Новости науки

Ученые создали чип для светового программирования

Ученые из Гарвардской школы технических и прикладных наук им. Джона А. Полсона (SEAS) разработали новую интегрированную фотонную платформу, которая может хранить свет и электрически контролировать его частоту (или цвет) в интегральной схеме.
Микроволновые сигналы распространены в беспроводной связи, но ранее исследователи считали, что они слишком слабо взаимодействуют с фотонами. Гарвардским физикам удалось доказать обратное благодаря новой технологии изготовления высокоэффективных оптических микроструктур на основе ниобата лития, материала с мощными электрооптическими свойствами.
Изначально команда продемонстрировала, что они могут распространять свет через нановолноводы с очень небольшими потерями и контролировать его интенсивность с помощью встроенных модуляторов. В последующих исследованиях они объединили и доработали эти технологии, создав систему для программирования фотонов при помощи микроволнового излучения. Разработанный чип позволяет не только контролировать изменение частоты фотонов, но также хранить их и генерировать свет по требованию, что ранее было невозможно.
По словам ученых, уникальные свойства ниобата лития, с его низкими оптическими потерями и сильной электрооптической нелинейностью, обеспечивают динамический контроль излучения в программируемой системе. Изобретение можно использовать для обработки фотонной квантовой информации и оптических сигналов в микроволновой фотонике, радиоастрономии, радиолокации и других сферах.
В данный момент ученые занимаются разработкой оптических волноводов и микроволновых схем с еще меньшими потерями, на базе той же архитектуры. Это позволит системе работать со 100% эффективностью, и позволит реализовать проект квантового облака — распределенной сети квантовых компьютеров, соединенных через безопасные оптические каналы связи.
Физики из канадского Университета Альберты представили не менее инновационную технологию для функционирования будущих квантовых компьютеров. Они разработали «жесткий диск для фотонов» для хранения чувствительной квантовой информации. 

Источник

Таинственные сгустки в системах тусклых карликов мешают зарождению жизни

Небольшие молодые, активные звезды, которые недавно стали перспективными научными целями для астрономов, проводящих поиски экзопланет, могут выталкивать из своих планетных систем то, что является источником воды для экзопланет – оставляя планеты, расположенные в системах этих звезд, слишком сухими для зарождения и поддержания жизни.

Этот вывод был сделан в результате недавнего исследования, проведенного группой астрономов под руководством Кэрол Грейди (Carol Grady), сотрудницы научно-исследовательской организации Eureka Scientific. Объектом данного исследования стала система карлика спектрального класса М под названием AU Микроскопа. Эта звезда находится достаточно близко к нам, на расстоянии примерно 32 световых года от Солнца, а ее возраст составляет всего лишь 24 миллиона лет – то есть, эта звезда является еще очень молодой. В системе звезды AU Микроскопа астрономам известна одна экзопланета, обращающаяся вокруг родительского светила с периодом примерно один месяц.

Проанализировав снимки этой системы, сделанные при помощи космического телескопа НАСА Hubble («Хаббл») в период между 2010 и 2018 гг., команда Грейди выяснила, что в околозвездном диске имеется сгусток материала, который постепенно удаляется в направлении от центра к периферии. Изучив диск более подробно, исследователи нашли еще один сгусток, а затем еще один и еще, пока наконец в общей сложности не было обнаружено 6 таинственных движущихся в направлении от звезды сгустков.

Согласно авторам работы, центробежное движение этих таинственных сгустков может оказывать негативное влияние на потенциальную обитаемость планетной системы звезды AU Микроскопа, поскольку эти сгустки выносят из системы осколки, которые потенциально могли бомбардировать планету, расположенную в этой системе, и доставить на ее поверхность воду в количестве, необходимом для зарождения и поддержания жизни. Расчеты Грейди и ее коллег показывают, что движение сгустков материала приведет к выталкиванию из осколочного диска звезды AU Микроскопа большей части осколков в течение всего лишь 1,5 миллиона лет. Таким образом, в общей сложности доставка воды на поверхность планеты с астероидами и кометами в системе этой звезды – а возможно, и в системах других карликов спектрального класса М – становится возможной в течение периода не более примерно 30 миллионов лет – срок, явно недостаточный для увлажнения планеты до состояния, необходимого для зарождения и поддержания жизни, указывают авторы.

Исследование было представлено на днях на собрании Американского астрономического общества.

Источник

Электричество будут получать из тепла 

Соответствующее заявление сделали японские ученые из Университета Осаки. Итоги их опытов опубликованы в Advanced Materials Technologies.
Физики разработали специальный гибкий материал, собирающий тепловую энергию и преобразующий ее в электрическую. Это термоэлектрический генератор высокой надежности, который эффективно вырабатывает электричество.
По словам специалистов, метод термоэлектрического преобразования — один из наиболее перспективных. Он позволяет получать электроэнергию из низкотемпературного тепла с показателем ниже 150 градусов Цельсия. Долгое время в условиях комнатной температуры широкое применение было невозможно. Кроме того, это требовало больших затрат по стоимости.
Японские ученые установили термоэлектрические полупроводниковые микросхемы малого размера на гибкую подложку, что позволило добиться стабильной сцепки электрических контактов. Разработка получила название FlexTEG.
С помощью параллельной интеграции электродов изгибать модули можно в любом направлении. Технология параллельного выравнивания электродов позволила уменьшить механическую нагрузку на отдельных микросхемах термоэлектрических полупроводников, что улучшило общую механическую надежность всего материала.
Ранее сообщалось, что ученые создали портативный генератор электричества большой энергоемкости. Источник электроэнергии получил название «Топаз». Он вырабатывает электричество из углеводородного топлива. 

