Новости науки

Космические лучи, испускаемые из-за пределов Солнечной системы, способны в корне менять химический состав поверхности Луны и даже цвет находящихся на поверхности грязи и льда. Новые исследования, сделанные при помощи аппарата НАСА Lunar Reconnaissance Orbiter, показали, что космическое излучение может менять химические свойства лунной поверхности. Так, при попадании лучей в частицы льда из замороженных молекул воды может выделяться кислород, который, соединяясь с молекулами углерода, образовывает органические молекулы, из которых в свое время на Земле возникла жизнь. Показания аппарата могут также помочь при обследовании радиационного фона Луны.

Считается, что космическое излучение представляет существенную опасность для астронавтов. Важность исследования космических лучей так же актуальна, в случае если человечеству все же удастся отправиться в путешествие на Марс, поскольку будет существовать необходимость защиты космонавтов и космических кораблей.

В своем заявлении Натан Швадрон, ученый из Университета Нью-Гемпшир, отметил, что новые модели, полученные на основе исследований, помогут понять, насколько опасно космическое излучение. Если удастся установить степень опасности, то в будущем возможно создать эффективные средства защиты космических челноков и экипажей.

Примечателен тот факт, что при помощи Lunar Reconnaissance Orbiter можно установить степень проникновения излучения в ткани человека и влияние этого излучения на внутренние органы. Сегодня уже проведены некоторые исследования, в которых задействован пластик, имитирующий человеческую ткань.

Источник

Работа на поверхности Красной планеты потенциально угрожает в будущем марсонавтам общими изменениями в организме на уровне ДНК из-за повышенного радиационного облучения, сообщил в понедельник вице-президент РАН, научный руководитель Института медико-биологических проблем (ИМБП), академик Анатолий Григорьев.

"По нашим оценкам, исследователей на поверхности Марса может ожидать ряд неблагоприятных факторов, таких как нарушения сердечного ритма, снижение уровня устойчивости и работоспособности, сенсорные нарушения, а также более отдаленные последствия в виде изменений на уровне ДНК и деминерализация костной ткани", - сказал Григорьев, выступая с докладом на Международном симпозиуме, посвященном результатам наземного эксперимента "Марс-500".

Кроме того, по словам академика, во время перелета к Красной планете марсонавты столкнутся с рядом неблагоприятных психофизиологических факторов.

"Мы ожидаем, что длительному перелету будут способствовать ряд неблагоприятных психофизиологических факторов, таких как гипокинезия (понижение двигательной активности), монотония (возникает при однообразной работе), фрустрация (возникает при невозможности достичь результата). Кроме того, пока недостаточно изучены последствия социальной изолированности, а также влияние длительного космического полета в условиях повышенного радиационного излучения на способность работы космонавтов с оборудованием и механизмом", - сказал Григорьев.

Влияние радиации на организм человека >>

Он также отметил, что во время наземных экспериментов невозможно изучить степень влияния тяжелых заряженных частиц на человека и степень его работоспособности. В то же время ученые предполагают, что повреждения ДНК человека во время перелета к Марсу и обратно неизбежны.

Эксперимент по наземному моделированию межпланетного перелета "Марс-500" проходил в Москве, в Институте медико-биологических проблем. Семь "марсонавтов" провели в специальных модулях 520 суток и "вернулись" на Землю 4 ноября 2011 года. Международную "экспедицию" возглавлял россиянин Алексей Ситёв, врач миссии - также российский гражданин Сухроб Камолов.

Источник

Совместная работа НАСА и Европейского космического агентства в изучении нашего красного соседа, позволила выделить основные векторы дальнейших действий. Так, в первую очередь, планируется определить те места, для которых, в прошлом, могло бы быть характерно существование жизни. Ну а такой прорыв, как отправка на Марс космонавтов, будет осуществлена лишь на последнем этапе изучения. 

Пока что ученые выделили места, в которых нахождение воды может быть наиболее вероятным

Пока что ученые выделили места, в которых нахождение воды может быть наиболее вероятным и далее намереваются исследовать их с помощью зондов. Второй этап будет аналитическим – эксперты попытаются выяснить причины столь негативного изменения климата на Марсе и потерю воды на поверхности. Помимо этого, планируется провести серьезнейшие исследования эволюции планеты, разобравшись с тем, что она представляет собой сейчас, и что ее ждет в будущем. Особый интерес вызывает изучение причин изменения магнитного поля планеты.  Напомним, что магнитное поле Красной планеты слабее земного примерно в 500 раз, что ставит под сомнение возможность адекватной защиты от солнечных вспышек.

Все эти изучения помогут нам лучше понять нашего соседа по Солнечной системе, однако их важнейшая роль состоит в том, чтобы подготовить почву для грядущей марсианской экспедиции. Ведь это поможет узнать, с чем там могут столкнуться первопроходцы и будущие колонизаторы, а также адекватно оценить количество необходимых им ресурсов.

