Новости науки

Через несколько часов с Байконура стартует пилотируемый корабль «Союз МС-02»

Всего через несколько часов в 11.05 по Москве с космодрома Байконур будет отправлен в космос пилотируемый корабль «Союз МС-02». Государственная комиссия, которая проверяла корабль, приняла решение о его полной готовности и разрешила производить заправку аппарата компонентами топлива, рассказали сотрудники государственной корпорации «Роскосмос».

На борту корабля к Международной космической станции (МКС) сегодня стартуют космонавты Сергей Рыжиков, Андрей Борисенко и американский астронавт Роберт Шейн Кимброу. Российский космонавт Анатолий Ивашин, астронавт Пегги Уитсон и Такуя Ониси, представитель японского космического агентства, ожидают новый экипаж на МКС.

Специалисты отказались от шестичасовой схемы сближения корабля со станцией. Поэтому стыковка корабля будет происходить через двое суток после старта 21 октября в час дня.

Напомним, что запуск корабля планировалось провести 21 сентября. Но, из-за технической неисправности полёт был отменён. Неисправность была быстро обнаружена и устранена.

Новый экипаж после прибытия на станцию будут работать над 54 экспериментами. Часть из этих экспериментов уже начали проводить команды прошлых экспедиций, а часть является совсем новыми исследованиями, сообщается в «Эхо Москвы».

Индикатором невесомости на пилотируемом корабле «Союзе МС-02» будет выступать макет будущего аппарата «Федерация», который сегодня разрабатывают в Королёве. 

Осталось совсем немного и новая экспедиция начнёт своё космическое путешествие.

Источник

Германские физики определят вес самой легчайшей материи во Вселенной

МОСКВА, 17 окт – РИА Новости. На этой неделе в Германии начал работу эксперимент KATRIN, в рамках которого ученые из Технологического института Карлсруэ попытаются определить массу нейтрино, легчайшей формы материи во Вселенной, сообщает пресс-служба заведения.

Нейтрино представляют собой мельчайшие элементарные частицы, которые "общаются" с окружающей материей только посредством гравитации и так называемых слабых взаимодействий, проявляющихся лишь на расстояниях, существенно меньше размеров ядра атома. В середине прошлого века ученые открыли три вида таких частиц — тау, мюонные и электронные нейтрино и их "злые близнецы"-антинейтрино.

Наблюдения за Солнцем в 1960 годах и эксперименты нобелевских лауреатов Артура Макдональда и Такааки Каджиты раскрыли две важные вещи – то, что нейтрино разных видов умеют периодически превращаться друг в друга – этот процесс ученые называют "осцилляциями" и то, что они обладают ненулевой массой. С тех пор ученые наблюдают за этим процессом, пытаясь вычислить массу нейтрино по тому, как "охотно" разные типы этих частиц превращаются в два других их вида.

Германские физики решили подойти к этой проблеме с обратной стороны – в рамках эксперимента KATRIN они попытаются вычислить массу "неуловимых" частиц при помощи своеобразного метода исключения.

Ключом к ней служат атомы трития – тяжелого изотопа водорода, в ядре которого содержится два нейтрона и один протон. Тритий нестабилен по своей природе, и со временем он превращается в гелий-3, испуская при этом один электрон и электронное антинейтрино. В соответствии с законом сохранения энергии, "осколки" распавшегося ядра будут иметь в сумме ту же энергию, что и оно само, что позволяет вычислить массу неизвестной частицы, замеряя массы других фрагментов деления.

Руководствуясь этой простой идеей, немецкие ученые собрали гигантский "чан" с водой, покрытый специальными фотодетекторами и источниками магнитных полей, в начале которого находится небольшая емкость с тритием. Когда ядро тяжелого водорода распадается, рождающийся в результате этого электрон "подхватывается" магнитными полями и отправляется на специальный детектор, который измеряет его массу.

Подобные измерения, по текущим планам физиков, будут идти около пяти лет, что позволит накопить достаточно данных для того, чтобы измерить массу электрона с точностью, превышающей 0,2 электронвольт (один электронвольт – величина энергии, примерно эквивалентная массе в 10 в минус 36 степени килограмм).

Столь высокая точность измерений нужна ученым по той причине, что масса нейтрино крайне мала – последние эксперименты на детекторе KamLAND-Zen показывают, что эти частицы могут весить в несколько раз или даже в десятки раз меньше, чем предполагаемая их масса – около 1-2 электронвольт. Несмотря на столь высокие требования, участники проекта, как передает журнал Symmetry, настроены оптимистично и ожидают получить первые результаты уже в 2017 году.