Источник

Гигантская черная дыра вращается со скоростью, близкой к половине скорости света

«Крошки», оставшиеся после недавнего «обеда» сверхмассивной черной дыры, позволили ученым рассчитать скорость вращения этого космического «монстра» - и результаты поражают воображение!

Эта гигантская черная дыра, известная как ASASSN-14li, вращается со скоростью не меньше 50 процентов от скорости света, сообщают члены одного исследовательского коллектива.

«Диаметр этой черной дыры по линии горизонта событий примерно в 300 раз больше диаметра Земли», - рассказал один из авторов исследования Рон Ремилард (Ron Remillard) из Массачусетского технологического института в сделанном заявлении. (Горизонтом событий называют условную границу в окрестностях черной дыры, из-за которой не может не вырваться ничто, даже свет).

Черная дыра ASASSN-14li лежит в центре галактики, расположенной на расстоянии примерно 450 миллионов световых лет от Земли, а масса этой черной дыры составляет от 1 до 10 миллионов масс Солнца. Для сравнения, масса центральной сверхмассивной черной дыры Млечного пути, известной как Стрелец А*, составляет примерно 4 миллиона масс Солнца.

Черная дыра ASASSN-14li была открыта в ноябре 2014 г., после того как она разорвала на части слишком близко подошедшую к ней звезду. Это событие вызвало вспышку яркого света, которая была замечена системой оптических телескопов, называемых All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASASSN).

В этом новом исследовании команда под руководством Дхеераджа Пасхама (Dheeraj Pasham), также из Массачусетского технологического института, наблюдала рентгеновское излучение, идущее со стороны черной дыры ASASSN-14li, при помощи нескольких рентгеновских космических обсерваторий, таких как обсерватории НАСА Chandra («Чандра») и Swift («Свифт) и спутник ЕКА XMM-Newton.

Полученные командой наблюдательные данные позволили выяснить, что черная дыра ASASSN-14li вращается с периодом около 131 секунды, поскольку именно с таким периодом, вероятно, движется оторванный фрагмент звезды, находящийся вблизи горизонта событий этой черной дыры, считают авторы. Такая высокая скорость вращения говорит о том, что набор массы черной дыры, видимо, происходил за счет небольших фрагментов материала, поскольку в случае крупных слияний скорость вращения черной дыры, как правило, оказывается намного ниже, добавляют они.

Исследование опубликовано в журнале Science.

Источник

Спутниковую навигацию можно сделать квантовой

Ученые использовали российские спутники системы ГЛОНАСС для проверки теоретической возможности использования квантового шифрования для передачи информации в рамках глобальных навигационных спутниковых систем. В результате авторам удалось подтвердить реализуемость данной идеи. Результаты опубликованы в журнале Quantum Science and Technology.
Глобальные навигационные спутниковые системы, такие как российский ГЛОНАСС, американский GPS, европейский Galileo и китайский Бэйдоу, позволяют определять местоположения объектов с высокой точностью благодаря обмену сигналами о точном времени с несколькими аппаратами на орбите Земли. Различные системы немного отличаются в деталях реализации, но их спутники находятся на высоких орбитах от 19 до 36 тысяч километров над поверхностью. Эта технология работает при помощи передачи электромагнитного сигнала на частоте около 1 гигагерца, что позволяет третьим лицам вмешиваться в его передачу и перехватывать информацию, что является проблемой, так как данные системы стали основой многих экономических и военных разработок.
В новой работе под руководством Паоло Виллорези из Падуанского университета (Италия) впервые было продемонстрировано передача отдельных фотонов на рекордное расстояние в 20 тысяч километров между спутником и наземной станцией. Это достижение доказывает, что квантовая коммуникация и применение соответствующих абсолютно устойчивых методов шифрования возможна в случае спутниковой навигации на глобальном масштабе. Ранее подобное было показано только для спутников на намного более близких к Земле орбитах, а достигнутое ранее расстояние не превышало 7,5 тысяч километров.
В работе физики использовали спутники российской системы ГЛОНАСС, снаружи которых установлены катафоты. Эксперимент состоял в отправке серии коротких лазерных импульсов к двум спутникам и последующей регистрации отраженного сигнала однофотонным детектором. В результате авторы смогли оценить потери и искажения, возникающие при прохождении атмосферы. Они оказались достаточно мало, так что с использованием современных технологий уже возможно создание спутниковой навигации, передающей сигнал с использованием квантового распределения ключей на основе отдельных фотонов для создания защищенного канала связи. Следующим этапом проверки должны стать исследования с применением активных источников таких фотонов на борту спутников.

