Font Size

SCREEN

Layout

Menu Style

INFOFIZ

Поиск по сайту

Елена Дудко

   МИА  "Россия сегодня" (РИА Новости). Руководители миссии New Horizons рассказали о том, что ожидает зонд в будущем, как долго он проработает и какие открытия на поверхности Плутона больше всего поменяли работу проекта и удивили ученых, а также показали первую цветную карту карликовой планеты.

   "Благодаря New Horizons, у нас сегодня есть целая астрономическая обсерватория, расположенная внутри пояса Койпера, самой малоизученной части Солнечной системы и населенной объектами, которые невозможно увидеть с Земли из-за их тусклости и малых размеров", — заявил Алан Стерн, руководитель миссии New Horizons.

Конфета космического ребенка

   Зонд New Horizons является ветераном по меркам земной космической программы — он был запущен в космос больше 11 лет назад, 19 января 2006 года. После запуска с мыса Канаверал он стал самым быстрым космическим аппаратом, когда-либо стартовавшим с Земли, двигаясь со скоростью в 58,5 тысячи километров в час.

   Тем не менее, абсолютный рекорд скорости, как признает Стерн, он так и не поставил – зонды "Вояджер", покидающие пределы Солнечной системы, движутся сейчас быстрее благодаря более удачным гравитационным маневрам на орбите Юпитера и других планет-гигантов.

   В июле 2015 года он прибыл в систему Плутона, пролетев всего в 13 тысячах километров от карликовой планеты и получив массу детальнейших фотографий его поверхности и его спутников. Эти снимки и данные навсегда перевернули наши представления о Плутоне – он оказался чрезвычайно сложным и "живым" миром, чья поверхность постоянно обновляется и меняется, и он не является не безжизненной ледышкой на краю Солнечной системы, как считали ученые ранее.

   "Наше знаменитое фото синего неба Плутона является демонстрацией того, как легко делать новые открытия  и полностью менять представления о космосе, если просто отправить камеру или обсерваторию к интересующему вас объекту. Мы десятилетиями пытались раскрыть тайны атмосферы Плутона, а New Horizons выбил из него ответ на этот вопрос за секунду, словно отняв конфетку у маленького ребенка", — продолжает астроном.

   По его словам, его больше всего удивили два главных открытия зонда, касающихся недр Плутона и того, как родилась эта карликовая планета.

   "Мы не думали, что планета размером с Северную Америку может быть настолько же сложной, как Марс или Земля. Еще больше нас удивило то, что недра Плутона были и сегодня являются  "живыми" с геологической точки зрения – на нем появляются новые формы рельефа, на его поверхности текут ледники и возникают прочие формы активности. Мы не думали, что такое может происходить на небольшой планете, которая уже должна была остыть за это время. Оба этих открытия полностью перевернули наши представления о планетологии и разожгли наш интерес", — поясняет ученый.

   Как вспоминает Стерн, Плутон манит не только планетологов, геологов или астрономов, но и простую публику — в тот день, когда New Horizons пролетал мимо Плутона, на сайте НАСА было более двух миллиардов просмотров, а фотографии и новости о зонде вышли в топ всех социальных сетей и агрегаторов новостей.

   Открытие многих этих неожиданных структур, таких как ледниковые "реки", текущие по равнинам Спутника, привело к расширению научной команды New Horizons, так как Стерну и его коллегам пришлось просить помощи у ученых, занимающихся изучением ледников и вулканов на Земле, Марсе и других планетах.

Миссия века и "простая формальность"

   На этой неделе зонду исполнилось 11 лет, и НАСА отметило эту почти "круглую дату", опубликовав первый цветной ролик сближения New Horizons с Плутоном, составленный из ста отдельных черно-белых фотографий его поверхности, и создав первую полную карту поверхности карликовой планеты.

   На этой карте, как рассказывает Стерн, можно увидеть не только крупные черты рельефа, подобные равнинам Спутника, знаменитому "сердцу" Плутона, но и так же все остальные объекты, в том числе и криовулкан у южной оконечности "сердца", открытые учеными за последние полтора года. Данный атлас, по словам ученого, составлен из самых высококачественных фотографий Плутона, и создание новой, более детальной карты потребует отправки новой миссии к карликовой планете.

Цветная карта Плутона, подготовленная в НАСА, © NASA/JHUAPL/SwRI

Цветная карта Плутона, подготовленная в НАСА, Фото © NASA/JHUAPL/SwRI

   "Если бы у нас была возможность, то мы бы отправили на Плутон ровер, подобный марсоходам НАСА. Создание такой миссии стало бы делом всей жизни для меня – если бы у нас был шанс не только сблизиться с Плутоном, но и выйти на его орбиту и посадить "плутоноход" на его поверхность. Если бы у нас была возможность двигаться по поверхности Плутона и изучать его в разных точках,  то тогда такой проект был бы действительно достойным называться "миссией 21 века". И я знаю, что остальные ученые тоже так считают", — продолжает Стерн.

   Все имена равнин, гор, впадин и прочих структур на этой карте, как всегда подчеркивают в НАСА, являются предварительными. Право на их определение действительно принадлежит Стерну, его команде и НАСА, но для того, чтобы они стали официальными, необходима "простая формальность" – разрешение со стороны

   Эта организация известна крайней неторопливостью – только в этом году МАС присвоил имена двум сотням звезд, которые были известны человечеству с незапамятных времен. Поэтому можно ожидать, что процесс официального присвоения имен "сердцу" Плутона и другим чертам рельефа может  затянуться на очень долгое время.

