Новости науки
Глобус составлен из нескольких тысяч снимков, сделанных камерами аппарата Messenger за последние два года, сообщает Independent. По словам исследователей, полученные цветные изображения свидетельствуют о сложном геологическом строении Меркурия и больших перепадах температур на его поверхности.
"Хотя цвета на изображении усилены с помощью светофильтров, они показывают различия в составе пород на поверхности Меркурия", - говорит Дэвид Блюитт из университета Джона Хопкинса.
Оранжевые участки представляют собой вулканические равнины. Регионы темно-синего цвета свидетельствуют о присутствии пока неизвестных минералов. Разрешение глобуса составляет 1 км на пиксель. В будущем представители NASA намерены представить полную карту Меркурия с разрешением 200 м на пиксель.
Это изображение магнитных петель на Солнце было сделано Обсерваторией солнечной динамики НАСА (SDO). Оно было обработано, чтобы подчеркнуть края каждой петли и сделать структуру более чёткой.
Серии петель, подобные этим, известны как магнитные жгуты, и на этом изображении они лежат в самом сердце солнечных извержений, называемых корональными выбросами массы (CME). Это первый случай, когда учёные смогли зафиксировать время формирования магнитных жгутов.
Магнитные жгуты играют важную роль в понимании эволюции магнитного поля Солнца. Кроме того, эта концепция привлекается для объяснения многих явлений, происходящих в разных уголках нашей Вселенной. Например, модель магнитных жгутов из солнечной физики была недавно использована учёными для объяснения природы джетов, созданных аккреционными дисками, сформировавшимися вокруг сверхмассивных чёрных дыр.
В настоящий момент Солнце находится в активной фазе своего 11-летнего цикла активности, известного как 24-й солнечный цикл. Оно движется к максимуму цикла, который будет достигнут к середине 2013 г.
Источник
Среди всего разнообразия проявлений человеческих способностей: восприятие, память, способность к классификации, самоописанию, обучению и др. – существует группа способностей, называемых паранормальными. Их обычно подразделяют на две большие группы: информационные, т.е. связанные с получением информации об окружающем мире способом, отличным от чувственного восприятия, и силовые, т.е. воздействие живого существа на физические явления вне организма без посредства мышечных усилий (желанием, мыслью и т.п.). К первой группе явлений в первую очередь относятся телепатия, проскопия, ясновидение, а ко второй – психокинез (или телекинез). Это, конечно, далеко не полный перечень паранормальных явлений (ПЯ).
Хотя ПЯ систематически изучаются уже более 100 лет, со времени создания в Англии Общества психических исследований, но, тем не менее, вплоть до последних десятилетий они оставались непризнанными академической наукой не только у нас в стране, но и за рубежом. Одна из причин состояла в том, что это довольно редкие явления, воспроизводить их нелегко, а к условиям проведения экспериментов и интерпретации их результатов часто предъявлялись вполне обоснованные претензии. Проще говоря, было довольно много ошибок и даже сознательных подтасовок фактов. Тем не менее, к настоящему времени проведено много экспериментальных исследований, удовлетворяющих самым высоким требованиям научной строгости. Показателем признания ПЯ может, например, служить публикация статей по этой тематике в таких престижных физических журналах, как «Physical review»*, «Foundation of physics».
* См., например, Stapp H.P. Theoretical model of a purported empirical violations of the predictions of quantum theory // Physical review, 1994. Vol. A50, №1. p. 18...22.
За последние четверть века было предпринято много попыток описать ПЯ с помощью различных физических представлений: на основе теории электромагнетизма, термодинамики, гиперпространств, квантовой теории и т.д., – и все же ни одна из них не увенчалась общепризнанным успехом. По мнению многих специалистов, причина состоит в том, что феномен сознания отсутствует в определении физической реальности. Обратим внимание на то, что в этой оценке речь идет не о той или иной физической теории, а о физической реальности, т.е. о том, что лежит в основе всякой физической теории.
Под физической реальностью можно понимать тот мир, который мы познаем и осваиваем с помощью физики. Заметим, что он больше того мира, который можно увидеть, услышать, понюхать, попробовать на зуб и потрогать руками, т.е. мира, познаваемого и осваиваемого с помощью органов чувств. Ведь в нем в принципе не могут существовать такие вещи, как компьютер или что-то такое, условия производства чего лежат за пределами непосредственного чувственного восприятия.
Какова же роль человека, сознания в этих мирах?
В 20-е годы В.И. Вернадский писал, что человечество стало геохимическим фактором эволюции планеты Земля и вступает в эру ноосферы. На рубеже тысячелетий мы говорим об экологическом кризисе, а то и об экологической катастрофе. Но когда речь идет о соотношении сознания и физической реальности, то имеется в виду не это опосредованное техникой и технологиями влияние человека на окружающий его мир. Имеется в виду непосредственноевлияние сознания отдельного человека, больших групп людей, человечества на окружающий мир, а также получение и передача информации по сверхчувственным каналам восприятия.
Это влияние может быть преднамеренным, осуществляемым целенаправленно, и непреднамеренным, проявляющимся спонтанно, случайно. Очень наглядным, хотя и экзотичным примером преднамеренного ПЯ, осуществляемого одним человеком, может служить психокинез. Сейчас уже считается довольно хорошо установленным фактом, что по своей воле люди могут оказывать пусть, как правило, и не очень значительное, но измеримое влияние на протекание различных физических процессов. Например, сдвигать легкие предметы с места. Если вспомнить, что физические законы не должны зависеть от воли людей, то легко понять, что такого рода факты не укладываются в общепринятые физические представления. Психокинез – это только пример, можно смело утверждать, что ни одно из известных ПЯ не укладывается в общепринятые научные представления.