Источник

Белые карлики кристаллизуются, продляя тем самым свою жизнь, выяснили астрономы

Первое прямое доказательство перехода вещества белых карликов в кристаллическое состояние было получено астрономами из Уорикского университета, Соединенное Королевство, и, как выяснилось, в небе можно наблюдать огромные количества этих остатков звезд, пребывающих в кристаллической форме.

Наблюдения показали, что остатки погибших звезд, таких как наше Солнце, называемые белыми карликами, имеют ядро из твердого кислорода и углерода, которое формируется в результате фазового перехода на одном из этапов их жизненного цикла. Этот переход аналогичен превращению жидкой воды в лед, однако он происходит при более высоких температурах. Обнаружение этого факта говорит о том, что возраст белых карликов может быть на несколько миллиардов лет больше, по сравнению с предыдущими оценками.

Это открытие, сделанное научной группой под руководством доктора Пьера-Эммануэля Трамбле (Pier-Emmanuel Tremblay) с кафедры физики Уорикского университета в основном базируется на наблюдениях, проведенных при помощи спутника Европейского космического агентства Gaia («Гея»).

В этой работе ученые выбрали 15000 белых карликов-кандидатов, находящихся в пределах 300 световых лет от Земли, из результатов наблюдений, проведенных при помощи спутника Gaia, и проанализировали данные по светимостям и цвету звезд. Исследователи обнаружили повышенное число звезд определенной светимости и цвета, не соответствующих одному определенному возрасту или одной определенной массе. Сравнив наблюдения с моделями эволюции звезд, астрономы обнаружили, что зарегистрированное повышение числа белых карликов соответствует этапу их развития, на котором происходит скрытое выделение тепла в больших количествах, что приводит к замедлению процесса охлаждения. По оценкам авторов, в некоторых случаях белые карлики могут «продлить свою жизнь» на срок до 2 миллиардов лет, что составляет почти 15 процентов от возраста Вселенной.

Доктор Трамбле пояснил: «Мы получили первые доказательства кристаллизации вещества белых карликов, то есть перехода их вещества из твердого состояния в жидкое. Обнаружение повышенного количества белых карликов, имеющих определенные светимость и цвет, было предсказано около 50 лет назад, однако лишь сейчас мы смогли подтвердить эти предсказания наблюдениями на большой выборке объектов, предоставленной спутником Gaia».

Еще одной важной находкой данного исследования стало обнаружение того факта, что при кристаллизации вещества белых карликов выделяется большее количество тепла, чем считалось ранее – именно на это указывают результаты наблюдений. Согласно доктору Трамбле, дополнительное тепло выделяется в результате того, что кислород кристаллизуется первым и опускается к центру остатков звезды, а тем временем углерод, все еще пребывающий в жидком состоянии, всплывает наверх. Такое разделение сопровождается высвобождением гравитационной энергии, пояснили авторы.

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Источник

Компьютерное моделирование проливает новый свет на сталкивающиеся звезды

Беспрецедентно подробное трехмерное моделирование послесвечения, остающегося в результате столкновения между двумя нейтронными звездами, позволило астрофизику из Альбертского университета, Канада, получить более глубокое представление о формировании некоторых фундаментальных элементов нашей Вселенной в ходе космических столкновений.

«В ходе этих столкновений формируются тяжелые элементы, включая золото и свинец», - рассказал Родриго Фернандес (Rodrigo Fernández), работающий в составе международной исследовательской группы над моделью, для расчетов которой были использованы суперкомпьютеры научного центра U.S. National Energy Research Scientific Computing Center и данные, полученные учеными при наблюдениях космического столкновения, произошедшего в августе 2017 г. – первого в своем роде столкновения, когда-либо наблюдаемого исследователями.

«Мы также впервые наблюдали гамма-всплеск со стороны столкновения двух нейтронных звезд. Это открытие позволит провести много новых интересных научных исследований», - добавил он. Эти данные помогут рассчитывать массу нейтронной звезды и даже подтвердить величину скорости расширения Вселенной.

Проведенное этой командой новое трехмерное моделирование показывает, что аккреционный диск – осколки материала, обращающиеся вокруг пары объединившихся нейтронных звезд – извергает в космос в два раза больше материала, по сравнению с оценками, сделанными в соответствии с предлагаемыми ранее 2-D моделями. Кроме того, Фернандес и его коллеги смогли подробно смоделировать еще один путь извержения материи со стороны столкновения – в виде астрофизического джета, узкой струи частиц и излучения, выбрасываемой при столкновении в космос со скоростью, близкой к скорости света.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Источник

Миссия TESS обнаруживает свою третью по счету новую экзопланету

Спутник НАСА Transiting Exoplanet Survey Satellite, TESS, открыл третью в своем списке небольшую планету, расположенную за пределами Солнечной системы, объявили ученые на этой неделе на ежегодном собрании Американского астрономического общества, проходившем в Сиэтле.