Правда, до полета еще далеко и сейчас ученые вовсю работают над поисками следов жизни и воды. По их оценкам, для этого будет необходимо отправить на Марс как минимум три робота. Задача машин - передвигаться по планете и собирать камни. Максимальная загрузка каждого робота должна будет составить около 30 камней, при условии, что каждый из них будет весить не более 15 грамм. После чего, эти камни должны быть доставлены на Землю для более детального исследования. Чтобы камни собирались более результативно, необходимо снабдить роботов возможностью выкидывать одни камни, если они нашли более подходящие образцы. Так как обратная дорога меленькому роверу будет не по плечу, то следом, к Красной планете отправят специальную станцию, которая будет вращаться по орбите. На станции будет спускаемый модуль, который и подберет марсианские образцы, для дальнейшей их транспортировки на Землю. О сроках запуска данных аппаратов, пока ничего не говориться.

Источник

Очередное исследование, опирающееся на данные с зонда Cassini, позволило найти новую параллель между круговоротом воды на Земле и круговоротом углеводородов на холодной луне Сатурна.

Группа планетологов во главе с Томасом Корнетом (Thomas Cornet) из университета Нанта (Université de Nantes) выявила разветвлённые древние каналы, врезающиеся прямо в дно крупного озера Онтарио (Ontario Lacus), расположенного в районе южного полюса Титана.

Это говорит о сложном поведении «водоёма». Ранее считалось, что озеро Онтарио полностью покрыто жидкими углеводородами, но теперь учёные пришли к выводу, что оно представляет собой низменность, которая опустошается и заполняется снизу при смене сезонов. При этом вокруг участка с жидкостью периодически открываются обширные области, заполненные местным песком, или чем-то вроде илистых отложений — ватты.

Такие характеристики делают Онтарио очень похожим на намибийское солевое озеро Etosha pan. Оно периодически наполняется тонким слоем воды от грунтовых вод, которые поднимаются во время сезона дождей. Этот слой затем испаряется и оставляет осадок, весь исчерченный следами, наглядно демонстрирующими предыдущую работу воды. И хотя жидкость на Титане – это метан, этан и пропан, все процессы там очень похожи на земные. О том же, кстати, говорило и предыдущее исследование в данной области – открытиеноворождённого озера на Титане.

Источник

Группа американских ученых анонсировала новую технологию, которая позволяет получить голографическое изображение в спектре инфракрасного излучения, используя особый метаматериал из золотых наноструктур на подложке, выполненной из германия и кремния. Подробности получения голограммы приведены в специализированном научном издании Nature Materials.

Бурное развитие нанотехнологий в последнее время в значительной степени расширило возможности оптических устройств, а также позволило использовать их в более широком волновом спектре. Прогресс стал возможен благодаря изобретению и развитию метаматериалов - специальных композиционных материалов, свойства которых в большей степени определяются искусственно созданной периодической структурой. Элементы с необычными свойствами, фотонные кристаллы и плазмонные резонаторы становятся основой для создания солнечных батарей, нанолазеров, плоских "кривых зеркал" и нового вида экономичной оптической памяти.

Ученые под руководством известного исследователя Стефана Ларуша (Университет Дьюка, город Дарем в США) применили оптические метаматериалы для разработки голограмм, которые видны в инфракрасном спектре. В качестве основы для изобретения используется особая пластина, которая имеет два слоя германия и кремния. Такие материалы довольно широко используются для изготовления современных микрочипов. На подготовленную поверхность наносилось специально разработанное защитное покрытие, которое убиралось в заданных точках посредством электронной литографии.

После этого готовый образец покрывался тонким золотым слоем, а параллельно с этим защитный слой удалялся, и на поверхности образца отпечатывался "мегаполис", включающий наноструктуры трех видов - микроскопические круги диаметром 75 нанометров, а также включения в виде прямоугольников и латинской буквы "I". На завершающем этапе объект дополнительно покрывался несколькими кремниевыми слоями, а также включениями из золота, имевшими вид "частокола". В результате каждая отдельная точка пластины отражала волны по-разному благодаря различным формам фигур.

Чтобы проверить изобретение, была изготовлена голограмма, изображающее название университета Duke. Образец был облучен инфракрасным лазером и сфотографирован специальной камерой, способной снимать в инфракрасном спектре.

Из четырех букв ученые смогли увидеть лишь первые три. Буква "E" была видна не слишком отчетливо. Однако такое произошло из-за допущенных ошибок во время наложения слоев - вместо запланированных семи слоев было наложено лишь три. Несмотря на это, разработка оказалась вполне работоспособной. Как утверждают физики, разработанная методика позволяет создавать голографические изображения, видимые и в других спектрах. Для этого необходимо лишь определенным образом переставить микрокомпоненты на объекте таким образом, чтобы они смогли отражать волны в конкретном другом спектре.

Стефан Ларуш говорит, что ранее подобные эксперименты были невозможны из-за отсутствия подходящих конструкционных материалов. Однако с появлением метаматериалов, как оказалось, светом можно управлять и делать с ним все, что угодно. Помимо голограмм предложенный учеными метод позволяет изобрести и другие интересные оптические приборы.

