Физика

Земля осталась без своего защитного барьера. Магнитный щит планеты окружает Землю и укрывает её от естественного натиска космических лучей. Но иногда щит ослабевает и колеблется, позволяя космическим лучам проникать в атмосферу, создавая ливень частиц, которые, по мнению учёных, могут нанести вред биосфере.

Такое происходило много раз в истории нашей планеты, в том числе 41 000 лет назад во время палеомагнитного экскурса Лашамп-Каргаполово.

Космические лучи — это высокоэнергетические частицы, обычно протоны или атомные ядра, которые летят через космос с релятивистскими скоростями. Обычно магнитный щит Земли отклоняют их, после чего они удаляются от планеты, улетая в космос. Но щит — это природное явление, и его сила меняется, как и его ориентация. Иногда из-за этого космические лучи попадают в атмосферу Земли.

Как утверждал Иоанн Тихий, идеи как нейтрино носятся по вселенной и иногда попадают в материальные объекты, например, в кирпич Лема, а иногда в головы разумных существ. Идеи изначально не имеют характеристик, но попадая в головы они приобретают свойства. Именно так идеи становятся глупыми и гениальными, отвратительными и полезными. Это конечно вымышленная теория вымышленного персонажа, но прекрасно отражает суть концепции идеалов. Сформулированная 2500 лет назад Платоном, сегодня она может показаться устаревшей. Но на протяжении всей последующей истории эта концепция была основной и позволяла формулировать теории часто обгонявшие свое время. Например, теория Большого Взрыва, являющаяся основой сегодняшней космологии, была сформулирована тысячу назад. Только представьте на дворе двенадцатый век; самое правильное средневековье, темные века, на кострах жгут ведьм, бесконечные войны и эпидемии, постоянный голод и поголовно безграмотное население планеты. И в это время находится человек не просто задумавшийся об устройстве мироздания, но и с помощью логических рассуждений пришедший к правильному выводу.

Обычно расширяющиеся конические насадки оцениваются, как замедлители потока, поскольку скорость слива жидкости на выходе диффузорного насадка значительно уступает скорости слива из коноидального сужающегося сопла и даже скорости слива из простого отверстия в тонкой стенке.

В соответствии с формулой Торричелли, максимально достижимая скорость струи, вылетающей из сужающегося сопла, определяется формулой:

V = (2×g×h)^½, где g‑ускорение силы тяжести, h — высота напора воды

Например, при напоре воды, равном 1метру, скорость струи составляет 4,43 м/сек, а при напоре воды в 2 метра струя разгоняется до 6,26 м/сек.

Фактически формула Торричелли олицетворяет собой частный случай закона сохранения энергии, когда потенциальная энергия водяного напора: m×g×h преобразуется в кинетическую энергию водяной струи: (m×V^2)/2.

В реальности скорость струи бывает чуть меньше теоретического предела. Так коэффициент скорости у коноидального сужающегося сопла равен 0,98. Понижение скорости на 2% объясняется незначительными вихревыми потерями и потерями на трение.

А как ведет себя поток жидкости при вылете из расширяющегося конического сопла?

Рассмотрим таблицу экспериментальных результатов исследования истечения воды в атмосферу из диффузорных насадков со скругленной входной кромкой.

В декабре прошлого года российские ученые допустили возможность существования на окраине Солнечной системы объекта, способного оказаться первичной чёрной дырой. В то же время, астрофизики до сих пор не имеют общепризнанной теории образования чёрных дыр и устройства спиральных галактик. Для восполнения этого пробела в рамках проекта «Мон Тирэй» была разработана гипотеза, объясняющая эти процессы космической механики.

Прежде чем двигаться к основной теме вспомним  некоторые факты из общей теории относительности. Наличие материальных тел  порождает искривление пространства (особую конфигурацию или геометрию)  в этой области, описываемую тензорами кривизны из уравнений Эйнштейна.

Здравствуйте, уважаемые читатели Хабра!