Позже к подобным измерениям могут подключиться американские ученые, занимающиеся схожими, но несколько другими экспериментами с тритием в рамках проекта Project 8. Его чувствительность в теории будет выше, чем у KATRIN, однако данный детектор еще только вступил в первые фазы проектирования и постройки.

Источник

Центр робототехники ФПИ займется созданием двигателей из сверхпроводников

МОСКВА, 14 окт — РИА Новости. Первыми проектами Национального центра развития робототехники Фонда перспективных исследований (ФПИ) станут создание электродвигателя на основе высокотемпературных сверхпроводящих материалов и высокоресурсной силовой установки, сообщает фонд.

"Сегодня особенно актуальны работы, направленные на улучшение массогабаритных параметров, повышение экономичности и ресурса двигательных установок перспективных образцов вооружений, военной и специальной техники. Решению этой проблемы будет способствовать создание отечественных высокоресурсных силовых установок мощностью от 50 до 500 лошадиных сил на основе роторно-поршневого двигателя", – заявил представитель фонда Сергей Маркин.

Научно-технический совет ФПИ одобрил проект разработки демонстратора универсальной и компактной высокоресурсной силовой установки на основе роторно-поршневого двигателя блочно-модульной конструкции с применением композиционных материалов нового поколения. Основным исполнителем по проекту, рассчитанному на три года, выступит Центральный институт авиационного машиностроения имени П.И. Баранова.

"До сих пор развитие таких двигателей сдерживалось целым рядом свойственных им проблем. Применение интеркерамоматричных и металлокерамоматричных композиционных материалов позволяет устранить их. Планируемый к созданию в рамках проекта демонстратор будет обладать прорывными характеристиками по удельной массе, удельному расходу топлива и ресурсу", – отметили в фонде.

Кроме того, одобрен проект "Разработка демонстрационного образца электродвигателя на основе высокотемпературных сверхпроводящих материалов второго поколения". Основным подрядчиком по нему станет ЗАО "СуперОкс".

"Практическое использование явления высокотемпературной сверхпроводимости сдерживалось отсутствием массового производства дешевых высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП). Сегодня в нашей стране существует технология мирового уровня по производству ВТСП-провода – ключевого элемента для построения сверхпроводниковых электрических машин", — подчеркнул руководитель проекта ФПИ Алексей Воронов.

Фонд перспективных исследований создан в 2012 году для содействия научным исследованиям и разработкам в интересах обороны и безопасности страны. Деятельность ведется по трем основным направлениям — химико-биологическому и медицинскому, физико-техническому, информационному. В конце 2015 года в структуре ФПИ был создан Национальный центр развития технологий и базовых элементов робототехники. В настоящее время фонд работает более чем над 50 проектами, для них созданы более 40 лабораторий в ведущих университетах, НИИ и оборонных предприятиях.

Источник

Экзопланета с гигантскими кольцами интригует ученых

В 2007 г. астрономы наблюдали серию необычных затмений звезды, расположенной на расстоянии 420 световых лет от Земли. В 2012 г. команда исследователей из Японии и Нидерландов предположила, что этот феномен может быть связан с присутствием крупной экзопланеты – получившей обозначение J1407b – с массивной системой колец, обращающейся вокруг звезды. С тех пор дальнейшие исследования этой системы позволили сделать несколько удивительных открытий.

Например, в 2015 г. та же команда астрономов пришла к выводу, что эта система колец является примерно в 100 раз более обширной и массивной, по сравнению с системой колец Сатурна. И наконец в своем новейшем исследовании эти авторы показывают, что система, включающая планету с такими гигантскими кольцами, может стабильно существовать в течение 110000 лет в том случае, если допустить, что кольца движутся вокруг планеты очень необычным образом.

В своем новом исследовании Стивен Ридер (Steven Rieder) из Института физико-химических исследований RIKEN, Япония, и Мэттью Кенворф (Matthew Kenworth) из Лейденского университета, Нидерланды, провели несколько сеансов моделирования при помощи программного обеспечения под названием Astrophysical Multi-purpose Software Environment (AMUSE). Результаты моделирования показали, что система колец вокруг этой экзопланеты с орбитальным периодом 11 лет и ретроградными орбитами сможет просуществовать в течение не менее чем 10000 орбит.

Для объяснения происхождения системы колец с ретроградным, то есть обратным по отношению к направлению орбитального движения планеты вокруг звезды, направлением их собственного вращения, представляющим собой крайне редкий феномен, авторы статьи предлагают сценарий, включающий мощное космическое столкновение, заставившее кольца вращаться в обратную сторону.