Источник

Как говорится в научном журнале Science, ученые пришли к выводу, что скорость нейтрино не превышает скорость света. Исследования в этой области провели французские ученые, представляющие организацию CERN (Европейскую организацию по ядерным исследованиям). CERN - это самая крупная в мире лаборатория, занимающаяся исследованиями в области физики высоких энергий.

Известно, что нейтрино представляет собой фундаментальную частицу, которая имеет полуцелый спин и участвует исключительно в гравитационном и слабом взаимодействиях. Нейтрино также относится к разряду лептонов. Нейтрино с малой энергией довольно слабо взаимодействует с веществами. Например, нейтрино с энергией от 3 до 10 МэВ в воде имеет длину свободного пробега примерно 1018 м, что составляет порядка 100 световых лет. Установлено, что ежесекундно через площадку Земли площадью 1 кв. см проходит около 6060 нейтрино, которые испускает Солнце. Несмотря на это, особое влияние даже на человека нейтрино не оказывает. В это же время нейтрино с большими энергиями обнаруживаются по взаимодействию с мишенями.

Не так давно в ходе экспериментов учеными была допущена ошибка, в результате которой считалось, что нейтрино обладает скоростью, большей, чем скорость света. Но исследования последних лет доказали несостоятельность этой гипотезы. Однако исследования не прекращаются, и ученые планируют провести еще множество экспериментов, которые призваны доказать теорию относительно скорости нейтрино или опровергнуть ее. 

В результате эксперимента, который был проведен в сентябре 2011 года, физики выдвинули предположение, что скорость нейтрино все-таки может превысить скорость света на 0,00248%. Такие данные были получены на основании опытов, в результате которых частица нейтрино от ускорителя SPS в Швейцарии, проделав 730 км, прибывала к детектору в лаборатории Гран-Сассо в Италии ранее расчетного времени на 61±10 наносекунд. Причем такой результат был зафиксирован по 16 тыс. событий с нейтрино в течение 3 лет. Однако немного позже ученые признали, что некоторые факторы, которые могли влиять на скорость нейтрино, не были учтены. В дополнение ученые из лаборатории CERN не подтвердили данные о том, что скорость нейтрино больше скорости света.

Источник

Квантовая механика и общая теория относительности должны сходиться в области величин, приближающихся к планковским при условии предельно высоких энергий и небольших расстояниях. Однако возможности современной науки пока еще очень далеки от столь малых расстояний и таких высоких энергий. Ввиду этого ученые из Венского университета и Имперского колледжа Лондона предложили альтернативный вариант квантового эксперимента. В новом учении было задействовано зеркало с планковской массой, с помощью которого можно проверить некоторые из положений современной теории квантовой гравитации.

Главный вопрос, который стоит перед физиками сегодня, - это поиск теории, которая смогла бы объединить квантовую механику и общую теорию относительности. Квантовая механика описывает поведение материи на уровне атомов и частиц, а общая теория относительности - на макроуровне. Существует предположение, что в некий момент и силы гравитации, и квантовая механика, влияют на поведение частиц совместно. Такое возможно по достижении планковских расстояний и масс (планковское расстояние имеет величину 1,6х10 (-35) м). Чтобы было понятнее, можно представить себе следующее: если столь ничтожное расстояние увеличить до 1 м, то атом, увеличенный соответственно во столько же раз, будет иметь размер, сопоставимый с размером видимой части Вселенной. Планковская энергия имеет настолько большую величину, что даже Большой андронный коллайдер не сможет обеспечить достаточным количеством энергии, которой хватило бы для проведения подобных экспериментов. Чтобы придать частицам такую энергию, учитывая существующие технологии, понадобится ускоритель, сравнимый по размерам с целой планетой. Существующие препятствия приводили ученых к выводу - эксперименты в этой области при существующем уровне развития науки и технологий невозможны. Но, как говорят физики сейчас, это не совсем так.

Известно, что, согласно законам квантовой механики, невозможно получить данные одновременно о скорости и положении частицы. Измерения возможны лишь в последовательном порядке - сначала измеряется одна величина, затем другая. Однако в любом случае любой из интересуемых параметров будет сильно варьироваться. Также важно учесть еще один факт - при измерении сначала скорости, а затем определении местоположения получится один результат, а при обратном порядке измерений результат будет совершенно иным. Как гласят некоторые теоритические законы, различия в измерениях зависят от массы всей системы. 

Группа ученых из Австрии и Англии предположила, что, хоть разность измерений и не будет слишком большой, на основе этого можно сделать некоторые выводы при использовании в опытах массивных квантовых систем. Примечательно то, что, по утверждению ученых, для проведения подобных экспериментов не понадобится масштабное лабораторное оборудование.

