Новости науки и техники


Kanal geosi va tili: Ukraina, Ruscha


мужской журнал, наука, техника, научные факты, интересное,

Связанные каналы

Kanal geosi va tili
Ukraina, Ruscha
Statistika
Postlar filtri


​​В космосе найдено место с самым сильным, на сегодняшний день, магнитным полем

Группа ученых из Института физики высоких энергий (IHEP) китайской Академии наук, при участии их коллег из Германии, провела ряд наблюдений за пульсаром GRO J1008-57 и обнаружила, что сила магнитного поля в районе поверхности этой нейтронной звезды составляет порядка одного миллиарда Тесла. Это самое сильное магнитное поле, когда-либо обнаруженное людьми в глубинах Вселенной, его сила в десять миллионов раз больше силы самого мощного поля, созданного в наземных лабораториях.

Пульсар GRO J1008-57 был обнаружен китайской рентгеновской космической обсерваторией Insight-HXMT в августе 2017 года, когда он сгенерировал чрезвычайно яркую вспышку. Дальнейшее изучение этого космического объекта позволило установить, что явление циклотронно-резонансного рассеивания (cyclotron resonant scattering feature, CRSF) имеет уровень в 90 кэВ, с достоверностью данных, превышающей 20 сигма. Напомним, что в научном мире для того, чтобы какое-нибудь открытие можно было считать подтвержденным открытием, уровень его достоверности должен быть равен или превышать 5 сигма. Дальнейшие теоретические вычисления показали, что явление CRSF такого уровня может возникать только при наличии магнитного поля, силой не менее 1 миллиарда Тесла.

Отметим, что уже давно известно, что самыми сильными магнитными полями во Вселенной обладают нейтронные звезды. Рентгеновские пульсары получаются из двойных систем, в которых неподалеку от нейтронной звезды находится обычная звезда. Эта нейтронная звезда аккумулирует материю обычной звезды, окружая себя аккреционным диском, и если магнитное поле нейтронной звезды достаточно сильно, то материя диска выравнивается вдоль линий магнитного поля и направляется к поверхности, что приводит к излучению мощных потоков рентгена.

Если смотреть на это все упрощенно, то из-за вращения нейтронной звезды потоки рентгена имеют пульсирующий характер и эти звезды называют пульсарами. Предыдущие исследования таких пульсаров показали, что энергетика явления CRSF в некоторых случаях может находиться в рентгеновской области электромагнитного спектра, что, по мнению ученых, вызвано переходами между дискретными уровнями Ландау при движении электронов в направлении, перпендикулярному линиям магнитного поля. И эта особенность позволяет ученым проводить практически прямые исследования магнитных полей в районе поверхности нейтронных звезд.

Напомним нашим читателям, что Insight-HXMT является первой китайской космической рентгеновской обсерваторией, в ее состав входит отдельный телескоп, перекрывающий высокоэнергетическую область, среднеэнергетический телескоп, низкоэнергетический телескоп и монитор космического пространства. По сравнению с другими рентгеновскими обсерваториями, Insight-HXMT имеет преимущества в определении циклотронных линий в области высоких энергий из-за его достаточно широкой полосы чувствительности (1-250 кэВ), высокой разрешающей способности и других выдающихся характеристик.

Идея создания и запуска обсерватории Insight-HXMT была впервые предложена в 1993 году, и готовый космический аппарат был успешно запущен в 2017 году. Его оборудование, оборудование служб наземной поддержки и службы, проводящие научные исследования, находятся в ведении института IHEP.


​​Ученые-физики, возможно, получили первые экспериментальные доказательства существования "темного бозона"

Две независимые группы ученых, принимающие участие в "охоте" на частицы таинственной темной материи, опубликовали недавно результаты своих исследований, которые вступают в достаточно сильное противоречие. Первая из упомянутых групп вообще не получила никаких достоверных результатов в отличие от второй группы. А в результатах, полученных второй группой, возможно, присутствуют первые экспериментальные доказательства существования "темных бозонов", что дает ученым все основания на продолжение поиска и исследований в данном направлении.

Темные бозоны уже некоторое время являются кандидатами на звание частиц темной материи, таинственной субстанции, на долю которой приходится большая часть от всей материи во Вселенной и которая силами своей гравитации удерживает такие громадные космические образования, как галактики и скопления галактик.

К сожалению, обнаружение "темных" бозонов в нашем "светлом" мире столь же сложно, как попытка услышать шепот на большом расстоянии во время шторма. Однако, физикам, вооруженным сверхчувствительными научными приборами, может вполне хватать и уровня "шепота", для них сейчас самым главным является постановка своего эксперимента в идеально подходящих для него условиях.

Две исследовательские группы, о которых речь шла немного выше, одна из Массачусетского технологического института (MIT), другая - из Орхусского университета в Дании, проводили очень схожие эксперименты. Ученые искали очень малые различия в положении электрона атома изотопа, который перескакивал между дискретными энергетическими уровнями. Если бы эти различия были найдены, это могло указать на возможность "толчка" со стороны темного бозона, который возник бы в результате взаимодействия между орбитальным электроном и определенным типом кварка, который входит в состав нейтронов ядра атома.

Первая группа в своих экспериментах использовала группу изотопов иттербия, а вторая - атомы кальция. Участники обеих групп выстроили полученные ими результаты в определенном порядке, и данные, полученные при помощи атомов кальция, выстроились в четкую линию, которая полностью подчинялась формулам из существующих теорий. Зато эксперимент с атомами иттербия дал весьма значительные статистические отклонения от линейного закона.

Отметим, что ученым еще очень рано открывать шампанское. С одной стороны, присутствие темного бозона может являться причиной наблюдаемых отклонений. Но, этими же причинами могут быть и другие, такие, как погрешности произведенных измерений и вычислений, тип использованной учеными коррекции, называемой квадратичным полевым сдвигом и т.п.