"Пока мы не можем даже передать имена в МАС, так как нужно сначала завершить первый шаг этого многоступенчатого процесса – получить одобрение на тематику, которой должны соответствовать имена объектов на Плутоне. Мы отправили наши предложения в Союз, и теперь он должен сделать следующий шаг, и только тогда мы сможем отправить те имена, которые есть на карте", — поясняет руководитель миссии.

За гранью карты

   На изучении Плутона жизнь зонда не останавливается – по оценкам Глена Фонтейна (Glen Fountain), со-руководителя миссии New Horizons, радиоизотопные источники питания аппарата, работающие на российском ядерном топливе, проработают еще как минимум 20 лет, до середины 2030 годов. Сейчас зонд движется в сторону койперовского объекта 2014 MU69 – крупного астероида диаметром в примерно 60 километров.

   Этот непримечательный и небольшой объект, как объяснила Келси Сингер (Kelsi Singer), один из геологов в научной команде New Horizons, интересен ученым по той причине, что он представляет собой "комок" первичной материи, из которой сформировался Плутон, все планеты-гиганты и прочие объекты Солнечной системы. Таким образом, его изучение при помощи инструментов New Horizons прольет свет на то, как родилась Земля, откуда взялись "кирпичики жизни" и почему все планеты Солнечной системы выглядят так, какими мы их видим сегодня.

   По ее словам, мы сегодня почти ничего не знаем о 2014 MU69, в том числе и орбиту этого астероида. Поэтому ученые сегодня постоянно следят за движением этого объекта вокруг Солнца, уточняя и корректируя его траекторию движения. Как считают в НАСА, New Horizons может потребоваться до десяти орбитальных маневров для того, чтобы выйти на корректный курс сближения с 2014 MU69. Первый из них, по словам руководителей миссии, будет проведен уже 1 февраля этого года.

   Сейчас New Horizons прошел примерно 40% пути до 2014 MU69, и он достигнет "экватора" этого путешествия в апреле 2017 года. Когда зонд долетит до астероида в январе 2019 года, он пролетит около шести миллиардов километров с момента старта, попадая в абсолютно неизученный и неизвестный нам космос за пределами орбиты Плутона.

Алан Стерн в момент открытия ледяных "рек" на Плутоне, © NASA/SWRI/JHUAPL

Алан Стерн в момент открытия ледяных "рек" на Плутоне. Фото © NASA/SWRI/JHUAPL

   Из-за столь огромных расстояний сигнал с Земли будет достигать New Horizons с огромной задержкой — около 6 часов, и возвращаться назад столь же большое время. Из-за этого и крайне низкой скорости передачи данных — около 500 бит в секунду, ученые разработают программу наблюдений и отправят соответствующие команды на зонд задолго до того, как он сблизится с 2014 MU69.

   Как отмечает Сингер, программа работы New Horizons будет аналогичной тому, как зонд изучал Плутон — он включит инструменты за день до сближения, получит множество цветных, черно-белых и трехмерных фотографий 2014 MU69, и сделает то же самое при удалении от планеты. Самые удачные фотографии, по словам ученых, позволят рассмотреть объекты размером с небоскреб. Как надеются в НАСА, зонд пролетит на расстоянии в всего три тысячи километров от поверхности 2014 MU69.

   Кроме того, на пути к данному астероиду New Horizons получит фотографии около двух десятков других объектов, которые помогут ученым понять, как сформировался 2014 MU69 и к какому семейству астероидов они принадлежат. Эти снимки, по словам Стерна, дополнительно помогут команде New Horizons понять, есть ли какие-то препятствия на пути зонда и избежать их при необходимости.

   В целом, ученые не ожидают, что New Horizons встретит какие-то серьезные проблемы за границами карты "изученного космоса" и надеются, что фотографии и данные по устройству 2014 MU69 помогут нам приоткрыть тайну рождения Солнечной системы и то, как могут формироваться двойники Земли за ее пределами.

Источник: МИА  "Россия сегодня" (РИА Новости)

  Чердак. Одна из формулировок второго закона термодинамики, закон неубывания энтропии в замкнутых системах, может нарушаться. Энтропия, как выяснила международная группа ученых, может убывать в энергетически изолированных квантовых системах.

   В 1870-х годах принцип роста энтропии (неупорядоченности) был сформулирован Людвигом Больцманом в его так называемой H-теореме (произносится «аш-теорема»). Она гласит, что величина энтропии в замкнутой системе либо растет, либо остается постоянной. После появления квантовой механики ученые предположили, что «корни» H-теоремы связаны с квантовыми явлениями.

   Группа под руководством Гордея Лесовика, ведущего научного сотрудника Лаборатории квантовой теории информации МФТИ и Института теоретической физики имени Л.Д. Ландау РАН сформулировала H-теорему на языке квантовой физики. В результате ученые обнаружили условия, при которых второй закон термодинамики может локально нарушаться.

   «Мы нашли квантового демона Максвелла, который может уменьшить энтропию в системе, причем даже не измеряя ее состояние», — говорит Лесовик.