Насколько это важно для физики, ведь, казалось бы, раз есть фундаментальное противоречие между экспериментами и основополагающими представлениями, то из этого должны последовать радикальные выводы? Для того чтобы попытаться ответить на этот вопрос в общем плане, обратимся к истории науки. Вернемся на несколько сотен лет назад и вспомним, что в Европе примерно на протяжении 15 веков в рамках христианства господствовала система Аристотеля, которая объясняла причины всех физических явлений. Существовали ли отдельные факты, по существу противоречившие этой системе, о которых хорошо знали специалисты тех времен? Конечно!
Одним из таких фактов был доступный наблюдению каждого человека полет брошенного камня. Напомню, что представлений об импульсе и законе его сохранения тогда еще не было, и объяснить этот бытовой факт было не так-то просто. По Аристотелю, причиной движения тела может быть либо какой-то внешний «двигатель», находящийся с телом в непосредственном контакте: телега двигается потому, что ее тянет лошадь, – либо стремление тела к своему естественному месту: стремясь к своему естественному месту, тела падают вниз. Но брошенный камень может лететь и вверх. Что является причиной такого движения? Те объяснения, которые предлагал Аристотель и его последователи были неудовлетворительными, и это было хорошо понято еще в античности. Но, тем не менее, из этого противоречия между теорией и экспериментом не было сделано никаких радикальных выводов вплоть до 17 века, когда появилось представление об импульсе, а Галилей и Ньютон заложили основы классической физики.
Почему этого не произошло на несколько сотен лет раньше – задают вопрос историки науки? В 17...18 веках произошла смена эпох. Одним ее проявлений была научная революция, в результате которой в Европе зародился уникальный феномен науки нового времени. Для предшествующей эпохи было характерно доминирование религиозного мировоззрения. Экспериментальное, рациональное знание о внешнем мире обладало в глазах людей гораздо меньшей ценностью, чем спасение души. Образованные люди скорее предпочитали читать Библию, чем наблюдать за явлениями внешнего мира, скорее комментировать священные тексты, чем измерять характеристики природных явлений.
По-видимому, и в наше время для того, чтобы наука ассимилировала феномен сознания во всех его проявлениях необходимо нечто большее, чем усовершенствование той или иной теории или смена одной теории другой. Хотя проблема соотношения сознания и физической реальности является фундаментальной научной проблемой, и существуют ПЯ, которые противоречат существующим научным представлениям, но эта проблема, вопрос об объяснении ПЯ с научной точки зрения не стоят в повестке дня с той же насущной необходимостью, как, например, совершенствование технологий или поиск новых источников энергии. Наверное, правы известные специалисты в области исследований ПЯ Р. Джан и Б. Данн, называя эти явления маргинальными, т.е. лежащими на границе той реальности, в которой мы живем, которую мы создали в рамках техногенной цивилизации.
Имея это в виду, зададимся теперь вопросом о том, каковы же те средства, которые привлекаются для физического описания ПЯ? Заметим, что для того, чтобы оказывать на внешний мир какое-то нестандартное влияние или узнавать о нем что-то по сверхчувственным каналам восприятия, нужно сначала быть «просто» сознательным. Поэтому проблема описания ПЯ тесно связана с общей проблемой роли наблюдателя в физике, которая ставится в ней в самом общем виде, а не специально для объяснения ПЯ. Если же проанализировать литературу по ПЯ, то можно обнаружить, что обсуждаются два общих способа ответа на вопрос о том, как в принципе человеческое сознание может влиять на протекание физических процессов или получать информацию по каналам сверхчувственного восприятия: через редукцию волновой функции и антропный принцип.
Прежде, чем очень кратко обсудить их, отметим, что поскольку не всякая мысль у нас в голове имеет отношение, скажем, к телепатии, ясновидению или проскопии и не всякий наш взгляд на предмет приводит, скажем, к психокинетическому воздействию на него, то этих средств для описания ПЯ недостаточно. Для того чтобы увидеть мир, достаточно просто открыть глаза, но для того, чтобы реализовать паранормальные способности, как правило, нужно сначала некоторым специальным образом «настроиться» на объект, «подключиться» к нему. Это очень важное отличие ПЯ от наблюдения, которое никак не присутствует в общей постановке роли наблюдателя. Кроме этого, как только то или иное ПЯ трактуется как физическое явление, то влияние человека оказывается только одной из возможных причин этого явления, поэтому для детального описания ПЯ в физике (в первую очередь квантовой) ищутся такие возможности, которые позволяют происходить явлениям с нужными свойствами и без воздействия со стороны человека*.
* Подробнее об этом см. в моей статье «О способе физического описания паранормальных явлений» (Парапсихология и психофизика, 1998, №1), а также в статье «Гуманитарные аспекты психофизики» из сб. «Антропный принцип и проблемы психофизики», М.: 1998.
Итак, антропный принцип. Как получается, что человек – это homo sapiens, человек, наделенный разумом, состоит из атомов и молекул, которые таким свойством вроде бы не обладают? Аналогично: как живое может быть живым, если оно состоит из не живых атомов и молекул? Эволюционная теория происхождения человека дает свой ответ на поставленный вопрос, но он удовлетворяет далеко не всех. Современная наука предлагает различные сценарии перехода эволюции Вселенной с химической стадии на биологическую, но проблема происхождения жизни остается нерешенной*.
* Аветисов В.А., академик РАН Гольданский В.И. Физические аспекты нарушения зеркальной симметрии биоорганического мира // Успехи физических наук, 1996, т.166, №8, с. 873...891.