Исследование принято к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics и доступно онлайн на arxiv.org.

Источник

Ракета «Антарес», оснащенная российским двигателем РД-181, успешно стартовала

Впервые за два года ракета «Антарес» (Antares) компании Orbital ATK была успешно запущена в космос, стартовав с площадки космодрома НАСА на острове Уоллопс, США, вчера вечером (17 октября) с миссией по доставке грузов к Международной космической станции (МКС).

Усовершенствованная ракета «Антарес» взмыла в ночное небо в 19:45 местного времени EDT (23:45 GMT) с размещенным в головной части ракеты грузовым космическим кораблем Cygnus производства компании Orbital ATK. Через 9 минут после взлета капсула Cygnus вошла на низкую околоземную орбиту, двигаясь по которой она доставит к МКС 2300 килограммов груза, включающих научные эксперименты, оборудование и другие припасы для членов экипажа МКС.

Для компании Orbital ATK со штаб-квартирой в штате Вирджиния этот запуск имел большое значение, поскольку прошлая попытка запустить ракету «Антарес», состоявшаяся в 2014 г., завершилась мощным взрывом через несколько секунд после старта с площадки Pad-0A, также расположенной на острове Уоллопс. После той неудачной попытки ракета «Антарес» была усовершенствована. Доработанная пусковая система включает двигатели российского производства РД-181 вместо двигателей AJ26, которые, предположительно, и стали основной причиной того катастрофического инцидента.

Из-за неоднократных вынужденных переносов запуска на несколько дней космический корабль Cygnus прибудет к МКС одновременно с российским кораблем «Союз», на борту которого находятся три космонавта, будущих члена экипажа станции, в пятницу, 21 октября, и будет ждать на орбите до воскресенья, 23 октября, когда станет возможна стыковка этого космического корабля с МКС.

Источник

Упавшая комета, возможно, превратила древнюю Землю в «парник»

На границе первых периодов кайнозойской эры, палеоцена и эоцена, когда на Земле начала восстанавливаться жизнь после вымирания динозавров, произошел очередной глобальный катаклизм — климат так сильно и резко потеплел, что вся планета превратилась в «парник».
Ученые долго искали этому объяснение, рассматривая различные геологические и иные факторы. В новом исследовании команда из США представила доказательства гипотезы, согласно которой Земля той эпохи нагрелась из-за упавшей кометы.

Период экстремально высокой температуры (на 5­­-8 °C выше, чем сейчас), называемый палеоцен-эоценовым термическим максимумом, наступил около 56 миллионов лет назад и продолжался 200 тысяч лет. В течение всего этого времени планета напоминала тропический сад — льда не было даже на полюсах, а с океанской флорой и фауной происходили странные метаморфозы. Сегодня это потепление считается ближайшим аналогом текущих климатических изменений, предвещающих нечто подобное.

В ходе изучения отложений на территории штата Нью-Джерси Морган Шаллер из Института Ренессалера в Трое (США) и его коллеги нашли следы падения крупной кометы, возраст которых совпадает с «парниковым» периодом. Характеристики этих шариков из оплавленных пород говорят о том, что к их образованию причастно космическое тело, а не вулканы.
Хотя теоретически это мог быть и астероид, ученые склонны к мнению, что одновременность этих двух событий не случайна, а значит, в Землю врезалась именно комета, у которой больше шансов изменить климат. Каким образом? Во-первых, кометы богаты органикой и углеродом. В результате сгорания и окисления последнего моментально повышается концентрация СО2 в атмосфере, что ведет к резкому потеплению. Во-вторых, как показали другие исследования, такие удары могут вызывать просачивания и возгорание нефти, скрытой в недрах Земли. И, в-третьих, падения массивных небесных тел не раз провоцировали серии мощных вулканических извержений.
Однако представленных аргументов оказалось мало, чтобы переубедить скептически настроенных геологов и палеонтологов, не видящих прямых доказательств связи упавшей кометы с температурными аномалиями. К тому же, как отмечают критики, до сих пор никому не удалось найти кратер, оставленный «космической гостьей».

Источник

Астрономы выяснили, как спутник Марса Фобос стал «Звездой смерти»

Крупнейший спутник Марса Фобос привлекал внимание публики и хранил тайну своего происхождения в течение многих лет. Однако новейшие методы численного моделирования, разработанные специалистами из Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL), США, позволили пролить свет на природу этого загадочного космического объекта.