 Квантовый демон Максвелла

   Квантовый демон Максвелла. Изображение: Джанни Блаттер (Gianni Blatter), профессор Института теоретической физики в Цюрихе, соавтор исследований

   Демон Максвелла — мифическое существо, придуманное британским физиком Джеймсом Клерком Максвеллом во второй половине XIX века для того, чтобы объяснить парадокс второго начала термодинамики. Демон должен был повысить упорядоченность системы, которая в соответствии с законами физики сама по себе (в изолированной системе) возрастать не может.

   Второй закон термодинамики может локально нарушаться в квантовых системах относительно небольшого, но макроскопического размера — сантиметры и даже метры. Существенное различие состоит в том, что если в классической физике уменьшение энтропии связано с передачей энергии, а именно с охлаждением, то в квантовом мире снижение энтропии может происходить без передачи энергии — за счет явления квантовой запутанности, при котором квантовые объекты, например кубиты (искусственные атомы, элементы хранения информации в квантовом компьютере), оказываются связаны друг с другом, и при изменении состояния одного кубита меняются состояния другого, запутанного с ним. То есть происходит обмен не энергией, а квантовым состоянием.

   Это значит, что если взять энергетически изолированную систему, например один кубит, и еще один вспомогательный кубит, специальным образом настроенные на взаимодействие друг с другом, так что итогового обмена энергией не будет, то можно уменьшать энтропию «рабочего» кубита, «перенося» энтропию на «вспомогательный», находящийся в стороне от основного процесса, работы, которую совершает система.

   По словам ученого, результаты исследования можно использовать для создания квантового холодильника и охлаждения как обычных компьютеров, так и квантовых.

   По словам Лесовика, ученые в ближайшее время планируют провести экспериментальную проверку этого эффекта.

   Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

Источник Чердак.

  ТАСС. 25 января астрофизик Антонио Парис из Сент-Питерсбергского колледжа во Флориде намерен проследить за кометой 266P/Christensen. В этот день она должна пройти рядом с группой звезд Хи созвездия Стрельца. Зачем ему это нужно?

   Дело в том, что 40 лет назад на этом же участке звездного неба радиотелескопом "Большое ухо" был зафиксирован мощный сигнал, настолько отличающийся от привычных космических шумов, что поймавший его астроном Джерри Эйман даже сделал на распечатке пометку "Wow!". Тогда в Университете штата Огайо надеялись, что "wow-сигнал" окажется сообщением от инопланетной цивилизации, однако повторно зарегистрировать его так и не удалось.

   Сейчас у исследователей появилась новая гипотеза относительно происхождения "послания": они считают, что его источником могли быть кометы (обнаруженные лишь в начале XXI века), одну из которых и будет "прослушивать" Антонио Парис. Пока астрофизик занимается исследованием, призванным подтвердить или опровергнуть его теорию, мы вспоминаем о том, получало ли человечество другие неоднозначные сигналы из космоса, существуют ли специальные программы по их отслеживанию — и приносит ли подобная деятельность какие-либо результаты.

Случалось ли такое раньше?

   Да. Сама идея общения с инопланетными цивилизациями при помощи сигналов возникла одновременно с радио, и именно с момента его изобретения на Земле начали активно "вслушиваться" в космос.

   Правда, усилия исследователей конца XIX – начала XX века в основном были направлены на наших ближайших соседей по Солнечной системе: Венеру и Марс. О том, что им удалось поймать инопланетные сообщения, в разное время заявляли и Никола Тесла, и Гульельмо Маркони. А в августе 1924 года в США даже был объявлен Национальный день радиотишины: Марс подошел на рекордно близкое расстояние к Земле, и американское правительство боялось пропустить возможный "приветственный сигнал". Но, как мы знаем, его так и не последовало.

   Сейчас, основываясь на данных многочисленных космических исследований, можно с уверенностью сказать, что в пределах Солнечной системы разговаривать нам не с кем. А вот за ее пределами — возможно.

Только ли радио?

   Раньше большая часть исследований по поиску инопланетных сигналов проводилась в радиодиапазоне 1200–3000 МГц. Ученые исходили из того, что любая технологически развитая цивилизация (как минимум достигнувшая уровня земной) будет в состоянии как отправить, так и принять подобный сигнал.

   Сейчас исследователи не исключают, что общение может происходить не только в других диапазонах, но и в других форматах (например, в виде лазерных сигналов). Разрабатываются и новые методы поиска. Несколько лет назад астрономы из Гарвардского и Пристонского университетов предложили анализировать уровень освещенности ночной стороны экзопланет, чтобы зафиксировать возможный свет инопланетных городов. Но пока это не больше, чем инициатива. Ученые признают, что сейчас Земля не располагает достаточно чувствительной аппаратурой для проведения подобных исследований. Надежды возлагаются на американский телескоп нового поколения James Webb, который может прийти на смену Hubble в 2018 году.

Кто занимается изучением?

  В 1959 году, вскоре после запуска первого искусственного спутника Земли и связанного с ним начала космической эры, в исследовательской сфере возникло такое понятие, как SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) — обобщенное название группы проектов по поиску внеземных цивилизаций. Крайне популярное в момент своего создания, сейчас направление переживает кризис, связанный с отсутствием быстрых результатов и, как следствие, стабильного финансирования.

