Физика

Картинка Freepik

Знали ли вы, что светом можно управлять с помощью магнитного поля? 

Нет, в статье ниже не пойдёт речь о создании «DIY-чёрной дыры» :-D 

А будет рассказ об интересном эффекте, открытом в 1845 году Майклом Фарадеем, благодаря чему и зародилась целая область науки, называемая «магнитооптикой». 

Об углеродном следе говорят уже не первое десятилетие — это один из главных маркеров климатических изменений. Страны спорят о квотах, корпорации рапортуют об «углеродной нейтральности», на Хабре — десятки публикаций. Но все эти меры в лучшем случае сдерживают рост концентрации CO2. А что если попробовать не просто тормозить — а откачивать углекислый газ из атмосферы?

Идея не нова, но у неё появился неожиданный союзник — океан. Морская утилизация углерода (marine Carbon Dioxide Removal, mCDR) — это десятки технологий: от выращивания водорослей до стимуляции химических реакций в морской воде. Сегодня этим занимаются десятки стартапов — от амбициозных новичков до тех, кто уже получил госфинансирование. В статье — что они делают и работает ли это.

Прямо сейчас совершается одна очень интересная революция, захватывающая области физики и наноэлектроники, которая, в итоге, даст новый способ хранения информации, с задействованием квантовой характеристики электрона — его «спина». Что же это такое?

В этом блоге я не раз затрагивал вопросы происхождения жизни, вернее, наши представления и аналогии, позволяющие экстраполировать зарождение и развитие земной жизни на условия характерные для других планет и спутников. Опуская всяческие детали, сейчас считается, что для запуска биохимических процессов на планете или спутнике должны быть кислород, вода и магнитное поле — причём в случае спутника последнее требование может удовлетворяться, даже если он просто защищён магнитосферой родительской планеты. Но до сих пор не вполне понятно, что послужило толчком к насыщению древних земных акваторий кислородом и, как следствие, подготовило почву для победы аэробных организмов над анаэробными. Господствующие теории, объясняющие насыщение океана (а затем и атмосферы) кислородом связаны с расцветом цианобактерий, спровоцировавших так называемую «кислородную катастрофу» или «великое окисление» (Great Oxidation Event). В подробной статье уважаемой Елены Наймарк на сайте «Элементы» разобрана история этого понятия, а также объяснено, почему данное явление сложно считать как «катастрофой», так и «событием». Это не отменяет базового факта — до недавнего времени избыток молекулярного кислорода на Земле считался кумулятивным эффектом от жизнедеятельности зелёных растений. Но около года назад появились исследования, позволяющие предположить, что на дне океана могут существовать обильные небиологические источники кислорода. Данную гипотезу выдвинул и обосновал профессор Эндрю Суитмен (Andrew K Sweetman), руководитель кафедры экологии морского дна и биогеохимии в Шотландской ассоциации морских наук. Группа под его руководством опубликовала в журнале «Nature Geoscience» статью о «тёмном кислороде».

Время не ждёт. Мы все это чувствуем, но редко задумываемся о причине этого и о смысле времени вообще. Чаще всего у нас, обычных людей, нет времени думать о времени. А вот у некоторых физиков в этом заключается суть их работы.

В обычной жизни мы привыкли делить время на три категории: прошлое, настоящее и будущее. Даже если такое разделение кажется очевидным, суть его при дальнейшем анализе постепенно размывается. Нам нужно настоящее, чтобы определить и отделить прошлое от будущего. Но что такое «настоящее»?

Всё, что определяется временем, должно иметь продолжительность. Мы можем измерить продолжительность прошедших событий и прикинуть длительность будущих. Но настоящее как будто вообще не имеет продолжительности – это точка между прошлым и будущим на временной прямой. Это абстракция, не имеющая длительности. Следует ли из этого, что настоящего не существует?

Картинка brgfx, Freepik

Мы знаем, что при некоторых условиях, электрический ток может приводить к выработке тепла, а также поглощению его из окружающей среды — проще говоря, к охлаждению. 

Самый яркий пример таких систем — элементы Пельтье, которые позволяют, только за счёт протекания электрического тока, создать разность температур. 

Однако, думали ли вы когда-нибудь о том, что подобный эффект может быть достижим и при помощи всего лишь магнитного поля? 

