В северной области Марса, известной под названием Juventae Chasma, и окруженной песком и пылью, бнаружены загадочные холмы неизвестной светлой породы. 

Происхождение этого каньона связывают со сбросовой деятельностью, которая, как считают, происходила вследствие вулканической активности более 3 миллиардов лет назад, заставляя стены ущелья сжиматься и оползать вовнутрь. Этот процесс можно представить себе, глядя на массивный оползень с правой стороны снимка. 

В то же время, разрыв пластов и сбросообразование позволили воде, находящейся под верхними слоями почвы, выйти наружу и заполнить собой вновь сформированный каньон. Наблюдения космического аппарата Европейского Космического Агентства Mars Express и американского Mars Reconnaissance Orbiter показывают, что большие холмы внутри ущелья состоят из вещества, богатого сульфатами, что указывает на то, что на породу действительно воздействовала вода.

Холмы содержать многочисленные слои, которые, скорее всего, были заложены как озерные отложения в то время, когда вода заполняла Каньон. Однако, возможно, в формировании слоев так же участвовали атмосферные дожди из пыли и льда – феномен, который можно наблюдать на полюсах Марса.

Так как воды в этой местности давно нет, на поверхности холмов воздействует ветровая эрозия, оставляя на них следы в виде борозд и каналов, в которые заметается окружающая пыль. 



Этот снимок был сделан 4 ноября 2013 года стерео-камерой высокого разрешения, установленной на аппарате Mars Express с высоты орбиты 12 508 км, с разрешением 16 метров на пиксель.

Источник

Грузовой корабль Cygnus, который был должен отправиться к Международной Космической Станции с Земли 18 декабря (теперь, из-за неполадок в системе терморегуляции МКС запуск откладывается, возможно, до 21-22 декабря), доставит на МКС научную нагрузку: оборудование для проведения двух научных экспериментов: медико-биологического антибиотического эксперимента образовательного эксперимента K-12, который будет изучать поведение муравьев в невесомости. 

Автор идеи медико-биологического эксперимента – центр при отделении аэрокосмических инженерных наук Университета Колорадо. Его цель – протестировать эффективность антибиотиков в космосе. Прошлые эксперименты показали, что восприимчивость бактерий к антибиотикам значительно снижается во время космических полетов, хотя причина этого до сих пор не выяснена. В данном исследовании будут изучаться изменения экспрессии генов бактерии E. coli (кишечной палочки), которую будут в течение разных периодов времени выдерживать в различных концентрациях антибиотиков в условиях невесомости в космосе. Ученые надеются определить местоположение определенных генов, которые являются ключевыми в обеспечении устойчивости к антибиотикам

Второй эксперимент известен под названием «Муравьи в космосе», и будет изучать схему добычи пропитания обыкновенных дерновых муравьев. Наземные эксперименты показали, что некоторые виды муравьев обладают способностью коллективного исследования областей без индивидуальной коммуникации. Когда плотность населения велика, каждый муравей тщательно исследует одну небольшую область, двигаясь кругами. Когда же плотность населения мала, каждый муравей идет по относительно прямой линии, таким образом, исследуя площадь большего размера. Эксперимент будет исследовать, будут ли в невесомости муравьи вести себя подобным образом.

Подобные эксперименты уже проводились ранее: ученые исследовали поведение бабочек, божьих коровок и пауков в космосе. 

Источник

Первый китайский луноход успешно отделился от посадочного модуля и начал исследования места высадки, Залива Радуги. 

Вчера, 14 декабря 2013 года, китайский космический аппарат Chang"e 3 в 21:12 по местному Пекинскому времени (17:11 мск) успешно прилунился, - таким образом, Китай стал третьей страной, который удалось сделать это, после Советского Союза и США.

Через семь часов после этого посадочный модуль высвободил луноход Yutu (Юту).







После того, как Yutu разблокировал колеса и раскрыл свои солнечные панели, был перерезан провод, соединяющий ровер и посадочный модуль. «Передающая» система – с виду напоминающая пару лестниц, установленных на посадочном модуле - была затем так же разблокирована, чтобы придвинуться ближе к лунной поверхности, позволяя, таким образом, луноходу коснуться поверхности Луны и начать путешествие по ней. 

Посадочный модуль Chang"e 3, вес которого 1 тонна, для снижения к поверхности использовал автопилот. Зависнув на высоте около 100 метров, Chang"e 3 «осмотрел» поверхность для того, чтобы выбрать безопасное место для посадки. Затем аппарат уменьшил тягу двигателей и опустился, встав на четыре «ноги». 

Сам посадочный модуль оснащен научным оборудованием для наблюдения за Землей и другими небесными объектами, предполагаемый срок его работы – 12 месяцев. Как луноходу, так и посадочному модулю придется выдерживать температуру на Луне в течение лунной ночи, которая длится 14 земных суток. 

Ровер Yutu – это шестиколесный робот, вес которого около 140 килограммов. Он оснащен панорамными камерами и системой навигации. Его нижняя часть оборудована «тревожными» камерами, которые предназначены для того, чтобы вовремя заметить опасность и избежать ее .

Заряд энергии луноходу будут обеспечивать солнечные панели; он построен таким образом, чтобы «впадать в спячку» ночью и, таким образом, выживать в течение лунных ночей, когда температуры падают до очень низких значений. 

Еще одним прибором Yutu является рука-манипулятор с APXS (Alpha-Proton X-ray Spectrometer /Альфа-Протон-Рентген-Спектрометром). 