   В настоящее время есть несколько проектов, развивающихся благодаря частным инвестициям. К примеру, некоммерческий институт SETI в Маунтин-Вью в Калифорнии, уже на протяжении многих лет работающий над программой "Феникс". Ее цель — "прослушать" тысячи ближайших звезд солнечного класса. Исследователи предполагают, что если полностью использовать потенциал системы телескопов Аллена (совместный проект института с лабораторией Калифорнийского университета в Беркли), то первые результаты по поиску инопланетных цивилизаций можно получить уже к 2025 году.

   К категории частных проектов относится и программа Breakthrough Listen, финансируемая российским бизнесменом Юрием Мильнером. Часть выделенных средств уходит на аренду рабочих часов телескопов "Грин-Бэнк" в США и обсерватории Паркса в Австралии. Полученные данные отдаются на обработку пользователям, участвующим в программе SETI@home, запущенной Калифорнийским университетом в Беркли еще в 1999 году. От участников не требуется никакого "научного вмешательства", лишь вычислительная мощность их компьютеров, позволяющая ускорить процесс обработки космических данных.

Есть ли успехи?

   Пока что ни одно из исследований не принесло положительных результатов, хотя за десятки лет работы были проверены тысячи звезд. Правда, оптимистично настроенные представители научного сообщества напоминают, что число исследованных звезд составляет менее 0,1% от числа тех, что только предстоит проверить.

   Иногда интересные данные удается получить в рамках радиоастрономических исследований, напрямую не связанных с SETI. К примеру, один из последних "перспективных" сигналов был пойман в 2012 году при помощи телескопа "Кеплер", занимающегося поиском и изучением экзопланет. Но однозначно утверждать, что зафиксированное "сообщение" носит осознанный характер и не является космическим шумом, нельзя.

Отправляем ли мы сигналы сами?

  Да, попытки послать сигналы в космос носят обобщающее название METI (Messaging to Extraterrestrial Intelligence). Первые работы в этом направлении были проведены еще в Советском Союзе, в рамках "Проекта "Ау!". В 1962 году из Центра дальней космической связи СССР в Евпатории в космос было передано радиотелеграфное сообщение: "Мир", "Ленин", "СССР".

  Далее в течение нескольких лет были проведены и другие радиоэксперименты, к примеру, передача информации ближайшим звездам в рамках международного проекта Cosmic Call, а также знаменитое зашифрованное послание, отправленное с гигантского радиотелескопа в Аресибо в Пуэрто-Рико в 1974 году (при активном участии NASA). Правда, если учесть, что Землю и шаровое звездное скопление М13 (в направлении которого и было направлено послание), разделяет 25 100 световых лет, то ждать скорого ответа не приходится. По самым оптимистичным прогнозам, он может дойти до нас не ранее чем через 52 166 лет.

   Из всех отправленных земных сигналов самая ближайшая дата прибытия у "Послания с Земли", переданного планете Gliese 581 в октябре 2008 года. По предположениям астрономов, оно дойдет до "адресата" уже в 2029 году.

Безопасно ли это?

   Мнения расходятся. Один из теоретиков SETI, радиоастроном Себастьян Рудольф Карл фон Хорнер (скончался в 2003 году в возрасте 83 лет), считал, что установление контакта с инопланетным разумом было бы мощнейшим научным и цивилизационным прорывом, сопоставимым с изобретением речи. Нынешнее молчание Вселенной он объяснял несовершенством земных технологий и нежеланием вкладывать достаточно средств в подобные исследования.

   Другие ученые, как Стивен Хокинг, настроены не столь оптимистично и считают, что подобные исследования могут спровоцировать инопланетное вторжение. Сторонники METI, в свою очередь, подчеркивают, что с начала эпохи радио и телевидения Земля успела отправить в космос множество "незапланированных" сигналов,  которые уже разошлись на расстояния до 100 световых лет, а значит, если бы космические недоброжелатели хотели обратить на нас внимание, они бы уже это сделали.

Источник:ТАСС

 

Пятница, 03 Февраль 2017 16:09

Почему молодежь всегда аморальна

   МИА "Россия сегодня" (РИА Новости). Российские ученые из Института психологии РАН изучили, как  пол, возраст и культура человека влияют на его моральные принципы и суждения, и выяснили, почему пожилые люди всегда считают молодежь аморальной, говорится в статье, опубликованной в журнале Frontiers in Psychology.

   "Для нас было важно посмотреть, насколько сильно различаются моральные оценки у разных групп людей, и с чем это может быть связано. Мы показали, что некоторые моральные принципы действительно довольно сходно применяются людьми из разных социокультурных групп", — рассказывает Карина Арутюнова из Института психологии РАН в Москве, чьи слова приводит пресс-служба Российского научного фонда.

   Как рассказывает Арутюнова, ее группа изучала то, как люди оценивают действия с точки зрения морали. С самого раннего детства человек усваивает социальные нормы и правила, принятые в его культуре, которые разделяют действия и поступки на допустимые и недопустимые, "хорошие" и "плохие".

   Некоторые философы и ученые считают, что помимо подобной "приобретенной", релятивистской формы морали, существуют некоторые абсолютные моральные принципы, которые являются частью биологической природы человека и которые применяются людьми из разных культур и социальных групп в довольно сходной форме. 