Вполне естественно, что сейчас еще никто не в состоянии объяснить, почему один из схожих экспериментов вообще не дал никаких результатов, а второй дал достаточно значительные отклонения от теории. Для поиска такого объяснения ученым потребуется больше данных, намного больше, чем было собрано в ходе этих экспериментов и других, связанных с поисками частиц темной материи.

И весьма вероятно, что новый 100-километровый коллайдер, сооружение которого планируется в Женеве, более чувствительное научное оборудование и новые "умные" способы поисков влияния на наш мир фактически не существующих сейчас частиц, помогут нам в будущем найти ответы на вопросы, возникшие в нынешнее время и в недалеком прошлом.


​​Компания IBM планирует создать к 2023 году квантовый компьютер с 1000 кубитами

В течение последних двух десятков лет ученые и инженеры постоянно озвучивают далеко идущие планы по созданию полноценного квантового компьютера, который сможет легко "заткнуть за пояс" все вместе взятые самые мощные суперкомпьютеры. В последнее время в этой области наметился достаточно серьезный прогресс, уже были созданы квантовые компьютеры, имеющие в своем составедесятки квантовых битов, кубитов, но лишь немногие из этих систем способны делать что-то полезное. И недавно представители IBM обнародовали амбициозные планы компании в области квантовых компьютеров, и в этих планах значится создание компьютера с 1000 кубитов к 2023 году. Для сравнения, самая большая вычислительная система IBM на сегодняшний день построена на базе всего 65 кубитов.

Кроме компьютера с 1000 кубитов, в плане компании IBM стоит создание промежуточных вариантов со 127 и 433 кубитами в 2021 и 2022 году соответственно. Но самым "венцом" плана является создание крупномасштабной вычислительной системы с одним миллионом кубитов, правда сроки исполнения этого этапа еще не озвучиваются. "Наш план действий - это больше, чем просто план или презентация в PowerPoint" - рассказывает Дарио Джил (Dario Gil), руководитель исследовательского отдела IBM, - "Это - выполнимый план, и мы уже приступили к его реализации".

Отметим, что IBM является не единственной компанией, вынашивающей "наполеоновские планы" по поводу квантовых компьютеров. В настоящее время ее основным конкурентом IBM является компания Google, которая приблизительно год назад продемонстрировала так называемое квантовое превосходство при помощи своего компьютера с 53 кубитами. И, естественно, у компании Google имеется свой план по созданию компьютера с миллионом кубитов, простирающийся на ближайший десятилетний период.

Создание компьютера с 1000 кубитов, точнее 1121 кубитом, станет очень важной вехой на пути к полноценному квантовому компьютеру. Справедливости ради стоит отметить, что такая система еще будет в 1000 раз менее мощной, чем система, требующаяся для реализации полностью всего потенциала технологий квантовых вычислений. Но ее будет достаточно для проведения поисков и разработки технологий защиты от ошибок, которые производят при своей работе "привередливые" квантовые биты. Более того создание 1000-кубитового компьютера станет чем-то вроде "точки перегиба", в которой исследователи компании смогут переключиться с задачи понижения коэффициента ошибок отдельных кубитов на задачи оптимизации архитектуры и физического воплощения системы в целом.

В настоящее время специалисты компании IBM уже начали подготовку к реализации перовой части своего плана - сейчас они монтируют гигантский холодильник, криостат, охлаждаемый жидким гелием, объема которого будет достаточно для размещения квантового компьютера с миллионом кубитов. И если исследователям IBM все-таки удастся создать 1000-кубитовый квантовый компьютер за последующие два года, то задача создания компьютера с миллионом кубитов может обрести более четкие и определенные временные границы, перейдя из разряда фантастики в разряд выполнимых вещей.


​​Новый рекорд скорости доступа в Интернет поднялся до отметки в 178 терабит в секунду

Самая быстрая скорость доступа в Интернет на сегодняшний день была зарегистрирована на невероятной отметке в 178 терабит в секунду, достаточно быстро для того, чтобы загрузить всю видео-библиотеку Netflix менее чем за секунду времени. Инженеры из Японии и Великобритании разработали новый метод модуляции света, циркулирующего по оптическому волокну, который обеспечивает намного более широкую полосу пропускания, чем это делают используемые сегодня стандартные методы.

Полученная максимальная скорость - это в 17,800 раз быстрее обычной скорости доступа в Интернет, доступной потребителям в разных уголках земного шара, которая составляет в среднем 10 гигабит в секунду. И даже НАСА с ее сетью ESnet на 400 гигабит в секунду остается далеко и далеко позади. Новый рекорд значительно опережает возможности фотонного чипа, разработанного в Австралии несколько месяцев назад, который обеспечивает скорость в 44 TB/с, и на 20 процентов опережает японцев, которые были предыдущими держателями данного рекорда со скоростью в 150 TB/с.

Для того, чтобы получить столь высокую скорость передачи информации, ученые из Университетского колледжа в Лондоне, специалисты компаний Xtera и KDDI Research разработали совместными усилиями технологию, способную "упаковать" большее количество информации в луче света, способного проходить по существующим оптоволоконным линиям. Большинство из существующих оптических каналов обеспечивает ширину полосы пропускания в 4,5 ТГц, некоторые новые технологии позволяют увеличить эту ширину до 9 ТГц, а новая технология модуляции света позволила поднять планку до "высоты" в 16,8 ТГц.


