Некоторые научные факты о...

[Корнак]

Итальянские учёные заявляют, что время, когда можно будет осуществлять трансплантацию всего тела, уже не за горами. Технически это станет возможным через пару лет, но главной проблемой станет этическая сторона вопроса.
26.02.2015, 07:04
фото: © РИА Новости
Нейрохирург из итальянского города Турин Серджио Канаверо заявляет, что операции по трансплантации всего человеческого тела могут стать реальностью в пределах ближайших двух лет, пишет The Guardian.
Учёный намерен начать эксперименты в этой области в июне 2015 года. Он заявляет, что наука уже готова к операциям такого уровня. И трансплантация всего тела, или вживление головы в тело, выглядит достаточно правдоподобной. Канаверо уверен, что это станет и прорывом в лечении смертельных болезней.
При этом хирург предполагает, что при проведении эксперимента не возникнет много технических проблем, а вот этическая сторона вопроса, скорее всего, может вызвать резонанс в обществе.
«Если общество не хочет этого, то я не буду этого делать. Но если люди не хотят этого в США или Европе, это не означает, что эксперименты нельзя будет провести в каком-либо другом месте. Я пытаюсь разобраться с этим верным способом. Но если вы хотите отправиться на Луну, важно, чтобы люди за вами последовали», - рассказал Серджио Канаверо.
Что касается непосредственно самой процедуры пересадки, то учёный пояснил, что нейрохирурги до сих пор не знают, как соединить спинной мозг с нервными окончаниями, чтобы организм начал воспринимать тело и новую голову, как единое целое. Как только этот вопрос будет решён, станет возможным и излечение парализованных больных.
Идея Канаверо заключается в том, чтобы охладить тело и саму голову перед операцией, чтобы клетки живых тканей не погибли во время трансплантации. Затем, по его теории, нервные окончания двух частей нужно соединить с помощью полиэтиленгликоля, который будет служить неким связующим звеном до того момента, пока ткани срастутся. Вот здесь и предстоит потрудиться, потому что до настоящего времени пока никому не удавалась довести этот эксперимент до конца.
Учёный также рассказал, что, возможно, перед операцией и тело и голову необходимо будет ввести в состояние комы, а после операции восстановление может занять целый год. И может пройти немало времени до того момента, когда человек сможет вновь полноценно двигаться и ощущать себя после такого рода пересадки.

Оригинал новости RT на русском:
http://russian.rt.com/article/76438

[violet drum]

Биологи обнаружили невозможно малые организмы

02.03.2015 - 15:28
Биологи обнаружили невозможно малые организмы | Русская весна
Международная группа микробиологов нашла в образцах обычной грунтовой воды сразу несколько штаммов бактерий, размеры которых оказались в несколько раз меньше, чем общепринятый минимальный предел для жизни, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

«Эти сверхмалые бактерии могут быть первым примером того подраздела микробной жизни на планете, о которой мы практически ничего не знаем. Они очень загадочные. Мы нашли следы их присутствия во многих средах, и эти бактерии, скорее всего, играют важную роль в сообществах микробов и в работе экосистем. Мы пока не совсем понимаем, чем же они занимаются», — заявила Джилл Банфилд (Jill Banfield) из университета Калифорнии в Беркли (США).
Банфилд и ее коллеги нашли ответ на один из самых обсуждаемых среди биологов и эволюционистов вопросов — каковы минимальные пределы и размеры жизни, изучая образцы грунтовых вод при помощи мощного электронного микроскопа.

Как объясняют авторы статьи, сегодня большинство ученых считает, что существует некий предел размеров для жизни, ниже которого живые организмы просто не будут существовать. Под ним обычно понимается некий минимальный объем клетки, которая может в себя вместить генетический материал и несколько рибосом — белковых «сборочных машин».

На этом консенсус среди ученых заканчивается, и начинаются дискуссии о том, насколько плотно можно «упаковать» эти элементы. Группа Банфилд попыталась найти ответ на этот вопрос не в теории, а в живой природе, обратив внимание на то, что за последние годы их коллегам удалось найти несколько сотен микробов с очень короткой и компактной ДНК.

Авторы статьи предположили, что носители таких геномов могут обладать крайне малыми размерами. Для проверки этой гипотезы ученые создали специальную систему фильтров, нижние «ячейки» в которых не пропускали кусочки материи размером меньше, чем 0,2 микрона, которые сегодня используются в медицинской промышленности для стерилизации воды.