В качестве объектов эксперимента предполагается использовать систему движущихся зеркал и лазерный луч. Это поможет определить с высокой точностью разницу между точкой регистрации местоположения частицы после фиксирования ее собственной скорости и определением скорости частицы по предварительно установленному местоположению. Конечно же, для точных измерений необходимо использовать атомные часы, позволяющие зафиксировать время прохождения импульса. Как бы то ни было, но предложенная модель - практически единственная возможность при нынешнем уровне технологий получить хоть малую долю информации в этой области.

Таким образом, предложенный эксперимент может оказаться весьма перспективным, поскольку позволит получить некоторые экспериментальные данные из области квантовой гравитации. Важное преимущество новых экспериментов заключается в отсутствии необходимости использовать дорогие ускорители и моделировать редкие астрономические явления.

Источник

К концу жизни звезды становятся довольно жидкими. Как только уровень ядерного топлива начинает падать, звезды начинают пульсировать, расширяясь и ссужаясь, как легкие марафонца, как будто пытаясь вдохнуть воздух. Каждая пульсация угасающей звезды, выбрасывает в космос капли газа, которые со временем примут участие в формирование нового поколения звезд и планет.

Но подсчитать сколько материала теряется очень тяжело. Это тоже самое, что пытаться увидеть клубок дыма возле прожектора на стадионе, наблюдать за мелкими частицами звездного материала движущимися над поверхностью звезды очень тяжело.

Однако, благодаря использованию инновационной технологии для съемки звездного рассеивания частиц астрономам наконец удалось увидеть клубы пыли окружающие угасающие звезды. Звезды – W Гидры, R Золотой Рыбы и R Льва – все переменные красные гиганты, звезды, углерод в коре которых больше не плавиться, а начали формироваться более тяжелые элементы.

Каждая полностью обернута очень тонким пылевым кольцом которое, скорее всего, состоит из таких минералов как форстерит и энстатит. Эти частицы сформировались как только сырьевые составляющие отдалились немного от звезды. 

На расстояние приблизительно равному размеру самой звезды, газ остыл достаточно для того что бы атомы начали объединяться и формировать комплексные структуры. В непрерывном цикле смерти и возрождения, который царит в Галактике, такие минералы подойдут для формирования астероидов, а возможно и скалистых планет, таких как Земля.

Источник

Космические лучи, испускаемые из-за пределов Солнечной системы, способны в корне менять химический состав поверхности Луны и даже цвет находящихся на поверхности грязи и льда. Новые исследования, сделанные при помощи аппарата НАСА Lunar Reconnaissance Orbiter, показали, что космическое излучение может менять химические свойства лунной поверхности. Так, при попадании лучей в частицы льда из замороженных молекул воды может выделяться кислород, который, соединяясь с молекулами углерода, образовывает органические молекулы, из которых в свое время на Земле возникла жизнь. Показания аппарата могут также помочь при обследовании радиационного фона Луны.

Считается, что космическое излучение представляет существенную опасность для астронавтов. Важность исследования космических лучей так же актуальна, в случае если человечеству все же удастся отправиться в путешествие на Марс, поскольку будет существовать необходимость защиты космонавтов и космических кораблей.

В своем заявлении Натан Швадрон, ученый из Университета Нью-Гемпшир, отметил, что новые модели, полученные на основе исследований, помогут понять, насколько опасно космическое излучение. Если удастся установить степень опасности, то в будущем возможно создать эффективные средства защиты космических челноков и экипажей.

Примечателен тот факт, что при помощи Lunar Reconnaissance Orbiter можно установить степень проникновения излучения в ткани человека и влияние этого излучения на внутренние органы. Сегодня уже проведены некоторые исследования, в которых задействован пластик, имитирующий человеческую ткань.

Источник

Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего представили общественности новое изобретение - своеобразный "лес нанодеревьев", который способен вырабатывать водород, расщепляя при этом воду при наличии света.

Непосредственно перед открытием была проделана некоторая работа и были представлены определенные теоретические выводы. Первоначально учеными была предпринята попытка изобретения нанопроводов из дешевых материалов - цинка и оксида кремния. Разработка должна была дать возможность массово производить водородное топливо. Сложность заключалась лишь в выборе идеальной формы нанопроводов. За подсказкой исследователи обратились к природе.

Примечательно, что структура и форма деревьев являются идеальными для привлечения максимального количество солнечной энергии. Все дело в том, что вертикальные структуры деревьев способны поглощать солнечную энергию, а плоские поверхности эту энергию просто отражают.

На изображениях нашей планеты, которые получены благодаря съемкам со спутников, видно, что плоские поверхности земли и пустынь имеют более светлый оттенок, а, следовательно, отражают больше света. В то же время лесные массивы имеют более темные оттенки, что говорит о большей степени поглощения солнечной энергии деревьями. 

Структура деревьев была "скопирована" учеными, в результате чего был создан массив нанопроволоки, который напоминает собой лес, уменьшенный во много раз. Созданный образец способен расщеплять воду с выделением водорода. Происходит это в процессе фотоэлектрохимических реакций. Исследования показали, что наноструктура успешно выполняет задачи по расщеплению воды и открывает широкие возможности на пути создания целой области экологически чистой энергетики.