Преступление и наказание

   Российские психологи и их американский коллега Марк Хойзер попытались выяснить, так ли это на самом деле. Для этого они объединили усилия с Гарвардским университетом и провели ряд опросов среди жителей России, США, Канады и Великобритании.

   Все участники эксперимента должны были прочитать несколько рассказов, в которых описывались моральные дилеммы. Все эти проблемы строились по общему принципу – в различных гипотетических ситуациях ученые предлагали участникам опытов сделать выбор – пожертвовать жизнью одного человека или совершить неприглядный поступок, но спасти жизни десятков других людей, или же спасти его, и обрести других жертв на смерть или мучения.

   Сравнение результатов показало, что между жителями всех этих стран есть некие общие черты, не зависящие от воспитания, образования, возраста, пола и других характеристик. К примеру, все мужчины и женщины считают, что причинение вреда действием менее допустимо, чем бездействие, ведущее к смерти других людей или тяжелым последствиям для их здоровья. 

   Другой пример: ситуации, в которых человек спасает жизни и при этом нечаянно наносит вред кому-то еще, оказались более приемлемыми с моральной точки зрения для россиян, британцев, американцев и канадцев, чем те случаи, в которых вред наносился умышленно, в качестве средства спасения других людей. Все люди одинаково плохо относились к "прямому" нанесению вреда, и более позитивно — к непрямому причинению ущерба здоровью или имуществу.

Эх, молодежь…

   Тем не менее, оказалось, что существуют и различия между разными группами людей. К примеру, мужчины из всех четырех стран предпочитали спасать жизни пяти людей ценой жертвы одного человека, тогда как женщины не были готовы на подобные аморальные поступки. Что интересно, мужчины из России были в этом отношении менее утилитарны, чем британцы, канадцы и американцы, и чаще соглашались с женщинами и спасали жизнь одного "утопающего", чем группу из пяти других людей.

   И наконец, российские психологи, вероятно, нашли причину того, почему молодое поколение всегда выглядит аморальным в глазах пожилых людей – оказалось, что люди в возрасте чаще принимали "моральное" решение, спасая жизнь одного человека, а юноши и девушки чаще принимали решение пожертвовать им ради спасения большего числа жизней. Подобные различия, как отмечают ученые, были очень ярко выражены среди россиян, а среди жителей западных стран они были менее заметны, особенно при сравнении подростков и людей в возрасте.  

   Почему это так происходит, ученые пока не знают, но они предполагают, что эти различия в "моральности" между поколениями могут быть связаны с культурными сдвигами, произошедшими в последние годы, и возрастными изменениями в том, как человек воспринимает и вырабатывает эмоции.

   Наличие как общих, так и различающихся моральных принципов у россиян и жителей западных стран, по мнению Арутюновой и ее коллег, говорит о том, что некая форма абсолютной морали может существовать, однако ее наполнение может заметно меняться от одной группы людей к другой.

   Источник: МИА "Россия сегодня" (РИА Новости).

  МИА "Россия сегодня" (РИА Новости). Международная группа ученых в составе российских и американских специалистов представила первый в мире одномерный полупроводниковый материал на основе соединения Ta2Pd3Se8 (тантал-палладий-селен) и Ta2Pt3Se8 (тантал-платина-селен). Он был получен с помощью метода микромеханического расщепления из кристалла Ta-Pd(Pt)-Se, впервые синтезированного более 30 лет назад. 

   Теоретическую часть исследования провели специалисты из НИТУ "МИСиС" под руководством доктора физико-математических наук Павла Сорокина. Экспериментальная часть работы проделана американскими коллегами в Тулейнском университете (штат Луизиана, США) под руководством профессора Джана Вея (Jiang Wei).  

   О том, какое влияние окажет использование "умного материала" на жизнь людей, в интервью корреспонденту РИА "Новости" рассказал руководитель инфраструктуры "Теоретическое материаловедение наноструктур" лаборатории "Неорганические наноматериалы" НИТУ "МИСиС", доктор физико-математических наук Павел Сорокин.  

   – Павел Борисович, осуществленное под Вашим руководством исследование (в его теоретической части) связывают с очередным технологическим рывком. В чем его суть? Чем полупроводники будущего будут отличаться от тех, что действуют сегодня? 

   – Действительно, нам, двум научным командам, работающим по разные стороны океана, удалось совместно сделать шаг навстречу более компактной, быстрой электронике. Использование нового материала потенциально позволит уменьшить электронные схемы до наноразмеров, и при этом увеличить скорость работы приборов, которые из них состоят. 

   Снизится потребляемая мощность установок, изменится их конструкция, дизайн. Но прежде всего шире станет спектр их функций. 

   Дело в том, что скорость действия и другие параметры устройства находятся в прямой зависимости от качества материала, по которому идет ток. Компактность нанопроводов, которые нам удалось "отщепить" от нового  соединения, позволяет надеяться, что их можно будет использовать в новых электронных наноустройствах, чьё создание связывают с будущим всей технологии. 

   В случае перехода на наноуровень вся инфраструктура, ежедневно окружающая человека на улице, в супермаркете, поликлинике, может довольно сильно "поумнеть" и "похудеть". Увеличится скорость и эффективность работы световых реле, фотодиодов, датчиков в автоматах, других цифровых устройств.  

   – Какие направления электроники претерпят качественные изменения в связи с появлением нового наноразмерного "стройматериала"?  