И последний шаг в прошлое – это происхождение Вселенной. Как могло так получиться, что несмотря на огромное количество различных возможностей, фундаментальные физические постоянные и параметры некоторых других процессов как будто специально «подогнаны» так, а ход эволюции Вселенной был именно таким, что в конце концов на Земле появилась жизнь и человек? Вокруг причин этой «подгонки», которая и составляет суть антропного принципа, в течение более четверти века идут дискуссии. Довольно сильные позиции принадлежат тем, кто полагает, что к сотворению мира имеет отношение некоторое творческое начало: Сверхразум, Бог. Например, некоторые полагают, что причиной Большого Взрыва, породившего нашу Метагалактику, была антропогенная деятельность некоторой сверхцивилизации в предшествующей, «родительской» Метагалактике*.
* Гивишвили Г.В. Есть ли у естествознания альтернатива Богу? // Вопросы философии, 1995. №2.
Мне сейчас важно отметить только одно: вокруг этих трех фундаментальных естественнонаучных проблем ведутся дискуссии, однозначного решения у этих проблем в настоящее время нет. Одна из точек зрения, позиции которой довольно сильны, состоит в том, что для их решения необходимо к существующим физическим, химическим и биологическим представлениям привлечь «дополнительный ингредиент»: феномен сознания. Но это, разумеется, не человеческое сознание, а тот Сверхразум, который создал Вселенную, жизнь, человеческий разум.
Теперь вернемся к ПЯ: какое отношение все это имеет к ним? Один из способов описания ПЯ, в первую очередь коллективных, т.е. связанных с деятельностью больших групп людей*, – как раз и состоит в отождествлении Сознания с единым полем, вакуумом, т.е. с тем уровнем физической реальности, который является началом всего сущего, Вселенной.
* Примером коллективного ПЯ, довольно хорошо описанного в научной периодике, является эффект Махариши, эффект влияния групповой трансцендентальной медитации и/или ТМ-сидхи на качество жизни окружающего населения: Orme-Johnson D.W., Alexander C.N., Devies J.H. The effect of the Maharishi technology of the unified field. Reply to a methodological critique. // Journal of conflict resolution. 1990. V. 34, №4. p. 756...768.
Именно так поступает Г.И. Шипов в разрабатываемой им теории физического вакуума, когда речь заходит о феномене сознания. Его теория имеет своим объектом такой онтологический уровень, на котором физическое и психическое в значительной степени совпадают. Постулируется, что основой всех известных квантовых полей является некоторое первичное торсионное поле, которое есть совокупность элементарных пространственно-временных вихрей, не имеющих энергии, но переносящих информацию и в то же самое время это первичное торсионное поле есть Сознание. Аналогичным образом, но только привлекая представление о едином поле, а не о торсионных полях, и не любой акт мышления, а только о «чистое сознание», поступают теоретики эффекта Махариши.
Как только Сознание заложено в основу мира, а человек является продуктом эволюции такого в некотором смысле изначально сознательного мира, то появляется принципиальная возможность объяснить влияние человеческого сознания на самые глубокие уровни физической реальности, хотя, разумеется, здесь появляется больше вопросов, чем дается ответов. Если этого не предполагать и считать, что сознание – это продукт протекающих в мозге человека биохимических процессов, который появляется на поздней стадии эволюции, то объяснить сверхчувственное восприятие или обусловленное желанием человека влияние биохимии его мозга на физические процессы, протекающие на большом расстоянии от него, не представляется возможным.
Когда же описываются ПЯ, в первую очередь силовые, которые демонстрирует отдельный человек, то для ответа на вопрос о том, как возможно влияние живого на не живое, привлекается одно из фундаментальных, но до сих пор дискуссионных, представлений квантовой механики – редукция или коллапс волновой функции, в котором отражена роль человека-наблюдателя. Еще в начале 60-х годов выдающийся физик-теоретик Е. Вигнер предположил, что сознание наблюдателя ответственно за то конкретное значение измеряемой квантовой величины, которое показывает макроскопический измерительный прибор.
Наилучшим образом проблему иллюстрирует известный парадокс кошки Шредингера. В несколько упрощенной форме его суть состоит в том, что законы квантовой механики позволяют сосуществовать взаимоисключающим с нашей, макроскопической точки зрения состояниям системы, например, «кошка жива», «кошка мертва». И только процесс наблюдения вносит определенность в эту ситуацию: кошка, естественно, либо жива, либо мертва, она не может существовать в виде суммы того и другого состояния с комплексными коэффициентами. Выбор конкретного состояния в результате наблюдения и является редукцией, коллапсом волновой функции кошки. До наблюдения о ее состоянии, согласно законам квантовой механики, ничего определенного сказать нельзя – в этом и состоит проблема: как происходит переход от квантовой неопределенности и противоречивости к макроскопической однозначности. Согласно гипотезе Е. Вигнера, акт наблюдения актуализирует те потенциальные возможности, которые заложены на квантовом уровне, т.е. в определенном смысле творит мир.
Понятно, что такое сотворение мира одним наблюдателем слишком субъективно: от неприятностей нельзя избавиться, просто закрывая на них глаза, как заметил по поводу этой гипотезы один ее критик – поэтому такое решение проблемы редукции волновой функции вызывает сомнения. Существуют и другие подходы к решению этой проблемы, но сейчас важно отметить только одно: эта классическая фундаментальная проблема квантовой механики не решена вплоть до настоящего времени. Более того, некоторые физики-теоретики связывают с ее решением перспективы дальнейшего развития основ квантовой теории и новый подход к общей проблеме сознания*.
