голосовыми командами, направляющими процесс расслабления и концентрации. В основе таких приложений чаще всего лежит не популярная в середине ХХ века трансцендентальная медитация, в процессе которой человек повторяет про себя формулу-мантру, а другая техника – медитация осознанности (mindfulness meditation). Она подразумевает сосредоточенность на текущем моменте. Чтобы добиться этого, медитирующий концентрируется на собственном дыхании и ощущениях тела.

Самые популярные медитативные практики современности, как правило, никак не связаны с религией. Авторы приложений подчеркивают, что их разработки основаны на научных исследованиях. Целью медитации становится не постижение сверхъестественного, а улучшение состояния психики человека. Создатели новых методик медитации обещают, что их подход поможет пользователям обрести спокойствие, не поддаваться стрессу, улучшить память и способность концентрироваться на работе. Сами любители медитации иногда приписывают практике и более впечатляющие возможности: например, способность излечивать болезни и избавлять от зависимостей.

Наука концентрации: первые шаги

Исследовать медитацию относительно современными методами ученые начали вслед за всплеском интереса к практике в 1960-х и 1970-х годах. Поскольку интерес широких масс к ней только зарождался, объектом исследований обычно становились «профессионалы» медитации – в частности буддийские монахи. Многие из них практиковались десятилетиями, посвящая концентрации по нескольку часов ежедневно. Позиция первых исследователей была такова: если сосредоточенность действительно способна оказывать эффект на работу мозга и тела в целом, у мастеров медитации изменения будут особенно заметны. Однако у такого подхода был и минус: найти достаточное количество участников исследования оказалось непросто.



Например, в начале 1980-х годов гарвардский ученый Герберт Бенсон заинтересовался восточным принципом «медитации внутреннего огня» – туммо. Медитирующий концентрируется на ощущении тепла внутри тела – считается, что таким образом человек может долгое время не чувствовать холода. Тибетские монахи, практикующие туммо, ходят в легкой хлопковой одежде даже зимой. Бенсон и его коллеги отправились в город Дармсала на севере Индии. Там им удалось найти всего трех монахов, которые годами практиковали туммо и согласились участвовать в исследовании. Разрешение на работу с монахами ученым пришлось получать у Далай-ламы лично.

Бенсон получил положительный результат: монахи действительно смогли поднять температуру собственного тела, находясь в неотапливаемом помещении. Одному из них удалось повысить температуру пальца ноги на 8,3 °C, а пальца руки – на 3,15 °C. Статью об эксперименте опубликовал Nature, один из самых авторитетных научных журналов мира. Однако участников исследования было всего трое, и условия их жизни значительно отличались от повседневности жителей западных стран, практикующих медитацию. Также ранние исследования крайне редко включали контрольную группу, поэтому даже зарегистрированные положительные эффекты могли быть результатом других особенностей образа жизни медитирующих или простым совпадением.

Как исследуют медитацию сегодня?

Ежегодно появляются десятки свежих исследований медитации. Например, в обзоре, вышедшем в журнале Nature Reviews Neuroscience в 2015 году, описаны 180 научных работ только о технике «медитации осознанности» (mindfulness meditation). Большая часть опубликована в 2010-е годы.



Поскольку медитация становится все более популярной, в XXI веке у ученых появилась возможность исследовать не только «профессионалов». Многие новые эксперименты проходят с участием людей, которые никогда не занимались ни одной техникой медитации. Одна группа получает инструкции и выполняет упражнения, другая остается контрольной и ведет прежний образ жизни. Также применяется метод долгосрочного исследования, когда состояние участников контролируют несколько раз в течение определенного срока. Такие работы помогают установить, какие изменения действительно могут быть вызваны именно медитацией.

Многие современные исследования включают тесты на конкретный тип задач. Например, участникам одного эксперимента предложили задание, основанное на эффекте Струпа. Это задержка реакции при прочтении названий цветов, которая возникает, если цвет букв не совпадает с написанным названием (скажем, слово «красный» написано зелеными буквами). Тест на длину этой задержки применяется, в частности, для диагностики возрастных изменений мозга. Участники исследования должны были указывать, какого цвета буквы в предложенных списках слов. Те, кто практиковал медитацию любого типа, справлялись с задачей быстрее. Ученые отметили: успех в большей степени зависел от того, сколько времени в день человек посвящал концентрации. Общее количество времени, проведенного за медитацией, оказалось не таким важным фактором.

Важнейший вопрос заключается в том, как медитация влияет на структуру мозга. Сегодня у ученых появляется все больше высокоточных инструментов, которые позволяют наблюдать за процессами, протекающими в мозге человека. Активно применяют технологии нейровизуализации – группы методов, позволяющих получать детальные изображения структуры головного и спинного мозга. Благодаря методам компьютерной и магнитно-резонансной томографии ученые могут увидеть, как меняются различные зоны мозга под воздействием медитации.

Авторы исследования, опубликованного в 2011 году в журнале Psychiatry Research: Neuroimaging, заявили, что им удалось зафиксировать изменения в структуре мозга людей, прошедших двухмесячный курс медитации осознанности. У участников эксперимента увеличилась плотность серого вещества в гиппокампе и задней поясной коре головного мозга. У контрольной группы таких изменений не обнаружили.

Одна из функций гиппокампа – регуляция эмоций. Ученые предположили, что постоянная практика медитации может помочь людям лучше контролировать проявления своих чувств. Также известно, что плотность вещества в гиппокампе падает у больных депрессией и посттравматическим стрессовым расстройством. Задняя поясная кора участвует в формировании автобиографических воспоминаний (например, о семье и друзьях). Также эта область связана с сетью пассивного режима работы мозга (Default Mode Network, DMN).