Согласно неподтвержденной официально информации, запас топлива лунохода составляет почти 20 килограммов; планируется, что он сможет проехать по поверхности около 10 километров после высадки. 

В нижней части Yutu, на его «животе» установлен радар, который может сквозь поверхность, на глубину от 30 до 100 метров. Он может работать в разных волновых диапазонах, таким образом, позволяя получить данные в высоком разрешении на небольшой глубине в верхней части поверхности Луны – реголите. Другой диапазон позволяет зондировать поверхность сквозь реголит, проникая в базальты лунного моря.

Местом посадки Chang"e 3 Залив Радуги был выбран не случайно: это область базальтовых потоков, богатая титаном. 

Ученые надеются, что данные, полученные после благодаря системе радаров, помогут им установить толщину морского наполнения на посадочной площадке и глубину лунного реголита.

Источник

Может это произойдет завтра. Может через миллиард лет. Физики давно предсказали, что вселенная когда-то разрушиться, и все, что в ней находится, будет сжато в маленький плотный шар. Новые вычисления от физиков из Университета Северной Дании сейчас подтверждает это предсказание, и они также думают, что риск коллапса даже выше, чем ранее предполагалось.

Раньше или позже радикальный сдвиг в силах вселенной приведут к тому, что каждая маленькая частица в нем станет невероятно тяжелой. Абсолютно все – каждая песчинка на Земле, 

каждая планета в Солнечной системе и каждая галактика – станет в миллионы и миллиарды раз тяжелее, чем сейчас, и это приведет к пагубным последствиям. Новый вес сожмет всю материю в маленький, супер-горячий и супер-тяжелый шар, и вселенная, как мы ее знаем сейчас, перестанет существовать.

Этот жестокий процесс называется фазовым переносом и очень похож на то, что происходит тогда, когда, к примеру, вода превращается в пар, или магнит нагревается и утрачивает свою намагниченность. Фазовый перенос во вселенной произойдет в том случае, если появляется пузырь в том месте, где поле Хиггса, связанное с частицами Хиггса достигает другого значения, чем вся остальная вселенная. Если этот новый результат приводит к понижению энергии, и пузырь достаточно большой, этот пузырь расширится во все стороны со скоростью света. Все элементарные частицы внутри пузыря достигнут массы, которая намного тяжелее, чем те, которые снаружи от пузыря, и таким образом они будут притянуты друг к другу и сформируют супермассивные центры.

«Многие теории и расчеты предсказывают такой фазовый сдвиг – но здесь появляются некоторые неопределенности в прежних вычислениях. Сейчас мы провели более точные вычисления, и увидели две вещи: Да, вселенная скорее всего разрушиться, и это разрушение намного более вероятно, чем предсказывали старые вычисления», говорит Фредерик Колдинг Крог, аспирант-физик из Центра космологии и феноменологии физики частиц в Университете Южной Дании, и соавтор статьи по этому предмету в журнале Journal of High Energy Physics.

«Фазовый перенос начнется где-то во вселенной и распространится оттуда. Возможно коллапс уже начался где-то во вселенной и сейчас он пожирает остаток вселенной. Возможно коллапс начнется прямо сейчас и прямо здесь. А возможно он начнется очень далеко и через миллиард лет. Мы не можем знать». говорит Фредерик Колдинг Крог.

Если точнее, то он и его коллеги рассматривали три главных уравнения, которые составляют предсказание фазового сдвига. Это так называемые бета-функции, которые определяют силу и взаимодействие между легкими частицами, взятыми за пример и электронами, также как и бозоны Хиггса и кварками.

До сих пор ученые работали над одним уравнением в одно время, но сейчас физики из CP3 показывают, что все три уравнения могут быть рассчитанными одновременно и взаимодействуют одновременно. Когда применить вместе три уравнения, то ученые предсказывают вероятность коллапса в результате фазового сдвига, которая даже больше, чем при применении одного уравнения.

Источник

На новом изображении от WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer /Широкоугольный инфракрасный обзор) показана умирающая звезда, - туманность Улитка, окруженная следами астероидов. Туманность находится далеко за пределами Солнечной системы, а следы астероидов – внутри нашей Системы. 

Этот портрет удалось получить случайно в процессе поиска астероидов. В августе агентство NASA решило пробудить WISE из состояния спячки, чтобы он мог продолжить поиски астероидов. Миссия получила новое название - NEOWISE, формально, это название той части миссии, которая будет заниматься поиском астероидов. 

"Недавно я искала астероиды на снимках, собранных в 2010 году, и это изображение бросилось мне в глаза", - говорит Эйми Мейнзер (Amy Mainzer), руководитель исследования NEOWISE в Лаборатории Реактивного Движения. "Я тут же узнала Туманность Улитка."

WISE был запущен в космос 14 декабря 2009 года. К началу 2011 он дважды просканировал все небесное пространство в инфракрасном свете, сделав снимки более чем миллиарда объектов, в том числе отдаленных галактик, звезд и астероидов. Выполнив свою задачу, WISE был отправлен в спячку. Теперь инженеры выводят его из этого состояния, пока он охлаждается до температур, которые необходимы для проведения наблюдений в инфракрасном свете. Теперь на борту космического аппарата нет хладагента, однако два его инфракрасных канала все еще работают и могут быть использованы для охоты на астероиды. 