Эта новая планета, получившая название HD 21749b, обращается вокруг близлежащего яркого карлика, расположенного на расстоянии примерно 53 световых года от нас в созвездии Сетка, и имеет самую широкую орбиту из всех планет, открытых при помощи спутника TESS. Планета HD 21749b движется вокруг родительской звезды с периодом 36 суток, в то время как периоды обращения вокруг родительских звезд двух других планет, открытых ранее при помощи этой космической обсерватории, составляют соответственно 6,3 суток для «суперземли» Пи Столовой горы b и 11 часов для каменистой планеты LHS 3844b. Все три планеты были открыты в первые три месяца наблюдений при помощи спутника TESS.

Температура на поверхности этой новой планеты составляет примерно 150 градусов Цельсия – что является относительно невысоким значением, учитывая близость планеты к родительской звезде, яркость которой сравнима с яркостью Солнца.

«Это самая холодная небольшая планета, обращающаяся вокруг настолько яркой звезды», - говорит главный автор нового исследования Диана Драгомир (Diana Dragomir), исследователь-постдок из Института астрофизики и исследований космоса Кавли Массачусетского технологического института, США.

Размер этой планеты составляет примерно три диаметра Земли, поэтому ее следует относить к категории «супернептунов», указывают авторы. Масса планеты оценивается в 23 массы нашей планеты. Однако вероятность того, что планета окажется каменистой и обитаемой, невысока; более вероятно, что HD 21749b является газовой планетой, имеющей более высокую плотность вещества, по сравнению с Нептуном или Ураном, сообщается в исследовании.

Источник

Ученые охладили плазму лазером

Группа физиков из Университета Рейса разработала технологию охлаждения фотоионизированной нейтральной плазмы стронция.
Для того чтобы избежать сложностей, связанных с высокой температурой такого агрегатного состояния, исследователи использовали нейтральную плазму, созданную путем фотоионизацией ультрахолодного атомарного газа. После 135 микросекунд охлаждения наблюдалось снижение температуры ионов почти в четыре раза, до 50 мК.
Технология работает посредством зависящего от скорости рассеяния и обмена импульсом между почти резонансными фотонами и ионами, молекулами или атомами. Сразу после образования плазмы встречные поляризованные пучки освещали ее, образуя одномерный оптический поток для лазерного охлаждения вдоль его направления. Пиковая интенсивность одиночного луча достигала 100 мВт/см2. Снижение эффективности охлаждения, вызванное когерентной связью состояний и возникающими вследствие этого магнитно-индуцированными прозрачными участками, было сведено к минимуму благодаря быстро изменяющимся скоростям столкновений в плазме.
Экспериментальная схема. Охлаждающий (408 нм) и отталкивающий (1092 и 1033 нм) лазеры применяли во встречных конфигурациях с указанной поляризацией. Свет 422 нм для LIF был сформирован с помощью щели для освещения центрального среза плазмы.
Охлаждение было эффективным только в центральном регионе и в областях, для которых темп расширения вдоль оси лазера оставалась меньше или сопоставимой с диапазоном захвата скорости в течение заметного времени. Однако из-за высокой частоты столкновений в плазме эффект распространился во всех направлениях.
По словам физиков, помимо снижения температуры, технология позволяет создать достаточно резкие градиенты скорости и измерить сдвиговую вязкость. Те же самые оптические силы также замедляют расширение плазмы, открывая пути для ее удержания и других манипуляций.
Успешно продвигаются эксперименты и с классической горячей плазмой. На китайском экспериментальном сверхпроводящем токамаке смогли добиться повышения температуры «искусственного солнца» до 100 млн градусов °С. 

Источник

В нашей Галактике обнаружено три новых рассеянных скопления звезд

Используя данные, собранные при помощи спутника Gaia («Гея») Европейского космического агентства, бразильские астрономы обнаружили три новых скопления звезд в нашей галактике Млечный путь. Эти скопления, получившие обозначения UFMG 1, UFMG 2 и UFMG 3, были обнаружены в рукаве Стрельца нашей Галактики.

Рассеянные скопления, формируемые из гигантских молекулярных облаков, представляют собой группы звезд, связанных между собой гравитационно. К настоящему времени ученые открыли уже более 1000 скоплений звезд в нашей Галактике и не прекращают поиски в надежде найти новые разновидности таких скоплений. Расширение списка известных науке рассеянных скоплений звезд может сыграть важную роль в понимании формирования и эволюции нашей Галактики.

В новом исследовании группа астрономов под руководством Филиппа А. Феррейры (Filipe A. Ferreira) из Федерального университета Минас-Жерайс, Бразилия, сообщает об идентификации трех новых рассеянных скоплений звезд в рукаве Стрельца, в окрестностях скопления звезд среднего возраста под названием NGC 5999. Проанализировав данные наблюдений окрестностей скопления NGC 5999, собранные при помощи спутника Gaia и опубликованные в рамках релиза Gaia Data Release 2 (DR2), ученые заметили присутствие других скоплений звезд, о которых ранее не сообщалось в научной литературе.