​​Linac 4 - новый мощный линейный ускоритель, который будет "кормить" протонами кольцо Большого Адронного Коллайдера

Почти после двух лет простоя, связанного с ремонтными работами и очередной модернизацией, Большой Адронный Коллайдер начинает подавать первые признаки своего "возвращения к жизни". Этими признаками стало включение нового мощного линейного ускорителя частиц Linac 4, который к настоящему моменту уже успел пройти ряд начальных тестов. Все эти тесты были направлены на проверку его возможности производить намного более высокоэнергетические лучи разогнанных частиц, чем это мог сделать его предшественник, ускоритель Linac 2, который находился в распоряжении Европейской организации ядерных исследований CERN последние 40 лет.

Напомним нашим читателям, что коллайдер был остановлен в декабре 2018 года с целью его глубокой модернизации, получившей название HL-LHC (High-Luminosity Large Hadron Collider). Когда коллайдер, являющийся самым большим и мощным ускорителем частиц в мире, будет выведен на полную мощность в 2026 году, он станет в семь раз мощнее, чем до последней модернизации. И за счет этого он сможет обеспечить ученым в десять раз большее количество данных, чем собиралось ранее за сопоставимые промежутки времени.

Как уже упоминалось выше, новый линейный ускоритель Linac 4 уже был полностью смонтирован и в течение последних нескольких недель проводились его первые тесты. Этот ускоритель является отправной точкой работы всего коллайдера в целом, ускоренные им протоны подаются в синхротронный ускоритель Proton Synchrotron (PS) Booster и оттуда дальше - в основное кольцо коллайдера. Энергия протонов, которые будут подаваться в ускоритель PS с ускорителя Linac 4, составит 160 МэВ, для сравнения, протоны на выходе ускорителя Linac 2 имели энергию порядка 50 МэВ. Ускоритель PS, используя более высокоэнергетические входящие лучи, сможет разогнать их уже до энергии в 2 ГэВ.

До середины августа этого года ускоритель Linac 4 вырабатывал только низкоэнергетические лучи, используя для их разгона только свою правую половину. 20 августа было произведено первое включение ускорителя, в котором была задействована его полная длина, и на выходе появились первые лучи максимальной мощности. Эти лучи были направлены в специальную ловушку, которая поглощает высокоэнергетические частицы, не производя потоков вторичного излучения.

Дальнейшие испытания ускорителя Linac 4 будут продолжаться еще несколько месяцев. В сентябре разогнанные лучи протонов уже будут посланы в сторону ускорителя PS через специальную линию "накачки". Но эти лучи также закончат свой путь внутри ловушки. Первый же луч, который будет уже подан в ускоритель PS, будет сгенерирован ускорителем Linac 4 7 декабря этого года. А первые лучи начнут циркулировать в кольце Большого Адронного Коллайдера с сентября 2021 года, на четыре месяца позже заранее запланированного срока, что связано с пандемией, вызванной вирусом COVID-19.


​​Астрономы обнаружили звезду, ставшую самой быстрой звездой среди всех известных

Специалистам в области космических исследований уже давно известно, что в центре нашей галактики, галактики Млечного Пути, находится массивная черная дыра Sagittarius A*. Существующие космологические теории допускают, что могут существовать звезды, которые вращаются настолько близко к черной дыре, что на некоторых участках их орбит эти звезды разгоняются до невероятно больших скоростей. И действительно, наблюдая за группой звезд, названия которых начинаются с литеры "S", что означает их близость к черной дыре Sagittarius A*, исследователи из Кельнского университета, Германия, обнаружили звезду, которая стала самой быстрой из всех звезд, известных астрономам на сегодняшний день.

Предыдущим обладателем титула самой быстрой звезды являлась звезда S2, которая считалась самой близкой звездой к черной дыре Sagittarius A*. Скорость ее движения на некоторых участках движения составляет 3 процента от скорости света. В прошлом году ученым удалось обнаружить другую звезду, S62, которая находится еще ближе к черной дыре и максимальная скорость ее движения составляет уже 6.7 процента от скорости света. Продолжая свои исследования в данном направлении, ученые нашли еще четыре новых звезды, S4714, S4711, S4713 и S4715, которые, вероятно, движутся еще быстрее.


Из ряда обнаруженных новых звезд особенно выделяются две звезды - S4714 и S4711. S4711 - голубая звезда, орбита которой короче орбиты S2, что позволяет предположить, что эта звезда является самой близкой к черной дыре. "Высокоскоростная" звезда S4714 движется по более вытянутой эллиптической орбите, на которой есть достаточно длинные и более прямые участки, на которых ей удается разогнаться до 24 тысяч километров в секунду, что составляет приблизительно 8 процентов от скорости света

Вполне вероятно, что звезды S4714 и S4711 будут носить титулы самой быстрой и самой близкой к черной дыре звезды не очень долго. Ведь по мере совершенствования используемых учеными астрономических инструментов и накопления дополнительных данных могут быть найдены звезды-сквизары (squeezar), которые станут новыми обладателями вышеупомянутых титулов.


​​Ученым удалось связать две ячейки квантовой памяти через 50-километровый оптический кабель

Объединенная группа исследователей из нескольких китайских научных учреждений преуспела в деле создания призрачной "запутанной" связи между двумя ячейками квантовой памяти при помощи оптоволоконного кабеля, длиной более 50 километров. Для реализации запутывания квантовой памяти на больших расстояниях ученым пришлось найти пути решения целого ряда сложных проблем, тем не менее, в данной технологии имеется и ряд других проблем, которые ученым еще предстоит решить, прежде чем эту технологию можно будет использовать в практических целях.

Отметим, что ученые уже достаточно давно работают над созданием так называемого "квантового Интернета", аналога существующей глобальной сети, но намного более защищенного и безопасного. Одним из путей реализации является использование квантовых ключей, которые позволяют абонентам на концах коммуникационной линии узнать о факте постороннего вмешательства в процесс обмена информацией. Для этого требуется проведение измерений квантового состояния фотонов света, являющихся носителями квантовых ключей, это состояние может быть нарушено из-за вмешательства неблагоприятных факторов окружающей среды, что делает данный метод не очень практичным.