Такое возможно и сам эффект известен под названием «магнитокалорического эффекта».

Приветствую, уважаемые хабровчане! Предлагаю вашщему вниманию заключительную статью серии «Территория Большого Взрыва», в которой мы наконец переходим к самому интересному! Решим все проблемы теории Большого взрыва, сформулированные в предыдущих статьях, с помощью модели множественной инфляции, и построим пайплайн создания Мультивселенных! И, конечно, зададим новые вопросы.

Для тех, кто впервые встречается с этой серией, рекомендую ознакомиться с первыми тремя статьями по ссылкам: первая, вторая и третья.

Всем привет! В прошлый раз рассказывал про нашу разработку средств выведения без участия Роскосомоса и упоминал об ответвлении исследований в бытовой сегмент. Сегодня речь пойдет об одном из отпочковавшихся изделий - простейшем редукторе. Его история могла бы быть довольно простой, если бы не обещанная в заголовке пружина, имеющая  интересную знакопеременную кривизну, и уходящая корнями в XVIII век.

Интеллигентного вида юношу на фотографии звали Александром. Нынче таких прапорщиков не увидеть, да и в Первую мировую такие не на каждом шагу встречались. Вообще, юноше из петербургской приличной семьи потомственных деятелей искусства более приличествовало общество каких-нибудь социал-демократов, или черносотенцев. Все эти бурные митинги, шествия, похожие на карнавальные, максимализм в убеждениях, и готовность строить справедливый мир мудрым словом.

Что-то такое и случалось с ним в гимназические годы, в период Первой русской революции: «13 октября, во время сходки, отец ученика 8-го класса… вызвал своего сына и, держа его за руки, умолял вернуться домой, говоря: «Мать больна, поедем!». Ученик вырвался из рук отца со словами: «Мне товарищи дороже» и возвратился на сходку».

Но после поступления в 1906 г. на математическое отделение физико-математического факультета Санкт-Петербургского университета юноше стало не до политики.

Приветствую вас, друзья. Моя профессия инженер-программист. Как думаю многие из нас, всегда интересовался физикой. И вот, идея которая зародилась десяток лет назад, обрела чёткие формы сейчас, с помощью LLM. Без LLM это было бы невозможно.

Поиск ответов начался с двух наблюдений: крайняя схожесть проявлений оси времени t с осями пространства x y z в классической физике + стоячие волны (солитоны, синусоидальные). LLM помог мне сделать скрипт, который перебирает стабильные конфигурации волн в 4D. Результаты были любопытными: таких стабильных волновых мод было не много - они показали явную связь с известными нам барионами. (Барионы это общее название для всех комбинаций из известных кварков)

Модёль даёт цифры. Есть 5 настраиваемых параметров - натяжение струн u d s c d. (Кварки - это струны в модели) На выходе получаем 20+ значений масс известных барионов со средней погрешностью в 1%. Больше всего разброс даёт s-струна - не зря названа Strange.

На фундаментальном уровне Вселенная состоит из квантов — отдельных сущностей, обладающих такими физическими свойствами, как масса, заряд, импульс и т. д., которые могут взаимодействовать друг с другом. Два или более кванта могут вступать в связь друг с другом, образуя сложные структуры, такие как протоны, атомы, молекулы, а из них уже состоят стулья, кастрюли и люди. Хотя квантовая физика как точная наука появилась относительно недавно, в основном в прошлом веке, но идея о том, что Вселенная состоит из неделимых сущностей, которые взаимодействуют друг с другом, уходит корнями более чем на 2000 лет назад, по крайней мере, к Демокриту Абдерскому.