«Мы сообщаем об обнаружении трех новых рассеянных звездных скоплений под названиями UFMG 1, UFMG 2 и UFMG 3 в окрестностях скопления звезд среднего возраста NGC», указывается в работе.

Эти вновь идентифицированные скопления находятся на расстоянии примерно 4900 световых лет от Земли, а их возраст составляет от 0,1 до 1,4 миллиарда лет, отмечают авторы.

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

Искусство сильнее физики: скульптуры, презревшие закон всемирного тяготения

Человеческое воображение безгранично. Благодаря ему и появляются на свет уникальные скульптуры, которые бросают вызов логике и противоречат законам физики. Они непринужденно парят в воздухе, опасно зависают вниз головой или поддерживаются с помощью загадочных технических уловок. Сложно представить, сколько труда, таланта, скрупулезности стоит за каждым таким произведением.

Источник

Какое открытие сделали советские ученые, а Нобелевскую премию получили американцы

Россияне в последние годы не так часто удостаиваются Нобелевских премий. В третьем тысячелетии высшие награды научного мира им присваивались лишь трижды — в 2000, 2003 и 2010 годах. И все — по физике. [С-BLOCK]
Чуть чаще премиями награждаются учёные с «российскими корнями». И каждый такой раз, как правило, сопровождается гневными восклицаниями — дескать, не уберегли. Но куда неприятнее, когда награды вручаются иностранцам за открытия, сделанные нашими учёными.
Так случилось в 2006 году, когда Нобелевскую премию по физике получили американцы Джон Мазер и Джордж Смут. Награды они были удостоены за исследование «формы „чёрного тела" и анизотропии космического микроволнового фонового излучения». Проще говоря, за изучение неоднородности распределённого по Вселенной теплового, так называемого реликтового излучения. Предполагается, что оно представляет собой остаточное свечение от Большого взрыва, поэтому благодаря его анализу учёные надеются получить информации о первых мгновениях нашего мира.
Излучение вместо коммуникаций
О существовании реликтового излучения впервые предположил Георгий Гамов, который в 1948 году вместе с Ральфом Алфёровым и Робертом Германом выдвинул теорию горячего Большого взрыва. Спустя почти два десятка лет — в 1965 году — его гипотеза была подтверждена на практике. Причём, конечно, не обошлось без случайности.
Сотрудники Принстонского университета из Америки в начале 1960-х годов создали радиометр для измерения реликтового излучения. Именно по принципу этого устройства сотрудники Bell Laboratories — крупного исследовательского центра в области телекоммуникации — Роберт Вудроу Вильсон и Арно Пензиас создали свой прибор. Правда, использовать его они собирались для экспериментов в совершенно далёкой от истоков Вселенной области — радиоастрономии и спутниковых коммуникаций. Но при калибровке устройства выяснилось, что антенна обладает необъяснимой шумовой температурой (вызывается излучением окружающей среды и не имеет ничего общего с физической температурой в привычном её понимании).
После совещания с коллегами из Принстона, исследователи из Bell Laboratories поняли, что зафиксированная температура была вызвана реликтовым излучением. За своё открытие учёные были удостоены Нобелевской премией по физике в 1978 году.
Впрочем, заслуженно или нет — вопрос также дискуссионный. Ещё в 1950-е годы советский астроном Тигран Шмаонов во время испытаний антенны обнаружил в радиодиапазоне реликтовое излучение. Однако он, не придав этому значения, опубликовал итоги работы в непрофильном журнале «Приборы и техника», из-за чего его открытие осталось незамеченным.
Время первых
Следующим по хронологии этапом в изучении реликтового излучения станет исследование его неоднородностей. Первый эксперимент по измерению излучения с борта космического корабля получит незамысловатое название «Реликт-1». Его провели в 1983 году советские учёные во главе с Игорем Струковым.
В рамках эксперимента они использовали орбитальный радиотелескоп, который был размещён на отечественном спутнике «Прогноз-9». При этом измерения производились лишь на одной частоте.
Чуть позже, в 1989 году, на орбиту отправилась американская космическая обсерватория COBE. Её задачей также было изучение реликтового фона Вселенной. Важнейшими составляющими станциями были три прибора: DMR, DIBRE и FIRAS. Их спектральные диапазоны различались, что позволяло разделять источники излучения: дальней Вселенная, Галактики и Солнечной системы.
На обработку полученных результатов потребовались годы: советским учёным почти десятилетие, американским — три года. В 1992 году и те, и те отчитались об открытии анизотропии, то есть неоднородности реликтового излучения.
Первой итоги работы представила группа «Реликта»: презентация была устроена на Общемосковском астрономическом семинаре в январе, статья об эксперименте опубликована в мае в советском журнале «Письма в Астрономический журнал» и его английской версии, а в сентябре — в английском научном журнале Monthly Notices of Royal Astronomical Society.
Американские же учёные представили результаты в апреле. С огромной помпой тогда же в печать были отправлены четыре огромные статьи. Ещё спустя десять с лишним лет, в 2006 году, за открытие анизотропии реликтового излучения им была присуждена Нобелевская премия по физике.
Полуправда в недовольстве
На первый взгляд, на руку Мазеру и Смуту сыграли оперативность публикации и более широкое освещение открытия — иначе награда, по кажущейся справедливости, должна была достаться Струкову и другим учёным. Однако если разобраться, то в этом суждении есть лишь доля правды.
В решении Нобелевского комитета о награждении американцев говорится, что премия им присуждена не только анизотропии, но и чернотельности космического микроволнового излучения. Открытие чернотельности реликта — целиком и полностью заслуга американцев. Обнаружить её удалось благодаря прибору FIRAS, за который отвечал Джон Мазер.
По сути, именно результаты его работы подтвердили верность теории Большого взрыва. И что немаловажно — они были представлены ещё в январе 1990 года на проходившей в Вашингтоне ежегодной конференции Американского астрономического общества. Тогда же в торжественной обстановке в почтовый ящик было опущено письмо со статьёй, которое направилось в Astrophysical journal.
Советские учёные из-за ограниченности собственных возможностей в принципе не претендовали на изучение чернотельности. Поэтому отчасти все призывы к большей справедливости со стороны Нобелевского комитета лишены оснований. Но с другой стороны, в том, что касается анизотропии, российская сторона может предъявлять справедливые претензии. А Джордж Смут, ответственный за аппарат DMR, которые и отвечал за её исследование, мог бы быть честнее, хотя бы в своей речи на церемонии награждения отдав должное группе Струкова.