На этом снимке туманности Улитка инфракрасные волны света показывают разные цвета: более длинные волны - красный цвет, а более короткие – синий. Голубовато-зеленое и красное вещество – это отброшенные останки того, что некогда было звездой, похожей на наше Солнце. По мере старения звезда раздувалась и сбрасывала внешние слои. Выгоревшее ядро звезды, - белый карлик, нагревает сброшенное вещество, заставляя его светиться в инфракрасном свете. Через какое-то время светящийся объект – планетарная туманность – просто погаснет, и останется лишь белый карлик. 

Следы астероидов видны по всему изображению. Каждое скопление желтых точек – это серия снимков одного астероида. По мере того, как астероид двигался, WISE сделал несколько снимков, каждый из которых есть на этом изображении. Ученые используют эти данные для открытия и характеристики астероидов, в том числе тех, которые проходят относительно близко к Земле и называются околоземными астероидами. Данные, полученные в инфракрасном свете, очень полезны для поиска более темных астероидов меньшего размера, которые трудно увидеть в видимом диапазоне, и для измерения размеров астероидов. 

Другие полосы на снимке – это спутники, которые вращаются на орбите Земли, и космические лучи.

Источник

Наблюдая за высокоскоростным компонентом массивного галактического скопления, ученые Технологического Института Калифорнии и Лаборатории Реактивного Движения впервые обнаружили в индивидуальном объекте кинетический эффект Сюняева-Зельдовича – изменение интенсивности радиоизлучения реликтового фона из-за обратного эффекта Комптона на горячих электронах межзвёздного и межгалактического газа.

MACS J0717.5+3745 - это необыкновенно динамичное галактическое скопление, общая масса которого более чем в миллион миллиардов раз больше массы нашей галактики. Считается, что в нем содержатся три относительно неподвижных подгруппы (A, C, и D) и одна подгруппа (B), которую затягивает в себя галактическое скопление большего размера, - она движется со скоростью около 3000 километров в секунду. 

За галактическим скоплением наблюдали группы ученых, которыми руководил Сунил Голвала (Sunil Golwala), профессор физики в Институте Калифорнии и директор Субмиллиметровой Обсерватории Технологического Института Калифорнии на Гавайях. Субкластер B наблюдали в то время, когда он впервые начал падать в MACS J0717.5+3745. Его кинетический момент временно проносит его через центр галактического скопления, однако сильное притяжение MACS J0717.5+3745 обратно притягивает субкластер B обратно. В конце концов, субкластер В должен локализоваться с другими стационарными субкластерами - A, C, и D.

Поведение субкластера B отлично вписывает в стандартную космологическую модель. Однако детали наблюдения за MACS J0717.5+3745 в разных спектрах озадачивают ученых, объяснить их можно только, анализируя данные при помощи теории, которая называется кинетическим эффектом Сюняева-Зельдовича.

Этот эффект часто подтверждался данными наблюдений с начала 1980-х, поэтому не было сюрпризом обнаружить его во время наблюдений за MACS J0717.5+3745. Однако, недавнее исследование позволило получить и весьма неожиданные результаты. Ученые наблюдали за скоплением при помощи прибора Субмиллиметровой Обсерватории, который измеряет микроволновое излучение на двух частотах: 140 GHz и 268 GHz. Простым экстраполированием, измерения на частоте 140 GHz можно использовать для того, чтобы предсказать, какими будут измерения на частоте 268 GHz, принимая во внимание термальный эффект Сюняева-Зельдовича.

Однако наблюдения за субкластером B на частоте 268 GHz удивили ученых. Пытаясь объяснить это расхождение, ученые постоянно обращались к высокой скорости движения субкластера В относительно остальной части скопления. Затем они решили подсчитать, может ли кинетический эффект Сюняева-Зельдовича объяснить расхождение данных на частоте 140 GHz и 268 GHz. Так и случилось. Для того, чтобы окончательно доказать это, сигналы из пыльных галактик за MACS J0717.5+3745 тоже нужно было учитывать, что было сделано при помощи использования данных, полученных на высоких частотах Космической Обсерваторией Гершеля (Herschel Space Observatory). Модель, в которой учитывались два эффекта Сюняева-Зельдовича и пыльные галактики, абсолютно совпадала с данными наблюдений. 

Кинетический эффект Сюняева-Зельдовича, так же, как и термальный эффект, появляется в результате взаимодействия очень горячих энергетически заряженных электронов в газе внутрикластерного пространства с фотонами реликтового излучения. Однако, в кинетическом эффекте, на фотоны действует не тепло электронов, которое дает случайное, нескоординированное движение, но их взаимосвязанное движение, вызванное движением их субкластера через космическое пространство. Сила этого эффекта пропорциональна скорости электронов – в этом случае, скорости субкластера В. 

До этого исследования MACS J0717.5+3745, самое лучшее подтверждение кинетического эффекта Сюняева-Зельдовича было получено в результате статистического анализа большого количества галактик и галактических скопления, которые были обнаружены Атакамским Космологическим Телескопом и Слоановским Цифровым Небесным Обзором. Впервые этот эффект удалось обнаружить в отдельном объекте.

Источник

Исследование: мир — лишь голографическая проекция информации, содержащейся на границах реальности

Источник

Ученые заявляют, что фосфор – один из главных элементов, которые связывают с жизнью - впервые был обнаружен в космических останках звездного взрыва.

Это открытие – одно из двух, в которых были обнаружены химические элементы (практически одновременно другой группе ученых удалось обнаружить сигнатуры инертного газа - аргона) в глубоком космосе. 

