Художественное изображение экситония - коллективного поведения экситонов (жёлтые) - на фоне обычных упорядоченных экситонов (синие).
Иллюстрация Peter Abbamonte, U. of I. Department of Physics, Frederick Seitz Materials Research Laboratory.
11 декабря 2017 Анатолий Глянцев
Неуловимый экситоний, существование которого не удавалось экспериментально доказать почти полвека, наконец показал себя исследователям. Об этом сообщается в статье, которую научная группа во главе с Питером Аббамонте (Peter Abbamonte) опубликовала в журнале Science.
Напомним об этом в двух словах. Движение электронов в полупроводнике удобно описывать, используя понятие дырки – места, в котором не хватает электрона. Дырка, разумеется, не является частицей, такой как электрон или протон. Тем не менее она во многих отношениях ведёт себя подобно частице. Например, можно описать её движение и посчитать, что она несёт положительный электрический заряд. Поэтому такие объекты, как дырка, физики называют квазичастицами.
Технологія голограми пройшла довгий шлях з того моменту, коли героїня серіалу «Зоряних воєн» принцеса Лея вперше (нехай і на кіноекрані) відправила голографічне повідомлення своїм друзям Люку Скайуокеру і Обі-Ван-Кенобі. За останні кілька років ця колись фантастична ідея стала реальністю, яка бурхливо розвивається.
Looking Glass — це команда винахідників, інженерів, розробників ігор і безробітних коміків, одержимих мрією про голограми. Разом вони створили перший у світі інтерактивний світловий дисплей Holoplayer One.
Цей компактний пристрій виглядає майже як ноутбук. За його допомогою можна взаємодіяти з тривимірними голограмами, не користуючись спеціальними окулярами або обладнанням.
Світлові екрани стрімко набирають популярність, особливо у сфері візуальних мистецтв. Великий інтерес до них проявляють фахівці, що займаються графічним дизайном, анімацією, завдяки можливості фізичної маніпуляції тривимірним зображенням. Цілком очевидно, що цим розвиток голограмних технологій не обмежиться. Наприклад, їх можна буде використовувати в медицині для розширеної візуалізації людського тіла.
Багаторазова ракета-носій Falcon 9 компанії SpaceX все впевненіше стає на крило. В її активі вже кілька успішних пусків, зокрема, виведення на геостаціонарну орбіту супутників серії SWS в березні і болгарського супутника зв’язку BulgariaSat-1 в червні поточного року. У зв’язку з цим NASA вже в грудні збирається використовувати її для доставки вантажів на МКС.
Грозові розряди, блискавки, є одним з видів найбільш високоенергетичних явищ на Землі, і, насправді, вони являють собою щось більше, ніж просто яскравий спалах світла і гуркіт грому. Розряди блискавок, як це вже давно відомо, є джерелом спалахів гамма-променів, і нещодавно група дослідників з Японії з’ясувала, що ці гамма-спалахи є, в свою чергу, ініціатором фотоядерних реакцій в атмосфері, в результаті яких виробляється антиматерія, яка одразу анігілює при контакті зі звичайною матерією.
Гамма-спалахи від грозових розрядів були зареєстровані вперше в 1992 році за допомогою гамма-обсерваторії НАСА Compton Gamma-ray Observatory. З того часу ці спалахи, що отримали назву Terrestrial Gamma-ray Flashes (TGF), пильно вивчали, і лише недавно дослідникам з університету Кіото вдалось знайти пояснення деяких особливостей сигналів від цих спалахів.
У понеділок минулого тижня в Японії був проведений запуск першого власного прототипу квантового комп’ютера, що ознаменувало собою включення Країни Сонця що сходить в глобальну квантову гонку. Про це пише видання Nextbigfuture.
Парашутна система ASPIRE, яку передбачається використовувати для місії Mars 2020, успішно пройшла перші випробування. Надзвуковий «космічний парашут» розроблений інженерами Американського космічного агентства для того, щоб в майбутньому допомогти апарату без негативних наслідків сісти на поверхню Марса.
Технічний керівник проекту розповів, що роботи над посадковою системою йдуть за графіком і поки все проходить добре. Зараз в ході випробувань вийшло розкрити парашут на правильній висоті і швидкості. Крім того, тестування вдалось зняти на відео.