Источник

Физики заявили о существовании дополнительного измерения 

Ученые из Уппсальского университета (Швеция) представили новую модель расширения Вселенной, которая предполагает существование дополнительного измерения.
Работа опубликована в журнале Physical Review Letters, а сжато о ней рассказывается на сайте университета. Предложенная модель, по мнению авторов, поможет объяснить природу таинственной темной материи.
Исследования последних 20 лет доказали, что Вселенная постоянно расширяется, причем скорость данного процесса возрастает. Найти объяснение этому феномену пока не удалось. Новая модель призвана помочь сделать это.
Шведские физики считают, что наша Вселенная находится на границе, то есть на поверхности пузыря. Он расширяется во все стороны в дополнительное измерение. Механика процесса объясняется свойствами темной материи, из которой состоит пузырь.
Таким образом, материя Вселенной является концами струн, которые расширяют пузырь. Существование таких структур объясняется известной теорией струн.
Авторы исследования также считают, что пузырей может быть множество, и на поверхности каждого из них расположена своя Вселенная. 

Источник

Китайский лунный ровер включает оборудование, готовясь выполнять свою миссию

Все системы нового китайского лунохода включены и находятся в полной «боевой готовности» после первой в истории посадки на обратной стороне Луны, сообщило Китайское национальное космическое управление.

Ровер «Нефритовый заяц-2» успешно установил связь по цифровому каналу со спутником, через который происходит передача данных на Землю в центр управления полетами, расположенный в Пекине, сообщило космическое агентство в публикации, появившейся на его веб-сайте в минувшую пятницу.

Бортовой радар и камера для панорамной съемки ровера были активированы и работают в настоящее время в штатном режиме, указывается в этом информационном сообщении. Фотография, опубликованная агентством, демонстрирует ровер, остановившийся неподалеку от того места, где совершил посадку аппарат «Чанъэ-4» в минувший четверг.

Зонд «Чанъэ-4», названный в честь китайской богини Луны, стал первым космическим аппаратом, совершившим посадку на обратной стороне Луны, всегда направленной в противоположную от Земли сторону, сообщило китайское космическое агентство. Кроме того, аппарат «Чанъэ-4» также отправил на нашу планету снимки, сделанные при помощи его топографической камеры.

Исследователи надеются, что наблюдения космоса в радиодиапазоне на низких частотах с поверхности обратной стороны Луны, где радиосигналы, идущие с Земли, блокируются плотными породами вещества естественного спутника нашей планеты, помогут ученым глубже понять ранние дни Солнечной системы и даже формирование во Вселенной первых звезд.

Дальняя сторона Луны наблюдалась при помощи орбитальных аппаратов неоднократно, однако исследования ее поверхности прежде никогда не проводились. Иногда обратную сторону Луны называют «темной» стороной – однако не по

Источник

Физики вычислили лучшее место в квартире для установки Wi-Fi роутера

На весьма актуальный вопрос — где лучше всего в квартире установить маршрутизатор — свой взвешенный ответ предложил физик Джейсон Коул. Для начала он подробно ознакомился с планом предложенного жилища, после чего, определив коэффициент преломления стен, с помощью уравнения Гельмгольца смоделировал распространение электромагнитных волн от маршрутизатора.
В своем блоге «Almost Looks Like Work» Коул описывает свою хитрую математику. Первоначально он предложил размещать маршрутизатор в центре квартиры, то есть, там, где сигнал Wi-Fi наиболее мощный.
Однако этот вариант не удовлетворил его, и он продолжил свои исследования. Коул решил учесть коэффициент поглощения бетонных стен и добиться идеального отражения, формирующего стоячую волну, что позволило ему вычислить оптимальную величину сигнала Wi-Fi.
Наконец, он выяснил то, что многим из нас известно: чем дальше мы от маршрутизатора, тем слабее сигнал. Однако при правильном расположении роутера сигналы от его антенн «дотянутся» до самых дальних уголков вашего жилища.
Чтобы не быть голословным, Коул создал приложение для Android, с помощью которого любой пользователь роутера найдет для него самое лучшее место. 