Источник

На снимках принадлежащих NASA, астрономы-любители обнаружили интригующий объект выступающий на поверхности Марса, практически прямоугольной формы в вертикальном положении, который изумительно похож на монолиты, оставленные на Земле инопланетянами, в классическом научно-фантастическом фильме «Космическая одиссея 2001 года».

Обсуждаемые объекты впервые были обнаружены несколько лет назад с помощью HiRISE, камеры на борту Марсианского разведывательного космического зонда NASA. Сейчас в интернете снова возник интерес к этому объекту. Хотя это естественно. Что это – радиомаяк оставленный инопланетянами и который поразительно похож на то что изобразили Стенли Кубрика и Артура С. Кларка создателей «2001»? Или все же камень созданный природой?

Согласно мнения Джонатана Хилла, техника-исследователя и планировщика миссии на Марс Университета Аризоны, который обработал множество изображений поверхности Марса полученных в ходе миссии NASA, предмет обсуждения ничто иное как грубый прямоугольный валун.

HiRISE, камера, которая сделала снимки объекта, имеет резолюцию приблизительно в 30 см на пиксель – впечатляюще, если учитывать 300 км высоту, с которой делались снимки поверхности Марса, но недостаточно резкое для отображения мелких деталей формы валуна средних размеров.

Источник

Группа исследователей из Франции впервые изучила в лабораторных условиях экспериментальную модель эффекта динамо в астрофизических и планетарных масштабах. Результатом исследований стало получение магнитных полей с новой геометрией. Еще более важным было доказательство того, что с помощью разработанного ими подхода в будущем можно изучать особенности динамо-эффекта звезд и планет, не поддававшиеся ранее прямому моделированию через подобие.

Магнитные поля можно встретить во Вселенной повсеместно. К примеру, Земля имеет магнитное поле, которое превращает намагниченную стрелку в удобный инструмент навигации. Другие планеты, Солнце и большинство звезд также имеют собственные магнитные поля. Принято считать, что большинство небесных тел поддерживают свои магнитные поля за счет эффекта динамо, т.е. за счет преобразования кинетической энергии электропроводящей, но электрически нейтральной жидкости или плазмы, в энергию магнитного поля.

До 1950-х годов ученые сомневались в том, что эффект динамо может проявляться в однородной проводящей среде, но физика этого явления достаточно проста. Жидкость движется в соответствии с линиями магнитного поля и усиливает существующее поле, при этом усиление происходит с той же скоростью, что и омическая диссипация энергии. Процесс характеризуется магнитным числом Рейнольдса, аналогичным знакомому из гидродинамики числу Рейнольдса (в котором кинетическая вязкость заменена магнитной диффузией). Потоки жидкостей с одинаковыми числами Рейнольдса идентичны друг другу с точностью до масштабных факторов. Именно за счет этого подобия характеристики, к примеру, крыла самолета могут быть опробованы в гидродинамической трубе на модели этого крыла. Точно также магнитодинамические течения идентичны при равных магнитных числах Рейнольдса, что позволяет воспроизвести в лабораторных условиях процессы, происходящие в ядрах планет.

Астрофизический и планетарный динамо-эффект много раз моделировался с помощью уравнений Навье-Стокса для равномерных течений, а также уравнения для магнитной индукции. Однако динамо-машины на практике могут быть построены на турбулентных потоках, таким образом, реалистичное моделирование сталкивается с теми же трудностями, что и моделирование процесса обтекания крыла самолета. Точный расчет таких потоков невозможен на доступных на сегодняшний день вычислительных ресурсах. Соответственно, как и любое гидродинамическое моделирование, расчет астрофизического или планетарного динамо должен быть дополнен экспериментом.

В своей последней работе группа ученых из Ecole Normale Supérieure (Франция) впервые наблюдала локализованные магнитные поля в лабораторных условиях, благодаря устройствам, воспроизводящим ключевые элементы астрофизических и планетарных динамо-машин. Надо отметить, что лабораторное моделирование подобных процессов затруднено тем, что приходится работать с такими магнитными числами Рейнольдса, которые подразумевают слишком большое значение напряженности для самогенерируемых полей. Обычно для этого необходим объем в несколько кубометров жидкого натрия, потоки в котором движутся со скоростью несколько метров в секунду. Таким образом, заслуга ученых в том, что они смогли «сломать» барьер, стоящий перед экспериментаторами и заключающийся в больших числах Рейнольдса. Они нашли способ упростить эксперимент, используя явление локализованных полей. Хотя факт применимости данной теории к астрофизике пока не нашел прямого экспериментального доказательства, однако есть косвенные факторы (астрономические наблюдения XVI – XVII веков), доказывающие правоту ученых.