Крупнейшей формой рельефа на поверхности Фобоса, диаметр которого составляет 22 километра, является гигантский кратер Стикни, составляющий в диаметре 9 километров, то есть, занимающий почти половину поверхности этого спутника Марса. Этот кратер придает Фобосу сходство со знаменитой космической станцией «Звезда смерти» из кинофильма «Звездные войны», которая была способна в одиночку разрушать целые планеты. Однако на протяжении многих десятилетий происхождение этого кратера продолжает оставаться загадкой для астрономов.

В новом исследовании физики из LLNL впервые показали механизм столкновения астероида или кометы с поверхностью Фобоса, в результате которого мог быть сформирован кратер Стикни без тотального разрушения этого спутника Марса.

«Мы показали, что кратер может быть сформирован без разрушения Фобоса, если при трехмерном моделировании использовать подходящую пористость материала и проводить моделирование с «правильным» разрешением, - сказал Меган Брук Сайэл (Megan Bruck Syal), главный автор новой работы и сотрудник LLNL. – На Земле есть отнюдь не много лабораторий, обладающих вычислительными ресурсами, необходимыми для проведения симуляций с настолько высоким разрешением».

Исследование демонстрирует, что небесное тело, сформировавшее этот кратер, могло иметь широкий диапазон размеров и скоростей, однако, как сказал Сайэл, один из возможных сценариев предполагает астероид диаметром 250 метров, движущийся со скоростью 6 километров в секунду.

Источник

Астрономы наблюдают прототип сверхгигантского быстрого рентгеновского транзиента

Команда астрономов под руководством Энрико Боццо (Enrico Bozzo) из Женевского университета, Швейцария, недавно исследовала прототип сверхгигантского быстрого рентгеновского транзиента (supergiant fast x-ray transient, SFXT), получившего обозначение IGR J17544-2619. Исследователи изучали спектральную изменчивость этого источника во время вспышек и в период затишья, поскольку этот объект демонстрирует самые экстремальные изменения яркости в рентгеновском диапазоне среди других объектов своего класса.

Открытый в 2003 г. при помощи космической обсерватории International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory (INTEGRAL) Европейского космического агентства (ЕКА), источник IGR J17544-2619 имеет относительно низкую рентгеновскую светимость и один из самых коротких орбитальных периодов среди других источников SFXT – примерно 4,9 суток.

В марте 2015 г. команда Боццо провела мультиволновую наблюдательную кампанию источника IGR J17544-2619 при помощи космических обсерваторий X-ray Multi-Mirror Mission (XMM–Newton) ЕКА и Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) НАСА. Наблюдая этот источник совместно при помощи этих двух космических обсерваторий, ученые смогли запечатлеть его как в исходном состоянии с низкой светимостью в рентгеновском диапазоне, так и в период, когда на нем наблюдалась рентгеновская вспышка.

Исследователи подробно изучили свойства этого источника рентгеновского излучения во время периодов затишья и вспышки. «Мы изучили изменения спектральной картины во время вспышки и в период затишья при помощи тепловой и объемной модели комптонизации (a thermal and bulk Comptonization model), которую обычно применяют для описания распределения энергии по длинам волн в границах рентгеновского диапазона при исследовании молодых пульсаров, входящих в состав рентгеновских двойных с большими массами», указывается в работе.

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

Новый солнечный феномен: «Когда не собака машет хвостом, а хвост - собакой»

Физики-солнечники долгое время считали вращение солнечных пятен главным генератором солнечных вспышек – неожиданных, мощных выбросов электромагнитного излучения и заряженных частиц в космос при взрывах, происходящих на поверхности Солнца. Их вращательное движение приводит к накоплению энергии, которая высвобождается затем в форме вспышек.

Однако группа физиков из Технологического института Нью-Джерси (New Jersey Institute of Technology, NJIT), США, сегодня заявляет, что солнечные вспышки, в свою очередь, оказывают мощное влияние на солнечные пятна, наблюдаемые нами сгущения магнитных полей на поверхности Солнца, или фотосфере. В своей новой работе исследователи доказывают, что солнечные вспышки заставляют солнечные пятна вращаться с намного более высокими скоростями (поля скоростей солнечных пятен представлены на фото), чем обычно, прежде чем происходит их извержение в космос.

Эти наблюдения, основанные на снимках высокого разрешения, сделанных при помощи 1,6-метрового телескопа New Solar Telescope (NST), расположенного в обсерватории Big Bear Solar Observatory (BBSO) NJIT, стали сюрпризом для исследователей. Внешняя оболочка Солнца, или корона, из которой происходит высвобождение солнечных вспышек, имеет примерно в 100 миллионов раз меньшую плотность плазмы, в сравнении с фотосферой.