Данная статья может оказаться полезной для всех, кто интересуется физикой воздушного винта, реактивного движения, а также для всех, кто неравнодушен к теме авиамоделизма и авиаконструирования!

Я приглашаю Вас ознакомиться со своими выкладками касающимися анализа теоретического предела удельной тяги (кг/кВт) ВМУ в статической конфигурации и, немаловажно, доказательства, что таковой предел существует.

В силу профессиональной специфики часто приходится взаимодействовать с людьми, которые также, как и я, занимаются электрической авиацией. Пилотируемой и беспилотной. Часто приходится слышать обсуждения на тему, что существенного улучшения характеристик летательного аппарата (ЛА) можно достичь за счет поиска новой прогрессивной модели воздушного винта, по сравнению с имеющимися образцами на рынке. Сюда же относятся вопросы, касательно того, дает ли выигрыш в удельной тяге схема с размещением винта (вентилятора) внутри трубы (ducted fan).

Путем несложного анализа процессов, происходящих при работе любой пропульсивной (использующей внешнюю среду как рабочее тело для создания тяги) системы я решил предложить методику расчета теоретического предела удельной тяги для любой ВМУ.

Здравствуйте, уважаемые читатели Хабра.

Написать данную статью меня побудило то, что в силу профессиональной специфики разработчика электротранспорта мне часто приходится сталкиваться с вышеуказанным вопросом.

Действительно, многим интересно из практических соображений, когда у нас будут:

Имеет ли сознание квантовую природу? Мозг - детерминированная биохимическая машина или квантовый компьютер? Как долго в нервной ткани сохраняется квантовая суперпозиция? Могут ли случайные квантовые события вызывать активацию нейронов и влиять на работу нейросетей? Или квантовые эффекты всегда нивелируются тепловыми колебаниями атомов и молекул, разрушающими квантовую когерентность на разумных пространственно-временных масштабах? Что о роли квантовой физики в функционировании нашего организма может сказать квантовая биология?

В этой статье я разбираю теорию скоординированной объективной редукции (Orch-OR) Хамероффа-Пенроуза и другие модели квантового сознания, а также гипотезу критического мозга, механизм нейронных лавин и эфаптическую передачу. Справедливости ради я привожу аргументы как сторонников идеи квантового мозга, настаивающих на возможности амплификации квантовых эффектов до уровня нейронов, так и противников, утверждающих, что термодинамические условия функционирования мозга препятствуют проявлению квантовых свойств на макроскопических масштабах. На сегодняшний день экспериментальных данных ещё недостаточно, чтобы понять, кто из них прав. Но каждая из этих гипотез влечёт за собой серьёзные философские следствия, которые я также здесь объясняю.

Привет, Хабр.

Напомню, что время от времени я обращаюсь к истории естественнонаучных идей, в том числе, заведомо тупиковых и развенчанных. Три ярких примера исходно неверных допущений, которые привели к великим научным открытиям, я привёл в моей последней февральской публикации «Случай является на помощь тому, кто неустанно ищет». Ещё несколько публикаций такого рода, которые приятно вспомнить — это «Из чего состоит мировой эфир. Последняя теория Менделеева» (+65, 46k просмотров), «Тяжёлое золото Сиборга и алхимические отголоски ядерных реакций» (+25, 4,8k просмотров) и «Не надувайте варп-пузырей, работая на оборонку» (+89, 80k просмотров). В последней из упомянутых публикаций я слегка затрагивал теоретические проблемы (не)существования отрицательной массы и отрицательной энергии. Получение этих субстанций открыло бы нам путь к мгновенным перемещениям в пространстве (пресловутый варп-двигатель и искусственные червоточины) и к антигравитации. В настоящее время существование материи с отрицательной массой считается практически невозможным, так как не согласуется с физикой Эйнштейна, хотя, и здесь есть место для построения моделей и планирования экспериментов. В сегодняшней публикации я хочу рассмотреть новейшую историю поисков отрицательной массы.