Пропустив образцы грунтовой воды через эти фильтры, авторы статьи изучили ее содержимое и обнаружили сразу несколько видов микробов,  размеры которых были в разы меньше ожидаемого.

По расчетам Банфилд и ее коллег, объем каждой такой бактерии составляет всего 0,009 кубических микрометра — иными словами, они настолько малы, что колония из 150 таких микроорганизмов может поместиться внутри одной кишечной палочки, а 150 тысяч — на кончике человеческого волоса.

Обнаружив существование микробов за предполагаемыми пределами жизни, авторы статьи попытались определить их родовую принадлежность, изучив структуру их генома. Оказалось, что они принадлежат к трем относительно малоизученным группам бактерий — OD1, WWE3 и OP11.

По словам ученых, примерно половина их генов обладает необычной структурой, и их предназначение пока остается тайной для генетиков. Относительно малая длина их генома — всего миллион генетических «букв»-нуклеотидов — говорит о том, что они не могут жить отдельно от более крупных бактерий, которые поставляют им недостающие белки и питательные вещества.

В пользу этого говорит то, что поверхность «мини-бактерий» покрыта многочисленными усиками-пилиями, которые могут помогать им обмениваться веществами с более крупными собратьями.

Как отмечают исследователи, несколькими годами ранее их коллеги обнаружили почти столь же малых архей — похожих на бактерий представителей микромира, более древних по своему происхождению и обладающих уникальными чертами, сближающими их с эукариотами.Оба этих факта значительно расширяют возможные пределы жизни и потенциал для поиска ее древнейших следов на Земле и других планетах.

РИА

ЗЫ: Ну если они не могут обходиться без более крупных форм жизни, то их самодостаточное существование под большим вопросом

С другой стороны, исследование этой мелюзги могет перевернуть вирусологию-фармакологию, и возможно, некоторые другие области естествознания - как теорию так и технологии.

[Pipa]

ЗЫ: Ну если они не могут обходиться без более крупных форм жизни, то их самодостаточное существование под большим вопросом

   Несомненно. Например, вирусы еще гораздо мельче, но они могут это себе позволить, поскольку их "паразитность" еще выше.

P.S. По этим же самым причинам ... Украина тоже может быть гораздо мельче, чем она сейчас есть     .

[Корнак]

Физики впервые запечатлели двойственную природу света



В 1905 году Альберт Эйнштейн объяснил природу фотоэлектрического эффекта, наблюдаемого при падении света на различные металлы, когда освещённые материалы испускают электроны. С тех пор все физики знают, что свет это не просто электромагнитная волна, но и элементарная безмассовая частицы — фотон. Но при этом более ста лет учёные не могли придумать эксперимент, позволяющий воочию увидеть эту двойственную природу.
Наконец, с этой задачей справились швейцарские исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL). Они впервые сумели сделать снимок, показывающий, что свет ведёт себя одновременно как волна и как частица.
Фабрицио Карбоне (Fabrizio Carbone) и его коллеги направляли сверхкороткие импульсы лазера на серебряный наноразмерный провод, подвешенный на графеновой плёнке, играющей роль электрического изолятора.
Лазер передавал заряженным частицам металла дополнительную энергию, заставляя их осциллировать. При этом сам лазерный свет перемещался вдоль провода в двух противоположных направлениях, как автомобили на шоссе. Когда встречные потоки пересекались, образовывались новые волны, которые со стороны казались стоящими на одном месте. Эти неподвижные световые волны сформировали вокруг проволоки поле, которое и стало источником света для следующего эксперимента.
Исследователи направили на получившееся поле поток электронов. При столкновении электрона и фотона одна из частиц сообщала другой долю своей энергии. Если электрон получает энергию, он начинает двигаться быстрее, если отдаёт — замедляется.
Чтобы проследить за этими изменениями, физики нацелили на электроны сверхбыстрый просвечивающий электронный микроскоп (ПЭР). В том месте, где частицы меняли свой энергетический уровень, они смогли запечатлеть стоячие волны, которые являлись проявлением волновой природы света. В то же время, наблюдая получение электроном "энергетического пакета" от фотона, учёные наглядно продемонстрировали, что свет ведёт себя и как частица.
"В ходе этого эксперимента мы впервые смогли запечатлеть квантово-механическое явление и продемонстрировать его парадоксальность, — сообщает Карбоне в пресс-релизе. — Возможность визуализировать квантовые явления в нанометровом масштабе и способность управлять ими открывает новую дорогу к технологиям квантовых вычислений".
Подробные результаты исследования опубликованы в издании Nature Communications.