Жизнь как мы знаем ее, зависит от комбинации множества элементов, главными из которых являются углерод, азот, кислород, сера и фосфора. Первые четыре элемента ученые встречали часто в останках звезд, а вот первое свидетельство фосфора было обнаружено во время наблюдений за останками сверхновой Кассиопея А. 

"Эти пять элементов необходимы для жизни и могут создаваться только массивными звездами", - заявил астроном Университета Торонто Дэ-Сик Мун (Dae-Sik Moon). Мун является соавтором исследования, результаты которого были опубликованы в издании журнала Science от 12 декабря. "Они проносятся через нашу галактику, когда взрывается звезда, и становятся частью других звезд, планет и, в конце концов, людей", - добавил Мун. 

Ученые считают, что взрыв сверхновой Кассиопея А произошел 300 лет назад. Новые наблюдения за этим объектом велись при помощи спектрографа, установленного на 5-метровом телескопе в обсерватории Palomar Observatory при Институте Технологий Калифорнии. 

Источник

Два российских физика недавно предложили новый путь изучения высокотемпературной сверхпроводимости. Речь идет об объединении обычных сверхпроводников с метаматериалами — это позволит добиться как минимум не худших результатов, чем в случае с нетрадиционными сверхпроводниками вроде купратов. Ученые даже надеются, что их исследования в будущем могут лечь в основу производства мифических сверхпроводников, которые будут работать при комнатной температуре.

В 1986 году научные сотрудники IBM Георг Беднорц и Алекс Мюллер открыли материалы, которые становятся сверхпроводниками при высоких температурах. Эта находка открыла путь для мечты о технологической революции огромных масштабов, опирающейся на возможное существование материалов, которые обладали бы сверхпроводимостью при комнатной температуре. С тех пор прошло 30 лет, но физики до сих пор преследуют эту мечту: реализовать ее на практике оказалось сложнее, чем ожидалось. Лучшие из полученных на настоящий момент материалов сохраняют сверхпроводимость лишь при температуре ниже 140 К, что делает невозможным их массовое применение. Кроме того, мешает их распространению и высокая стоимость.

Кроме того, последние годы ходят разговоры о «волшебных» метаматериалах, которые могут сделать возможным такой эффект, как невидимость. Российская школа теоретической физики, одним из основателей которой стал великий Ландау, дала науке немало значимых работ как в области сверхпроводимости, так и по метаматериалам. Поэтому вряд ли стоит удивляться, что именно двум ее представителям пришла в голову мысль объединить две этих области исследований для получения сверхпроводящих соединений с высокими значениями критической температуры. А в перспективе, быть может, даже сверхпроводников, которые бы сохраняли свои свойства при комнатной температуре. Выложившие на arxiv статью Вера и Игорь Смоляниновы черпают вдохновение в работах другого их соотечественника Давида Абрамовича Киржница. 

Как и лауреат Нобелевской премии по физике Франсуа Энглер, Киржниц рассматривал нарушения симметрии в квантовой теории поля. Он прославился в 1970-х годах изучением изменений в квантовых полях при высоких температурах, которые могли бы вызвать фазовый переход. Стандартная модель с механизмом Хиггса в точности предсказывает существование нарушений симметрии, как и Теория Великого объединения. Киржниц и его коллега Андрей Линде рассматривали эти вопросы в рамках ранней Вселенной, когда той не исполнилось еще и миллиардной доли секунды. Полученные результаты легли в основу первых теорий Инфляционной модели Вселенной, которые сегодня связывают с именами Браута, Энглера, Гута, Старобинского и, разумеется, Линде.

Сверхпроводимость, диэлектрическая проницаемость и куперовские пары

Кроме того, Давид Киржниц рассматривал и другие связанные с температурой фазовые переходы, в частности те, которые действуют в области сверхпроводимости. Ученым известно, что в основе явления лежит образование пар электронов под названием куперовские пары. Русский физик установил, что формирование куперовских пар в том или ином материале зависит от его диэлектрической проницаемости. Если конкретнее, отрицательная диэлектрическая проницаемость упрощает этот процесс. Именно это происходит в некоторых метаматериалах.

Пока все это еще только теория, но, как считают Вера и Игорь Смоляниновы, образование высокотемпературных куперовских пар станет возможным при включении метаматериалов в обычные сверхпроводники. Речь может идти о чередовании слоев двух материалов или введении в сверхпроводник наночастиц метаматериалов вроде титаната стронция. Во втором варианте потребовалось бы, чтобы среднее расстояние между наночастицами было ниже так называемого масштаба корреляции пар электронов в сверхпроводнике, который составляет порядка 100 нанометров.

По словам ученых, в настоящий момент проводятся опыты, которые позволят проверить их теорию. Они надеются, что в результате можно будет, по меньшей мере, получить новые сверхпроводники, чья критическая температура была бы выше точки кипения азота (77 К).

Источник

Жизнь на Земле или Марсе могла быть перенесена на луны Юпитера или Сатурна на поверхности камней, отколовшихся от этих планет. Это – теория, предложенная учеными.

Некоторые ученые предполагают, что жизнь на Землю могла изначально быть перенесена метеоритами с Марса. Один марсианский метеорит, Аллан Хиллс 84001 (Allan Hills 84001 / ALH84001), вначале даже объявили первым метеоритом, в котором удалось обнаружить следы жизни. Однако, ученые позже открыли, что те части метеорита, которые позволяли предположить наличие жизни, могли быть образованы и неорганическим путем. 