Другим подходом к созданию квантового Интернета является использование запутанных частиц для формирования сети. И у этого подхода также имеются свои проблемы и трудности в реализации, квантовые частицы, переносящие состояние квантовой запутанности, также очень чувствительны к окружающей среде и имеют короткое время существования, в течение которого сохраняется их квантовая природа.

Тем не менее, несмотря на имеющиеся проблемы, квантовые технологии постепенно движутся вперед. Группа китайских исследователей, о которой шла речь в самом начале, сначала успешно запутала ячейки квантовой памяти, которые находились в двух разных зданиях, разделенных расстоянием в 20 километров. Позже этот эксперимент был упрощен, ячейки памяти находились в одной лаборатории, а их запутывание производилось при помощи бухты оптоволоконного кабеля, длина которого превышала 50 километров.

В первом эксперименте использовалось маленькое облако атомов, которые все были помещены в определенное квантовое состояние, заключенное в полости специальной оптической впадины. Это позволяло атомам взаимодействовать с фотонами света, посредством которых осуществлялись операции чтения и записи информации. При записи информации облако атомов излучало фотон света, что говорило об успешном выполнении этой операции.

Излученный фотон света имеет определенную поляризацию, в которой отражается коллективное состояние атомов облака и это можно использовать для запутывания одной ячейки памяти (облака атомов) с другой. Для того, чтобы этот фотон мог пройти через оптоволокно большой длины, не исказившись и не растеряв заключенное в нем квантовое "содержимое", его длина волны была изменена при помощи специального устройства. Эффективность такого процесса оказалась не очень высока и составила всего 30 процентов на дистанции в 20 километров.

Во втором эксперименте в качестве ячеек квантовой памяти использовались уже фотоны света, которые запутывались друг с другом через оптоволокно, длиной в 50 километров.

К сожалению, пока еще ни одна из технологий, о которых речь шла выше, не способна обеспечить создание квантового Интернета. Тем не менее, оба эксперимента являются достаточно значимыми шагами, которые приближают ученых к их конечной цели.


​​Исследователи компании Google провели самое масштабное химическое моделирование при помощи квантового компьютера

Не так давно исследователи из группы AI Quantum компании Google произвели расчеты самой крупномасштабной химической модели на сегодняшний день при помощи находящегося в их распоряжении квантового компьютера. Дальнейшее развитие подобных квантовых алгоритмов позволит предсказывать ход химических реакций с высокой точностью, что позволит ученым-химикам сэкономить большое количество времени, которое они сейчас тратят, идя путем проб и ошибок. К сожалению, даже самые мощные из современных традиционных компьютеров не обладают требуемой для таких расчетов производительностью, и лишь появление первых полноценных квантовых компьютеров может дать химикам массу новых возможностей.

Существующие сейчас первые образцы квантовых компьютеров еще не готовы к решениям всех простых и сложных проблем из области аналитической химии, но появление таких возможностей находится уже не так "далеко за горами". Исследователи группы AI Quantum провели расчеты достаточно простой модели - метода аппроксимации Харти-Фока (Hartree-Fock approximation), метода приближенного решения уравнения Шредингера по отношению к реальной химической системе - молекуле диазина, в данном случае, которая вступает в реакцию с атомами водорода и претерпевает изменения своей молекулярной конфигурации.

Составление соответствующей программы для квантовой вычислительной системы Google на базе процессора Sycamore было самой простой частью решенной задачи. Гораздо более сложной частью стала часть, гарантирующая точность и достоверность результатов, ведь, как всем хорошо известно, квантовые вычислительные системы могут допускать ошибки в своих расчетах.


​​Новая технология позволяет получить аттосекундные импульсы света при помощи обычного промышленного лазера

Группа исследователей из университета Центральной Флориды разработала новый метод, позволяющий получить импульсы света, длительность которых исчисляется аттосекундами, используя на входе свет, вырабатываемый обычным лазером промышленного назначения. Данное достижение открывает возможность производить фиксацию событий и делать измерения с аттосекундной точностью, что, в свою очередь, позволит ученым из самых разных областей науки изучать сверхбыстрые явления и процессы, такие, как движение электронов в атомах или молекулах в их естественных временных рамках.

"Одной из проблем областей науки, работающих с аттосекундными промежутками времени, заключается в том, что лишь несколько, около десятка лазеров во всем мире способны вырабатывать импульсы такой длительности" - рассказывает Майкл Чини (Michael Chini), один из исследователей, - "В основном это огромные дорогостоящие установки, возможностями которых могут пользоваться исследователи лишь из очень узкого круга лиц, имеющего доступ ко всему этому. Целью нашей работы является создание технологии, которая сделает использование аттосекундных импульсов более широкодоступным за счет использование самых обычных лазеров, стоимость которых не превышает 100 тысяч долларов".

Производство чрезвычайно коротких импульсов света, длительность которых сопоставима с длительностью одного колебания электромагнитной волны этого света, делается обычно при помощи импульсов света, вырабатываемых высококачественным лазером, которые пропускаются сквозь трубы, заполненные благородными газами, такими, как ксенон и аргон. За счет этого и без того уже достаточно короткие импульсы, насчитывающие около сотни циклов колебаний электромагнитной волны, сжимаются во времени.

В предложенный учеными из Флориды новый метод практически не отличается от описанного выше за исключением того, что трубы, через которые проходят импульсы света, заполняются не благородными (инертными) газами, а молекулярными газами, такими, как окись азота, имеющими линейные оптические свойства. Полученный учеными эффект сокращения длительности импульса возникает за счет того, что молекулы газа, имеющие собственную электрическую поляризацию, под воздействием электрического поля импульса света успевают выровняться и превращаются в своего рода линейный резонатор.