Эта нейронная сеть активна в те моменты, когда человек не занят решением конкретной задачи, а бездействует – отдыхает или мечтает. Ее функции до конца не ясны, но исследователи считают, что DMN может участвовать в разработке планов на будущее или процессах самоосознания. Не так давно кембриджские ученые предположили, что эта сеть может служить «автопилотом» мозга – помогать нам выполнять задачи, доведенные до автоматизма.

Что на самом деле может медитация?

Многие исследования, включая описанную выше работу с тестом Струпа, показывают: медитация действительно способна улучшать память и способность концентрироваться. Возможно, она может помочь контролировать определенные эмоции. Насколько заметными будут эти улучшения для конкретного человека, предугадать пока невозможно. Эффект упражнений зависит от множества факторов, включая состояние здоровья человека и уровень стресса в его жизни.

Медитация может оказаться полезной и для тех, кто страдает расстройствами психики. Недавнее исследование, проведенное под руководством психиатра Элизабет Ходж (Elizabeth A. Hoge), показало: после двух месяцев регулярной медитации у больных генерализованным тревожным расстройством значительно снизился уровень адренокортикотропного гормона (АКТГ). Это вещество влияет на синтез кортизола – гормона, участвующего в развитии реакции на стресс.

Согласно метаанализу работ о влиянии медитации на депрессию, вышедшему в 2016 году, медитация осознанности значительно снижает вероятность повторения депрессивного эпизода у больных рекуррентной («возвращающейся») депрессией в течение 60 недель наблюдения. При этом специалисты подчеркивают, что медитация – не панацея. Если пациенту необходим курс антидепрессантов, упражнения на сосредоточенность не смогут заменить собой препараты. Сам автор метаанализа напоминает, что существует множество форм и степеней интенсивности психических расстройств. Ученый предлагает рассматривать медитацию как одну из возможных форм психотерапии и применять ее с учетом индивидуальных особенностей.

Заявления о том, что медитация сама по себе способна излечивать онкологические заболевания, многократно подвергались критике ученых. Исследователи указывают, что любые­ попытки лечения рака методами «альтернативной медицины» опасны: пытаясь избавиться от заболевания без помощи проверенных медицинской практикой препаратов или хирургического лечения, пациенты упускают время, когда болезнь еще можно победить. Единственная сфера, в которой медитация может помочь онкологическим больным и тем, кто пережил рак, – это улучшение качества их жизни. Согласно исследованию 2013 года, опубликованному в журнале Journal of Clinical Oncology, медитация помогла женщинам, пережившим рак молочной железы, улучшить сон и уменьшить степень ощущения боли.

Источник: Naked Science

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11205
  • Репутация: +22/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4199 : Май 20, 2019, 23:48:03 »
Сегодня - Всемирный день метрологии



13-16 ноября 2018 года в Версале (Франция) прошла 26-я Генеральная конференция мер и весов (26th General Conference on Weights and Measures, CGPM). На этой конференции эталоны килограмма, ампера, кельвина и моля были определены напрямую через фундаментальные физические константы, как уже определенные таким образом секунда, метр и кандела.



С сегодняшнего дня - Всемирного дня метрологии, эти определения вступают в силу. Т.е. теперь все без исключения основные единицы измерения физических величин определяются через фундаментальные физические константы. Этому предшествовала многолетняя работа как метрологов, так и, прежде всего, физиков, а также многих учёных других естественнонаучных направлений.

С праздником! Стабильности и прецизионности во всём!  :)

 

Последние сообщения на форуме:

[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Сегодня в 18:09:46
[Религия] Re: Религия - опиум для народа от Новичёк Сегодня в 18:06:18
[Политика] Re: Свобода в Интернете заканчивается от Новичёк Сегодня в 18:03:26
[Политика] Re: Противостояние: Россия - США от Новичёк Сегодня в 18:00:20
[Для компьютера] Re: Клавиатура для ношения на руке, идея, (мозговой штурм) от Новичёк Сегодня в 17:16:46
[Для компьютера] Re: Клавиатура для ношения на руке, идея, (мозговой штурм) от digitalman Сегодня в 10:14:15
[Политика] Re: Информационная безопасность от Новичёк Ноябрь 18, 2019, 22:23:34
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Ноябрь 18, 2019, 22:11:40
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Ноябрь 18, 2019, 22:09:28
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Ноябрь 18, 2019, 22:07:36
[Политика] Re: Противостояние: Россия - США от Новичёк Ноябрь 18, 2019, 22:04:48
[Экономика] Re: Истоки коррупции от Новичёк Ноябрь 18, 2019, 22:01:46
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Ноябрь 17, 2019, 19:21:33
[Экономика] Re: Криптовалюта от Новичёк Ноябрь 17, 2019, 19:19:17
[Политика] Re: Противостояние: Россия - США от Новичёк Ноябрь 17, 2019, 18:44:23
[Экономика] Re: Экономика и космос от Новичёк Ноябрь 17, 2019, 18:39:28
[Для компьютера] Re: Клавиатура для ношения на руке, идея, (мозговой штурм) от Новичёк Ноябрь 17, 2019, 17:49:23
[Для компьютера] Re: Клавиатура для ношения на руке, идея, (мозговой штурм) от digitalman Ноябрь 17, 2019, 09:28:29
[Для компьютера] Re: Клавиатура для ношения на руке, идея, (мозговой штурм) от Новичёк Ноябрь 16, 2019, 23:27:50
[Для компьютера] Re: Клавиатура для ношения на руке, идея, (мозговой штурм) от digitalman Ноябрь 16, 2019, 21:18:48
 Rambler's Top100