* См., например, работу выдающегося английского физика-теоретика, математика Р. Пенроуза: Penrose R. The large, the small and the human mind. Cambridge University Press, 1997.
Как уже отмечалось выше, эти два подхода к описанию ПЯ образуют его концептуальный каркас, связанный с ролью наблюдателя в физике, но всего многообразия конкретных моделей они не исчерпывают. Общий итог экспериментальных исследований в области ПЯ, по-видимому, состоит в том, что обычных физических полей недостаточно для описания этих феноменов. Привлекаются нестандартные представления типа торсионных полей, квантовой нелокальности и изменения геометрии пространства – времени. Последней точки зрения, состоящей в том, что любой акт сознательного мышления связан с изменениями геометрии пространства – времени, придерживается несколько независимых друг от друга исследователей.
Хотя за последние 15 лет были обнаружены сотни планет, обращающихся вокруг других звёзд, мы до сих пор не можем ответить на один простой вопрос: «способны ли какие-то из этих планет поддерживать жизнь на своей поверхности?» Однако новая технология НАСА может изменить это, давая нам возможность по-новому взглянуть на далёкие планеты, которые не только имеют соответствующие размеры и обращаются в умеренных обитаемых зонах своих родительских звёзд, но также демонстрируют признаки возможного существования на их поверхности жизни, такие как атмосферный кислород и жидкую воду.
Специалисты из исследовательского центра Ames Research Center НАСА разрабатывают новую оптику для телескопов, которая позволит не только обнаружить планеты, подобные Земле, но и получить их фотоснимки.
Чтобы сделать фотографии — так называемое «прямое наблюдение» — будет использована новая технология под названием фазово-индуцированная амплитудная аподизация.
Телескопы, построенные с использованием новой технологии, позволят впервые подтвердить прямыми наблюдениями нахождение экзопланет в обитаемых зонах звёзд, говорят учёные.
Источник
Американские астрономы, которые заняты поисками жизни в Солнечной системе, считают, что Европа, один из спутников Юпитера, на поверхности которой существует океан, является намного более привлекательной целью для новых экспедиций, чем пустынный Марс, в настоящее время приковавший к себе внимание американского правительства.
Европа стала соблазнительным объектом для поисков на ней жизни, потому что у неё есть достаточно тонкая ледяная корочка, под которой скрывается океан. Также на Европе присутствуют химические вещества-окислители, говорят планетологи.
По требованию НАСА недавно была пересмотрена новая миссия к Европе в целях уменьшения стоимости проекта, и результатом ревизии стала миссия под названием Clipper, которая обойдётся агентству в два миллиарда долларов минус стоимость запуска.
Этот космический аппарат совершит многочисленные пролёты мимо Европы. Clipper не заменит полноценный орбитальный аппарат, но он стоит в два раза дешевле и сможет эффективно справиться с возложенными на него научными задачами, говорят учёные.
Миссию Clipper планируется запустить в 2021 г., а прибудет к Европе космический аппарат через 3-6 лет после своего отправления.
Спустя несколько часов после того, как над Челябинском взорвался метеор, который ранил более 1000 человек, и мимо Земли прошёл астероид DA14, жители Калифорнии сообщили об обнаружении странной вспышки света над Областью залива Сан-Франциско, которая удивила и взбудоражила многих жителей города.
Судя по сообщениям, вспышка света в небе над Северной Калифорнией была одиночным метеором, или огненным шаром, и отнюдь не представляла собой значительное событие, сказал Майк Хэнки, операционный менеджер Американского метеорного общества со штаб-квартирой в Дженеси, Нью Йорк. Их группа зафиксировала по крайней мере 35 сообщений об этом явлении, сказал он.
«Огненные шары наблюдаются по всему миру каждую ночь», — добавил он.
Эксперты говорят, что небольшие метеориты бомбардируют Землю от пяти до десяти раз в год, но шансы на появление крупного космического гостя, подобного Челябинскому метеору, намного ниже. Ещё один космический камень приземлился в Области залива в октябре и вызвал мощный звуковой удар, объявили в своё время представители калифорнийских властей.
Источник
Луна пройдёт рядом с Юпитером сегодня вечером, 18 февраля, и это будет последняя небесная встреча естественного спутника Земли и крупнейшей планеты Солнечной системы.
Сегодня Луна будет в фазе между второй четвертью и полнолунием. Примерно через 45 минут после заката направьте свой взгляд на юг и поднимите его примерно на две трети пути от горизонта до зенита, и – если позволит погода – вы увидите Луну и парящий чуть левее и выше её яркий Юпитер. Сжатый кулак вашей вытянутой руки составляет на небе примерно 10 градусов, поэтому Луна и Юпитер будут казаться находящимися ближе чем на полкулака друг от друга.
Юпитер – это самая яркая «звезда» в ночном небе, и он первым появляется из темноты высоко на южном небосклоне. Он в два с половиной раза ярче Сириуса – самой яркой звезды ночного неба – который ранним вечером загорается на юго-востоке в шестидесяти градусах от нижнего левого края Юпитера.
В конце апреля Юпитер уступит свой титул самой яркой планеты ночного неба Венере.
Источник
Несколько дней назад инженеры Большого адронного коллайдера остановили основные системы комплекса в связи с запланированным ранее глобальным ремонтом, который будет проходить до начала 2014 года.
В первую очередь специалисты произведут полную инспекцию более чем десяти тысяч соединений между центральными магнитами-сверхпроводниками: именно из-за разрыва одной из таки связей в 2008 году пришлось аварийно останавливать БАК.