Обнаружение на Земле организмов, которые могут существовать в окружении, которое ранее считалось неподходящим для жизни, привело ученых к мысли, что, возможно, луны в более далеких частях Солнечной Системы, такие, как Европа – луна Юпитера, или Титан – луна Сатурна, тоже могут быть обитаемыми. 

Рейчел Ворт (Rachel Worth), астрофизик Государственного Университета Пенсильвании, и ее коллеги, проанализировали маршруты нескольких тысяч осколков, которые когда-то откололись от Земли и Марса, - создали симуляции для более чем 100000 отдельных фрагментов. Большинство этих метеоритов вернулись обратно, на планету, от которой когда-то откололись. Еще большое количество либо было поглощено Солнцем, либо покинуло Солнечную Систему. Кроме того, многие столкнулись с планетами, лежавшими более глубоко в Солнечной Системе, чем их родная планета, - для Земли это Венера и Меркурий, а для Марса это Земля, Венера и Меркурий. Однако же, небольшое количество метеоритов действительно столкнулось с планетами, которые находятся дальше от Солнца, чем те планеты, с которых они пришли. 

Ученые подсчитали, что за 3,5 миллиарда лет – приблизительно столько существует жизнь на Земле – около 200 миллионов метеоритов, достаточно больших, чтобы иметь возможность сохранить жизнь в трудностях космического путешествия, - откололось от Земли. Они так же установили, что от Марса за тот же период откололось около 800 миллионов камней, - больше, чем от Земли, потому что гравитация Марса примерно в три раза меньше, чем земная. 

Прошлые исследования позволяют предположить, что осколки среднего размера, отколовшиеся от планет в результате столкновений, могут защищать организмы от опасностей путешествия в открытом космосе в течение до 10 миллионов лет. Ученые подсчитали, что около 83 000 метеоритов с Земли и 320 --- с Марса могли столкнуться с Юпитером, пропутешествовав в космосе в течение 10 миллионов лет или чуть меньше. Так же, примерно 14 000 осколков Земли и около 20 000 Марса могли столкнуться за это время с Сатурном.

Так как луны этих гигантских планет находятся довольно близко к ним, то метеориты могли так же попасть и на них. Ученые подсчитали, что Титан и Энцелад – луны Сатурна, и луны Юпитера Европа, Каллисто и Ганимед каждая должны были как минимум от 1 до 10 раз столкнуться с осколками Земли или Марса. 

Эти открытия подтверждают, что возможность переноса жизни из внутренней части Солнечной Системы на луны внешних планет, хотя и очень не большая, не может быть полностью исключена. 

Ученые подчеркивают, что все это – лишь предположения, основанные на компьютерном моделировании, которое пытались максимально приблизить к реальности. Например, "мы на самом деле не знаем, какова возможность того, что в составе фрагмента, отколовшегося от планеты, будут какие-то микробы, или же какие типы бактерий могут пережить все трудности отрыва от родной планеты и космического путешествия. Еще один вопрос: если они все-таки доберутся до лун, насколько пригодными для жизни они покажутся бактериям", - говорит Ворт. 

Ворт и ее коллеги Стейн Сигурдссон (Steinn Sigurdsson) и Кристофер Хаус (Christopher House) подробно описали свое открытие в статье, опубликованной 6 декабря в журнале Astrobiology.

Источник

Найден полностью оптический переключатель и транзистор, работающий на одном-единственном «запасенном», или сохраненном фотоне

Оптические эксперименты – одни из самых сложных и дорогих в современной физике. Фото Андрея Ваганова

Когда-то Ньютон вел знаменитый спор с Лейбницем, доказывая, что свет – не волны, а частицы. Спор вроде бы разрешил в 1809 году соотечественник автора «Начал» глазной врач Томас Юнг, открывший явление интерференции, которая возможна только для волн. Но окончательно «закрыл» этот спор Эйнштейн, доказывавший корпускулярную природу света. Сегодня мы знаем о наличии суперпозиции, то есть что частица света фотон имеет волновую природу, представляя собой «волновой пакет».

Эрвин Шредингер в пику квантовым «энтузиастам» придумал мысленный эксперимент с суперпозицией двух состояний кошки, которая сидит, ни жива ни мертва, в ящике. Из этого «противостояния» выросла концепция энтанглемента (entanglement – связанности-перепутанности) двух частиц, квантовые состояния которых оказываются одинаковыми даже при удалении их на большие расстояния. Благодаря лазерам эксперименты в этой области стали возможными около 15 лет назад. И все было бы хорошо, если бы только на выходе ученые не получали всего 20% «урожая», да и то весьма непредсказуемо.

Неудивительно поэтому, что такой интерес вызвали два сообщения о телепортации фотонов, помещенные в журнале Nature, одно из которых пришло из Токийского университета, специалистам которого помогал теоретик Питер ванн Лоок из университета города Майнца. Последний несколько лет назад выдвинул идею «детерминистической» – строго определенной – телепортации фотонных квантовых битов (кубитов) с помощью так называемого гибридного метода. Лоок предложил использовать не два, а много плохо связанных фотонов, что, как ни странно, привело в Токио к прекрасному результату (79–82% сохранения сигнала на выходе)!

Объясняя суть своего гибридного подхода, Лоок сказал, что впервые «два разделенных мира – дискретный и континуально-аналоговый – стали сходиться». В своем комментарии редактор Nature отметил, что телепортация является базой для развития переработки квантовой информации, но раньше она была случайной и малопредсказуемой. Новый детерминистический подход, осуществленный в Токио, кажется сегодня оптимальным для передачи информационного трафика в оптических сетях.

