Физика

Около года назад я публиковал в этом блоге перевод статьи «Что, если мы никогда не найдём тёмную материю?». Авторы оригинала привели подробную инфографику, демонстрирующую, из каких гипотетических частиц может состоять эта тёмная материя, вернее, неучтённая масса. Как ни странно, авторы не упоминают RELHIC – беззвёздные газовые облака, размеры которых ограничены реионизацией. На момент подготовки этой статьи феномен охарактеризован в Википедии как «теоретическая концепция», однако, вполне возможно, первый реально существующий объект такого рода был описан в самом начале 2026 года. Облако RELHIC по форме и размеру напоминает галактику, но не содержит звёзд, а, как можно предположить, состоит преимущественно из тёмной материи.

Как я изобрёл «Вихревой  вакууматор», который известен уже более 70 лет.

В предыдущей статье про эксперименты с вихревой трубкой Ранка-Хилша (далее ВТР) я обнаружил эффект подсоса воздуха через диафрагму при  отвинченном глушителе на ВТР.

Один из читателей в комментариях порекомендовал мне ознакомиться с книгой «Вихревые аппараты». Что я и сделал, найдя эту книгу в сети (см.рис.1-2).

Молния... Как заряд разделяется внутри облака и при чем здесь град? И как на самом деле работает громоотвод — он «ловит» разряд или предотвращает его?

В этой статье мы разберем физику грозы: от термодинамики восходящих потоков до электростатики льда и града. Отдельно поговорим о безопасности и развенчаем мифы.

Статья основана на научных данных и включает авторские иллюстрации, исторический кейс с участием Робеспьера и личные наблюдения из горной местности.

Климатическая история Марса постепенно проясняется. Орбитальные аппараты с мощными камерами, марсоходы с комплексами научных приборов — все брошены на восстановление летописи Красной планеты. Так была жизнь на Марсе или нет? Свидетельства последнего десятилетия делают гипотезу о древней обитаемости Марса особенно убедительной.

Необходимое условие, чтобы это оказалось возможным, — теплый и влажный климат. Есть две группы доказательств. Во‑первых, минералы, которые не могут образоваться без воды. Во‑вторых, особые формы рельефа, которые могли быть созданы только потоками. Новые данные проекта NPJ Space Exploration указывают на крутые осадочные отложения в долинах Маринера — эти структуры поразительно напоминают речные дельты здесь, на Земле.

Исследование называется «Отложения на склонах обрывов фиксируют максимальный уровень воды в долинах Маринера». Возглавил его Игнатиус Аргадестья — аспирант Института геологических наук и Физического института Бернского университета.

^{А.А.Воробьёв — «Сверхвысокие электрические напряжения»}

Электрические потенциалы высоких значений, окружают нас повсюду — от молний во время гроз, извержений вулканов, до «микромолний» при снимании синтетического свитера*. 

Человек нашёл множество применений этим потенциалам — заряжая бумагу с помощью коротронов/зарядных роликов в лазерных принтерах, производя очистку воздуха от пылевых загрязнений и даже передавая на расстояние высокое напряжение, по лазерному лучу (который на краткое время создаёт ионизированный канал в воздухе). 

Однако, было бы ошибкой думать, что высокое напряжение, которое может добыть человек в своих практических целях, обязательно должно быть неразрывно связано со сложными электронными схемами, производящими его — так как есть весьма простые машины, известные уже большое количество времени, с помощью которых можно генерировать достаточно немалые потенциалы, и сейчас, мы поговорим как раз именно о них, так как, зачастую, это устройства весьма примечательные, достойные более внимательного взгляда... ;-)

Сегодня хочу вам рассказать про один интересный вид нейронных сетей в физически-информированном машинном обучении (PIML). Одной из задач PIML является поиск решений уравнений динамики и моделирование физических систем. Физику или в общем случае некоторые знания можно интегрировать в нейронную сеть несколькими различными способами. Сегодня мы рассмотрим вариант, как физические законы используются в архитектурных решениях нейронных сетей, а именно лагранжеву нейронную сеть.

Всем добрый день!

Тема сегодняшней статьи — хромирование. Сфера применения этого покрытия огромная. Оно используется в декоративных целях на всяких бытовых безделушках и в составе серьезных сложных агрегатов, таких как гидроцилиндры и амортизаторы. И если в первом случае повреждение хромового покрытия не приведет ни к чему серьезнее падения настроения за впустую потраченные деньги, то во втором случае всё может закончиться большими проблемами. Вот о применениях хрома для ответственных деталях и поговорим.