   – Основная область его применения – опто- и микроэлектроника. Уменьшение размеров материалов часто позволяет добиться экстраординарных электронных, оптических, механических, химических и биологических свойств за счет размерных и поверхностных эффектов. 

   Практическая значимость работы велика, ведь одномерная  наноструктура, полученная в нашей работе, имеет малый диаметр, и при этом объект такого размера получен контролируемым путем. Использованный подход принципиально отличается от применяемого ранее разрезания графена или дихалькогенидов переходных металлов на отдельные ленты. В этом значительное преимущество открытых нами материалов. 

   Кристалл состоит из связанных наноструктур, нанолент, при этом все наноленты имеют строго определенную ширину. Нет никакого разброса в параметрах. И, таким образом, при отработке технологии расщепления кристалла мы всегда будем получать ленты одной и той же ширины. Полная воспроизводимость результата становится достижимой.  

   – Невозможно пройти мимо вопроса – что толкает ученого к совершению открытия? Осеняет ли оно его свыше или приходит в результате долгих размышлений и исследований путем проб и ошибок?  

   – Все началось в 2010 году в США, я был постдоком, вел научное исследование в постдокторантуре Университета Райса (штат Техас) в группе выдающегося специалиста, профессора Бориса Якобсона, давно переехавшего из России в США. Он всегда учил нас смотреть на вещи под другим углом, находить новое в том, что кажется хорошо изученным. 

   Считаю, что под его руководством я прошёл отличную школу, которая дополнила знания, полученные мною в России от блестящего учёного Леонида Чернозатонского. В Университете Райса познакомился с молодым, но уже безумно талантливым и активным постдоком Джаном Вэем. Три года спустя в Москве получил от него письмо с идеей о сотрудничестве. Началось оно с совместной статьи в журнале Nature  Physics.   

   Вскоре от имени группы ученых своего университета Джан предложил нам исследовать свойства одного "подозрительного" кристалла. Мы провели математическое моделирование его структуры и выяснили, что он может оказаться чрезвычайно перспективным для получения квазиодномерных полупроводников.   

   Это сложное соединение "тантал-паладий (платина)-селен" (Ta-Pd(Pt)-Se). Оно известно с 1980-х годов, но подробно не исследовалось. Кристалл состоит из слабо связанных лент, имеющих сходную структуру с лентами дихалькогенидов переходных металлов. 

   Двухмерное соединение дихалькогенида переходных металлов давно и заслуженно вызывает особый интерес ученых. Причина в том, что дихалькогениды переходных металлов (например, дисульфид молибдена или дисульфид вольфрама) демонстрируют полупроводниковые свойства, что позволяет их рассматривать как материалы, способные стать основой полупроводниковой электроники в посткремниевой эре. 

   Структурно это соединение представляет собой "бутерброд" из трех атомных слоев: халькоген (например, селен или сера), затем слой атомов переходных металлов (например, вольфрама или молибдена) и вновь халькоген.  

   Итак, у нас есть дихалькогенид переходных металлов, двухмерный слой, который демонстрирует полупроводниковые свойства. Но нам этого мало, мы стремимся сделать его одномерным. Цель – уменьшить не только толщину, но и ширину, создав на его основе минимальный полупроводниковый элемент. 

   Вот тут начались проблемы. Качественно разрезать слой на тонкие нанопровода, то есть сделать одномерную структуру из трехатомного вещества, не получилось. "Бутерброд" "крошился", параметры нарезаемых "ленточек" нас не устраивали.    

   – Примерно с 2004 года интерес научного сообщества сконцентрирован на графене как основном кандидате на полупроводник XXI века. Как Вам пришла идея обратить внимание на другие материалы? 

   – Мы просто поняли, что по своей формуле "упрямое" вещество очень похоже на ту самую структуру дихалькогенидов переходных металлов. Это и есть та нанолента, которую мы ищем. Теперь нужно исходный кристалл разбить на составляющие. 

   Собственно, мой коллега Джан Вэй это и сделал. Если говорить совсем просто, приклеил клейкую ленту на кристалл, оторвал и в результате получил наноструктуру. Этот метод был в своё время использован для получения графена. Несмотря на свою простоту, он крайне эффективен и позволяет получать наноструктуры высокого качества.  

   Таким образом Джан изготовил первые провода, которые имели толщину порядка нанометра. И фактически дошел до уровня той самой одной ленты. После чего наши заокеанские коллеги сделали из полученного материала первый транзистор. В то время как в Москве изучили электронные и структурные свойства отдельных лент и нанопроводов (нескольких лент, соединённых между собой). 

   Наша работа еще далеко не закончена. Пока в эксперименте получено несколько нанолент, соединенных между собой. Как бы то ни было, надеемся, что этим исследованием мы проложим путь к открытию новых наноструктур, ведь "тантал-паладий-селен" лишь один из большого семейства таких перспективных материалов. 

   Источник: РИА Новости

   Исследователи из Массачусетского технологического института полагают, что наконец зарегистрировали процесс квантового плавления, подтвердив теорию, которая была создана более восьмидесяти лет назад.