Однако коллеги японцев в Техническом университете Цюриха и Квинслендском университете Брисбена доказали, что и старый двухфотонный подход не исчерпал всех своих возможностей. Просто он требует сверхпроводящих электронных цепей. Новый чип, созданный исследователями, как раз и работает на этих принципах. С его помощью им удалось осуществить телепортацию между двумя макросистемами, разделенными расстоянием 6 мм (по 10 тыс. кубитов в сек.) и при этом с низкими потерями передачи.

Буквально на следующий день Science вышел со статьей исследователей из Гарварда, Массачусетского технологического института и Технического университета Вены, в которой описывается полностью оптический переключатель и транзистор, работающий на одном-единственном «запасенном», или сохраненном фотоне. «База» (gate) с таким фотоном может контролировать источник-эмиттер лазерного луча (его сотни фотонов), что является давнишней мечтой создателей оптических компьютеров, быстродействие которых будет сопоставимо со скоростью света и которые не будут греться в силу ничтожного взаимодействия фотонных потоков.

Авторы выражали надежду, что при улучшении полученных ими характеристик – хранение и эффективность извлечения – такого рода чипы найдут самое широкое применение, включая и детерминистический мультифотонный энтанглемент.

Источник

Источник

Ученые повторно проанализировали данные, которые были получены с межпланетного космического аппарата /КА/ NASA «Галилео» /Galileo/ в 1998 г., и обнаружили, что на спутнике Юпитера – Европа имеется глина. Данное открытие является первым обнаружением аналогичных минералов на Юпитерианских спутниках, и оно знаменательно тем, что найденная глина увеличивает шансы найти вещества, которые необходимы для жизни.

Группа ученых из Лаборатории реактивного движения /JPL/ применила современные алгоритмы обработки фотоснимков, которые были получены аппаратом «Галилео» около 15 лет тому назад. Астрономы выделили на картинке невысокого разрешения структуру наподобие разорванного кольца, диаметр которого составляет примерно 40 км вокруг кратера размером 30 км. Данное кольцо состояло из так называемых листовых силикатов.

Такими листовыми силикатами называют минералы, которые были образованы диоксидом кремния /кремнезём/ с прослойками из различных веществ. Например, слюда, тальк или же глина, а ведь именно глины особенно интересны ученым. Глины до этого момента не получалось находить на спутниках Юпитера.

Свойственное кольцо вокруг кратера говорит о том, что в данное место мог попасть астероид или же комета. Форма кольца даёт предположить то, что удар о поверхность пришелся под 45-ти градусном углом, и некоторая часть вещества данного небесного тела могла выпасть на поверхность Европы. Если же объект ударился бы под углом 90 градусов, то одна часть его могла бы испариться, а другая часть застряла бы в коре спутника. Диаметр объекта равен около 1 км (если это астероид) или же 1,700 км (если это кометное ядро).

Глина же могла быть принесена извне астероидом или же кометой вместе с органическими соединениями, которые необходимы для появления какой-либо жизни. Сама Европа считается 1-им из наиболее перспективных небесных тел, на которой можно искать внеземные организмы в нашей системе. Она очень далеко расположена от нашего светила для того, чтобы органическая жизнь могла бы появиться на ней.

Источник

С помощью телескопа Хаббл, был замечен водяной пар над замёрзшим южным полюсом Европы. Возможно, это первое убедительное доказательство существования водяных струй, вырывающихся с поверхности спутника.

Ученые пока не уверены наверняка, что этот пар от водяных струй со спутника, но говорят, что это наиболее вероятное объяснение.

Если последующие наблюдения, подтвердят взаимосвязь между водяным паром и струями, то Европа будет вторым спутником в Солнечной системе с подобным явлением. В 2005 году, Кассини уже регистрировал гейзеры на поверхности Энцелада.

Результаты по Европе были опубликованы 12 декабря 2013, в Science Express, а так же обсуждались на заседании Американского Геофизического Союза в Сан-Франциско. 

«Если этот пар связан с океаном под коркой льда, то в будущем, можно исследовать химический состав непосредственно этого пара, без бурения льда на Европе.» - говорит ведущий исследователь Лоренц Рот(Lorenz Roth).

Спектроскопические наблюдения Хаббла, позволяют распознать особенности частиц пара и исключают воздействия метеоритов и другие объяснения. Спектрограф регистрирует слабый ультрафиолетовый свет, возникающий около южного полюса спутника, а это верный признак того, что молекулы воды распадаются от интенсивного воздействия магнитного поля Юпитера.

«Мы заставили работать Хаббл на пределе, чтобы увидеть эти слабые выбросы. Сами струи очень слабы и их практически невозможно наблюдать в видимом свете» - говорит Йоахим Саур(Joachim Saur) из Кёльнского университета в Германии. Саур так же один исследователей работающих с телескопом Хаббл.

Команда Хаббла обнаружила, что интенсивность выбросов, как на Европе, так и на спутнике Энцелада, зависит от орбитальной позиции спутника. Активные выбросы возникают тогда, когда Европа наиболее удалена от Юпитера. А при приближении, гейзеры сужаются или вообще закрываются.

«Эти изменения в интенсивности выбросов поддерживают теорию о приливах и отливах подземного океана на Европе», говорит Курт Ретерфорд(Kurt Retherford), ведущий учёный Юго-западного Исследовательского Института.