Источник

Китайский лунный зонд проливает свет на «темную» сторону Луны

В минувший четверг в китайской космической программе наступил важный этап: зонд Поднебесной совершил посадку на таинственной и ошибочно называемой «темной» стороне Луны.

Китайское национальное космическое управление сообщило, что эта посадка космического аппарата «Чанъэ-4», состоявшаяся в 10:26 GMT, «открыла новую главу в истории исследований космоса».

Фотоснимок, сделанный в 11:40 GMT при помощи аппарата «Чанъэ-4» и переданный на Землю, демонстрирует небольшой лунный кратер и пустынную поверхность, освещенную светом, отраженным от посадочного аппарата.

Одна из основных проблем при посадке зонда на обратную сторону Луны состоит в обеспечении связи с Землей, поэтому Китай в мае этого года запустил спутник для передачи данных, отправляемых научной станцией ««Чанъэ-4» на Землю.

Еще одной отличительной чертой этой посадки стал особый способ выбора места посадки, который характеризуется тем, что аппарат выбирает место в автономном режиме, пытаясь избежать возможных угроз.

Скорость вращения Луны вокруг собственной оси примерно совпадает с периодом ее обращения вокруг Земли, поэтому Луна все время повернута к нам одной и той же стороной. Вторую сторону Луны, не наблюдаемую с Земли, ученые называют обратной, или «темной» стороной. Однако эта сторона отнюдь не является темной в буквальном смысле, поскольку она хорошо освещается Солнцем.

Аппарат «Чанъэ-4» коснулся лунной поверхности в районе бассейна Южный полюс-Эйткен, являющемся наиболее древней областью поверхности естественного спутника нашей планеты с местностью ударного происхождения. Ученые хотят выяснить возраст горных пород этой области – составляющий, по оценкам, от 3,9 до 4,4 миллиарда лет - чтобы глубже понять период истории Солнечной системы, известный как «поздняя тяжелая бомбардировка». Кроме этого, зонд поможет проводить радиоастрономические наблюдения при отсутствии мешающего влияния со стороны земных радиоисточников.

В будущем Китай планирует миссию по сбору образцов с поверхности Луны под названием «Чанъэ-5», а также первую в истории исследований космического пространства пилотируемую экспедицию к обратной стороне Луны.

Источник

«Ничего подобного в мире нет»: новосибирские учёные создают термоядерный двигатель

Новосибирские учёные начали серию экспериментов по созданию термоядерного плазменного двигателя для космических ракет — такие двигатели можно будет использовать для более быстрых полётов на Луну и на Марс.
Установку под названием СМОЛА (спиральная магнитная открытая ловушка) запустили в Институте ядерной физики СО РАН в конце 2018 года. Как пояснил корреспонденту НГС заместитель директора ИЯФ СО РАН по научной работе Александр Бурдаков, ловушка позволяет не только удерживать плазму, но и ускорять её.
«Вся эта система работает как насос — может вкачивать в одну сторону, в другую. Если она плазму ускоряет, то это и есть плазменный двигатель, который может быть использован как маршевый двигатель для дальних космических полётов — полётов на Луну и на Марс. Такие двигатели смогут разгонять космический аппарат до скорости, недостижимой для химических двигателей», — рассказал Александр Бурдаков.
Учёный уточнил, что эксперименты уже начались и займут два года.
«Ничего похожего до сих пор не было создано ни в России, ни в мире», — подчеркнул Александр Бурдаков.
Недавно новосибирские учёные из Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН нашли новые залежи нефти на севере Новосибирской области. 

Источник

НАСА: Ледяной объект пояса Койпера оказался похож на красноватого снеговика

Космический аппарат НАСА, находящийся на расстоянии 6,4 миллиарда километров от Земли, передал на нашу планету первые снимки с близкого расстояния самого далекого небесного тела, когда-либо наблюдаемого в космосе in situ – и на этих снимках загадочный ледяной объект предстает в образе красноватого снеговика.

Как выяснилось, этот небольшой объект, называемый Ultima Thule, состоит из двух слепившихся друг с другом сфер, одна из которых примерно в три раза больше другой. Общая длина «снеговика» составляет 33 километра, показывают снимки.

Космический аппарат New Horizons, который получил снимки Плутона примерно 3,5 года назад, прошел мимо этого древнего, таинственного объекта под Новый год. Объект Ultima Thule находится на расстоянии примерно 1,6 миллиарда километров от Плутона.