Хотя французские ученые в ходе своих экспериментов решали частную задачу, ими был предложен подход, с помощью которого в будущем можно исследовать магнитодинамические явления, не доступные моделированию с помощью «прямого» подхода через подобие. Данный подход поможет лучше понять физику динамо-механизма планет и звезд.

Источник

Используя лазеры, физики двух научных учреждений - Национального института стандартов и технологий и Колорадского университета в Боулдере - получили некоторые результаты исследований, которые в будущем помогли бы создавать накопители информации, отличающиеся более плотной структурой ячеек памяти и большим быстродействием. 

Во время проведения экспериментов был задействован фемтосекундный лазер, который работал в ультрафиолетовом диапазоне по технологии генерации высоких гармоник. При этом были замечены некоторые изменения магнитных свойств в атомах никеля и железа, входящих в состав ферромагнитного сплава (в опыте участвовал специальный сплав - пермаллой).

Большинство источников хранения информации (винчестеров) в будущем будут выглядеть как магнитные накопителя, в которых намагничивание и размагничивание элементов происходит благодаря действию лазеров, имеющих сверхвысокий импульс.

Схема эксперимента: размагничивание атомов никеля и железа показано синим и красным цветом соответственно.

Само явление сверхбыстрого размагничивания при воздействии фемтосекундных лазеров было открыто в далеком 1996 году. Однако тогда считалось, что явление размагничивания происходит в материале равномерно для каждого атома, находящегося в структуре ферросплава. Полагать так следует, исходя из данных, имеющихся касательно процессов, происходящих с нормальной скоростью. Взаимодействие атомов в материале при обычных условиях сводится к тому, что электромагнитные свойства каждой частицы изменяются с одной и той же скоростью. Проведенные же в последнее время эксперименты показали, что в процессах, которые происходят в течение пико - и фемтосекундных промежутков времени, дело обстоит совсем иначе. Складывается впечатление, что процесс обменного взаимодействия атомов просто-напросто не успевает оказать такое влияние на никелевые атомы, находящиеся в железоникелевом сплаве. По этой причине явление размагничивания в атомах железа происходит быстрее, чем в никеле.

Не смотря на то, что через несколько квадриллионных долей секунды атомы никеля и железа все же синхронизуют свою намагниченность в ферросплаве, разрыв на более коротких промежутках времени позволяет думать о возможности скорого создания новейших винчестеров, в которых процессы намагничивания и размагничивания могут происходить еще быстрее, чем предполагалось изначально.

Теоритически, скорость считывания будет ограничиваться лишь частотой работающих сверхкоротких лазерных импульсов. Говоря иначе, частота может снизиться до 5 фемтосекунд, что составляет порядка 200 трлн. вибраций в секунду. Разность во времени при намагничивании никеля и железа открывает перспективу создания носителей данных, в которых можно будет размещать 1 бит информации на одном единственном атоме.

Источник

Если бы пульсирующие звезды существовали недалеко от центра Млечного Пути, вблизи предполагаемых черных дыр, они могли бы пролить свет на общую теорию относительности Альберта Эйнштейна, считают ученые. Вспышки света звезд

-пульсаров, могут быть использованы для определения на сколько ужасающие черные дыры искажают время-пространство.

В отличие от обычных звезд, пульсары излучают стабильные импульсы света, которые позволяют с точностью определить их движение. Международная группа астрономом предположила, что такая точность данных может помочь лучше понять, что происходит со временем-пространством вокруг черных дыр.

В общей теории относительности Эйнштейн объединил космос и время, в единую математическую сущность время-пространство, на которое действует сила притяжения. Если плоскость времени-пространства сравнить с матрасом, такое массивное тело, как черная дыра просто изогнет его, подобно тому, как человек, сидящий посередине кровати, изогнет матрас.

Эти изгибы влияют на орбиту объектов вокруг них. Вместо стабильного движения эллипсов, орбитальные объекты будут слегка смещаться, или двигаться в колодцы высеченные в времени-пространстве черными дырами.

Источник

Еще относительно недавно, Меркурий был одной из наиболее загадочных планет солнечной системы. Миссия Мессенджера полностью меняет картину. Новые результаты получены с помощью Лазерного высотомера MLA и замеров гравитации показали, что самая близкая к Солнцу планета имеет тонкую и складчатую поверхностную кору, что полностью отличается от того, что предполагалось раниее.

Мессенджер был запущен в 2004 году. Прошло не мало времени прежде чем удалось достичь пункта назначения. Было сделано три сближение с небесным телом для проведения наблюдений, прежде чем Месседжер смог наконец-то пройти через орбиту чуть больше года назад. На данный момент космический аппарат находится на вытянутой полярной эллиптической орбите, приближаясь к планете ближе на севере чем на юге. Северное полушарие зондируется и снимается с намного лучшим расширением, в то же время южное полушарие так и остается не изученным.

Но все же, данные полученные с Месенджера оказались неожиданными. Два доклада опубликованных группой ученных занимающихся Мессенджером в сегодняшнем выпуске журнала Science, демонстрируют впечатляющие результаты.

