Физика

В статье рассмотрены различные варианты организации охлаждения контейнерных дизельных электростанций (КДЭС). Проведено численное моделирование (CFD) движения воздушных потоков при разных схемах расположения приточных решёток. Полученные результаты позволяют оценить равномерность охлаждения оборудования и выявить причины перегрева в замкнутом объёме контейнера. На основе анализа сформулированы практические рекомендации для повышения надёжности систем охлаждения.

Международный коллектив ученых теоретически исследовал свойства кварк-глюонной плазмы. Оказалось, что за счет термического испарения глюонного конденсата момент инерции кварк-глюонной плазмы может быть отрицательным. Работа опубликована в журнале Physical Review D.

Целью исследования коллектива ученых из ОИЯИ и МФТИ  являлось изучение свойств быстро вращающейся кварк-глюонной плазмы. Самым простым параметром, характеризующим вращение, является момент инерции, который и исследовался в работе.

Евангелие от Иоанна начинается всем известной фразой "В начале было Слово". Однако в оригинале на греческом там написано "В начале был Логос". Слово "Логос" имеет множество значений и одно из них - число. Так что перевод этого предложения с греческого оригинала мог бы быть и совершенно иным, нежели тот, к которому мы привыкли.

Мы привыкли думать, что математика - это язык, на котором написаны законы природы. Мы используем формулы, чтобы описать движение планет, поведение электронов, расширение Вселенной. Но что, если мы всё время смотрели на картину мира, перевернутую с ног на голову?

Что, если математика - не просто язык, а сама субстанция реальности? Что, если наша Вселенная - не физический объект, описываемый уравнениями, а само уравнение, реализованное в себе?

Это не фантастика. Это - гипотеза математической Вселенной (далее - ГМВ), одна из самых радикальных, красивых и спорных идей современной физики и философии науки. В этой статье мы разберём её от истоков до последствий, рассмотрим, как она соотносится с теорией струн, квантовой теорией поля, петлевой квантовой гравитацией и информационным подходом к физике - и почему она может изменить всё, что мы думаем о реальности.

Современная наука, как может, борется с трением, представляющим в ряде применений существенную проблему (не всегда, иногда, трение — это даже хорошо). 

Обычно, с трением борются двумя наиболее распространёнными подходами: подбором пар трения и разработкой смазочных материалов (в реальности, даже ещё больше на самом деле - например, динамические методы, вроде той же вибрации; магнитные подвесы, воздушные подшипники и прочее). 

Однако, современная наука предлагает теперь и ещё один, весьма удивительный подход: реализацию сверхтекучести при комнатной температуре!

Автомобили встречаются в играх повсеместно, это стандартный элемент многих жанров. Если в игровом мире есть перемещение на дальние расстояния, то есть вероятность, что для него используется автотранспорт (если только вы не в фэнтези-мире, где перемещаются на лошадях. Прощу прощения, но в моём посте не будет информации о программировании лошадей).

С самого детства я играл во множество гоночных и транспортных игр. Я всегда старался находить новые гонки. Но со временем я понял, что меня не просто впечатляют новые машины или трассы; меня привлекала уникальность каждого игрового процесса и поведения машин, несмотря на то, что по сути своей все они были легковыми автомобилями.

Здесь важно сказать следующее: игры — это не физические движки, а впечатления. И гоночные игры больше других намеренно манипулируют реальностью, чтобы дать нам эти впечатления. Например, мы ожидаем от шутеров определённого поведения; пуль, летающих по прямой, отдачу при выстрелах, перезарядку. Если эти ожидания не оправдываются, игра начинает казаться «не такой». Но в случае транспорта степень допущений может быть огромной.

Возьмём для примера Mario Kart. Это гонки, максимально далёкие от реалистичности; машинки дрифтят по песку, вы бросаете в друзей черепашьи панцири и гоняете в картах с мультяшными пропорциями и физикой. Тем не менее, эту игру обожают, ведь она «продаёт» реализацию фантазии о гонках.

На противоположном краю спектра находятся такие реалистичные симуляторы, как iRacing и Assetto Corsa. В них игровой процесс тщательно отточен, чтобы передавать все нюансы и трудности реального автоспорта. Люди тратят тысячи долларов на оборудование, позволяющее воссоздать ощущение нахождения за рулём. Тем не менее, в основе всех этих игр лежит программирование автомобилей. Они лишь по-разному расставляют приоритеты аспектов игрового опыта.

Ученые из Российского квантового центра, ВШЭ и МФТИ сделали новое теоретическое исследование незатухающих токов в мезоскопических одномерных системах с парными перескоками фермионов. Работа была опубликована в Physical Review Journals.    Это исследование является важным шагом в понимании влияния парных перескоков на амплитуду незатухающих токов. 25 лет назад физики-экспериментаторы успешно продемонстрировали, что мощные постоянные токи без потерь могут течь в несверхпроводящих металлических кольцах, но не было теории, которая правильно объясняла бы величину или направление неожиданно больших токов. 

В предыдущей серии

В прошлой части мы говорили о классических версиях мультивселенной, связанных с инфляцией, циклами и струнной теорией. Теперь посмотрим на более смелые идеи: от квантовых миров Эверетта до гипотезы симуляции и математической Вселенной Тегмарка.

Несколько лет назад я собрал свой «лего магнум опус» — замечательный Pirates of Barracuda Bay — и решил с этими конструкторами завязать. Классные наборы все дорогие, да и места под них уже нет. Осенью я начал работать в YADRO и узнал о «конструкторах для взрослых» — цифровых схемах. Детали по цене гораздо приятнее LEGO, и уже на входе получаешь инженерный вайб, которым манят дорогие датские игрушки.