<a href="https://www.youtube.com/v/mlaVHxUSiNk" target="_blank">https://www.youtube.com/v/mlaVHxUSiNk</a>

[Корнак]

Учёным удалось заполучить визуальное подтверждение Общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Благодаря телескопу «Хаббл» астрофизики смогли впервые запечатлеть так называемый Крест Эйнштейна, появившийся в результате вспышки сверхновой звезды за миллиарды световых лет от Земли. Как предполагается, это поможет лучше понять не только природу самих сверхновых, но и тёмной материи во Вселенной.



Международная группа исследователей космоса опубликовала фотографии Креста Эйнштейна — четырёх точек света, запечатлённых телескопом «Хаббл» в результате взрыва сверхновой звезды, которая по размеру во много раз превосходит Солнце. Свет от вспышки был многократно увеличен и размножен на четыре изображения из-за преломления света сильным гравитационным полем на пути к нашей планете, пишет The Independent.
Издание отмечает, что ещё в прошлом веке учёные говорили о подобном эффекте, который удалось запечатлеть только спустя 50 лет. Общая теория относительности Альберта Эйнштейна предсказывала, что сильное гравитационное поле во Вселенной будет оказывать на проходящие через него световые лучи такое же воздействие, как и увеличительные линзы, которые мы используем в очках.  




Источник: berkeley.edu
Как сообщается, звёздное скопление, где произошло рождение сверхновой, находится на расстоянии 9,3 млрд световых лет от Земли. Однако благодаря скоплению галактик примерно на середине пути от нас и до вспышки её свет был увеличен по яркости примерно в 20 раз, а также разделён на 4 точки. По словам Стива Родни из Университета Джонса Хопкинса, наблюдаемый эффект можно сравнить с поездами, которые, покидая одну станцию, двигаются с разной скоростью и разными путями в один пункт назначения.
Напомним, что первая гравитационная линза была открыта в 1979 году, однако до сих пор учёным ещё ни разу не удавалось наблюдать Крест Эйнштейна именно от вспышки сверхновой. «Фактически нам удалось четыре раза увидеть сверхновую и измерить задержки во времени. Мы надеемся, что это позволит нам узнать о ней что-то новое, как и о той звезде, которая взорвалась, а также о гравитационных линзах», — сказал доктор Патрик Келли из Калифорнийского университета.
По словам учёных, наблюдать световые лучи от сверхновой можно будет ещё в течение нескольких лет.

Оригинал новости RT на русском:
http://russian.rt.com/article/78219

[Корнак]

Дополнение по КАМАЗам

"Суммарные затраты на разработку и производство беспилотного грузовика составят 17-18 млрд рублей. Разработки ведутся по трем направлениям: помощник водителя SmartPilot, дистанционное управление AirPilot и полностью беспилотный автомобиль RoboPilot.
07.03.2015, 22:57
Как пишет «Российская газета», программу для RoboPilot создает компания Cognitive Technologies. В отличие от зарубежных аналогов отечественный автопилот ориентирован на работу в условиях плохой видимости и при отсутствии дорожной разметки. Информацию грузовик будет получать от видеокамер.
«Система сможет контролировать дорожную обстановку, считывать знаки, сигналы светофора, опознавать других участников движения, пешеходов, объезжать любые препятствия - в том числе выскочивших на дорогу собак. Поскольку грузовик будет ездить со скоростью 80-90 километров в час, на реакцию отводится не более 0,3 секунды», - рассказал руководитель проекта по созданию систем машинного зрения Олег Славин.
Согласно планам авторов проекта, SmartPilot затормозит грузовик в экстренной ситуации или обеспечит адаптивный круиз-контроль, поддерживая скорость движения в зависимости от идущего впереди транспорта. AirPilot - это дистанционное управление автомобилем. Такая функция пригодится, скажем, МЧС для работы в аварийных ситуациях и на промышленных объектах - например, в карьерах.
Планируется, что беспилотный грузовик сможет двигаться по заложенному в память компьютера маршруту либо самостоятельно прокладывать путь по заданным координатам. Первые испытания прототипа КамАЗа c RoboPilot пройдут в июле на закрытом полигоне в Москве.