Поширення водневих транспортних засобів відбувається не так швидко, як електромобілів, хоча вони і працюють на чистому, відносно доступному паливі, та нерозвиненість інфраструктури для промислового виробництва, розподілу та зберігання водню як і раніше залишається основною перешкодою на їх шляху. Але остання робота вчених з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі (UCLA) допоможе знизити бар’єр для виходу технології в маси з новим пристроєм, який використовує сонячне світло для одночасного вироблення водню і електрики.
Дослідники UCLA створили гібридний девайс, який об’єднує суперконденсатор з водневим паливним елементом і забезпечує роботу системи за рахунок сонячної енергії. Поряд зі звичайними позитивними і негативними електродами пристрій має третій електрод, який може або зберігати енергію у вигляді електрики, або використовувати її для розділення води на складові атоми водню і кисню – процес, що називається водним електролізом.
Чотири роки тому фахівці компанії Sierra Nevada Corp (SNC) зробили перший випробувальний планеруючий політ космічного корабля Dream Chaser, який закінчився катастрофою через неправильне розгортання посадкового пристрою. З того часу конструкція космічного корабля була повністю відновлена і 11 листопада 2017 року, його знову було піднято в повітря, де він був відпущений у вільний планеруючий політ і успішно здійснив посадку на злітно-посадкову смугу Льотного дослідницького центру НАСА імені Амстронга, Едвардс, Каліфорнія.
Граница ядра и мантии залегает на глубине 2900 километров.
Иллюстрация Global Look Press.
23 ноября 2017 Анатолий Глянцев
Команда исследователей во главе с Хо-Кваном Мао (Ho-Kwang Mao) из Института Карнеги в США, похоже, раскрыла тайну, давно волновавшую геологов. Авторы объяснили, из какого минерала состоят зоны замедления сейсмических волн на границе ядра и мантии и воспроизвели в лаборатории процесс его образования. Если выводы учёных верны, то такие зоны оказываются гигантскими хранилищами кислорода, которые могут оказывать влияние на историю жизни на Земле. Научная статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature 22 ноября 2017 года.
Как узнать, что у нас под ногами? Этот простой вопрос является головной болью для геологов. Скважины, ведущие к центру Земли, существуют только на страницах фантастических книг, а в реальности рекордная глубина буренияедва превышает 12 километров.
На помощь учёным приходят сейсмические волны. По-разному распространяясь в породах разной плотности, они позволяют проводить "УЗИ" недр нашей планеты. Впрочем, информация, которую удаётся добыть путём такого сканирования, неполна. Часто добытые ответы порождают лишь новые вопросы. Собственно, как и в любых других областях науки.
Оказывается, удар молнии рождает античастицы.
Фото Global Look Press.
23 ноября 2017 Анатолий Глянцев
Научная группа во главе с Харуфуми Цутией (Harufumi Tsuchiya) из Центра науки и инженерии японского агентства по атомной энергии обнаружила, что при ударе молнии образуется антиматерия. Такой вывод физики сделали, проанализировав гамма-излучение грозового разряда. Научная статья с результатами исследования опубликована 22 ноября 2017 года в журнале Nature.
При слове "антиматерия" перед глазами встают космические дали и страницы научной фантастики. Что-то экзотическое и очень далёкое. Кстати, антиматерия, столкнувшись с обычным веществом, превращается в излучение (этот процесс называется аннигиляцией). Один грамм такой "взрывчатки" эквивалентен нескольким десяткам мегатонн тротила. Пожалуй, очень хорошо, что антивещество в буквальном смысле не валяется на дороге.
Кто бы мог подумать, что эта грозная и экзотическая субстанция образуется чуть ли не у нас под носом – при ударе молнии? Однако именно такой вывод сделали японские физики.
Дослідники з університету Ексетера створили мікроскопічну магнітну систему, яка виявилась здатною створювати механічний рух, використовуючи для цього теплову енергію, що надходить з навколишнього середовища. Цей новий принцип прямого перетворення енергії з одного виду в інший може бути використаний для забезпечення роботи різних наномашин, мікророботів, на цьому принципі може бути заснована робота нових типів датчиків і пристроїв зберігання інформації наступного покоління.
В основі нової магнітної системи лежить досить поширений механізм, відомий під назвою “храповик”. Цей тепловий храповик виготовлений із доволі незвичного матеріалу, який можна назвати терміном “штучний спін-лід” (artificial spin ice), в товщу якого включено безліч крихітних наномагнітів, наночастинок їх пермалоєвого сплаву, сплаву заліза і нікелю.