Океаны и моря являются визитной карточной нашей планеты. Глубины океанов, куда не проникает даже свет Солнца, хранят немало тайн и загадок, которые научное сообщество продолжает раскрывать и по сей день. Думая, что мы знаем все о нашей планете, мы глубоко заблуждаемся, и океан является тому подтверждением. Но загадки океанов лежат не только на их дне, но и на поверхности. Для мореплавателей важную роль играет ветер и волны, но как эти две силы взаимодействуют было неясно по сей день. Ученые из Института прибрежной океанской динамики (Геестхахт, Германия) разработали специальную лазерную систему визуализации воздушных потоков, которая дает возможность увидеть потоки в миллиметрах от поверхности воды. Как именно работает данная система, и что она позволяет узнать? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Недавно вышел новый каталог галактик DESI, собрав миллионы галактик с их точными положениями в 3d карту Вселенной. И один из удивительных результатов: кажется, обычная модель темной энергии не очень хорошо вписывается в эти наблюдения…

Здравствуйте, дорогие читатели Хабра! Меня зовут Владимир, я кандидат химических наук. И сегодня мы поговорим про нано-1D-вещества (или одномерные образования и квазиодномерные элементы). Количество публикаций в этой области удваивается примерно каждые два года. Специфическая анизотропная форма с очень большим характеристическим отношением длина/диаметр, высокое структурное совершенство и практически идеальная поверхность ННК придает им целый ряд уникальных физических свойств. Бум исследовательского интереса к ННК полупроводникам связан с перспективами создания на их основе бездислокационных ненапряженных гетероструктур, которые могут быть использованы в различных приборных приложениях.

Научная фантастика является источником множества невероятных технологий, некоторые из которых уже давно перебрались в наш реальный мир, другие же пока остаются на страницах книг. Какие-то из этих технологий имеют очень специфическое описание, функционал и, как следствие, не так популярны среди читателей, но есть и те, без которых невозможно представить выдуманный футуристический мир: роботы, телепортация, гипердвигатели, клонирование, голограммы, лазеры и многое-многое другое. Касательно лазеров, то они во многом изменили наш мир, став неотъемлемой частью многих устройств, используемых как в быту, так и в лабораторных условиях. Человек может знать крайне мало о лазерах, но одно известно практически всех — они опасны. Ожоги и потеря зрения одни из самых распространенных травм при работе с лазерами, степень повреждений варьируется от мощности лазера. Но что если сделать лазеры безопасными, сохранив при этом их эффективность? Именно это и сделали ученые из Иллинойсского университета (США). Они создали первый в мире кристаллический лазер, который работает при комнатной температуре и является безопасным для глаз. Как именно им это удалось, и на что способен новый безопасный лазер? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Всеми ядерными, атомными и молекулярными явлениями в нашей Вселенной управляют квантовые переходы. В отличие от планет Солнечной системы, способных стабильно перемещаться по орбите вокруг Солнца на любом расстоянии при подходящей скорости, протоны, нейтроны и электроны, составляющие всю известную нам материю, могут объединяться друг с другом только в ограниченном множестве конфигураций. Эти комбинации хотя и многочисленны, но конечны в своём числе, потому что квантовые законы, управляющие электромагнетизмом и ядерными силами, ограничивают способы выстраивания структур атомных ядер и электронов.

Самый распространённый атом во всей Вселенной — это водород, состоящий всего из одного протона и одного электрона. В процессе формирования новых звёзд атомы водорода ионизируются и снова становятся нейтральными, если эти свободные электроны смогут вернуться к свободному протону. Хотя электроны обычно переходят между допустимыми энергетическими уровнями вплоть до невозбуждённого состояния, при этом генерируется только конкретное множество инфракрасного, видимого и ультрафиолетового излучения. Но важнее то, что в водороде происходит особый переход, излучающий свет с длиной волны примерно с вашу ладонь: 21 сантиметров. Физики имеют полное право называть это значение «магической длиной» нашей Вселенной; возможно это число когда-нибудь раскроет нам самые тёмные секреты, таящиеся в самых глубинах космоса, которые никогда не сможет покинуть звёздных свет.

Даже позитрон и электрон в процессе аннигиляции превращаются в кинетическую материю двух гамма квантов представляющих собой возбуждение электрической материи.

Энергия каждого их этих квантов равна энергии покоя электрона или позитрона.

При этом энергия независимо от знака заряда частиц всегда положительна.

Теперь представим себе процесс, в котором два не очень энергичных кванта в момент рождения оказались на одной траектории. Квант на траектории это динамический объект.

Два объекта не могут занимать состояние со всеми одинаковыми параметрами. И эти два динамических объекта должны получить разные параметры. Наиболее подходящим для нашего случая считаем параметр — фаза возбуждения.

