Опубліковано  LEU   7 Липня, 2018

Дослідники з університету Британської Колумбії розробили новий тип сонячних панелей, які можуть перетворювати сонячне світло в електрику, але замість електроніки ця система покладається на бактерії.

Багато бактерій вже здатні перетворювати сонячне світло в енергію за допомогою фотосинтезу. Цей процес відбувається завдяки хімічним речовинам, що виробляються бактеріями, хоча конкретний різновид хімікалій залежить від виду бактерії. Деякі вчені вже намагалися ізолювати ці речовини і використовувати їх всередині сонячних батарей, але процес ізоляції виявився дуже важким і зазвичай сам фотосинтез в результаті не виходив.

Вчені з університету Британської Колумбії не стали чіпати хімічні речовини, а замість них взяли на озброєння самі бактерії. Дослідники виростили велику кількість бактерій E. coli, ті почали виробляти фотосинтезуючі речовини, після чого їх покрили напівпровідниковими матеріалами для виробництва електрики.

/ фото pixabay

Липень 7, 2018  Олена Летута

Опубліковано в Дослідження

Скільки станів матерії Ви знаєте? Певно, що кожен одразу згадає твердий, газоподібний, рідкий… Однак мало хто внесе до цього списку плазму — особливий вид електрифікованого газу. Ніхто в цьому не винен, адже ми рідко стикаємося з її природною формою.

Не зважаючи на таку нестачу плазми в нашому повсякденному житті, вона складає більше ніж 99% спостережуваної матерії у Всесвіті (якщо ми не враховуватимемо темну матерію). Фізика плазми сьогодні — це багата та неймовірно різноманітна сфера наукових досліджень. Вивчення плазми повне елегантних математичних конструкцій, проте, на відміну від загальної теорії відносності, теорії струн та інших великих теорій, воно пов’язане з реальним світом.

Липень 5, 2018  Катерина Палій

Опубліковано в Новини

Що потрібно фізикам, щоб розробити квантовий комп’ютер, надійніший та легший за усі, що розробляються наразі? Відповідь – нова дивна частинка, що є античастинкою для самої себе, створена з кристалів часу.

Часові кристали та квазічастинки, звані ферміонами Майорани, в останні роки заполонили заголовки газет: вони поводяться дуже незрозуміло, але попри це дуже схожі між собою.

Теоретичне об’єднання цих захоплюючих феноменів було запропоноване фізиками з Національного університету Сінгапура, які підтвердили подібність між ними. Цю властивість можна було б використати у створенні топологічного квантового комп’ютера.

Щоб легше зрозуміти, що й до чого, потрібно розділити ці два об’єкти. Перш за все, часові кристали нагадують звичайні кристали, оскільки вони базуються на повторюваних одиницях. Замість того, щоб бути розтягнутими через три виміри простору, базові елементи цих кристалів повторюються у часі.

/ фото Oak Ridge National Laboratory, U.S. Dept. of Energy

Червень 27, 2018 Олена Летута

Опубліковано в Майбутнє

8 червня в Національній лабораторії Оук-Рідж в штаті Теннессі було запущено найшвидший суперкомп’ютер у світі. Ми вже писали, що вчені покладають на нього великі надії. Ряд важливих світових проблем, від посилення безпеки до лікування залежностей, вже намагаються вирішити з його допомогою.

Summit — це справжній комп’ютерний монстр, вартість якого становить 200 млн доларів США. Він займає площу в 2 тенісні корти та здатен здійснювати 200 квадрильйонів розрахунків на секунду. Цим він майже в два рази перевершив показники іншого рекордсмену — Sunway TaihuLight з Китаю. Він настільки швидкий, що за одну секунду зможе зробити таку кількість розрахунків, які кожна людина має робити кожну секунду протягом 305 днів.

Суперкомп’ютер з Оук-Рідж має стати для вчених новим інструментом для проведення досліджень, практично нереальних для інших суперкомп’ютерів.

/фотоNASA/Dana Berry

Червень 25, 2018  Катерина Палій

Опубліковано в Новини

Ви можете мати стійке розуміння того, як речі повинні виглядати, принаймні на базовому рівні. Повинно бути ядро, навколо якого обертаються електрони. Ядро має протони та нейтрони, а всередині кожного з них перебуває три кварки. Але теорії та експерименти насправді демонструють доволі примхливий характер базової форми матерії. Вона не завжди така, якою ми її уявляємо.

Глибоко в надрах періодичної таблиці є монстри, складені з унікально розташованих субатомних частинок. На даний момент найважчим  елементом є оганесон – бегемот, який містить 118 протонів і має атомну масу трохи менше ніж 300.

Звичайно, це не означає, що протони і нейтрони не можуть бути скомпоновані в ще більш важкі елементи та залишатися стабільними хоча б незначний час.  Але на практиці цього ще ніхто не виявив.

Поки вчені розмірковують про те, наскільки далеко можна розтягнути границі періодичної таблиці, стає ясно, що при збільшенні атомів звичайні правила, що регулюють їх поведінку, змінюються.

/фото CERN

Червень 22, 2018 Катерина Палій

Опубліковано в Новини

Фізики, що працюють на Великому адронному колайдері, знову впіймали знаменитий бозон Хіггса. Цього разу вони спостерігали деталі його рідкісної взаємодії з однією з найважчих фундаментальних частинок, відомих фізиці – істинним кварком.