При помощи первой экспериментальной установки ученым удалось добиться сокращения длительности исходного импульса, которая варьировалась в диапазоне от 100 до 1000 циклов, до длительности в 1.6 длительности цикла электромагнитной волны. В этом методе ключевыми моментами являются выбор молекулярного газа-наполнителя, частота и длительность исходных импульсов света. При правильно подобранных параметрах, в которых обязательно учитывается инерционность молекул газа, новый метод сможет обеспечить сокращение длительности импульса до времени одного колебания электромагнитной волны исходного импульса света.


​​Исследователи CERN обнаружили первый экзотический "слабоочарованный" тетракварк

Оборудование эксперимента LHCb Большого Адронного Коллайдера позволяет ученым Европейской организации ядерных исследований CERN обнаруживать все более экзотические комбинации кварков, частиц, которые объединяясь, формируют более сложные элементарные частицы, такие, как известные нам протоны, нейтроны и электроны. В частности, ученым эксперимента LHCb уже доводилось наблюдать некоторые виды пентакварков и тетракварков, массивных частиц, которые, судя по их названию, состоят из четырех кварков, а изучение этих частиц дает ученым множество новой информации о силе сильных ядерных взаимодействий, одной из четырех видов фундаментальных сил во Вселенной. И недавно, в рамках семинара, проходившего 12 августа этого года, ученые эксперимента LHCb объявили об обнаружении первого из совершенно нового типа тетракварков, масса которого составляет 2.9 ГэВ (гигаэлектрон-вольта) и в состав которого входит только один очарованный кварк.

Возможность существования кварков была обоснована теоретически еще в 1964 году. С того момента ученым удалось идентифицировать шесть типов кварков и антикварков - нижний, верхний, странный, очарованный, прелестный и истинный. Так как кварки не могут существовать в свободном виде, они группируются и формируют сложные элементарные частицы, к примеру, три кварка или три антикварка формируют частицы-барионы, такие, как протон, а один кварк и антикварк формируют частицы-мезоны.

Датчик эксперимента LHCb ориентирован на изучение так называемых B-мезонов, которые содержат кварк и антикварк. Мезоны этого тяжелого типа порождаются в коллайдере во время столкновений протонов и тут же распадаются на потоки более легких частиц, которые, в свою очередь, распадаются на еще более легкие элементарные частицы. Ученые наблюдали новый тип тетракварка, когда B-мезон распадается на положительный D-мезон, отрицательный D-мезон и положительный каон: B+ -> D+ D- K+. Всего было проанализировано около 1300 случаев такого типа распада.

Существующая "кварковая модель" указывает на то, что некоторые пары D-мезон при таком виде распада могут быть результатом появления некоторых типов промежуточных частиц, таких, как мезон ф(3770), которые появляются и сразу же распадаются: B+ -> ф(3770) K+ -> D+ D- K+. Однако, в теории нет подходящих подобных мезону частиц-посредников, которые имеют массу в 2.9 ГэВ, что приблизительно в три раза больше массы одного протона.


​​Ученым впервые удалось добиться взаимодействия между двумя пространственно-временными кристаллами

Ученым, впервые в истории науки, удалось засвидетельствовать взаимодействие между двумя материальными образованиями, которые находятся в особом квантовом состоянии, известном под названием "пространственно-временные кристаллы". Результаты данного достижения могут стать основой новых технологий обработки квантовой информации из-за того, что структура пространственно-временных кристаллов остается стабильной и сохраняет свою последовательность, невзирая на изменяющиеся условия окружающей среды. И именно эта стабильность сможет обеспечить надежную работу процессоров мощных квантовых компьютеров, состоящих из сотен и тысяч квантовых битов, кубитов.

Напомним нашим читателям, что пространственно-временные кристаллы практически не имеют ничего общего с обычными кристаллами, которые состоят из соединенных друг с другом атомов, формирующих повторяющуюся в пространстве решетчатую структуру. Теоретическую возможность существования пространственно-временных кристаллов обосновал в 2012 году Нобелевский лауреат Фрэнк Вильчек (Frank Wilczek), а уже в 2016 году ученым удалось создать и наблюдать поведение частиц первого реального пространственно-временного кристалла.

Частицы, из которых состоят пространственно-временные кристаллы, находятся в постоянном движении, они колеблются, вращаются и перемещаются в разных направлениях. Но, несмотря на такое сложное движение, через строго определенные промежутки времени структура всего кристалла возвращается к своей исходной форме, невзирая на любые внешние воздействия.

Международная группа ученых из университетов Ланкастера и Йельского университета, Великобритания, университета Аальто, Хельсинки, создала пространственно-временные кристаллы в среде гелия-3, редкого изотопа гелия, в ядре которого не хватает одного нейтрона. Сверхтекучий гелий-3 был охлажден до температуры в одну десятитысячную градуса выше точки абсолютного нуля (0.0001K или -273.15 градуса Цельсия). И в получившейся после такого охлаждения сверхтекучей жидкости (супержидкости) ученым удалось индуцировать два кристалла, которые слегка "затрагивали" друг друга.

Заглянув в объем супержидкости при помощи специализированного оборудования, ученые увидели, что два кристалла взаимодействуют друг с другом. Частицы одного кристалла, не нарушая его структуры, постоянно перетекают в другой пространственно-временной кристалл и через некоторое время возвращаются назад в процессе, известном под названием эффекта Джозефсона (Josephson effect).

И в заключение следует отметить, что у пространственно-временных кристаллов имеется очень большой потенциал для их практического применения. При их помощи могут быть созданы новые атомные часы, имеющие точность, близкую к максимально возможному теоретическому пределу, на основе таких кристаллов могут быть созданы высокоточные гироскопы и масса других вещей, где пространственно-временные кристаллы будут выступать высокостабильными источниками эталонных сигналов.