Оказалось, что богатая железом кора Меркурия очень большая. Сочетание данных моделирования и измерений предполагают, что кора состоит как из дверных внутренних частей, так из жидких внешних. И пока еще точно не известно какой процент из 2030 километров коры твердый, а какой жидкий. Это огромный участок который составляет 83% всей длины радиуса Меркурия. Длина радиуса Меркурия 2440 км.

Источник

Схема прибора. Пояснения в тексте.

Эти странные частицы, являющиеся своими собственными античастицами, были предсказаны в 1937 году, но до сих пор оставались чистой теорией. Теперь получен практический результат, который может быть следствием работы таких частиц.

Группа физиков из технологических университетов Дельфта (TU Delft) и Эйндховена (Eindhoven University of Technology) построила прибор, в котором электроны повели себя необычным образом, намекая на возникновение майорановских фермионов.

В центре аппарата находится нанопровод из антимонида индия. Он подключён к разным электродам. Первый – обычный проводник (золото), второй – сверхпроводник (сплав ниобия). Вся связка была размещена на кремниевой подложке, покрытой тонкой сеткой контактов для дополнительных тонких измерений электронных свойств нанопровода на всём его протяжении.

Как и в предлагавшемся ранее опыте, фермионы Майораны должны были возникнуть как квазичастицы в материале с необычным сочетанием электронных свойств (в данном случае – при взаимодействии сверхпроводника определённой формы с проводником).

Исследователи обнаружили, что пропускаемые через контакты электроны вынуждены проходить через некие туннельные барьеры, локализованные в двух точках нанопровода. При этом положение данных точек не менялось при изменении внешнего магнитного поля и напряжения, что говорило об их нейтральности (нулевом заряде).

Фермионы Майораны (два оранжевых шарика) пропускали электроны от золотого контакта к ниобиевому только

при правильной их (электронов) энергии, в противном случае – отражали обратно (иллюстрация TU Delft)

Авторы показали, что свойства этих участков в проводе соответствуют предсказанным фермионам Майораны. Если это не ошибка, открытие станет важной вехой не только в фундаментальной науке, но и прикладной. В силу ряда необычных свойств фермионам Майораны сулят светлое будущее в составе квантовых компьютеров. (Подробности эксперимента изложены в статье в Science.)

Источник

Результаты недавних исследований лунных образцов показали, что вероятнее всего Луна была сформирована из Земли, а не из зеленого сыра – если под «зеленым сыром» не подразумевать протопланетный удар, который был инструментом ее создания.

Гипотеза о том, что спутник Земли был сформирован в результате древнего гигантского столкновения между нашей новорожденной планетой и Тейей, планетой размером с Марс, является общепринятой. В результате Тейя была разрушена, а часть земной коры и верхней мантии откололась и осталась на орбите, в виде расплавленного материала. В конечном счете из этого материала и была сформирована Луна. На протяжении 4,5 миллионов лет она остыла, гравитационное притяжение стало влиять на отливы и приливы на Земле, образовалось бесчисленное количество кратеров. Постепенно спутник дрейфовал на то расстояние на котором мы видим его сейчас.

Остатки Тейи считались тем материалом который послужил фундаментом для формирования Луны. Однако, образцы лунного материала показали, что коэффициент изотопов кислорода на Луне слишком подобен земному, что ставит под сомнение гипотезу о Тейи. Дальнейшие исследования, проводимые командой ученных Чикагского университета показывают, что изотопы титана – более рефракционного элемента чем кислород – удивительно подобны, что указывает на общие происхождение двух небесных тел.

Но тогда остается вопрос где же делись обломки Тейи? Этот вопрос все еще нуждается в исследованиях. 

На данный момент, смотря на Луну вы можете быть полностью уверенными в том, что видите частицу Земли – кратерированный осколок после гигантского взрыва, произошедшего миллиарды лет назад.

Источник

Совместная группа ученых из Китая и Австралии впервые наблюдала так называемое явление «супермаслянистости», т.е. понижения трения практически до нуля, в микромасштабе. По их мнению, явление, которое они смогли наблюдать на слоистых изделиях из графита, в будущем может найти применение в сложных микроскопических устройствах: микро-резонаторах или наноразмерных гироскопах.

Термин «супермаслянистость» иногда используется для обозначения очень низкого коэффициента трения, но первоначальное его значение в том, что трение между двумя поверхностями практически полностью исчезает. Данный термин был предложен в начале 1990х годов сначала фирмой Motohisa Hirano, а затем компаниями Nippon Telegraph и Telephone Corporation (Япония) для обозначения эффекта, наблюдаемого за счет расположения атомов в структуре поверхности материала. К примеру, в графите, поверхностные атомы организованы в специфические гексагональные структуры. При определенных ориентациях среза поверхности, атомы могут образовывать такую структуру, что две одинаковые поверхности будут скользить друг по другу без каких-либо усилий, т.е. трение между ними будет равно нулю.