«Это примерно то же самое, что увидеть вместо собаки, размахивающей хвостом, ещё и хвост, размахивающий собакой (tail wagging the dog)», - сказал Чанг Лю (Chang Liu), профессор физики NJIT и главный автор нового исследования.

Прежние снимки, сделанные при помощи космических солнечных миссий в более низком разрешении, содержали намеки на этот феномен, однако не давали возможности его однозначного подтверждения, говорят исследователи.

Работа вышла в журнале Nature Communications.

Источник

Физики из России создали

МОСКВА, 13 окт – РИА Новости. Алмазы с одиночными вкраплениями атомов кремния могут стать основой для быстрых и дешевых квантовых компьютеров и сверхбыстрых оптических вычислительных систем, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

"Такие алмазы могут служить хорошей основой для создания достаточно простых и надежных квантовых компьютеров, они могут работать в качестве элементов для оптических квантовых сетей, сверхчувствительных сенсоров", — заявил Денис Сукачев из Российского квантового центра, работающий сегодня в Гарварде, чьи слова приводит пресс-служба РКЦ.

Квантовая гонка

Кубиты представляют собой одновременно и ячейки памяти, и вычислительные модули квантового компьютера, которые могут одновременно хранить в себе и логический ноль, и единицу благодаря законам квантовой физики. Объединение нескольких кубитов в единую вычислительную систему позволяет очень быстро решать математические или физические задачи, поиск ответа на которые при помощи методик перебора заняло бы время, сопоставимое со сроками жизни Вселенной.

Как рассказывал РИА "Новости" Алексей Устинов, физики быстро научились изготовлять одиночные кубиты, способные жить достаточно долго для ведения вычислений. С другой стороны, попытки объединить несколько кубитов сталкиваются сегодня с большими трудностями из-за того, что записать и считать данные из них не так просто, как изначально казалось.

Сукачев и десятки других ученых под руководством Михаила Лукина из Гарвардского университета достаточно давно работают над созданием кубитов на базе "дефектных" алмазов для создания своей версии квантового компьютера, конкурирующей со сверхпроводниковыми системами, которые сегодня считаются лидерами в гонке по созданию квантового компьютера.

Дефектные алмазы стремительно набирают популярность среди ученых, изучающих квантовые вычисления. Интерес к ним обусловлен двумя важнейшими плюсами алмазов — кубиты на их основе достаточно легко изготовлять и получать, и они способны работать при комнатной температуре.

"Сердцем" вычислительного модуля служит дефект — атом азота или другого элемента, "затесавшийся" в кристаллическую решетку атомов углерода. Ученые научились использовать спин — направление вращения — электронов атома азота и его ядра для обработки данных в кубите и для хранения информации в течение очень продолжительного времени.

Алмазный квантовый "невод"

Лукин, Сукачев и их коллеги смогли улучшить работу таких кубитов и сделать их пригодными для обмена информацией друг с другом при помощи импульсов света, заменив атом азот внутри "дефектов" на атом кремния. Подобная замена помогла российским и американским ученым "запутать" два кубита между собой внутри одного алмаза и заставить их взаимодействовать с фотонами лазерных вспышек, при помощи которых физики записывали и считывали данные.

Пока что эта система работает только при очень низких температурах (4 градуса Кельвина) и живет крайне недолго (50 наносекунд), однако ученые обещают многократно улучшить эти показатели, заменив, к примеру, "обычный" кремний на тяжелый кремний-29, что позволит создавать более широкие квантовые сети из кубитов.

"Сейчас мы работаем над высокоэффективной передачей возбуждения с одного центра окраски на другой. Это необходимо для квантовых вычислений, обмена информацией. Возбужденный атом кодирует единицу, невозбужденный кодирует ноль, смена состояний – логическая операция, необходимая для работы компьютера", — поясняет Сукачев.

Кроме того, российским и американским физикам впервые удалось создать оптический транзистор на основе таких алмазов – если одиночные атомы кремния облучать короткими импульсами лазера на определенной частоте волны, то можно сделать их или "прозрачными" для других фотонов, или же заставить их рассеивать световой сигнал.

"Сверхпроводящие кубиты разрабатывают уже много лет, у них большая фора, но, возможно, что первые полноценные квантовые компьютеры будут созданы на базе алмазов", — заключает Сукачев.

Источник

Ученые смогли получить графен с высокой устойчивостью к озонированию

МОСКВА, 13 окт — РИА Новости. Группа ученых из Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ" и ряда зарубежных вузов разработали промышленную технологию очищения графена, обладающего повышенной устойчивостью к воздействию агрессивных радикалов кислорода. Открытие имеет важнейшее значение для развития наноэлектроники.