​​Астрономы обнаружили таинственный сигнал "сердцебиения" в гамма-диапазоне, исходящий из космического газового облака

Ученые-астрономы зарегистрировали таинственный периодический сигнал в гамма-диапазоне, напоминающий сердцебиение, исходящий из газового облака, расположенного в направлении созвездия Орла (Aquila). Ритм этого "сердцебиения" зависит от фазы движения и колебаний находящейся неподалеку черной дыры, и такая синхронизация указывает на таинственную взаимосвязь между двумя объектами, черной дырой и газовым облаком.

Несмотря на существующую взаимосвязь, вышеупомянутые объекты находятся на значительном удалении друг от друга, которое составляет порядка 100 световых лет. Пока ученые понятия не имеют, как и за счет каких процессов черная дыра может оказывать влияние на излучение из газового облака, но они стараются это выяснить, используя данные, накопленные за десятилетие наблюдений космического гамма-телескопа Fermi. И, согласно выдвинутой ими теории, виновником всему этому является так называемый микро-квазар, во многом подобный известному микро-квазару V404 Cygni.

Официальное название системы, о которой сейчас идет речь, - SS 433, она находится на удалении 15 тысяч световых лет от нас и располагается в нашей галактике, галактике Млечного Пути. В состав системы SS 433 входит гигантская звезда, масса которой превышает массу Солнца приблизительно в 30 раз, и черная дыра, масса которой равна 10-20 солнечных масс. Эти два объекта вращаются вокруг друг друга по орбите с периодом в 13 суток, а черная дыра, при этом, непрерывно "высасывает" материю из гигантской звезды.

Материя, "похищенная" у звезды, накапливается в виде аккреционного диска, прежде чем кануть в небытие через горизонт событий черной дыры. Однако, части этой материи удается избежать поглощения черной дырой, она, эта материя, извергается на огромной скорости в виде двух джетов (потоков), бьющих вверх и вниз перпендикулярно плоскости вращающегося аккреционного диска.

Высокоскоростные и высокоэнергетичские частицы и невероятно сильные магнитные поля в этих джетах создают мощные потоки излучения в рентгеновском и гамма-диапазонах. Уровень этого излучения не постоянен, период его пиковой интенсивности составляет 162 суток и зависит от взаимного расположения звезды и микро-квазара.

Джеты черной дыры системы SS 433 получили названия Fermi J1913+0515, и очень интересным является тот факт, что их направление не зависит от положения микро-квазара и других факторов. А существование взаимосвязи между микро-квазаром и излучающим газовым облаком является удивительным и неожиданным явлением, определить природу которого помогут лишь результаты дальнейших наблюдений за пространством в районе системы SS 433.


​​Полученный учеными "черный азот" позволил решить одну из загадок, скрывавшихся в периодической системе

Исследователям из Байройтского университета (Bayreuth University) удалось получить особую форму азота, так называемый "черный азот". Несмотря на его название, это вещество полностью прозрачно, а его структура представляет собой условно "двумерный лист", наподобие листов всем известного графена, и так же как графен, "черный азот" может быть использован в будущем в передовой электронике и других связанных с этим областях.

Напомним нашим читателям, что Периодическая система химических элементов (Таблица Менделеева) устроена в виде повторяющихся периодов, где в каждую колонку собраны элементы с подобным строением и подобными свойствами. Элементы в верхней части колонок имеют меньшее количество протонов и нейтронов в ядре атома, и, как следствие, меньший вес.

Будучи помещенными под высокое давление, элементы из верхних частей колонок периодической системы формируют структуры, называемые аллотропами. И аллотропы элементов из верхней части колонок во многом схожи с аллотропами элементов, находящихся на более низких позициях. Вокруг нас в природе существует множество известных нам аллотропов, к примеру, озон - это аллотроп кислорода, а графит и алмаз - это аллотропы углерода.

Но, как было принято считать ранее, азот имеет только один аллотроп - диазот (N2, dinitrogen), и не имеет других аллотропов, подобно другим элементам его группы. Эту особенность ученые давно считали странностью, и лишь недавно ученым удалось получить ранее неизвестный аллотроп азота, существование которого указывает на то, что азот не является исключением из правил.


"Черный азот" был получен в условиях экстремально высокой температуры и огромного давления. Небольшое количество этого вещества было заключено между плоскостями алмазных наковален, где создавалось давление около 1.4 миллиона атмосфер, а температура поднималась до отметки в 4 тысячи градусов Цельсия. В таких условиях из атомов азота сформировалась структура, которую ученым не доводилось видеть никогда прежде, но которая, тем не менее, выглядела очень и очень знакомой.

Когда ученые "посмотрели" на полученный материал при помощи рентгеновских лучей, они увидели, что из атомов азота сформировались прозрачные двумерные слои, атомы в которых упорядочены в зигзагообразном порядке. Этот материал, подобно графену, должен иметь высокую электрическую и тепловую проводимость, а его название, "черный азот", было дано из-за многих общих черт с "черным фосфором", одним из аллотропов фосфора.

"Проведенные нами последующие эксперименты и вычисления подтвердили сделанное нами открытие" - пишут исследователи, - "Это означает, что азот не является каким-то исключительным элементом, он полностью следует всем "золотым" правилам периодической системы, как и два ближайших к нему элемента, кислород и углерод".

К сожалению, "черный азот" является нестабильным образованием, и он распадается при снижении температуры и давления. Все это делает невозможным его практическое применение. "Тем не менее, такая форма азота остается очень интересной с точки зрения материаловедения" - пишут исследователи, - "Это наглядная демонстрация того, что высокая температура и давление могут произвести материалы, о существовании которых мы даже не подозревали".