Второй этап реконструкции – создание дополнительной защиты для тоннельного электронного оборудования, которое не всегда идеально работает при сильном ионизирующем излучении. На последнем этапе будут завершены все работы в основном блоке и специалисты перейдут к вспомогательным механизмам – протонным синхротронам PS и SPS.
C 2014 года Большой адронный коллайдер станет мощнее – суммарная энергия частиц на полном разгоне системы поднимется с восьми до тринадцати тераэлектронвольт. Также модернизация позволит увеличить число столкновений между элементарными частицами внутри БАК.
Главный открытием учёных с помощью CERN стало выявление частицы, похожей на бозон Хиггса. Её сейчас скрупулезно изучает целая группа учёных, а первооткрыватели уже удостоились премии Мильнера в области физики.
За последнюю четверть века, ученые обнаружили несколько материалов, которые могут быть преобразованы из материалов со свойствами, например металла, изолятора магнитного поля, в материалы со свойствами сверхпроводника, обладающие нулевым сопротивлением электрическому току. Такие материалы открывают путь для развития совершенно нового типа электроники, способной передавать информацию или хранить энергию без потерь.
До настоящего времени одним из ключевых моментов, кроме низкой температуры, для получения сверхпроводящих материалов была необходимость, замены некоторых атомов кристаллической решетки вещества, на другие атомы. До сих пор считалось, что этот процесс, называемый допингом, просто добавляет больше электронов или других носителей заряда, и создает, тем самым, более благоприятные условия для образования пар электронов, которые могут двигаться без потери энергии при определенных низких температурах.
Новые исследования сверхпроводников на основе железа показали, что происходящие процессы намного сложнее.
Работу проводила международная команда ученых. В ней принимали участие специалисты из Брукхейвенской национальной лаборатории энергетики США совместно с учеными Корнельского университета. Их исследование, опубликованное 17-го февраля 2013 года в «Nature Physics», показывает, что допинг, в дополнение к добавлению электронов, сильно меняет электронную структуру исходного материала на атомном уровне, что приводит к существенным изменениям в поведении электронов, ответственных за проводимость.
Суть в том, что атомы легирующей примеси вызывают появление удлиненных неоднородностей, которые рассеивают электроны в материале ассиметричным способом, что в свою очередь позволяет объяснить большинство необычных свойств материала. Ведущий автор исследования, Сиамус Дэвис (J.C. Séamus Davis), именно так объяснил суть открытия. Дэвис — руководитель Центра Сверхпроводимости в Брукхейвенской национальной лаборатории и одновременно Профессор физики в Корнельском университете. «Наши результаты дают новую отправную точку для теоретиков, которые пытаются понять физику происходящих процессов, и возможно укажут новые пути создания сверхпроводников с улучшенными свойствами», — сказал он.
Исследователи использовали метод, разработанный Дэвисом, и называемый спектроскопическим сканированием изображения с помощью туннельного микроскопа для визуализации электронных свойств атомов примеси исходного материала. При рассмотрении под микроскопом применяласькомпьютерная помощь и с помощью этого метода они следили, как рассеиваются электроны вокруг этих примесей, в частности в опытах использовался кобальт.
Исследования показали, что некоторые электронные свойства не сверхпроводящих материалов имеют сильную зависимость от направленности — например, электроны могут двигаться более легко в одном направлении через кристалл, и намного хуже в перпендикулярном направлении. Зависимость от направления появлялась только, когда ученые добавляли примесь в материал, и она была тем сильнее, чем больше примесей добавляли.
Такое несимметричное поведение напоминает распространение ряби по воде, от длинной палки, брошенной в пруд, когда возникающие волны не распространяются по кругу. Ученые утверждают, что если они поймут, как влияют атомы примеси на исходный материал, то, возможно, им удастся получить сверхпроводники с улучшенными свойствами.
Позавчера 50-метровый космический камень прошёл всего в 27000 километров от поверхности Земли. Крупный астероид, обозначенный как 2012 DA14, отвлёк на себя наше внимание, в то время как другой, небольшой и несвязанный с ним астероид нанёс мощный удар по нашей планете, взорвавшись в небе над Челябинском.
Телескопы, расположенные по всему миру – как профессиональные, так и любительские – следили за астероидом 2012 DA14, проносящимся со скоростью около 28100 километров в час, или 7,82 километра в секунду, мимо Земли.
Известный французский астрофотограф Тьерри Лего, по его словам, «без труда заметил» DA14 при помощи своего 4-дюймового рефрактора. «Он очень быстро двигался среди звёзд», - сказал он. Снимок Лего в полном размере можно посмотреть здесь.
Тальмассонский астрономический клуб, расположенный в Удине, Италия, скомпилировал из снимков такое видео:
Микко Суоминен, научный журналист-фрилансер из Финляндии создал 3-D анимацию, используя программное обеспечение для визуализации под названием Blender. «Это не идеально точно с точки зрения науки, - сказал Суоминен. – Но зато мы можем полюбоваться на астероид DA14 крупным планом».
До сих пор в мире не существует надёжной современной системы, которая оповещала бы землян о приближении неотслеживаемых космических камней. Но строящиеся в настоящее время телескопы, расположенные на Гаваях, предполагают выполнение именно такой функции – заблаговременного оповещения соответствующих областей планеты об угрозе падения на них космических тел. Система оповещения о метеоритной угрозе помогла бы избежать человеческих жертв, связанных с падением Челябинского метеорита.