Графен представляет собой кристаллическую углеродную пленку толщиной в один атом. Благодаря своим уникальным характеристикам (особые электронные свойства, высокая проводимость, прозрачность для света, способность к механическому растяжению и пр.), графен является очень перспективным материалом, востребованным в наноэлектронике.

При изготовлении различных наноэлектронных устройств на графен наносится полимерное покрытие, которое затем счищается. Остатки полимерного покрытия "загрязняют" графен, уменьшая в нём подвижность носителей заряда. Различные методы очистки (термический отжиг, плазменная очистка, химические растворители) позволяют избавиться от остатков полимера, но при этом ухудшают качества графена. Так, в одном из распространённых методов очистки используется озон, обладающий высокой реактивностью. Однако под действием озона разрушаются не только полимерные остатки, в графене появляются дефекты, приводящие к ухудшению его характеристик.

Ученые из НИЯУ МИФИ смогли получить графен с очень высокой устойчивостью к озонированию с помощью высокотемпературной сублимации карбида кремния (SiC). Полученный графен выдерживает контакт с озоном в течение более десяти минут, в то время как обычный графен при таких условиях теряет свои свойства уже через три-четыре минуты. Результаты исследования опубликованы в престижном научном издании Carbon. 

Для дальнейшего изучения явления были привлечены ученые из Греции, Франции и Швеции. С помощью компьютерного моделирования специалистам удалось выяснить причины повышенной устойчивости SiC-графена к воздействию агрессивных радикалов кислорода. Аномальная устойчивость нового графена оказалась связанной с низкой шероховатостью эпитаксиального графена на SiC-подложке (эпитаксия – это закономерное нарастание одного кристаллического материала на поверхности другого).

"Выяснилось, что обычный "шероховатый" графен более уязвим из-за наличия выпуклых областей. Данные участки проявляют более сильную химическую активность к образованию эпоксидальных групп, разрушающих его целостность", – рассказал РИА "Новости" доцент кафедры физики конденсированных сред Института нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике НИЯУ МИФИ Константин Катин.

"Полученные результаты доказывают, что базисом технологического процесса для производства промышленного графена с улучшенными характеристиками может стать нанофабрикация графена на основе карбида кремния с его последующим озонированием. Озонирование само по себе оказывается эффективным способом очистки графена, полученного любым способом. Единственное ограничение методики очистки связано с возможной шероховатостью графенового листа: он должен быть почти идеально плоским", – пояснил доцент кафедры физики конденсированных сред НИЯУ МИФИ Михаил Маслов.

Открытие ученых ляжет в основу перспективной технологии очистки промышленного графена высокого качества со стабильными электронными характеристиками.

Источник

Поверхность Луны обновляется каждые 81000 лет, выяснили исследователи

Луну бомбардирует настолько большое количество космических камней, что её поверхность полностью обновляется каждые 81000 лет, согласно новому исследованию, опубликованному вчера, в среду.

Это обновление поверхностного слоя – глубиной примерно два сантиметра – происходит в 100 раз чаще, чем считалось ранее, сообщают ученые.

В этом исследовании также утверждается, что в результате падения на поверхность единственного естественного спутника нашей планеты астероидов и комет в среднем на ней образуется 180 новых кратеров диаметрами не менее 10 метров каждый год.

Эти находки были сделаны с использованием изображений «до и после», полученных при помощи космического аппарата НАСА Lunar Reconnaissance Orbiter, который используется для сбора данных, требуемых при составлении карт лунной поверхности, начиная с 2009 г.

Сравнив снимки одних и тех же областей поверхности Луны, сделанных через несколько равных промежутков времени, ученые во главе с Эмерсоном Спейерером (Emerson Speyerer) из Университета штата Аризона в Темпе, США, смогли произвести подсчет числа новых кратеров и экстраполировать эти результаты на всю поверхность Луны.

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Источник

Ученые создали наноматериал, вырабатывающий спирт из воздуха

МОСКВА, 13 окт – РИА Новости. Физики из США создали особые "наноиглы" из графена и меди, которые используют энергию электрического тока для превращения углекислого газа (СО2) в молекулы этанола — обычного спирта, говорится в статье, опубликованной в журнале ChemistrySelect.

"Мы фактически случайно обнаружили, что данный материал работает так, как он работает. Изначально мы просто хотели реализовать первый шаг в этой реакции, но в ходе экспериментов мы быстро поняли, что катализатор осуществлял всю реакцию сам по себе, без вмешательства с нашей стороны", — заявил Адам Рондинон (Adam Rondinone) из Национальной лаборатории в Оак-Ридж (США).