Оригинал новости RT на русском:
http://russian.rt.com/article/78310

[Корнак]

Учёные разработали новый прибор, который может преобразовывать углекислый газ в энергию, чтобы обеспечивать нужды людей, которые должны поселиться на Красной планете в недалёком будущем. По данным NASA, экспедиция людей на Марс необходима для сохранения человеческой расы. А это значит, что обеспечение условий для нормальной жизнедеятельности людей имеет решающее значение.
08.03.2015, 13:14
фото: © Reuters
Согласно данным исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, учёным удалось изобрести прибор, который, находясь на Марсе, сможет вырабатывать энергию, основываясь на эффекте Лейденфроста. Эффект Лейденфроста — это явление, при котором жидкость в контакте с телом значительно более горячим, чем точка кипения, создаёт изолирующий слой пара, который предохраняет жидкость от быстрого выкипания.
В повседневной жизни это явление проще всего наблюдать во время приготовления пищи: для оценки температуры сковороды на неё брызгают водой — если температура достигла или уже выше точки Лейденфроста, вода соберётся в капли, которые будут «скользить» по поверхности и испаряться дольше, чем если бы это происходило в сковороде, нагретой сильнее точки кипения воды, но ниже точки Лейденфроста.
Почти то же самое происходит с сухим льдом. Он может подниматься над поверхностью за счёт «подушки» из испаряющегося газа. Учёным из университета Нортумбрии удалось создать на этой основе прибор, который впервые в мире использует эффект Лейденфроста как способ получения энергии. В отличие от обычных паровых двигателей, новый прибор создаёт очень мало трения. Это происходит потому, что слой пара под давлением заставляет вращаться роторы, и они вырабатывают энергию без необходимости использования подшипников.
Эта технология может оказаться неоценимой на Красной планете. Об экстремальных климатических условиях Марса хорошо известно. По данным NASA, углекислый газ в твёрдом состоянии может стать там вполне обычным энергетическим ресурсом.
«Углекислый газ играет ту же роль на Марсе, что и вода на Земле», — заявляет один из авторов исследования доктор Родриго Ледесма-Агилар. По его словам, в будущем электростанции на Марсе смогут использовать этот широко распространённый на планете ресурс, вырабатывая энергию из испарений сухого льда или получая её из других химических соединений на основе углерода — таких, как метан.
«Одно можно сказать наверняка. Будущее человечества на других планетах зависит от нашей способности адаптировать существующие знания под ограничения, которые диктуют иные миры. Мы должны научиться мыслить творчески, чтобы использовать природные ресурсы других планет. Которые, возможно, никак нельзя использовать на Земле», — приходит к выводу доктор Родриго Ледесма-Агилар.
Глава Европейского космического агентства Жан-Жак Дорден в интервью ведущей программы SophieCo на RT выразил уверенность, что человечество должно отправить на Марс экспедицию. Он убеждён, что полёт на Красную планету — дело времени.
«Насчёт колонизации Марса не знаю, но мы определённо должны отправить на эту планету пилотируемую экспедицию. Конечно, человеку нужно осваивать Марс, и мы его освоим. То есть вопрос не в том, случится это или нет, а в том, когда это произойдёт», — считает эксперт.
Дорден рассказал, что исследование Марса и других объектов Солнечной системы поможет человечеству решить две задачи: во-первых, найти необходимые для жизни людей природные ресурсы, а во-вторых, понять, какое будущее может ожидать Землю.
Напомним, что в настоящее время идут разработки проекта первого поселения людей на Красной планете, получившего название «Марс-один». В рамках проекта планируется создать колонию из двух мужчин и двух женщин на Марсе в 2023 году. Все поселенцы должны быть с разных материков. Права вернуться на Землю не будет ни у кого. Руководитель проекта «Марс-один», голландский изобретатель и предприниматель Бас Лансдорп, в свою очередь, напоминает, что результаты экспедиции непредсказуемы

Оригинал новости RT на русском:
http://russian.rt.com/article/78365

[Корнак]