​​Snatcher - робот-хамелеон, вооруженный "языком", сделанным из обычной рулетки

Наблюдая за тем, как ребенок играется с пружинной измерительной рулеткой, вы без труда догадаетесь о том, где исследователи из Сеульского национального университета Науки и техники взяли идею для создания робота-хамелеона, получившего достаточно выразительное название "Snatcher". Этот робот вооружен искусственным "языком", которым он может захватить объекты, находящиеся на удалении около метра от него, потратив на это всего 600 миллисекунд времени.

Искусственный "язык" робота Snatcher на самом деле является гибкой металлической линейкой, взятой из обычной рулетки из-за ее способности очень быстро и очень плотно сворачиваться и разворачиваться. Весь остальной механизм робота-хамелеона изготовлен при помощи технологий трехмерной печати и весит всего 120 граммов. Основу этого механизма составляет приводимое в действие пружиной устройство со специальной защелкой, которая позволяет ему моментально переключаться между режимом разматывания "языка" рулетки и втягивания его назад.

В результате работа механизма робота-хамелеона весьма напоминает то, как работает язык живого хамелеона, хотя механизм, отточенный матерью-природой в ходе эволюции, несколько более точен и совершенен. В нынешней конструкции робота Snatcher на конце его "языка" установлен простой крючок, чем-то напоминающий рыболовный. При помощи этого бесхитростного решения робот способен молниеносно захватывать и притягивать к себе объекты, весом до 30 грамм, при этом, делая это так быстро, что все это трудно отследить невооруженным взглядом.

Исследователи из Сингапура предполагают, что их "детище" может быть установлено на таких устройствах, как беспилотники-квадрокоптеры и т.п., которые получат возможность совершать действия и манипулировать предметами, которые в обратном случае находились бы вне пределов их досягаемости. Помимо этого, длинный "язык" может стать помощником для людей с ограниченными возможностями. Заменив крюк на конце "языка" более совершенным захватом, робот сможет помочь людям включить или выключить какое-то бытовое устройство и выполнить ряд других действий.


​​Знаете, почему вам стоит удалить ВК? Так ещё и срочно.

В Шарманке вы найдёте ссылку и сами все поймёте.

Ещё, у нас вам расскажут, как обезопасить себя в интернете, так же, вас ждут отборные 
новости мира IT, интернета, гаджетов и не только...

В Шарманке интересно😈 https://t.me/joinchat/AAAAAE6QrlTFjUglL7tfmA


​​Компания NVidia устанавливает новые рекорды в области обучения искусственного интеллекта

Организация MLPerf, которая проводит комплекс из семи тестов, ставших стандартом де-факто для тестирования систем искусственного обучения, недавно обновила свой рейтинг. И абсолютным лидером в этом рейтинге стала компания NVidia, известная всем как ведущий мировой производитель графических видеокарт и процессоров. Суперкомпьютерная система NVidia, основой которой являются графические ускорители A100, побила все 16 имеющихся рекордов. Но, справедливости ради стоит отметить, что в некоторых категориях компания NVidia была единственным участником, хотя в других категориях соперниками NVidia были такие известные компании, как Alibaba, Dell, Fujitsu, Google и Tencent.

Рейтинг MLPerf поддерживается консорциумом, в который входят как самые значительные "игроки" в области искусственного интеллекта, компании Facebook, Tencent, Google, так и компании-стратапы Cerebras, Mythic и Sambanova. Проводимые тесты основаны на измерении времени, которые требуются компьютеру для обучения нейронных сетей до уровня необходимой точности выдаваемых ими результатов. Отметим, что с момента публикации предыдущего варианта рейтинга MLPerf в 2019 году, производительность систем-лидеров увеличилась в среднем в 2.7 раза.


​​Лазерный сканер LiDAR позволил ученым заглянуть глубже в океанские пучины

Несколько десятилетий назад Артур Чарлз Кларк - известный английский писатель, ученый, футуролог и изобретатель, предложил идею так называемого подводного телескопа, позволяющего людям рассмотреть все происходящее в глубинах морей и океанов. И недавно, благодаря усилиям исследователей из Океанографической лаборатории Бигелоу (Bigelow Laboratory for Ocean Sciences), идея этого подводного телескопа стала на один большой шаг ближе к реальному воплощению за счет использования одной из современных технологий.

Обычно для изучения экологической обстановки и других процессов, таких, как цветение определенных видов морских водорослей, ученые используют спутниковые фотоснимки. Однако, наилучшие камеры, устанавливаемые на спутниках, способны видеть лишь на 5-10 метров ниже уровня моря. В поисках альтернативных решений исследователи из упомянутой выше лаборатории попробовали использовать установленный на судне лазерный сканер LiDAR (Light Detection and Ranging).

Сканеры LiDAR широко используются сейчас в робототехнике и в беспилотных автомобилях. Они работают, испуская лучи лазерного света в определенных направлениях и точно измеряя количество времени до момента получения сигнала отраженного от любого объекта света. Обработка получаемых данных позволяет не только обнаружить наличие препятствия на пути света, но также вычислить расстояние до препятствия, выяснить его приблизительные размеры и форму.

Первая попытка использования сканера LiDAR в океанографии была предпринята в 2018 году. Она оказалась весьма успешной, исследователям удалось получить данные о процессе цветения одного вида морских водорослей - coccolithophores. Эти примитивные организмы окружают себя защитными пластинами из карбоната кальция, которые рассеивают свет особым способом. Анализируя параметры отраженного лазерного света, ученые смогли установить факт наличия этих водорослей и их концентрацию в морской воде.