В последние годы ученые активно пытаются найти способ превращения атмосферного СО2 в биотопливо и другие полезные вещества. К примеру, в июле этого года физики из Чикаго представили необычную солнечную батарею из наноматериалов, которая напрямую использует энергию света для расщепления молекул углекислоты и производства угарного газа и водорода, из которых можно получать метан, этанол и другие виды биотоплива.

Рондинон и его коллеги довели этот процесс до логического конца, пытаясь найти новые, более эффективные способы расщепления СО2 на угарный газ и кислород, не порождая при этом других побочных продуктов реакции, которые бесполезны или даже мешают получению биотоплива из углекислого газа.

В качестве главного материала для этого катализатора ученые избрали медь, чьи электрохимические свойства идеально подходят для восстановления СО2 в угарный газ и другие виды молекул. 

Проблема заключается в том, что медные наночастицы и пластинки преобразуют СО2 не в одно вещество, а сразу в несколько десятков молекул, чье присутствие и концентрации зависят от напряжения тока, который пропускается через катализатор. Это делает фактически невозможным промышленное использование подобных расщепителей СО2.

Физики из Оак-Риджа решили эту проблему при помощи другого перспективного наноматериала – графена. Смяв листы графена в своеобразные "гармошки", ученые засеяли их складки наночастицами меди, что привело к тому, что молекулы СО2 расщеплялись в строго отведенных местах – на вершинах графеновых "наноигл".

Это позволило американским исследователям гибко управлять тем, что происходит в ходе этого расщепления, и заставить СО2 превращаться почти всегда в обычный этиловый спирт – в среднем, около 60% молекул углекислоты превращается в этанол. 

Ученые пока не знают, что именно происходит в этих точках, однако они предполагают, что графеновые складки мешают полному восстановлению молекул СО2 и тем самым не дают им превратиться в этилен, этан и другие углеводороды, а также фокусируют и перенаправляют потоки электронов на наночастицы меди.

Данная технология получения спирта из воздуха, по словам физиков, уже почти полностью готова к промышленному применению – стоимость подобных катализаторов невысока, и их можно производить в любых количествах. Как полагают ученые, их изобретение можно использовать для запасания излишков энергии, собираемых солнечными батареями или ветряками, в виде спирта, который можно затем применять как биотопливо для машин или в качестве рабочего тела для топливных ячеек.

Источник

Новая карликовая планета обнаружена в Солнечной системе

Команда исследователей из Мичиганского университета, США, открыла карликовую планету размером примерно вполовину меньше Плутона, которая расположена на примерно вдвое большем расстоянии от Солнца. Эти наблюдения были проведены командой ученых под руководством физика Дэвида Гердеса (David Gerdes). Он сказал, что заслуга открытия планеты на самом деле принадлежит группе студентов, перед которой была поставлена задача поиска новых объектов для нанесения на формируемую в настоящее время карту галактики. Эти усилия привели к созданию программного обеспечения, которое может быть использовано для анализа снимков, полученных при помощи инструмента наблюдения под названием Dark Energy Camera. Этот инструмент осуществляет поиски объектов, движущихся в границах любого наперед заданного участка неба – что является несомненным признаком того, что объекты принадлежат нашей Солнечной системе.

Эта карликовая планета, получившая название 2014 UZ224, является настолько крохотной – её диаметр составляет всего лишь 530 километров – что команда Гердеса не уверена в том, что за ней будет сохранен её планетный статус.

Программное обеспечение, разработанное исследователями, позволяет следить за движущимися объектами, не осуществляя их съемку много ночей подряд, при помощи специального алгоритма, позволяющего «соединять точки», обнаруживая движение в ночном небе. Однако работа по обнаружению движущихся объектов при помощи этой программы продвигается довольно медленно – например, для идентификации этой новой карликовой планеты ученым потребовалось два года времени (отсюда число 2014 в названии этой карликовой планеты). Команда Гердеса также считает, что разработанная ими программа поможет обнаружить таинственную Планету 9, существование которой предсказывается, исходя из эффектов воздействия гипотетической планеты на другие объекты нашей планетной системы.

Сообщение об обнаружении новой карликовой планеты появилось на интернет-сайте Центра малых планет Международного астрономического союза вчера, 11 октября.

Источник

Ученые создали первые

МОСКВА, 11 окт – РИА Новости. Американские физики создали необычную наноструктуру, которая поглощает свет и преобразует его энергию в механические колебания, что можно использовать для создания световых компьютеров и сверхточных часов, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.