Начиная с 17 века, человечество активно пыталось получать электрический ток для своих нужд — например, для потехи публики и простых научных экспериментов. Первые машины работали только за счет трения и были примитивными и непрактичными. Но в XIX веке появились более продвинутые устройства — «машины влияния» (или как их еще называют электрофоры), которые преобразуют механическую работу в электростатическую энергию посредством индукции. Они уже были способны генерировать десятки тысячи вольт и не имели такого износа из-за трения.

Важнейшей вехой на этом этапе развития техники стали генераторы Джеймса Уимсхерта. Этот человек всю жизнь проработал судостроительным инспектором и занимался усовершенствованием «машин влияния» только на досуге. Но его устройства были настолько хороши, что поначалу использовались для работы ранних рентген-аппаратов, а спустя 100 с лишним лет стоят в любом школьном кабинете физики.

Сегодня в рубрике представляем книгу Ричарда Филлипса Фейнмана — американского физика, Нобелевского лауреата и вообще крайне и незаурядного человека. Сложно сказать, чем он запомнился обществу больше: своим вкладом в развитие квантовой электродинамики или разносторонними талантами и харизмой. Он проводил эксперименты, трудился как профессор, выступал с лекциями по всему миру, а ещё — играл на африканских барабанах и однажды представил в галерее собственную выставку художественных работ. Открытость всему новому сочеталась с непоколебимой честностью, в какой-то степени — настырностью, и непосредственностью в суждениях. Например, однажды на судебном заседании Ричард Фейнман стоял на том, что в танцах на сцене полуголых девушек нет ничего такого, из-за чего стоило бы поднимать сыр-бор. Тем более, если 5–10% населения штата тоже не видит в этом ничего страшного. Такой математический расчет. В тогдашние пуританские времена — смелые суждения в квадрате.

Давно хотел я написать про матрицы Паули. Но каждый раз, когда я читал очередную чисто научную статью на схожую тему, задавал простой вопрос: "Дружище, ты за что так не любишь людей?". Поэтому во-первых статья в жанре "научно-популярный кейс", во-вторых из изначальной идеи статьи долго исключал все, что возможно, из лишнего и труднопонятного.

В-третьих, основной рецепт во введении, на первой же странице.

Мне не нравится, когда от букв в глазах рябит, или много не нужного лирического текста, или не очень понятно, где же практически полезный рецепт и линия повествования. Поэтому в основном тексте только суть, а все подробности кейса убраны под кат, для тех читателей, кому нужны подробности, а не простота.

Все что ниже, наверное, у кого-то опубликовано, но мне лично не попалось. С одной стороны, к моему сожалению, потому что сэкономил бы полгода своего досуга. С другой стороны, разобраться было увлекательно. Ну и буду рад, если кому знания о таком инструменте окажутся полезными, или хотя бы расширят кругозор.

Привет! В этой статье я попытался кратко описать свойства антиматерии, способы её применения в космонавтике и полностью с нуля спроектировал и рассчитал двигательную установку на античастицах. Приятного чтения! :-)

В поисках наиболее масштабируемого оборудования для квантовых компьютеров кубиты, состоящие из отдельных атомов, переживают решающий момент.

В конце прошлого года технологический гигант IBM объявил о том, что может показаться важной вехой в квантовых вычислениях: о первом в мире чипе под названием Condor, содержащем более 1000 квантовых битов или кубитов. Прошло всего два года после того, как компания представила Eagle, первый чип с более чем 100 кубитами. Казалось, что эта область стремительно движется вперёд. Создание квантовых компьютеров, способных решать полезные задачи за рамками даже самых мощных классических суперкомпьютеров, требует ещё большего их масштабирования — возможно, до многих десятков или сотен тысяч кубитов. Но это ведь всего лишь вопрос техники, верно?

Современная физика имеет дело с поистине умопомрачительными масштабами. Космология показывает Землю крошечной точкой среди наблюдаемой Вселенной, размеры которой поражают воображение и составляют 93 млрд световых лет. В то же время современные коллайдеры частиц исследуют микрокосмический мир, который в миллиарды раз меньше самого маленького атома.