Шлейфы Европы и Энцелады, очень похожи. Хотя притяжение на Европе примерно в 12 раз больше чем на Энцеладе и пар, температура которого минус 40C°, не уходит в открытый космос, как на Энцеладе, а по достижении высоты 201 километра, возвращается обратно на поверхность.

«Если эти последние наблюдения подтвердятся, это ещё раз докажет мощь космического телескопа Хаббл, и откроет новую главу, в поиске потенциально обитаемых мест в нашей Солнечной системе» - сказал Джон Грансфелд(John Grunsfeld), астронавт, участвовавший в миссии ремонта и обновления телескопа Хаббл.

Источник

Риск радиационного облучения на Марсе для людей не так велик, как считалось раньше, новые результаты, полученные марсоходом Curiosity (Кьюриосити), говорят о том, что теперь это не является препятствием для долговременных пилотируемых миссий к Красной Планете.

В результате миссии, которая будет состоять из 180 дней путешествия в один конец (к Красной Планете или обратно к Земле) и 500 дней, проведенных собственно на Марсе, человек получит суммарную дозу облучения, равную 1.01 зиверта, - таков результат измерений, проведенных детектором излучений ровера Radiation Assessment Detector (RAD).

Европейское Космическое Агентство ограничило допустимую дозу облучения, которую получают космонавты за все время своей работы, 1 зивертом – при этом риск возникновения злокачественных опухолей возрастает на 5%. 

«Безусловно, это приемлемое число», - заявляет руководитель отдела RAD Дон Хасслер (Don Hassler) из Юго-Западного Научно-Исследовательского Института в Боулдере, и ведущий автор исследования, результаты которого были опубликованы 9 декабря в журнале Science.

Доза облучения, полученного на Марсе, в 1 зиверт, превышает существующие стандарты NASA, которые ограничивают для астронавтов возрастающий риск заболевания раком, тремя процентами. Однако эти границы были установлены для миссий, предназначенных для полетов на околоземной орбите, в ближайшее время они могут быть пересмотрены с учетом более далеких полетов, считает Хасслер. 

"NASA работает с Институтом Медицины Национальной Академии Наук, чтобы оценить, какими будут приемлемые границы для дальних космических полетов, таких, как миссия на Марс", - заявляет Хасслер. 

Новые результаты представляют собой наиболее полную на данный момент картину радиационного окружения на пути к Марсу и на поверхности Красной Планеты. В них входят данные, которые RAD собрал за 8 месяцев, которые длилось космическое путешествие к Марсу, и в течение первых 300 дней на планете, - с августа 2012 года. 

Измерения RAD охватывают два разных типа излучения энергетических частиц – галактических космических лучей, которые ускоряются до невероятных скоростей взрывами отдаленных сверхновых, и солнечных энергетических частиц, которые выбрасываются в космос штормами, которые происходят на Солнце. 

Данные RAD показывают, что космонавты, исследующие поверхность Марса, будут получать дозу, равную приблизительно 0.64 миллизиверта каждый день. Во время путешествия к Марсу уровень радиации будет выше приблизительно в три раза - 1.84 миллизиверта каждый день.

Однако, Хасслер подчеркивает, что радиационное окружение Марса динамично, поэтому измерения Curiosity – не окончательные. Например, данные RAD были собраны во время пика 11-летнего цикла солнечной активности, в то время, когда поток галактических космических лучей относительно низкий (так как солнечная плазма обычно рассеивает солнечные лучи). 

Измерения, сделанные Curiosity, должны помочь NASA в планировании пилотируемой миссии к Марсу, которую космическое агентство планирует запустить в середине 2030-х. Так же они дают информацию, которая помогает в поисках признаков жизни на Красной Планете в настоящем или прошлом – еще одна из главных задач, поставленных NASA.

Например, Хасслер заявляет, что новые результаты исследований RAD позволяют предположить, что на поверхности Марса найти признаки жизни будет затруднительно. "Эти измерения говорят нам о том, что признаки жизни на планете в прошлом можно найти на глубине около 1 метра", - говорит Хасслер. 

Источник

Размеры звезд бывают самыми разными: от тех, которые в несколько десятков раз больше, чем Солнце, до крошечных, во много раз меньше, чем наше светило. Однако ответа на вопрос, каким маленьким может быть космическое тело, при этом оставаясь звездой, до сих пор не было. Известно, что существуют объекты, которые называются коричневыми карликами: в них идут термоядерные реакции ядерного синтеза на ядрах лёгких элементов, но, в отличие от звёзд главной последовательности, вклад в тепловыделение таких звёзд ядерной реакции слияния ядер водорода (протонов) незначителен, и, после исчерпания запасов ядер лёгких элементов, термоядерные реакции в их недрах прекращаются, после чего они относительно быстро остывают, превращаясь в планетоподобные объекты.

В исследовании, принятом к публикации в Astronomical Journal, группа RECONS (Research Consortium On Nearby Stars/Научный консорциум по близлежащим звездам) из Государственного Университета Джорджии определила четкую границу между звездами очень низкой массы и коричневыми карликами. Данные были получены от SOAR (Southern Observatory for Astrophysical Research/Южной обсерватории астрофизических исследований) - 4.1-метрового телескопа, и SMARTS - 0.9-метрового телескопа в Чили.