Швейцарский самолёт Solar Impulse 2, использующий для движения только энергию Солнца, сегодня утром отправился из столицы Объединённых Арабских Эмиратов в первый в истории кругосветный полёт. Ожидается, что вечером он сделает первую остановку в столице Омана Маскате, однако во время преодоления Тихого и Атлантического океана самолёту предстоит проводить в воздухе по 5-6 дней. При этом до сих пор мировой рекорд продолжительности пилотируемого полёта для летательных аппаратов на солнечных батареях составлял всего 26 часов.
09.03.2015, 08:55



Швейцарский самолёт на солнечных батареях Solar Impulse 2 французской компании-проектировщика Dassault Systеmes сегодня в 06:12 мск отправился из Абу-Даби в кругосветный полёт, сообщает РИА Новости. Это первый в истории кругосветный полёт летательного аппарата, использующего для движения исключительно энергию Солнца. Предполагается, что заряда, накопленного батареями за день, будет хватать для того, чтобы самолёт смог продолжить движение в тёмное время суток до тех пор, пока снова не появится источник энергии.
Кадры взлёта из аэропорта Аль-Батин транслировались по местным телеканалам в прямом эфире. Solar Impulse 2 направился в столицу Омана Маскат, где он сегодня же должен приземлиться. Отмечается, что самолёт подготовлен к полётам в любых погодных условиях, включая пересечение облачных зон. «Это значительное достижение для ОАЭ», — сказал один из участников запуска, доктор Ахмад ибн аль-Хоуль. Предполагается, что пилоты вернутся в Абу-Даби в июле или августе этого года.

Solar Impulse 2 был представлен общественности в апреле 2014 года и успешно испытан в июне. Размах его крыла составляет 72 метра, вес достигает 2,3 тонны. Монокрыло самолёта покрыто 17,2 тысячами солнечных батарей, которые производят энергию для снабжения электромоторов летательного аппарата. Максимальная скорость самолёта — 140 км/ч.
Кроме того, самолёт подготовлен к полётам в любых погодных условиях, включая пересечение облачных зон. При этом он может пересекать зоны турбулентности, на что машина первой версии была неспособна, отмечают в компании.
Напомним, первый длительный полёт летательного аппарата на солнечной энергии состоялся 7 апреля 2010 года. Тогда Solar Impulse удалось провести в воздухе приблизительно 75 минут. А в мае 2013 года первая версия инновационного самолёта совершила перелёт, без остановок преодолев за 26 часов рекордные 1,5 тыс. км.

Оригинал новости RT на русском:
http://russian.rt.com/article/78456

[Корнак]

Развитие солнечной энергетики в 2015 году.

Аналитическая фирма IHS сделала некоторые прогнозы касательно солнечной энергетики в 2015 году.

Мировой рост спроса на солнечные модули она предполагает на уровне 25%, а годовой объем инсталляций согласно прогнозам может достичь 55 ГВт. Также мировым лидером по производству электроэнергии от солнца, может стать американский штат Калифорния.

Отметим основные особенности рынка солнечной энергетики в 2015 году:

1. География рынков солнечной энергетики будет сосредоточена в Китае, Японии и США. Наибольший вклад в абсолютном росте предполагается в Китае, США и Индии.

2. Предполагается быстрое развитие модулей-концентраторов — 37%, что позволит устанавливать 250 МВт новых мощностей.

3. Китай имеет шансы поддержать высокий рост (20%) и освоить 4,7 ГВт.

4. Увеличится количество систем с аккумулированием произведенной солнечной электроэнергии, мощность которых достигнет 775 МВт.

5. Будут развиваться новые рынки. Южно-Африканская республика может освоить 1 ГВт, а Чили может приблизиться к этому пределу. Быстрый рост будет в Иордании, Филиппинах и Гондурасе. Неопределенность развития сохраняется в Мексике, Бразилии и Турции.

6. Монокристаллические технологии увеличат долю на рынке с 24 до 27 процентов.

7. Великобритания во втором квартале меняет систему мотивации, что может остановить быстрый рост следующих инсталляций.

8. Треть рынка и дальше будут занимать трехфазные инверторы.

9. Калифорния может достичь 10% годовой выработки электроэнергии от солнечной генерации.
http://www.altecology.ru/razvitie-solnechnoj-energetiki-v-2015-godu/

[violet drum]

Свойства кожи гекконов помогут физикам защитить электронику от воды и одежду от грязи

16.03.2015 - 15:03
Свойства кожи гекконов помогут физикам защитить электронику от воды и одежду от грязи | Русская весна
Кожа гекконов всегда остается первозданно чистой благодаря особой структуре их чешуек. На их поверхности не возникает тонкая водяная пленка, к которой и прилипают частицы грязи и пыли, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Interface.