Эти две крайности, самые большие и самые маленькие расстояния, исследуемые наукой, разделены 47 порядками величины. Это единица с 47 нулями после неё, число настолько абсурдно огромное, что его не стоит даже пытаться понять. И всё же, несмотря на изучение столь радикально разных расстояний и явлений, космология и физика частиц глубоко связаны между собой. Наблюдение за движением звёзд и галактик может выявить влияние ещё не открытых частиц, а изучение фундаментальных частиц в лаборатории может рассказать нам о рождении и эволюции космоса.

В статье кратко и почти только по делу говорится о ветровой нагрузке (точнее о её статической составляющей). Вообще, конечно, по интернету гуляет довольно много сильно схожих (друг с другом) объяснений по работе с этим видом загружения, но тем не менее вопросов, особенно у начинающих, с годами меньше не становится и даже наоборот... в связи с чем и публикуется данная статья.

Привет всем, в особенности тем, кто по мне соскучился.

Время от времени я собирался публиковать на Хабре обзоры заинтересовавших меня книг, однако это сложно делать без прямой рекламы и без того, чтобы явственно транслировать точку зрения автора. В блоге найдётся пара публикаций, непосредственно вдохновлённых книгами, которые мне довелось переводить. В частности, такова публикация «Ещё одна хронология будущего в картинках с комментариями», которую я написал, занимаясь переводом книги «Пять Сил» (издательство «Портал»). Другой пример — статья «Тише едешь — дальше будешь. Гены тихоходок и ключи к звёздам», которую я написал под впечатлением от весьма небесспорной книги Кристофера Мейсона «The Next 500 Years: Engineering Life to Reach New Worlds». Она выйдет в издательстве «Альпина-Паблишер» под руководством уважаемой Лидии Разживайкиной.

Отчасти «однокнижной» получится и сегодняшняя статья, в которой я расскажу об одном из видов потенциальных техносигнатур, а именно, о том, как может (должен?) выглядеть информационный след высокоразвитой цивилизации.

Существует такое остроумное приспособление как гидротаранный насос. Его ещё называют гидро ударный насос или hydraulic ram.

Это чисто механический прибор, который преобразует кинетическую энергию потока жидкости в потенциальную энергию жидкости. Происходит это благодаря искусственно создаваемым гидравлическим ударам.

Это, пожалуй, единственный в технике пример, когда гидроудар приносит пользу, а не вред.

В этом тексте я расскажу о своём опыте конструирования экземпляра этого прибора.

Одним из показателей качества аналогового тракта приемника является коэффициент шума (КШ). Чем он меньше, тем меньше дополнительных шумов вносит аналоговый тракт в сигнал, поступающий на его вход.

Выбор устройств с низким КШ может позволить увеличить дальность или скорость передачи данных в канале связи без увеличения энергопотребления и размеров антенн.

В [1] рассматриваются 3-и метода измерения коэффициента шума:

1.     Метод Y-фактора. Этот метод предполагает использование генератора шума.

2.     Метод генератора сигнала с удвоением мощности.

3.     Метод прямого измерения шума (метод холодного источника)

1-й метод заключается в использовании генератора шума, достаточно распространен и хорошо описан в инструкциях на приборы. В статье подробнее рассматривается пример измерения коэффициента шума при помощи анализатора спектра, используя 2 и 3 способ. Также приводятся возможные ошибки при измерении коэффициента шума подобными методами и сравнение полученных результатов на практике. В свое время использовать эти методы для оценки КШ меня побудило отсутствие в доступе генератора шума на нужный диапазон частот. Также эти способы позволяют измерять устройства с большим коэффициентом шума, такие как преобразователи частоты, усилители мощности.

Струйные насосы-эжекторы

В статье про тепловые узлы домов уже рассматривался элеваторный узел как вариант использования водоструйного насоса с приводом от напора тепловых сетей.

Элеватор вовсе не уникальное устройство, а лишь одна из версий применения широко известного  семейства «струйных насосов».

Такими струйными насосами могут быть как водо-водяные, так и водо-газовые, газо-водяные или газо-газовые насосы. (см.рис.1.)