   Идея электронного кристалла была впервые предложена в 1934 году венгерско-американским физиком Юджином Вигнером. Электроны, будучи заряжены отрицательно, отталкиваются друг от друга. Вигнер предположил, что для переохлажденных электронов при низкой плотности их взаимные силы отталкивания должны действовать как своего рода строительные леса, держа электроны вместе, но на определенном расстоянии друг от друга — так образуется электронный кристалл. Такое расположение и структура должны превратить металл в изолятор, а не электрический проводник.

   Интересно, что авторы работы из Массачусетского института не ставили целью наблюдать плавление квантового кристалла — они просто хотели провести исследования двумерного электронного газа.

   В их методе исследования использовались сотни тысяч коротких электрических импульсов для исследования двумерного слоя электронов в полупроводниковом материале, охлажденном до 25 мК. Ученые обнаружили резкий «всплеск» в данных энергии колебания электронов. По мере увеличения плотности электронов пик вырос, а затем исчез полностью. Это произошло ровно при той плотности электронов, при которой, по прогнозам исследователей, электронный кристалл должен был расплавиться.

   Электроны, которые сформировали кристаллическую структуру через их квантовые взаимодействия, просто «расплавились» в более разупорядоченную «жидкость» при повышении их плотности. Теоретически посредством изменения структуры кристалла Вигнера можно управлять электронными устройствами.

   Статья опубликована в журнале Nature Physics.

   Источник: Чердак

   Японские астрофизики из Университета Кэйо нашли странный объект, который перемещается внутри облака межзвездного газа со скоростью 120 километров в секунду. Ученые назвали его Пулей и полагают, что он мог образоваться в результате деятельности скрытой черной дыры. Пресс-релиз исследования опубликован на сайте Нобеямской радиообсерватории.

   Специалисты с помощью телескопов в Чили и Японии изучали молекулярное облако, образованное остатками сверхновой W44 и удаленное от Земли на 10 тысяч световых лет. Они обнаружили, что небольшая часть звездного вещества резко разгоняется и ее общая кинетическая энергия в несколько десятков раз больше той, что могла бы быть получена при взрыве звезды.

   Астрономы полагают, что Пуля могла возникнуть по двум причинам. Например, газ скапливается вблизи черной дыры в плотную массу, что приводит к взрыву и выбросу вещества. По второму сценарию, часть облака разгоняется самой черной дырой.

   По мнению ученых, поиск подобных перемещений вещества в молекулярных облаках позволит выявить черные дыры, которые не обнаруживаются другими способами.

   Источник: LENTA.RU

   МИА  "Россия сегодня" (РИА Новости). Ученые Института ядерной физики (ИЯФ) добились устойчивого нагрева плазмы до температуры в десять миллионов градусов по Цельсию, сообщил журналистам замдиректора института по научной работе Александр Иванов.

   "Мы подтвердили результаты последних лет по нагреву плазмы до температуры масштабов десяти миллионов градусов, это очень важный момент для перспектив нашей работы. Сейчас очень серьезно мы начали рассматривать варианты создания термоядерной системы на основе открытой ловушки", — сказал он.

   Иванов отметил, что специалисты института работают над проектом термоядерного реактора на основе открытой ловушки, который может быть создан в ближайшие 20 лет и должен стать альтернативой международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР). Ученые предполагают, что в последующих экспериментах температура плазмы существенно вырастет, при этом минимальный показатель, требуемый для создания термоядерного реактора, уже превышен.

   "Сейчас произошли очень сильные изменения в отношении к таким системам. У нас в институте мы рассматриваем возможности для создания следующих поколения ловушек, параметры которых будут существенно увеличены. И будем серьезно думать над реактором", — сказал Иванов.

   Также ученые разработали перспективный метод генерации плазмы при помощи мощного микроволнового излучения в крупномасштабной магнитной ловушке открытого типа (ГДЛ), что позволило успешно провести эксперименты по улучшению удержания плазмы с "термоядерными" параметрами.

   "Сейчас мы можем получать плазму в более чистых, более контролируемых условиях", — отметил Иванов.

   Ранее ИЯФ сообщал о планах разработки альтернативного реактора, который будет более привлекателен в коммерческом отношении по сравнению с ИТЭР. Окончательно оформить технико-экономические основания для проекта с условным названием ГДМЛ (газодинамическая ловушка) институт планирует в рамках программы Института с финансированием Российского научного фонда, которая рассчитана до 2018 года.

   Источник: МИА  "Россия сегодня" (РИА Новости)

   Физики из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (США) обнаружили новый механизм, который объясняет рождение капель в облаках и может влиять на построение современных климатических моделей Земли. Ученые также прояснили роль органических аэрозолей в этом процессе. Исследование авторов опубликовано в журнале Science.

   Водяные капли образуются при конденсации пара на аэрозольных частицах в условиях низкого давления (на больших высотах). Конденсаты формируют капли или кристаллы льда, совокупности которых впоследствии образуют облака. Аэрозоли выступают центрами конденсации пара, а динамика процесса определяется силами поверхностного натяжения.

   Физики провели эксперимент, по итогам которого создали модель, описывающую рождение капель в облаках атмосферы. Опыты ученых включали в себя условия, которые имеют место в воздушной оболочке Земли при формировании капель и облаков (аэрозольные частицы, холодный воздух и солнечный свет).