Как именно хромировать я в этой статье не расскажу, а обращу внимание на ряд тонких нюансов, которые, возможно, будут полезны как людям, напрямую связанным с нанесением покрытия и обслуживанием агрегатов, так и просто любознательным коллегам из других отраслей промышленности и науки. Дополнительно хочу акцентировать внимание, что никаких названий пароходов, самолетов и поездов в тексте статьи не будет. Во-первых, это бессмысленно, так как от сферы применения химия и физика процесса не меняется, а во-вторых, упоминать именованные сущности мне никто право не давал. Надеваем спецодежду и проходим на участок хромирования.

Часть 1. Знакомство

Хромирование, как следует из названия, это процесс осаждения на поверхности детали металлического хрома. Хром является катодным покрытием по отношению к стали, а значит, при повреждении до металла корродировать будет именно основной металл, приводя к его разрушению. Отдельно осложняет ситуацию тот факт, что хром, особенно с высокой твердостью, склонен к образованию трещин в силу сильных напряжений в покрытии. Поэтому применяют специфические приемы для предотвращения дефектов, эти методы мы рассмотрим ниже.

Международная научная коллаборация совершила качественный скачок в проверке границ квантового мира, впервые продемонстрировав интерференцию искусственных металлических наноструктур.

Случилась тут со мной на днях оказия, друзья — купил себе вау вакуумную камеру и вакуумный насос! 

Никогда не догадаетесь, зачем это мне надо :-) Поэтому в конце статьи я всё-таки об этом расскажу. 

Но для начала давайте прикинем, насколько эта штука может быть полезной/бесполезной в бытовом использовании? 

^{Walter Baxter}

Нет, наверное, никакого другого подобного устройства, гештальт по которому многие мечтали закрыть ещё со школы — и речь пойдёт о барометрах! :-)) 

Все мы знаем, что «синоптики не ошибаются — они просто путают время и место» :-), поэтому, имеет смысл самостоятельно перепроверять прогнозы, хотя бы в их части, и одним из таких технических средств перепроверки, являются барометры...

Представьте на секунду, что самое важное в машине — то, что заставляет её двигаться, — вдруг стало мягким, бесшумным и практически вечным. Не металлическим, скрипучим и ломким, а гибким, текучим... почти живым. Звучит как сцена из научно-фантастического романа, верно? Но именно это сейчас происходит в научных лабораториях. Физики и инженеры один за другим совершают тихую революцию, отказываясь от привычных шестерёнок и валов. И что самое удивительное — замену они нашли буквально под рукой: в самой обычной жидкости.

Вот уже тысячи лет принцип передачи движения не менялся: зуб одной железной шестерёнки цепляется за зуб другой. Но недавно команде из Нью-Йоркского университета удалось перевернуть этот принцип с ног на голову. Всё началось с простого, почти школьного эксперимента. Учёные взяли два гладких цилиндра, которые можно было сдвигать и раздвигать, и погрузили их в прозрачный аквариум. Но вместо воды они залили туда смесь воды и глицерина — густую, вязкую жидкость, похожую на сироп. Один цилиндр подключили к моторчику, а за вторым внимательно следили датчики. И тогда произошло нечто удивительное.

Говорят, что дихотомия идеализма и материализма уже неактуальна для современной науки, так как реальность оказалась настолько сложнее и интереснее простых схем, что уже практически не вписывается ни в одну из прежних больших философских парадигм. Так и чем же оказалась реальность с точки зрения самой фундаментальной на данный момент теории — Квантовой механики — и её наиболее распространенной (пока) интерпретации — Копенгагенской? В данной статье я вряд ли отвечу на этот вопрос, но хочу скорее поговорить о тех странностях, которые я искренне не могу понять в Копенгагенской интерпретации. История науки, как говорит А.М. Семихатов, это борьба против здравого смысла. И это нормально. Это я могу понять. Но когда наука начинает бороться с самой логикой и этого, как кажется никто не замечает и всех всё устраивает, вот эту же действительно странно.

Предыдущие части:

«Геометрическая головоломка на выходные»,
«Электродинамика виртуальной Вселенной»,
«Механика виртуальной Вселенной»,
«Квантовая механика виртуальной Вселенной (Часть I)»,
«Квантовая механика виртуальной Вселенной (Часть II)»
«Релятивизм виртуальной Вселенной»
«Космология виртуальной Вселенной (Часть I)»
«Космология виртуальной Вселенной (Часть II)»
«Электричество, проводимость и сверхпроводимость в виртуальной Вселенной»
«Атом в Виртуальной Вселенной (Часть I)»

В предыдущей части мы рассмотрели элементарные принципы, описывающие устройство и поведение атома в фазово-геометрической картине «виртуальной Вселенной». Речь шла прежде всего о фундаменте: геометрии SU(2)-фазы, роли компактного пространства, механизме возникновения атомной структуры и причинах дискретности энергетических уровней.

Теперь мы перейдём к следующему шагу и попробуем ответить на более сложные и менее «удобные» вопросы. Что происходит, когда в атоме появляется не один электрон, а несколько? Почему электронные состояния не накладываются друг на друга? Откуда берутся правила заполнения оболочек, и почему химия вообще возможна?