Одна линия возбуждения:

e — условный заряд в исходной системе.

Вторая линия возбуждения:

Такая конструкция не может взаимодействовать с зарядами и быть обнаружена по этому признаку.

Но материя никуда не исчезла.

Если теперь определить величину E² , то

Эта запись аналогична следующей:

Умножим обе части на :

Теперь в канале возбуждения пульсирует некоторая энергия зависящая от первоначальной длины волны электрического возбуждения с частотой вдвое выше первоначальной частоты возбуждения в одном канале и вдвое меньшей длиной волны . Энергия пульсирует от нуля до 2, имея среднее значение 1.

Через релиденс (об этом термине написано в прошлой статье) нейтрино можно вычислить её скорость

Обычные средства вычисления не позволяют увидеть отличие от скорости света, хотя оно и есть.

Относительно превращения нейтрино из одного типа в другой (осцилляции) есть сомнения. Спин при превращениях изменяться не может. Нейтрино могут иметь спин ± ½.

В предыдущем туториале "Единицы измерения физических величин" было сказано, что результат любых инженерных измерений и расчётов не имеет никакого смысла, если не указаны две его основные характеристики: единица измерения и точность. Как использовать единицы измерения при вычислениях на Питоне мы уже обсудили - теперь перейдём к точности и связанным ней понятиям погрешности и неопределённости

Погрешность измерения — это отклонение измеренного значения величины от её истинного (действительного) значения. Погрешность измерения является характеристикой точности измерения. Выяснить с абсолютной точностью истинное значение измеряемой величины, как правило, невозможно, поэтому невозможно и указать величину отклонения измеренного значения от истинного. Это отклонение принято называть ошибкой измерения. Возможно лишь оценить величину этого отклонения, например, при помощи статистических методов. На практике вместо истинного значения используют действительное значение величины , то есть значение физической величины, полученное экспериментальным путём и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него. Такое значение обычно вычисляется как среднестатистическое значение, полученное при статистической обработке результатов серии измерений. Это полученное значение не является точным, а лишь наиболее вероятным. Поэтому при записи результатов измерений необходимо указывать их точность. Например, запись означает, что истинное значение величины лежит в интервале от 2.7 s до 2.9 s с доверительной вероятностью 95%. Количественная оценка величины погрешности измерения — мера сомнения в измеряемой величине — приводит к такому понятию, как неопределённость измерения. Синонимом термина "погрешность измерения" (англ. measurement error) является "неопределённость измерения" (англ. measurement uncertainty). Таким образом мы плавно и ненавязчиво подошли к названию модуля языка Питон, которому посвящён настоящий туториал - uncertainties (неопределённости).

Всем привет, я наконец вернулся на Хабр с новой статьёй.

Напомню, в предыдущих статьях мы говорили об устройстве нашей Вселенной и её проблемах (точнее, проблемах научных теорий, у Вселенной всё отлично), и о том пути, который прошла человеческая вера, философия и наука от первых представлений об устройстве мира до идеи о Большом взрыве и космологической эволюции Вселенной. Также я сформулировал основные проблемы ТБВ, хоть и не все.

Но самое главное - я почти ничего не рассказал о самой Теории Большого взрыва! Что происходило со Вселенной с момента её появления, как она стала такой, какая есть?
В этой статье приглашаю познакомиться с ТБВ в её классическом варианте, можно сказать, на пике её славы. А по дороге опишем её основные проблемы и соберём их в список.

Поехали!

В последние два десятилетия физики развивают любопытную идею. Возможно, мир, в котором мы живём, включая нас самих, — не более чем иллюзия, голограмма, созданная реальностью, в которой отсутствует важное свойство привычного нам мира — третье измерение.

Хуан Малдасена, профессор Института перспективных исследований в Принстоне, сыграл важнейшую роль в развитии этой идеи, известной как «голографический принцип» или «AdS/CFT соответствие». В 1990-х годах Малдасена придумал самую первую модель Вселенной, в которой реализован голографический принцип.

Голографический принцип вырос из одной из самых больших научных проблем двадцатого века: того факта, что две фундаментальные теории физики — теория гравитации Эйнштейна (общая теория относительности, ОТО) и квантовая механика, не уживаются друг с другом.