«Если вы когда-нибудь видели, как стекают капли воды с машины, которую недавно натерли воском, или с дивана, обработанного защитным спреем, то вы тогда поймете, что происходит. Воск и спрей делают поверхность очень „бугристой“ на нано- и микроуровне, и капли воды продолжают оставаться шарообразными благодаря этому, они легко двигаются и скатываются даже при малейшем дуновении ветра», — пояснила Лин Шварцкопф из университета Джеймса Кука в Квинсленде (Австралия).
Шварцкопф и ее коллеги раскрыли секрет чистоты гекконов (Lucasium steindachneri), изучая структуру их кожи и чешуек. Эти ящерицы, как отмечают авторы статьи, интересовали физиков исключительно «липучестью» их лап, способных удерживать рептилию на стекле, и остальным частям тела они почти не уделяли внимания.

Группа Шварцкопф решила исправить этот пробел в науке, обратив внимание на то, что на спине ящерицы присутствует множество тонких шипиков длиной в доли микрометра, способных отражать воду. Это натолкнуло на мысль, что вся кожа геккона может идеально отталкивать воду, что делает ее своеобразным животным аналогом листа лотоса.

Физики проверили теорию, наблюдая за взаимодействием паров и капель воды и чешуек кожи геккона при помощи сканирующего электронного микроскопа. Эксперименты показали, что кожа ящериц не только хорошо отталкивала воду, но и препятствовала появлению тонкой пленки из воды во время резкого охлаждения паров.

Вместо пленки на поверхности чешуек возникали микроскопические капли, которые скатывались с их поверхности при малейших физических воздействиях, собирая по пути частички пыли и грязи. Оба этих необычных свойства кожи гекконов, как полагают ученые, позволяют ей оставаться первозданно чистой даже в условиях резкого снижения температуры при наступления ночи и обильного выпадения росы.

Как полагает Шварцкопф, это свойство, как и липучесть лап гекконов, можно воспроизвести и при помощи доступных нам приемов и приборов.

Если физикам удастся сделать это, то материалы с похожей структурой можно будет использовать для защиты электроники и прочего чувствительного оборудования от повышенной влажности и капель воды, а также для создания одежды, которая никогда не будет намокать и становиться грязной.

РИА

[violet drum]

Химики доказали, что биоразлагаемый пластик на самом деле не разлагается

20.03.2015 - 14:23
Химики доказали, что биоразлагаемый пластик на самом деле не разлагается | Русская весна
Ученые утверждают, что биоразлагаемый пластик на самом деле обладает такими же химическими и физическими свойствами, как и обычный, и наносит окружающей среде ничуть не меньший вред. Подробнее с отчетом о работе исследователей можно ознакомиться в журнале Environmental Science & Technology.

Из-за того что пластиковый мусор практически не разлагается, правительства многих стран выпустили специальные законы, ограничивающие употребление пластиковой тары. Ответом на эти меры стали заявления о создании специального биоразлагаемого пластика, который содержит в себе дополнительные химические компоненты, а значит, безопасен для окружающей среды.

Ученые исследовали состав этого пластика и выяснили, что разлагается он точно с такой же скоростью, что и обычный, а значит, наносит существенный вред природе. Исследователи заявляют, что результаты их работы — это повод для дальнейшего ужесточения ответственности за выбрасывание пластика на свалки и для ограничения его использования в промышленности.

[Корнак]

«ЗАПРЕЩЕННЫЕ» КВАНТОВЫЕ СКАЧКИ СТАЛИ ВОЗМОЖНЫ БЛАГОДАРЯ ПОНДЕРОМОТОРНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ



Новое применение старого инструмента позволило ученым использовать свет для изучения и управления материей с разрешением и точностью, в 1000 раз превышающими ранее возможные. Физики Мичиганского университета продемонстрировали «пондеромоторную спектроскопию», продвинутую форму этой техники, которая родилась в 15 веке, когда Исаак Ньютон впервые показал, что белый свет, проходя через призму, разбивается на радугу.