«На сегодняшний день у нас есть отличные, функционирующие астероидные обзоры, которые способны заметить космический камень за день-два до его подхода к планете, но их поле обзора не может охватить целое небо и следить за ним все ночи напролёт, поэтому астероиды проскальзывают мимо них», - сказал астроном Джон Тонри из Института астрономии Гавайского университета, один из руководителей нового проекта НАСА ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System). Этот проект представляет собой две обсерватории, расположенные на Гаваях, которые могут совместно сканировать целое небо всю ночь в поисках непрошеных визитёров.
Один из этих телескопов приступит к работе в конце 2014 г., а второй будет готов к функционированию в рабочем режиме примерно к концу 2015 г.
Недавно пробуренное вездеходом Curiosity отверстие на поверхности Марса является нашей первой попыткой заглянуть под поверхность Красной планеты. И в то время пока учёные начинают проводить свои анализы, марсианский метеорит, прибывший на Землю 12000 лет назад, подсказывает нам, где именно следует искать жизнь на Марсе, укрепляя представление учёных о том, что для поисков жизни следует проникнуть как можно глубже под поверхность Красной планеты.
О том, что в этом метеорите, обнаруженном ещё в 1979 г., содержатся нитраты и перхлораты, было известно довольно давно. Однако в настоящее время учёные смогли точно установить, что эти соли прибыли с Красной планеты, а не попали в метеорит за 12000 лет его пребывания на Земле.
Кроме того, свежие данные, полученные от Opportunity, другого марсианского ровера НАСА, свидетельствуют о том, что на поверхности Марса присутствует чрезвычайно реакционноспособный реагент оксихлорат, который реагирует с органикой при наличии даже следовых количеств воды. Это укрепляет наше представление о том, что поверхность Марса уже давно является совершенно сухой, и что поиски жизни на Красной планете следует перенести глубже под её поверхность, говорят учёные.
Источник
Метеор, который взорвался над Челябинском в пятницу, оказался слегка больше и мощнее, чем предполагалось раньше, говорят учёные НАСА.
Взрыв метеора на Южном Урале, произошедший в пятницу, 15 февраля, ранил более 1000 человек и выбил окна на довольно обширной территории. В пятницу вечером учёные НАСА предположили, что метеор представлял собой космический камень диаметром примерно в 15 метров, а мощность его взрыва была эквивалентна 300 килотоннам тротила. Позднее оценки мощности возросли до 470 килотонн.
Однако недавно специалисты НАСА пересмотрели свои оценки размера и мощности разрушительного метеора. В настоящее время считается, что диаметр космического гостя составлял около 17 метров, а мощность взрыва - примерно 500 килотонн, что на 30 килотонн больше, чем предполагалось ранее.
Кроме того, специалисты из Лаборатории реактивного движения НАСА также пересмотрели оценки массы астероида, которые увеличились с 7000 тонн до 10000 тонн при скорости движения космического камня, достигшей 64373 километров на момент взрыва.
События последних дней – прохождение мимо Земли астероида DA14 и челябинский метеор – привлекли внимание общественности к проблеме астероидной угрозы. Группа исследователей из Санта-Барбары, Калифорния, США, собирается построить лазерный излучатель, способный испарять непрошенных космических гостей, направляющихся в сторону нашей планеты.
Названная DE-STAR, или Directed Energy Solar Targeting of Asteroids and exploRation, эта орбитальная система предназначена для превращения солнечной энергии в лазерные лучи, которые будут расплавлять потенциально опасные для нашей планеты астероиды.
10-километровая версия DE-STAR сможет ежедневно направлять 1,4 мегатонны энергии к астероиду, производя каждый год достаточно энергии, чтобы уничтожить космический камень, составляющий 500 метров в поперечнике. (А это почти в 10 раз больше, чем диаметр астероида DA14, прошедшего мимо Земли 15 февраля.)
Кроме уничтожения астероидов DE-STAR сможет «заправлять» космические аппараты, говорят исследователи.
Примерная стоимость проекта, способы реализации этой идеи на практике и возможные сроки начала функционирования системы DE-STAR в пресс-релизе указаны не были.
Источник
Журнал Nature Communications сообщает о том, что учёным из Гельмгольцевского центра (Берлин, Германия) и их коллегам из Санкт-Петербурга, Юлиха (Германия) и Гарварда (США) удалось усилить спин-орбитальное взаимодействие проводящих электронов в графене в 10 тыс. раз.
Топография графена на золоте, сканирующая туннельная микроскопия (изображение HZB / AndreiVarykhalov). |
Используя различные фотоэлектронные спектрометры, учёные смогли измерить происходящие изменения в электронных свойствах графена. Подобно Земле, электроны обладают двумя угловыми моментами: орбитальным, позволяющим им обращаться вокруг ядер, и спиновым, отвечающим за вращение вокруг собственной оси. Таким образом, сильное спин-орбитальное взаимодействие означает бóльшую энергетическую разницу в зависимости от того, происходят ли оба вращения в одном или противоположных направлениях. В случае лёгких атомов, таких как углерод, спин-орбитальное взаимодействие проявляется довольно слабо, в то время как у тяжёлых элементов вроде золота оно может достигать гигантских значений.
Исследователи показали, что интеркаляция атомов золота в пространство между графеном и никелем способна обеспечить возникновение гигантского спин-орбитального расщепления (~100 мэВ, эффект Рашбы). Фотоэлектронная спектроскопия выявила, что его источником является гибридизация π-электронов графена с 5d-состояниями золота. Но эффект наблюдался только в точках наименьшего расстояния между атомами золота и графеном (неравновесное состояние), в то время как интерфейс графен — золото в равновесном состоянии не мог дать усиление больше 10 мэВ.
Подготовлено по материалам Общества немецких научно-исследовательских центров им. Гельмгольца.