С тех пор, как данный термин был предложен впервые, явление, которое он описывает, наблюдалось на практике лишь в наномасштабе, причем, в условиях высокого вакуума. Однако теперь, совместная группа ученых из Tsinghua University (Япония) и австралийских научных организаций наблюдали этот эффект на микроуровне в условиях окружающей среды (при комнатной температуре и в присутствии атмосферы).

В своих экспериментах научная группа использовала пиролитический графит – разновидность графита, производящаяся при высокой температуре, в которой особенно хорошо выровнены между собой кристаллические поверхности. При помощи методики литографии исследователи создавали из этого материала квадратные колонны порядка 20 мкм в ширину и до 400 нм в высоту. Сформированные «колонны» переносились в сканирующий электронный или оптический микроскоп. С помощью вольфрамого зонда «колонны» расслаивались на хлопья, которые можно было вращать в разных направлениях.

Ученые обнаружили, что полученные таким образом хлопья ориентируются симметрично по отношению к расположенной ниже поверхностной структуре, даже когда их пытаются сдвинуть зондом. Даже когда исследователи перемешали «хлопья», они вернулись в свое первоначальное положение с минимальной энергией связи с нижележащей поверхностью. Это возможно, только если между поверхностью и «хлопьями» практически отсутствует трение.

По мнению ученых полученные результаты верны не только для графита, но и для графена, представляющего собой слой атомов углерода, образующих двумерную гексагональную кристаллическую решетку.

Научная группа считает, что их работа является существенным прогрессом в области исследования супермаслянистости, который в будущем может привести к созданию «супермаслянистой» смазки для практического применения в машиностроении, в том числе, для устройств энергосбережения. Их эксперимент показал, что условия для «супермаслянистости» создать гораздо легче, чем предполагалось ранее. Более того, они воспроизводимы, что означает большее практическое значение для самого феномена, например, в области нано- и микромашиностроения. Ранее считалось, что трение является основным препятствием для развития данной области.

Коллеги ученых из других научных групп, ранее доказавших теоретическую возможность микромасштабной супермаслянистости, также высказывают мнение о том, что работа крайне перспективна. По их мнению, она может привести к прорыву, как в области супермаслянистости, так и в более широком плане – в сфере контроля фрикционных свойств.

Подробные результаты работы были опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Источник

Система состоящая из звезды, и вращающимися вокруг неё девятью экзопланетами, была обнаружена астрономом Микко Туоми из University of Hertfordshire. По результатам наблюдений, астроном утверждает, что количество планет вокруг звезды HD 10180 равняется девяти единицам — что на одну планету больше Солнечной системы.

Система состоящая из звезды, и вращающимися вокруг неё девятью экзопланетами,

была обнаружена астрономом Микко Туоми из University of Hertfordshire.

Светило HD 10180 является жёлтым карликом, и располагается на расстояние ста двадцати семи световых лет от Земли, в созвездии Южной Гидры. В 2010 году, при изучение данных со спектрографа телескопа High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS), учёные пришли к выводу — что вокруг жёлтого карлика, вращается как минимум пять планет, имеющих сходство с Нептуном.

Помимо этого, исследователи отмечали, что полученные данные говорят о возможности наличия, ещё двух гигантских планет — размеры которых составляют около шестидесяти пяти земных объёмов. Но астроном Микко Туоми провёл более детальное исследование этой системы, и подтвердил не только наличие семи ранее известных планет, но и обнаружил ещё два космических тела. Новые планеты имеют средние размеры, и ориентировочно составляют объёмы в два и в пять раз превышающие Землю.

Источник

Весьма интересную гипотезу предложили астрофизики, работающие в Мичиганском университете, и изучающие, так называемую «темную материю». По их словам, гипотетическое вещество постоянно сталкивается со всем сущим на нашей планете, в том числе и с организмом человека!

Каждый день, через наше тело, на высочайшей скорости пролетает гигантское

число данных частиц, при этом, совершенно не взаимодействуя с тканями организма.

Если брать за форму темной материи, так называемые WIMP – частицы с крайне слабым взаимодействием, но большой массой, то окажется, что человеческое тело регулярно сталкивается с ними. Каждый день, через наше тело, на высочайшей скорости пролетает гигантское число данных частиц, при этом, совершенно не взаимодействуя с тканями организма. Но примерно 280 раз в день, они попадают, непосредственно, в само атомное ядро материи, из которой состоит наше тело, и передают свою энергию нам. Не трубно подсчитать, что за год, таких контактов наберется целых сто тысяч. Так что, пользуясь данным предположением,  можно с уверенностью сказать, что темная материя, которую так  ищут астрофизики, находится внутри каждого из нас/

Впервые, теория о существовании невидимой материи возникла в 70-х годах прошлого века. Ученые просчитали, что скорость звезд и газа в галактиках нельзя объяснить только гравитационным взаимодействием видимых материальных объектов. В итоге, теоретические расчеты показали, что темная материя может составлять до 80 процентов от всей материи, находящейся во вселенной.

Источник