Большую часть своей жизни звезды подчиняются законам, которые можно определить как главная последовательность, - соотношение между яркостью и температурой – которое так же является соотношением между яркостью и радиусом. Звезды ведут себя как воздушные шары в том смысле, что добавление вещества к звезде увеличивает ее радиус; только вещество звезды – это водород, а не воздух, который добавляют в воздушный шар. 

Коричневые карлики, с другой стороны, подчиняются физическим законам, которые отличаются от тех, которым подчиняются звезды, и ведут себя по-другому. Внутренние слои коричневого карлика работают как пружинный матрас: когда к ним добавляется дополнительный вес, они сжимаются. Поэтому обычно коричневые карлики, увеличивая свою массу, уменьшаются в размере. 

Как объясняет автор исследования, профессор Серджио Дитрих (Sergio Dieterich): «Мы увидели, что радиус растет, а температура падает: это нормально для звезд, но до определенной границы: до температуры около 1826 градусов Цельсия. Затем – промежуток, а потом радиус начинает расти с повышением температуры, - поведение, типичное для коричневых карликов».

Другой автор, профессор Тодд Хенри (Todd Henry), говорит: "Теперь мы знаем температуру (1826 градусов Цельсия), радиус (8,7% от радиуса Солнца) и яркость (1/8000 от яркости Солнца), и можем сказать: здесь заканчивается главная последовательность, и именно так можем отнести определенную звезду (которая называется 2MASS J0513-1403) к разряду самых маленьких звезд."

Это открытие имеет большое значение для поиска жизни во Вселенной. Так как коричневые карлики поддерживают прохладную температуру в течение всего лишь миллионов лет, планеты вокруг коричневых карликов являются не самыми лучшими кандидатами на обитаемость, в то время как звезды с очень низкой массой дают постоянное тепло и низкое ультрафиолетовое излучение в течение миллиардов лет. Зная температуру, при которой заканчиваются звезды и начинаются коричневые карлики, астрономам проще будет определить, какие объекты могут быть звездами, у которых потенциально могли бы быть обитаемые планеты. 

Источник

Ученые смогли зафиксировать рождение еще одного нового естественного спутника планеты Сатурн, которые обнаружили некоторое возмущение вещества в кольце планеты на фотоснимках от космического аппарата "Кассини".

Ранее астрономы предсказывали, что кольца данной планеты могут «производить» спутники Сатурна. Одновременно с этим вещество на краях колец скапливаются в так называемые "комки", тем самым образуя новые естественные спутники, которые позже покидают кольцо. Из этого следует, что у 6-й планеты появилось большое семейство спутников, обращающихся на близком расстоянии к кольцам планеты, а бывает и внутри них.

Группа ученых-астрономов из колледжа королевы Марии из Великобритании проанализировали фотографии колец планеты, которые были сделаны "Кассини". На фотоснимке, которое было получено 15 апреля 2013 г., ученые смогли обнаружить некоторое возмущение в кольце Сатурна - А.

Пересмотрев другие фотоснимки "Кассини", астрономы смогли обнаружить еще чуть более 100 снимков со следами спутника, которые все были сделаны с начала лета прошлого года. Но самого спутника ученые увидеть не смогли, но они судят о нем по оставшимся следам в кольце А. Ученые считают, что в диаметре размер новой луны составляет примерно 1 км.

Один из ученых назвал новый спутник – Пегги /Peggy/. На более поздних фотоснимках ученым не удалось найти Пегги. Возможно, спутник мог столкнуться с другим каким-либо объектом и он разрушился, или, видимо, он уже далеко ушел от кольца планеты так, что КА "Кассини" не видит его.

Источник

Темные отметины на склонах в экваториальных областях Марса могут быть следами, которые оставили потоки соленой воды, то есть могли появиться в результате схода жидкости, которая тает и испаряется в течение более теплого времени года. 

MRO (Mars Reconnaissance Orbiter/ Марсианский разведывательный спутник) обнаружил, как на Марсе формируются и растут темные следы в виде полос – это происходило с конца весны и летом, когда экваториальные области Марса получают наибольшее количество солнечного света. Затем, по мере того, как наступало более холодное время года, отметины бледнели и постепенно исчезали.

Эти сезонные потоки раньше были замечены на марсианских склонах на средних широтах, однако теперь космический аппарат MRO заметил их рядом с экватором Красной Планеты. До сих пор не было прямых указаний на то, что на Марсе существует вода в жидкой форме, однако новые открытия позволяют предположить существование удивительно активного водного цикла, Об этом говорит руководитель исследования Альфред МакИвен (Alfred McEwen), профессор планетарной геологии в Университете Аризоны в Тусконе. 

"Теперь мы нашли их в экваториальных областях. Это еще более удивительно, потому что ожидалось, что экваториальные области совершенно сухие. Нам это позволяет предположить, что рядом с поверхностью в коре планеты может быть намного больше воды, чем мы считали ранее", - говорит он. 

Темные узкие линии были обнаружены на крутых склонах долин Маринер, - системы каньонов, расположенных вдоль экватора Марса. Некоторые из этих отметин достигали длины 1130 метров. Это открытие подробно описано в издании журнала Nature Geoscience от 10 декабря.

По поводу причины, которая привела к их возникновению, ученые все еще не могут дать определенного ответа, однако МакИвен считает, что они могли появиться из-за таяния и последующего испарения замерзшей соленой воды, которая находится в глубине коры Марса. 

"Вода должна быстро испаряться, так что трудно объяснить такие длинные отметины от потоков воды, если только она не была достаточно соленой", - говорит МакИвен.

Источник