Во вторник, изучив ранние нечеткие фотографии, ученые сказали, что объект Ultima Thule напоминает кеглю для боулинга. Однако теперь, когда были получены эти новые фотоснимки, ученые пришли к иному общему мнению относительно внешнего вида этого объекта.

«Кегли больше нет! Теперь перед нами снеговик», - сказал руководитель проекта New Horizons Алан Стерн.

Теперь, когда стало известно, что объект Ultima Thule состоит из двух неравных по размеру сфер, ученые стали называть большую сферу Ultima, а меньшую – Thule.

Диаметр сферы Thule составляет примерно 14 километров, а сферы Thule – 14 километров, согласно оценкам астрономов.

Ученый Джефф Мур (Jeff Moore) из Исследовательского центра Эймса НАСА говорит, что эти две сферы сформировались, когда ледяные фрагменты размером с гальку коалесцировали в космосе миллиарды лет назад. Затем эти сферы медленно сближались, двигаясь по спирали, пока наконец не произошло их мягкое касание с последующим слипанием. Теперь эти две сферы составляют единый объект, медленно вращающийся вокруг собственной оси с периодом примерно 15 часов, рассказал Мур.

В настоящее время ученые на Земле получили с борта зонда New Horizons лишь не более 1 процента собранной во время пролета информации. Весь объем собранных данных будет передан на нашу планету в течение примерно двух ближайших лет, пояснили ученые проекта.

Источник

Экзопланеты, богатые молекулярным кислородом, могут оказаться безжизненными

Кислород может оказаться отнюдь не настолько однозначным признаком присутствия внеземной жизни, как ранее считали астробиологи, сообщается в новом исследовании.

Исследователи, проводящие лабораторные эксперименты с различными типами имитированных атмосфер экзопланет, смогли синтезировать в них кислород, а также углеродсодержащие органические молекулы, представляющие собой «строительные кирпичики» жизни в тех формах, в каких она нам известна.

«Ученые привыкли считать совместное обнаружение кислорода и «органики» убедительным признаком наличия жизни, однако мы в ходе физического моделирования неоднократно смогли сгенерировать такие смеси абиотическим путем, - пояснил главный автор нового исследования Чао Хэ (Chao He) с кафедры наук о Земле и планетах Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, США. – Это означает, что даже совместное обнаружение кислорода и органических соединений не может однозначно свидетельствовать о наличии на планете жизни».

В своей работе Хе и его коллеги составили 9 различных газовых смесей, имитирующих атмосферы экзопланет классов суперземель и мини-Нептунов. Исследователи подвергли эти различные газовые смеси – состоящие из таких компонентов, как диоксид углерода, водяной пар, метан и аммиак – нагреванию до температур от 27 до 300 градусов Цельсия при облучении ультрафиолетом или плазмой.

По истечении трех суток команда определила состав каждой из смесей при помощи газовой хроматографии с использованием масс-спектрометра и выяснила, что в ряде смесей содержался кислород и органические соединения, такие как формальдегид и циановодород.

Исследование опубликовано в журнале ACS Earth and Space Chemistry.

Источник

Нейросети помогут объяснить поведение воды и форму снежинок

Физики нашли способ быстрее и дешевле моделировать поведение частиц в составе воды на квантовом уровне. В этом им помогли методы машинного обучения. Подробнее об этом рассказывает статья в The Journal of Chemical Physics.

Свойства самой привычной и простой, на первый взгляд, жидкости вызывают много вопросов. Почему вода самая плотная при температуре +4°C? Почему лед плавает, а снежинки имеют по шесть лучей? И далеко не на все вопросы можно найти логичное объяснение на уровне макромира. Поэтому за их решением ученые обратились к симуляциям на уровне электронов и нуклонов.

Поведение частиц, из которых состоит атом, можно описать при помощи диффузного облака, которое отражает вероятность нахождения этих частиц в конкретной точке пространства в определенный момент. Решая уравнение Шредингера, можно получиить модели и предсказания об этих частицах в составе самых разных веществ. Но на сегодняшний день самые быстрые суперкомпьютеры не могут делать квантово-механические модели для более чем пары сотен атомов, или описывать их движение дольше, чем на протяжении наносекунды.

Чтобы преодолеть это ограничение и избежать дорогостоящих масштабных вычислений, ученые решили использовать нейросети. Алгоритм изучает взаимодействие между атомами, а затем делает быстрые предсказания об энергии системы и силах, действующих в ней. Однако при таком подходе величина ошибки слишком велика. Поэтому исследователи использовали машинное обучение для типичных и повторяющихся шагов в расчетах, оставив другие вычисления суперкомпьютеру. Для финального уточнения предсказаний использовались экспериментальные данные.

Одним из результатов применения этого метода стал ответ на вопрос, почему все снежинки имеют по шесть лучей. Согласно исследованию, квантовые флуктуации, из-за которых легкие атомы вроде водорода ведут себя скорее как рассеянное облако, чем как локализованная частица, способствуют гексагональной укладке молекул воды при замерзании. Это и придает снежинкам характерную форму. 

Источник