Китайские ученые из Северо-Западного политехнического университета в Сиане объявили об успешном испытании концептуально нового двигателя. Необычная силовая установка под названием EmDrive потенциально может использоваться на космической технике и в летающих автомобилях.
Китайская разработка основана на изобретении британского инженера Роджера Шайвера, которого в родной стране высмеяли за псевдонаучную подделку. Почему же EmDrive вызвал такую реакцию? Дело в том, что этот двигатель создает тягу необычным способом: без сгорания топлива и вообще без подвижных деталей.
EmDrive представляет собой закрытый конический контейнер, который резонирует под воздействием микроволнового излучения и создает тягу с широкой стороны "сопла". На первый взгляд двигатель, который не испускает струю раскаленных газов, не потребляет топливо, а лишь излучает микроволны, нарушает закон сохранения импульса и попросту не может создавать тягу. Тем не менее, Шайвер утверждает, что двигатель работает, а тяга появляется потому, что микроволновые волны имеют групповую скорость, которая больше в одном направлении, чем в другом. Однако может ли это создавать полезную реактивную тягу? Большинство ученых, оценивавших работу Шайвера, утверждают, что это EmDrive – ошибочная концепция, а то и шарлатанство.
Китайский прототип EmDrive. В сравнении с современными реактивными двигателями он невероятно прост и дешев в изготовлении
Чтобы доказать свою теорию, Шайвер в 2003 году построил демонстрационный двигатель, который развил крошечную тягу в 16 миллиньютонов. Однако вместо триумфа британского инженера ждала новая порция нападок. В конце концов критики, в том числе и экспериментаторы из НАСА, сошлись во мнении, что "успех" Шайвера был следствием электронных помех, неучтенного влияния сквозняка, гравитации и т.д.
Принцип работы EmDrive основан на хорошо известном явлении давления излучения: электромагнитное излучение, двигаясь со скоростью света, имеет определенный импульс, который многократно переотражается и создает тягу в одном из направлений
Китайские ученые выбрали более основательный и осторожный подход. Сначала они провели теоретические исследования и выяснили, что в принципе двигатель Шайвера может создавать тягу. Затем был создан прототип двигателя, который на испытаниях превратил пару киловатт входной мощности в около 720 миллиньютонов (72 граммов) тяги.
Такая тяга может показаться ничтожной, однако ионный двигатель XIPS компании Boeing при в 2 раза большей потребляемой мощности создает на четверть меньше тяги. При этом XIPS требует для эксплуатации не только источник электроэнергии, но и большой запас топлива.
Не исключено, что "чудаковатая поделка" Роджера Шайвера окажется настоящим прорывом, который обеспечит космическую и атмосферную технику совершенно новым потрясающе эффективным двигателем. Это фактически "антигравитация" - парение в воздухе без рева реактивных струй и шума винтов. Пока EmDrive выдает небольшую тягу, которой достаточно лишь для разгона небольших спутников (что в принципе само по себе огромное достижение). Однако Шайвер полагает, что использование сверхпроводников позволит увеличить тягу в разы – вплоть до возможности отрыва космических кораблей от поверхности планеты и выхода на околоземную орбиту. К 2016 году инженер планирует построить первый прототип на сверхпроводниках, что позволит в перспективе увеличить тягу EmDrive в тысячи раз.
Если в источниках энергии произойдет такой же прорыв, и появятся компактные генераторы, способные выдавать сотни киловатт, то летающие автомобили и "прогулочные" полеты на орбиту станут обыденностью.
Команда исследователей успешно воспроизвела в лаборатории условия, возникающие при взрывах сверхновых в нашей галактике, и смогла изучить поведение атомов в этой экстремальной среде.
В новом исследовании учёные построили модель условий, возникающих близ поверхности белого карлика – тлеющих угольков, оставшихся после гибели звезды, подобной Солнцу. Эти условия характеризуются сверхвысокими гравитационными силами, температурами и иногда очень мощными магнитными полями.
Команда исследователей из Университета Суррея, Соединённое Королевство, обнаружила, что обычные кристаллы кремния - того же типа, что и те, которые используются для создания компьютерных чипов, - настолько чувствительны к эффектам даже относительно слабого магнитного поля, что материя этих кристаллов может достичь состояния, близкого к состоянию материи у поверхностей белых карликов с мощнейшими магнитными полями.
В ходе исследования учёные обнаружили, что в таких условиях электронное облако, находящееся вокруг ядра атома водорода, изменилось, причём его форма варьировалась от веера до сильно вытянутого карандаша.
Исследование было представлено в журнале Nature Communications.
Источник
Если вы «стукнете» фотоном об электрон, то узнаете местоположение последнего, но при этом повлияете на его скорость. Подобных явлений в макромире вроде бы не отмечают: мы можем измерить скорость и местонахождение человека, не влияя таким действием на него самого. Считается, что квантовые эффекты в нашем мире — макромире — отсутствуют, потому что тонут, скажем так, «в шуме».
Том Пёрди (Tom Purdy) создал вместе с коллегами по Колорадскому университету в Боулдере (США) барабан, «натянув» 40-нанометровый (в толщину) лист нитрида кремния на раму со стороной в полмиллиметра. Размеры полученного инструмента соответствовали песчинке, и всё-таки это уже объект макромира. Затем учёные поместили «барабан» в вакуумную камеру и охладили его до нескольких градусов выше абсолютного нуля, когда случайные флуктуации не гасят квантовые эффекты.