"Большие световые потери, которые характерны для метаматериалов, обычно считается их неприятным побочным свойством при использовании наноматериалов в фотонике и в системах передачи информации. Нам удалось найти такое применение этим материалам, которые превращают данный недостаток в главное преимущество", — заявил Эртюгрюль Чубукчи (Ertugrul Cubukcu) из университета Калифорнии в Сан-Диего (США).

Наночастицы и тонкие полоски из некоторых металлов, к примеру, золота или серебра, способны поглощать видимый свет и передавать его дальше в виде других форм электромагнитного излучения. В это время на поверхности металла возникают так называемые плазмоны — коллективные колебания электронов, способные поглощать и испускать энергию в виде световых волн.

Одним из самых ярких примеров работы плазмонов считается древнеримский кубок Ликурга — сосуд из стекла, меняющего прозрачность в зависимости от освещения. Другие примеры их работы — микроволновый "плащ-невидимка", созданный в 2014 году, и прозрачный футуристический дисплей на плазмонах, созданный в MIT.

Чубукчи и его коллеги из университета Пенсильвании в Филадельфии (США) научились использовать плазмоны не только для того, чтобы преобразовать один вид электромагнитного излучения в другой, но и для трансформации их в другие виды колебаний.

Для этого ученые соединили "лес" из плазмонных резонаторов в виде наноантенн из золота с небольшой пластинкой-"бутербродом" из двух слоев золота и нитрида кремния и металлической подложки, играющей роль отражателя.

Когда свет падает на "частокол" из наночастиц золота, они поглощают его и превращают в тепло. Это тепло попадает внутрь "бутерброда" и оба материала – и золото, и нитрид кремния – начинают прогреваться. Так как металл поглощает тепло и расширяется быстрее, чем нитрид кремния, пластинка изгибается, в результате чего вся эта конструкция отдаляется от отражателя, и наночастицы начинают резко поглощать меньше света.

В результате этого металл и нитрид кремния охлаждаются, и "бутерброд" заново выпрямляется и возвращается на место, начиная новый цикл колебаний. Частотой и силой этих вибраций, как объясняют ученые, можно легко управлять, пропуская ток через наночастицы.

Подобные резонаторы, как считают ученые, имеют массу практических применений – их можно применять для создания сверхточных световых часов, датчиков вибраций и давления, а также в качестве одного из компонентов световых компьютеров, который позволит инженерам и ученым фильтровать свет и избирательно пропускать его.

Источник

Полет к Марсу опасен

Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports

Источник

Эксперты Седьмого московского международного симпозиума по исследованию Солнечной системы определили наилучшее место на Марсе для расположения обитаемой базы, сообщает ТАСС.

© NASA

Обнаружены 24 новые планетные системы, содержащие по одной «горячей Земле»

Команда исследователей во главе с Джейсоном Г. Стеффеном (Jason H. Steffen) идентифицировала 24 планетные системы, в каждой из которых находится, если судить по данным наблюдений, не более чем по одной планете. В своей работе исследователи описывают, как, взяв в качестве исходного набора большую группу планетных систем-кандидатов, открытых при помощи космического телескопа НАСА «Кеплер», они постепенно исключали из неё планетные системы, содержащие более одной планеты типа «горячих Земель», и в конечном счете получили список из пары десятков планетных систем, в состав которых входят изолированные «горячие Земли».

Горячие Земли представляют собой планеты размером с Землю, которые расположены вблизи родительских звезд, что делает их интересными объектами лишь для изучения с точки зрения дополнения теории формирования планет, но не с точки зрения возможности поисков следов жизни – так как многие из этих планет даже не вращаются вокруг своей оси, находясь по отношению к родительской звезде в приливном захвате, то есть будучи обращенными к ней все время одной и той же стороной. Это означает, что на дневной стороне планеты условия будут слишком жаркими для существования жизни, в то время как на обратной стороне планеты – слишком холодными.

Исследователи осуществляли поиск горячих Земель, чтобы лучше понять их происхождение – согласно некоторым теориям горячие Земли являются остатками горячих Юпитеров, потерявших свои атмосферы из-за сильной гравитации близлежащих звезд. Другая идея состоит в том, что эти экзопланеты начали мигрировать ещё до того, как в их родительских системах сформировались другие планеты. Кроме того, существует возможность, что взаимодействие между другими планетами вытолкнуло планеты небольшого размера из систем, в которых они формировались, в другие планетные системы, в которых они обнаруживаются в настоящее время.

Исследование вышло в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Источник