Результати, отримані у дослідженнях ATLAS та CMSіз Європейської організації ядерних досліджень дали змогу підтвердити міцність зв’язку між двома, здавалося б, абсолютно різними частинками – бозоном Хіггса та істинним кварком.

Це неймовірно рідкісне зіткнення забезпечило фізиків важливою інформацією щодо природи маси та відкрило шляхи до відкриття чогось більшого, ніж усе те, на чому тримається сучасна фізика.

Так як було виявлено, що бозон Хіггса відповідає за масу фундаментальних частинок, сам факт отримання реальної інформації для порівняння з теоретичними міркуваннями є приводом для радощів.

Звісно, ви зустрічаєтес кожного дня – починаючи від сили тяжіння і закінчуючи подоланням інерції для руху нашого тіла, але фізична основа маси залишається вь із масоюажко зрозумілою.

Опубліковано  LEU   18 Червня, 2018

В даний час найважчим елементом періодичної таблиці є оганесон з атомною масою 294. Він отримав офіційну назву в 2016 році. Як і кожен елемент періодичної таблиці, оганесон всю свою масу отримує від протонів і нейтронів, які самі складаються з трьох кварків кожен. Важлива деталь всієї відомої баріонної матерії в тому, що її кварки так міцно тримаються між собою, що їх не можна розділити. Частинки, створені пов’язаними кварками (типу протона і нейтрона), називаються адронами, відповідно і баріонна матерія, утворена ними, називається адронною.

Але оганесон може бути останнім у своєму роді. У новій роботі вчені прогнозують, що елементи з масою понад 300 можуть складатися з вільно текучих «верхніх» і «нижніх» кварків — таких же, з яких складаються протони і нейтрони, тільки не пов’язаних в три. Новий тип матерії, «речовини з верхніх і нижніх кварків», або udQM, буде стабільним для надзвичайно важких елементів, які можуть існувати за межами нинішньої періодичної таблиці. Якщо виготовити її на Землі, кваркова матерія може стати новим джерелом енергії.

Опубліковано  LEU   17 Червня, 2018

Сучасна квантова фізика вже майже впритул наблизилася до моменту технологічного прориву, після якого на світі з’являться нові типи датчиків, безпечних комунікаційних технологій і, безумовно, квантові комп’ютери. Однак, головною перешкодою до цього прориву поки є відсутність відповідного способу з’єднання і керування досить великою кількістю компонентів квантових систем, в ролі яких можуть виступати навіть окремі атоми. Група дослідників з Віденського Технологічного університету (TU Wien) і Гарвардського університету нещодавно знайшла новий спосіб передачі квантової інформації. Вони пропонують використовувати для цього дуже слабкі механічні коливання, точніше, “пакети” цих звукових коливань, відомих під назвою фонони.

“Ми використовуємо кристали алмазів з вбудованими в них атомами кремнію – саме такий варіант реалізації квантових систем на нашу думку є найбільш перспективним” – розповідає професор Пітер Ребл (Peter Rabl), – “Звичайні алмази складаються лише з вуглецю, але заміна атомів вуглецю атомами азоту або кремнію в деяких вузлах решітки алмазу призводить до появи дефектів, які здатні зберігати в собі квантову інформацію, тобто ці дефекти є квантовими бітами, кубітами. Стан цих кубітів можна встановити і зчитати за допомогою мікрохвильових сигналів або іншими способами”.

Опубліковано  LEU  14 Червня, 2018

Тепло, що виділяється при роботі різних механізмів і електронних пристроїв можна перетворювати в електрику за допомогою нанопровідників, які мають атомарну товщину. Висока ефективність такого перетворення, згідно з результатами досліджень, проведених вченими з університету Воріка, Кембриджа і Бірмінгема, перевищує ефективність будь-яких інших подібних технологій. І це робить нову технологію досить життєздатним методом отримання додаткової електричної енергії.

Зазвичай вторинне тепло перетворюється в електрику за допомогою спеціальних піроелектричних матеріалів. Однак, пристрої на основі цих матеріалів мають не дуже високу ефективність. “На відміну від звичайних об’ємних піроелектричних матеріалів окремі нанопровідники проводять через себе менше тепла і більше електрики” – розповідає доктор Андрій Василенко (Dr Andrij Vasylenko), – “Такі унікальні властивості нанопровідників зумовлюють вкрай високу ефективність перетворення”.

Нанопровідники, які перетворюють тепло в електрику, вирощуються шляхом особливої кристалізації телуриду олова всередині дуже тонких вуглецевих нанотрубок. Ці нанотрубки виступають в ролі шаблонів, не даючи кристалу матеріалу збільшуватися в товщину під час вирощування.

Опубліковано  LEU   13 Червня, 2018

Французький стартап Nawa Technologies розробив технологію нового типу електричних батарей, які назвали ультраконденсаторами. Принцип дії заснований на поділі атомів на протони і електрони в просторі з вуглецевих нанотрубок, складених з графену і карбону. Проте детальна конструкція і характеристики акумулятора засекречені – комерційна таємниця.

В описі до ультраконденсатора зазначено, що поділ частинок відбувається не за рахунок хімічної реакції, тому деформація і зношення конструктивних елементів зведені до мінімуму. А швидкість зарядки-розрядки зросла в тисячі разів у порівнянні з літій-іонною батареєю, зарядити батарею можна в буквальному сенсі за лічені секунди і вона витримає мільйони таких циклів. На жаль, через це щільність її потужності вчетверо нижча літієвих аналогів і вся система не відрізняється стабільністю – за добу може «губитися» 10-20 % накопиченого заряду.