Принципиальная схема экспериментальной установки (здесь и ниже иллюстрации T. Purdy et all.)... |
Далее «барабан» стали обстреливать фотонами, что давало нарастающее точное измерение положения колеблющегося листа в любой момент времени. Кроме того, лист начал вибрировать, и вот это уже происходило с неизвестной для экспериментаторов частотой. Когда они попробовали определить его импульс, ошибки в измерениях стали стремительно нарастать — именно так, как завещал принцип неопределённости.
И это, конечно, с одной стороны, не удивляет, а с другой — может оказаться причиной для потрясения основ. Да, вроде бы сверхпроводимость, достигаемая в макромире в сходных условиях, имеет какие-то квантовые корни. Но вот прямое наблюдение принципа неопределённости на полумиллиметровом масштабе — это нечто не столь ожидаемое. «Обычно, когда речь идёт об объектах, которые вы можете положить себе на ладонь, вам не приходится думать о квантовой механике», — констатирует Том Пёрди.
А раз уж квантовая механика на таком объекте проявилась (хотя по поводу этого эксперимента наверняка ещё будут интерпретационные споры), то вполне может статься, что предсказанные ОТО гравитационные волны, за которыми охотятся физики и астрономы, так никогда и не будут пойманы.
...И её детальная версия. |
Дело в том, что детекторы гравитационных волн отслеживают ничтожно слабые изменения в дистанции между двумя экспериментальными массами. Если через детектор пройдёт гравитационная волна от далёкого космического события, то пространство-время между такими массами искривится, а расстояние изменится.
Однако если принцип неопределённости Гейзенберга работает для тел в макромире, то малые колебания, которые, согласно теории, вызовут гравитационные волны, просто «утонут» в фоновой квантовой неопределённости, что и не позволит выявить такие волны.
Команда г-на Пёрди прорабатывает сейчас пути ликвидации такой неопределённости. «Вы не можете избежать принципа неопределённости... но можете исхитриться и сделать так, что увеличение импульса не усилит неопределённость в местоположении [тела после такого увеличения]».
Как отмечает Джерард Милбурн из Квинслендского университета (Австралия), этот эксперимент — отличная демонстрация конца традиционного представления о том, что мир на атомном уровне функционирует как квантовый, в то время как макроскопический мир является классическим. Отметим, впрочем, что демонстраций этих в последнее время становится всё больше.
Отчёт об исследовании опубликован в журнале Science, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.
Подготовлено по материалам NewScientist.
Используя модифицированные законы гравитации, исследователи из Западного резервного университета Кейза и Института Вейцмана довольно точно предсказали важное свойство для нескольких тусклых карликовых галактик, являющихся спутниками расположенной по соседству с нашей галактикой Млечный путь галактики Андромеда.
Предсказанное при проведении этого исследования свойство – это распределение скоростей, которое представляет собой среднюю скорость объектов, лежащих внутри галактик, по отношению друг к другу. Астрономы используют распределение скоростей, чтобы определять ускорения объектов в пределах галактики и её массу, а также наоборот.
При проведении своих вычислений учёные опирались на Модифицированную динамику Ньютона (МНД), суть которой сводится к тому, что гравитационные законы Ньютона при достижении определённых значений масс объектов начинают действовать по-другому. Эта теория представляет собой альтернативу теории тёмной материи, согласно которой на распределение скоростей объектов в галактиках влияет таинственная тёмная материя, ускоряющая объекты из периферийных областей галактик.
Результаты, полученные учёными в ходе исследования, позволили им заключить, что метод МНД хорошо подходит для описания распределений скоростей в карликовых сфероидальных галактиках.
Эта работа под названием "Andromeda Dwarfs in the Light of MOND" будет вскоре опубликована в журнале The Astrophysical Journal.
Огненный шар, который взорвался над Челябинском в пятницу, 15 февраля, утром, дал возможность прохожим полюбоваться фантастическим спектаклем, осветив на некоторое время небо ярче Солнца, говорят учёные.
Метеор взорвался прямо в небе над Челябинском чуть раньше 9:30 по местному времени, нанеся ущерб сотням строений и ранив более 1000 человек. Мощность взрыва, по предварительным оценкам, составила примерно 300 килотонн в тротиловом эквиваленте, говорят эксперты.
Объект, который стал причиной этого события, составлял примерно 15 метров в диаметре и весил около 7000 тонн. Космический гость взорвался на высоте от 19 до 24 километров над земной поверхностью, а высвобожденная при этом взрыве энергия примерно в 15 раз превысила энергию взрыва американской ядерной бомбы, сброшенной на Хиросиму во время Второй мировой войны.
В настоящее время специалистами ведутся работы по поиску фрагментов космического камня.
Челябинский метеор следует отличать от астероида DA14, который совершил вчера своё историческое прохождение мимо нашей планеты, промчавшись всего в 27000 километров от неё.
Источник
- Научные труды...
- Видеоматериалы
- Каталог физических демонстраций
- 1. Механика...
- 2. Колебания и молекулярная физика...
- 3. Электричество и магнетизм...
- 3.1 Электрическое поле
- 3.2 Проводники в электрическом поле
- 3.3 Энергия электрического поля
- 3.4 Постоянный электрический ток
- 3.5 Магнитное поле
- Политика
- Солнечная система
- Эфир
- Ацюковский В.А. Лекции
- Черепенников В.Б. Науке нужна защита от лженаучных мошенников. Монография.
- Российской академии наук фундаментальная наука не нужна. Монография. Черепенников В.Б.
- Псевдонаучные труды (критика)
- Псевдонаучные статьи (обсуждение)
- Полемические статьи (обсуждение)
На сайте:
Интернет-журнал Ньютоновские чтенияНовости наукиПолитикаСолнечная система07.03.2023 09:50