В стандартной квантовой механике ответы на эти вопросы формулируются в виде отдельных принципов и правил — принципа Паули, правила Клечковского, правил Хунда и Слейтера. В рамках предлагаемой модели мы попробуем проследить, следуют ли эти правила из фазовой геометрии, или же они остаются независимыми эмпирическими фактами.

Иными словами, если в первой части мы убедились, что атом как таковой в этой картине возможен, то теперь пришло время проверить, насколько далеко эта возможность простирается.

Здравствуйте, мои уважаемые читатели.

Исследование так называемой «Виртуальной Вселенной» продолжается — и, к счастью, пока не упёрлось ни в окончательные ответы, ни в окончательные разочарования.

В этой статье я расскажу об атоме в рамках рассмотренной ранее теории, которую мы строили.

Атом изучен очень хорошо. Его спектры известны с высокой точностью, его устойчивость проверена экспериментом, а любые теоретические допущения в этой области быстро становятся видны. Если геометрический фазовый подход действительно претендует на отражение физической реальности, то он обязан воспроизвести атомную структуру без апелляции к дополнительным квантовым постулатам и без подгонки под известный результат.

Некоторые люди смотрят «Матрицу» и думают, что это выдумка. Конечно, там есть приукрашивания и преувеличения о ценности человеческих тел, но в целом гипотеза симуляции построена на стройной научной модели цифровой физики.

Цифровая физика — это совокупность математических и философских работ, представляющих Вселенную как гигантский цифровой компьютер.

В этом направлении работали великие учёные и инженеры, такие как Конрад Цузе (создатель первого языка программирования высокого уровня), Джон фон Нейман, Стивен Вольфрам и др. Саму физику часто связывают с клеточными автоматами.

Топология пришла в физику из математики и поначалу выглядела почти философским украшением. Она изучает не форму как таковую, а то, что остаётся неизменным при любых плавных деформациях. Бублик и чашка с ручкой — классический пример: их можно мять, растягивать, но пока не разорвешь материал, они будут оставаться эквивалентными, потому что в каждом из них есть по одному отверстию. Или ещё проще: возьмите гладкую верёвку и завяжите на ней узел. Вы можете тянуть её, изгибать, сжимать, растягивать — узел будет менять форму, становиться туже или свободнее, но он не исчезнет. Чтобы от него избавиться, нужно внести координальные изменения: разрезать верёвку или протащить конец сквозь петлю. Топология как раз и занимается такими свойствами — тем, что нельзя устранить никакими «мягкими» деформациями, пока система остаётся целой. В физике идея оказалась неожиданно практичной. Выяснилось, что квантовые состояния электронов в кристалле тоже могут обладать такой «узловой» структурой — не в реальном пространстве, а в пространстве возможных состояний.

Замерзает ли Балтийское море!?

В Калининградской области установилась морозная и снежная погода, что в нашем довольно мягком, умеренном морском климате, бывает крайне редко. По этому поводу, мы решили одеться потеплее и съездить проверить, как там наше море, не замерзло ли, и не навело ли красоту на берегу.

Картинка: Kristoferb

Современная техника, а особенно её электронно-вычислительная часть, зачастую является синонимом слова «тепловыделение».

С этим борются с той или иной степенью успешности, и одним из широко распространённых решений являются всем известные теплоотводы, обычно снабжённые радиаторами.

Но, как выясняется, с ними тоже не всё так просто, и между радиаторами одного типа и другого может лежать настоящая пропасть, несмотря на то что формально рассматриваемые типы относятся к одной и той же категории «радиаторы»…

В массовом сознании распространено мнение, что магнитные поля используются обычно для концентрации и управления чем-то: электронных пучков, в старых ЭЛТ мониторах и телевизорах, удержания плазмы в термоядерных реакторах и других аналогичных задачах. 

Более продвинутые в техническом плане, вспомнят также и про управление электронным пучком в скоростных 3D принтерах по металлу и, даже, использование магнитных полей, для управления ферромагнитной жидкостью, в самодельных дизайнерских часах. 

То есть, получается, что «поле используется в качестве инструмента, для концентрации чего-то другого».

Однако, зададимся парадоксальным, на первый взгляд, вопросом: а можно ли сконцентрировать само поле?! 

Несмотря на кажущуюся странность этого вопроса, он является одним из основных в физике, так как успешное его решение позволяет достичь многих поразительных вещей, что мы и увидим ниже...

В первой части рассказа о радарах мы поговорили о том как радары появились, а во второй об основах устройства импульсных радаров. И хотя мы еще не выбрались за период Второй Мировой, настала пора наконец поговорить о том как с радарами стали бороться и заодно обсудить следующую ступеньку развития - импульсно-доплеровские радары.