Крім теплової енергії, така система здатна перетворювати в рух енергію магнітного поля, яке призводить до зміщення векторів намагнічування окремих наномагнітів. При цьому, дане зміщення має кільцевий характер і обертається в одному з двох можливих напрямків. “Ми досить довго намагалися розібратися, чому це працює взагалі” – розповідає професор Джино Ркак (Gino Hrkac), – “І лише в самому кінці ми зрозуміли, що на протилежних краях теплового храповика створюється асиметричний енергетичний потенціал, що відбивається на розподілі сукупного магнітного поля безлічі наномагнітів. І ця асиметрія змушує зону намагніченості обертатись в одному з двох напрямків”.
У численних науково-фантастичних фільмах досить часто миготять кадри з використанням плазмового зброї, зброї, що стріляє згустками іонізованої високотемпературної плазми. Однак плазма, що є одним з найзагадковіших станів матерії, існує на Землі тільки під час короткочасних розрядів блискавок, всередині неонових вивісок, плазмових телевізійних панелей і численних наукових установок. І лише нещодавно групі вчених з Каліфорнійського технологічного інституту вдалось отримати кільця стабільної плазми на відкритому повітрі. Більш того, це було зроблено досить просто, за допомогою найтоншого струменя води під високим тиском та пластини зі спеціального кристалічного матеріалу.
Зазвичай плазма створюється шляхом нагрівання матерії до такої високої температури, що електрони відриваються від атомів, а матерія перетворюється в “суп” з іонів і вільних електронів. Така плазма називається високотемпературною плазмою і саме її вчені намагаються отримати і стабілізувати в камерах термоядерних реакторів. Також існує і холодна плазма, яка виходить шляхом іонізації газу під впливом електричного поля. Саме така плазма знаходиться в трубках неонових вивісок і за рахунок її створення працюють космічні іонні двигуни.
Квантові обчислювальні системи, які створюються в даний час в дослідницьких цілях і які є попередниками майбутніх універсальних квантових комп’ютерів, будуються практично за єдиною схемою. В їх основі лежать квантові біти, кубіти, створені на базі іонів, атомів або надпровідних елементів електронних схем. Ці кубіти поміщаються в стан квантової суперпозиції і взаємодіють один з одним за допомогою явища квантової заплутаності. А керування станом кубітів, зчитування з них інформації та їх заплутування проводиться за допомогою електричних сигналів, мікрохвильових променів, фотонів світла і іншими способами, відповідно до закладеної в комп’ютер програми.
Звичайну літій-іонну батарею зазвичай краще не згинати і не викручувати, адже в ній містяться компоненти дуже чутливі до води і можуть при контакті з нею вибухнути або зайнятись. Але нові батареї, створені вченими лабораторії прикладної фізики університету Джона Хопкінса в Лорелі, штат Меріленд, можна не тільки згинати, але і зав’язувати вузлом, не хвилюючись за власне здоров’я.
Роботи над гнучкою літій-іонною батареєю почались ще в 2015 році, коли фахівці військової хімічної лабораторії США спільно з вченими з університету Меріленду створили «безпечний і екологічний варіант» батареї, просто додавши трохи солі. Зараз же розробники одним лише додаванням солі в акумулятор не обмежились, а перетворили електроліт в гель, що дозволило в буквальному сенсі гнути з нових батарей бублики.
Большой адронный коллайдер - самый большой ускоритель в мире.
Фото Maximilien Brice/CERN.
15 ноября 2017 Анатолий Глянцев
На Большом адронном коллайдере подвели итоги 2017 года. Новые улучшения, внесённые в конструкцию, позволили увеличить один из важнейших параметров установки – светимость. Теперь она в два раза больше проектной. Планы на год по интегральной светимости тоже перевыполнены. До конца года установке предстоит два технических включения, после чего будут вноситься новые улучшения.
Первый в мире проект ускорителя заряжённых частиц разработал норвежский школьник. В 1923 году Рольф Видероэ придумал устройство, разгоняющее частицы с помощью электрического поля. Впрочем, воплотить проект "в железе" не удалось из-за эффектов, не учтённых юным исследователем.
Художественное изображение экситония - коллективного поведения экситонов (жёлтые) - на фоне обычных упорядоченных экситонов (синие).
Опубліковано 
Опубліковано 
публіковано 
Опубліковано 
Опубліковано 
Опубліковано 
Опубліковано 
Граница ядра и мантии залегает на глубине 2900 километров.
Оказывается, удар молнии рождает античастицы.
Опубліковано 
Опубліковано 
публіковано 
Global Look Press
Опубліковано 
Большой адронный коллайдер - самый большой ускоритель в мире.