Образование капель

   Образование капель (Изображение: James Davies / Berkeley Lab)

   Физики определили область параметров, при которых начинается формирование капли, в частности, критическое значение количества водяного пара, необходимого для конденсации воды. Главный вывод ученых заключается в выяснении роли органических и неорганических аэрозолей в процессе формирования капель (в опыте — дикарбоновых кислот и сульфата аммония соответственно).

   Ученые показали, что формирование крупных капель (отмечены красным цветом на рисунке) происходит, когда органические аэрозоли присутствуют на поверхности капли, а не растворяются внутри нее. В ходе экспериментов ученые наблюдали рождение капель, которые оказались на 50-60 процентов крупнее предсказываемых стандартными моделями.

   Размер капель влияет на их яркость: большое число мелких капель сильнее отражает солнечный свет (и, следовательно, не дает Земле нагреться), чем такое же количество более крупных капель. В качестве органических аэрозолей выступают многие антропогенные соединения, в частности, продукты сжигания нефти. Исследование ученых необходимо для лучшего прогнозирования изменения климата на планете.

   Источник: LENTA.RU

Четверг, 19 Январь 2017 12:30

Мир физики

      А вы когда-нибудь задумывались серьезно «А что такое физика»? Стандартная фраза из школьного учебника «Физика – наука о природе». И... что же это означает…?

     Мои  студенты часто говорят: «Фу-у-у, физика… Это так скучно!», «Зачем мне вообще нужна эта физика?» Надеюсь, после путешествия в МОЕМ МИРЕ ФИЗИКИ такие мысли больше не появятся :-)

     Этот сайт посвящен физике, которая нас окружает. Или окружающему нас миру, в котором на каждом шагу можно найти ФИЗИКУ.  Здесь Вы узнаете, что ФИЗИКА – это не только научные книги и непонятные формулы, не только огромные лаборатории и сложные приборы (хотя куда без этого?). ФИЗИКА – это еще и фокусы, и загадочные явления природы, и смешные истории, и забавные игрушки, и внезапно возникшие чувства...

     Ни одна сфера человеческой деятельности не обходится без знания законов физики.  Я уж не говорю про всем очевидное: технику, электронику, гаджеты и т.п.  А приготовить еду? А спрятаться от дождя? А вырастить хороший урожай? А услышать любимую музыку? А переплыть море? А перелететь океан? А погрузиться в глубины космоса? А зарождение новой маленькой жизни? Разве все это возможно без физики?

     ФИЗИКА – это и предсказание будущего! Ведь все процессы в природе подчиняются строгим и однозначным физическим законам. И поэтому всё происходящее предсказуемо!

     И как бы ни были сложны человеческие взаимоотношения, они тоже сводятся к этим законам.

   Вот почему мир, окружающий меня – это МОЙ МИР ФИЗИКИ. И все, что интересно мне в этом окружающем мире, надеюсь будет полезно и Вам.

   “Закройте глаза, освободите уши, напрягите слух, и от нежнейшего дуновения до самого дикого шума, от простейшего звука до высочайшей гармонии, от самого мощного страстного крика до самых кротких слов разума – всё это речь природы, которая обнаруживает своё бытиё, свою силу, свою жизнь…Она даёт дивное зрелище; видит ли она сама, мы не знаем, но она его даёт для нас, а мы, незамеченные, смотрим из-за угла… Каждому является она в особенном виде. Она скрывается под тысячей имён и названий, и всё равно одна и та же. Она ввела меня в жизнь, она и уведёт. Я доверяю ей. Пусть она делает со мной, что хочет…”. Иоганн Вольфганг Гёте

   ФИЗИКА – наука о природе, приоткрывшая завесу и разгадавшая больше загадок мироздания, чем любая другая наука. Мы – дети природы и должны уметь с ней разговаривать, понимать и беречь её. Кроме того, мы должны не только пользоваться всем тем, что дарит нам природа, любоваться ею, но стараться постичь её и увидеть то, что скрыто от нас за внешними образами явлений. А это можно лишь с помощью замечательной науки – ФИЗИКИ.

   Только ФИЗИКА позволяет заметить, что в “явлениях природы есть формы и ритмы, недоступные глазу созерцателя, но открытые глазу аналитика. Эти формы и ритмы мы называем физическими законами” (Р.Фейнман).

   Итак, я приглашаю Вас,  в захватывающий путь по исследованию простых явлений окружающего мира методами физической науки. Желаю успеха в постижении тайн мироздания, в раскрытии смысла понятий и законов физики!

Все права защищены

Все материалы взяты из открытых источников и представлены исключительно в ознакомительных целях, только на локальном компьютере. 
Все права на статьи, книги, видео и аудио материалы принадлежат их авторам или правообладателям и издательствам и отмечены соответствующими ссылками на первоисточники. Любое распространение и/или коммерческое использование без разрешения законных правообладателей не разрешается. 

 

Правообладателям

Если Вы являетесь автором материалов или обладателем авторских прав, и Вы возражаете против его использования на моем интернет-ресурсе - пожалуйста, свяжитесь со мной. Информация будет удалена в максимально короткие сроки.
Спасибо тем авторам и правообладателям, которые согласны на размещение своих материалов на моем сайте! Вы вносите неоценимый вклад в обучение, воспитание и развитие подрастающего поколения.

Правообладателям

Статистика

Яндекс.Метрика

 

 

 

​ 

Сейчас на сайте

Сейчас 9 гостей и ни одного зарегистрированного пользователя на сайте