Спектроскопия имеет важное значение для многих отраслей науки. Этот термин в широком смысле относится к использованию света, чаще всего с помощью лазеров, для наблюдения, измерения и манипуляции материей. С ее помощью ученые могут обнаруживать следы загрязняющих веществ. Они могут определять элементы в атмосферах планет за пределами Солнечной системы. И они заложили основу для вычислений и обработки информации. Это всего несколько примеров использования спектроскопии.

Новая спектроскопия высокого разрешения позволяет ученым заглянуть глубже в структуру атомов и напрямую управлять их поведением. Она может найти применение в квантовых компьютерах, которые задействуют частицы, атомы или электроны, для выполнения обработки информации и прочих задач. Квантовые компьютеры могут существенно повысить вычислительную мощность техники, потому что выполняют множество вычислений одновременно. Кроме того, они будут значительно безопаснее традиционных компьютеров.

Кроме того, новая спектроскопия может привести к новому пониманию фундаментальной физики, говорит Кейтлин Мур, аспирант в области прикладной физики Колледжа литературы, науки и искусств при Мичиганском университете.

«Свобода доступа, которую предлагает наша техника, может полностью изменить принципы характеристики атомов и молекул, а также и физики, лежащей в основе этих типов измерений», — говорит Мур.

Чтобы продемонстрировать свою технику, ученые начали с атомов мягкого металла рубидия. В атомах рубидия только один электрон занимает наружную валентную оболочку. С помощью точно настроенного лазера ученые возбуждают этот внешний электрон достаточно, чтобы переместить его в 100 раз дальше от ядра атома. Это превратило его в так называемый атом Ридберга — гиганта, который не только обладает большим размером, но и более мощно взаимодействует. Из-за этих свойств атомы Ридберга считаются хорошими кандидатами на использование в схемах будущих квантовых компьютеров.



азерная решетка

Затем ученые создали решетку лазерных лучей, которая образовала своего рода картонную коробку для яиц из света. Эта решетка вызвала появление пондеромоторной силы, которая важна в этом подходе. Пондеромоторное взаимодействие присутствует во всех световых полях. Однако ученые обнаружили, что если луч лазера пульсирует с определенной частотой в течение некоторого времени, они могут использовать это поле, чтобы поймать целый атом Ридберга, вместе с его внешним электроном, и индуцировать в этом атоме настоящий квантовый скачок, который был бы запрещен с традиционной спектроскопией.

Научный термин «квантовый скачок» означает «атомный переход», он относится к изменению квантового состояния электрона в атоме. Изменение квантового состояния — это изменение того, как много энергии или углового момента содержит электрон. Угловой момент относится к форме пути электрона вокруг ядра атома. Ученые определяют разные формы разными буквами, можете думать о них как о нотах для фортепиано.

С обычной спектроскопией ученые могут вызвать только смещение углового момента на величину одной ноты одновременно, да и то по порядку. Они не могут перевести электрон, скажем, с пути D до G. И они не могут сбить электрон с середины пути D в другую точку пути D. В ходе такого квантового скачка орбита электрона будет сохранять свою форму, но его энергия изменится. Так что если бы форма была сферой, а состояние электрона изменилось бы в сторону большей энергии, новое состояние представляло бы уже большую сферу.

Зачем ученым это нужно? Стимулирование одного из этих «запрещенных» изменений могло бы эффективно раскрыть обычно скрытую информацию о структуре атома. Вот на что способна пондеромоторная спектроскопия. Эта техника позволяет ученым увидеть и спровоцировать более широкий спектр поведений электрона, чем когда-либо раньше. Правила отбора обычной спектроскопии — которая настаивает на соблюдение порядка атомных переходов — просто не применяются.

«Мы можем выбрать, с какими атомами хотим пообщаться, с пространственным разрешением, которые в тысячу раз лучше обычного, — говорит Мур. — Это может быть полезно в квантовых вычислениях».

По большому счету, добавляет профессор физики Джордж Рейтель, эта работа дает атомным физикам новый инструмент для изучения атомов и молекул.

http://hi-news.ru/science/zapreshhennye-kvantovye-skachki-stali-vozmozhny-blagodarya-ponderomotornoj-spektroskopii.html

[Корнак]

А это комметарий к статье оттуда же

"В целом идея интересна и оригинальна. Немножко суть отражена не совсем чётко в статье. Если её перевести на "иной" язык, то настоящая гравитационная волна, по уму, должна очень похожа на ЭЛМ-волну с отличие лишь тем, что составляет ортогональный базис трёх векторов: направления движения, гравитационной напряженности и гравиамагнитной напряженности. Твердый элемент сверхпроводника попав в зону действия такой волны деформируется под воздействием её сил, а квантово-электронная жидкость будет "выдавливаться" как вода из сжимаемой губки, что создаст электрический ток, который можно и зафиксировать."