Оказалось, что в районе залива Мэна, где проводились данные исследования, наблюдался пик цветения coccolithophores за последние 30 лет. И этот факт был установлен за счет того, что лазерный сканер LiDAR смог заглянуть в три раза глубже, чем это позволяют сделать самые качественные спутниковые снимки. Позже технология была проверена в Саргассовом море и в водах около Нью-Йоркского побережья. И теперь ученые рассчитывают, что использование сканера LiDAR позволит им легко и быстро, а главное, с небольшими затратами, собирать большие количества океанографических данных.

"Новая LiDAR-технология, конечно, еще не дотягивает до уровня подводного телескопа" - пишут исследователи, - "Но ее с уверенностью можно назвать "парой новых глаз", способных заглянуть на недостижимую ранее глубину".


​​Компания Virgin Galactic представляет футуристический дизайн кабины космического корабля SpaceShipTwo

Представители известной компании Virgin Galactic опубликовали подробности дизайна интерьера кабины первого из своих космических кораблей серии SpaceShipTwo - VSS Unity. Благодаря этому дизайну астронавты и пассажиры космического корабля будут путешествовать на стыке атмосферы и космического пространства в условиях стильного комфорта. На крыше и на боковых поверхностях фюзеляжа космического корабля расположены 12 смотровых иллюминаторов, через которые можно будет любоваться потрясающими видами в то время, когда космический корабль будет развернут верхом в сторону Земли.

Во время запуска, спуска и приземления пассажиры будут надежно зафиксированы на сиденьях, которые будут подогнаны под индивидуальные параметры каждого конкретного человека. Эти высокотехнологичные сиденья изготовлены из высококачественного алюминия и углеродного волокна. Форму этим сиденьям придают накладки из мягкой и упругой полимерной пены, покрытые слоем специальной технической ткани, разработанной компанией Under Armour. Каждое из сидений оснащено отдельным цифровым сенсорным дисплеем, через который пассажиру передается необходимая информация и через который пассажир имеет возможность связаться с членами экипажа корабля VSS Unity.

Во время полета положение сидений будет постоянно регулироваться так, чтобы ослабить влияние ускорения и снизить физические нагрузки на пассажиров. По достижению высоты невесомости или микрогравитации спинки сидений будут сложены для того, чтобы освободить как можно больше пространства в салоне космического корабля для "свободного плавания" пассажиров.

Во время отдельных этапов полета светодиодная подсветка салона будет менять цвет освещения для создания у пассажиров соответствующего настроения. А 16 камер, установленных в разных уголках салона, будут непрерывно следить за пассажирами, определяя тип и уровень испытываемых ими эмоций. Крепление некоторых из сидений устроено так, что их можно легко демонтировать и установить туда стойки с аппаратурой в том случае, если кто-либо из клиентов соберется провести в космосе свои собственные эксперименты и научные исследования.


На канале «Знаете ли вы?» публикуются интересные факты о том, что нас окружает.

Прокачай мозг. Сейчас это модно!

👉 Подписывайся прямо сейчас!


​​Ученые извлекли квадратный корень из 900 при помощи "компьютера" на основе синтетической ДНК

При помощи биологической "компьютерной" системы, основой которой является специально спроектированная синтетическая ДНК, ученым удалось извлечь квадратный корень из числа 900. Отметим, что идея использования генетического материала для выполнения вычислительных операций была впервые предложена в 1994 году. С того времени ученые-биологи нашли способы хранения информации в ДНК и методы ее обработки, которые основаны на тех же самых принципах логики, которые используются в процессорах и микроконтроллерах.

Однако, интеграция сложных логических цепочек в единую схему, которая размещается в молекуле синтетической ДНК и которая способна к выполнению сложных математических вычислений, является невероятно трудным делом. И данные исследования представляют собой значительный шаг к будущему, где биологические ДНК-компьютеры смогут потеснить своих кремниевых собратьев.

"Область вычислений при помощи ДНК находится еще во "младенческом возрасте", но за ней скрываются огромные возможности по решению задач, которые чрезвычайно трудно и даже невозможно решить при помощи традиционных кремниевых компьютеров" - рассказывает Чунлэй Го (Chunlei Guo), ведущий исследователь из университета Рочестера.

Биологический компьютер, о котором сейчас идет речь, является крошечным клубком, сплетенным из нитей синтетической ДНК. Одни из нитей содержат входные данные, а другие являются устройствами вывода информации, которые могут флюоресцировать, излучая свет, являющийся комбинацией из пяти длин волн, синего, оранжевого, коричневого, красного и зеленого цветов, которыми кодируется 5-битный результат.

Биты исходной информации кодируются путем присутствия или наличия определенных оснований с одной стороны двойной цепочки ДНК, а последовательность логических операций с этими данными - последовательностью оснований на другой стороне молекулы. Таким образом, цепочки ДНК, длиной в 10 пар оснований могут содержать в себе числа от 0 до 1023. И поэтому исследователи для своей демонстрации выбрали число 900, являющееся последним возможным идеальным квадратом, предоставленным в такой ДНК-системе исчисления.

К сожалению, то, что было сделано учеными, пока не является аналогом полноценного программируемого компьютера и даже банального калькулятора. Это - специализированная система, которая по определенным правилам (извлечение квадратного корня) переводит входную последовательность ДНК в соответствующий световой образ. Тем не менее, данная технология представляет собой один из новых способов построения биологических компьютеров, отличающийся от других, основанных на использовании ферментов или самособирающихся молекул-нитей ДНК.

В своих дальнейших исследованиях ученые планируют, используя точно такой же подход, реализовать выполнение еще более сложных математических вычислений. И если это все завершится успехом, то данная технология может быть использована в качестве "математического сопроцессора", способного выполнять ряд определенных сложных операций, облегчая работу биологическому "центральному процессору", который может быть построен на совершенно иных принципах.

20 ta oxirgi post ko‘rsatilgan.

821

obunachilar
Kanal statistikasi