[Pipa]

Большой адронный коллайдер поможет найти параллельные вселенные
https://hi-tech.mail.ru/news/lhc-new-launch.html
Сегодня, 08:45

Обнаружение миниатюрных черных дыр Большим адронным коллайдером (БАК) могут доказать существование параллельных вселенных и подтвердить, что Большого взрыва не было, полагают ученые. Запуск БАК запланирован на эту неделю (пучки "стартуют" в среду) и уже к концу мая или началу июня он будет работать на полной мощности.

Ранее исследователи заявляли, что с 99,9936% вероятностью им удалось найти «частицу Бога» — бозон Хиггса, — а теперь ученые полагают, что могут найти миниатюрные черные дыры, которые бы свидетельствовали о наличии параллельной вселенной. Как ожидается, лучи совершат первый полный круг (27 км) уже в среду, впервые после закрытия БАК на модернизацию в 2013 году. Мощность столкновения протонов будет почти в два раза выше, чем при поиске бозона Хиггса.

При обнаружении миниатюрных черных дыр с определенной энергией, открытие позволит доказать верность спорной теории «Радужной гравитации», в основе которой лежит предположение о том, что Вселенная простирается бесконечно назад во времени, то есть нет точки начала (сингулярности) — Большого взрыва. Вселенная густеет при ее «отмотке» назад, приближаясь к бесконечной плотности, но никогда не достигает ее.

«Мы высчитали [количество] энергии, при которой мы ожидаем обнаружить эти мини черные дыры в «Радужной гравитации». Если мы обнаружим мини черные дыры при этой энергии, тогда мы будем знать, что и «Радужная гравитация», и дополнительные измерения верны», — заверяет доктор Мир Фейзал (Mir Faizal).

Теория «Радужной гравитации» согласовывает общую теорию относительности Эйнштейна и квантовую механику. Главным отличием этой теории от остальных является то, что она связывает траекторию движения света с энергией фотонов и следовательно их положением в спектре — отсюда и название «радужная». Эффект силы тяжести в космосе в рамках данной концепции ощущается по-разному в зависимости от длины волны света.

Ученые полагают, что гравитация является связующим звеном между параллельными вселенными. Воспроизведение миниатюрных черных дыр в БАК позволит доказать существование этой связи, а следовательно, и параллельных вселенных, заверяют исследователи. Речь идет не о фантастичных «параллельных мирах» из художественных произведений, а подразумеваются реальные миры в дополнительных измерениях.

Необходимость использования БАК в данном случае основана на том, что экспериментально данную теорию на Земле проверить нельзя, однако возможно (измерить в том числе) на примере черных дыр. Если их удастся воспроизвести в БАК, то один самых дорогих научных проектов перевернет знания о процессе мироздания и его развития, конечно, в случае верности теории.

Большой взрыв — принятая на настоящий момент космологическая модель, согласно которой в начальный момент времени Вселенная находилась в сингулярном состоянии. Необходимость сингулярности для моделей, основанных на теории относительности, была доказана в 60-х годах Стивеном Хокингом и Роджером Пенроузом.

https://hi-tech.mail.ru/news/lhc-new-launch.html

[Pipa]

Только что (13 мая) вышел сборник по вопросам Квантовой Механики:
"Selected Topics in Applications of Quantum Mechanics", Edited by Mohammad Reza Pahlavani, ISBN 978-953-51-2126-8, 466 pages, Publisher: InTech, Chapters published May 13, 2015 under CC BY 3.0 license"



(скачать тест можно, если кликнуть мышкой по картинке)

Кстати, на 369 странице есть и мне благодарность:

Acknowledgements
The author thanks Mike Cavedon for useful and valuable remarks and offers. The author
thanks also Miss Pipa (quantum portal administrator) for preparing a program drawing
Fig. 7.

Оно, конечно, ерунда - за картинку, которую моя программа когда-то рассчитала, но все равно приятно .