Здорово, но есть две проблемы. Я не умею работать паяльником — раз. Места под компоненты дома нет — два. На помощь спешат макетные платы и…. виртуальные конструкторы цифровых схем. Минус инженерный вайб, конечно, но прощупать собственный интерес хватит. 

Что по матчасти? Инженерного опыта у меня нет, знания об электричестве остались преимущественно в школе. На «Истовом инженере» есть курс схемотехники для начинающих — осилю его, а там посмотрим. В этом и в будущих постах буду делиться своим прогрессом и открытиями. Поехали!

Даже самый значимый с точки зрения биологии процесс может протекать столь быстро, что мы его не замечаем. В попытках запечетлеть его мы либо улавливаем стадью «до», либо стадию «после», но особый интерес вызывает то, что происходит между ними. Особенно это важно для изучения работы клеток. Ученые из Осакского университета (Осака, Япония) разработали уникальную систему криооптической микроскопии, которая буквально замораживает клетки во время работы, что позволяет детально рассмотреть их в любой желаемый момент времени. Из чего состоит система, как именно она работает, и что нового она позволит узнать? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Российский ученый предложил решение информационного парадокса черных дыр, показав, куда должна деваться исчезающая информация.  Работа была опубликована в журнале Modern Physics Letters A. В исследовании удалось показать теоретически, что информационный парадокс исчезает, если предположить, что при испарении черной дыры в нашей Вселенной ее внутренняя часть отделяется и создает новый Большой Взрыв, порождая другую вселенную. В этой модели возникает самосогласованное описание мультивселенной, в котором каждая черная дыра в родительской вселенной является в новой белой дырой или Большим Взрывом.

В исследовании Алексея Морозова из МФТИ не используется дополнительных предположений и проблема решается на том уровне, на котором она возникла.

Макс Тегмарк - один из самых неординарных мыслителей современной космологии. Его идеи вызывают жаркие дебаты и заставляют пересматривать привычные представления о реальности. Кто же он такой на самом деле, выдающийся ученый, опережающий свое время, или чудаковатый профессор и какие идеи продвигает в своей книге?

На Хабре уже выходило множество статей о том, что наш мир — это симуляция. Но, несмотря на это, прошу дать мне шанс с этой статьёй, в которой мы рассмотрим фундаментальные вещи, к которым все давно привыкли и не подвергают сомнению, хотя они толсто намекают…

А также мы рассмотрим практический вопрос: что это может значить лично для нас, если симуляционная теория верна.

На мой взгляд, противоречия, накопившиеся в современной науке, невозможно разрешить, не изменив самого мировоззрения научного сообщества. Которое основано на идее, что существует некая окончательная истина, верная для всех, и задача науки — найти её, чтобы понять, как всё устроено «на самом деле».

Новое мировоззрение предполагает, что любое восприятие Мира субъективно и  ограниченно. То есть никто и никогда не сможет воспринять Мир всесторонне полно и глубоко, а любая «истина» относительна и условна. Однако эти условные «истины» можно успешно применять, не претендуя на их окончательность и универсальность. В таком подходе выражение «на самом деле» теряет смысл, ведь абсолютного, совершенного восприятия не существует.

Коллектив российских ученых впервые в мире провел экспериментальную демонстрацию генерации импульсов терагерцового излучения с энергией до 5 пДж при разрядке вакуумного фотодиода фемтосекундными лазерными импульсами. Работа опубликована в журнале Frontiers of Optoelectronics. В исследовании было успешно сгенерировано терагерцовое излучение с помощью вакуумного фотодиода, измерены и исследованы характеристики терагерцовых импульсов, построены полуаналитическая модель и модель в COMSOL Multiphysics. 

Некоторое время назад я написал большую статью о глубинных связях апорий Зенона с современной естественнонаучной проблематикой, где подробно разобрал 4 наиболее известные апории Зенона о движении, показав, что все существующие решения неудовлетворительны, так как эти апории фундаментально исходят из той же проблемы, что и современные научные поиски «Теории всего». Однако считается, что Зенон сформулировал более 40 апорий, из которых до нас дошло лишь 9. Из этих 9 наиболее известны по сути две: «Ахиллес и черепаха» и «Стрела». Еще две в целом также неплохо рассмотрены в научно‑популярной среде: «Дихотомия» и «Стадий». Остальные же 5 практически не затрагиваются нигде за пределами Википедии. В то же время остальные 5 апорий Зенона не менее интересны, чем указанные 4, но, как и апории о движении, остальные пять апорий Зенона тоже, на мой взгляд, остались не поняты и недооценены. Рассмотрим их подробнее.

Четыре апории Зенона о движении представляют особый интерес, так как в них наиболее отчетливо видна современная научная проблематика. Но не менее интересны по-своему и другие апории Зенона из дошедших до нас. Они несут в себе глубочайший начуно-философский смысл и позволяют по-настоящему глубоко копнуть и заглянуть в тайны бытия и сущность Мироздания.

В этих 5 апориях Зенон всё также с различных позиций отстаивает философию своего учителя Парменида и в целом картину мира философской школы элеатов (к которой собственно и принадлежали Парменид, Зенон и Мелисс). Подробнее об учении элеатов я писал здесь. Сейчас лишь вкратце напомню основные тезисы, которые и защищает Зенон своими апориями:

Модальный реализм – на первый взгляд безумная идея о том, что все логически возможные миры так же реальны, как и мир действительный. Дэвид Льюис называл модальный реализм раем для философов: достаточно поверить в логическое пространство, в котором есть всё возможное, и многие философские проблемы решаются сами собой. Но так ли гладко обстоят дела в непротиворечивых мирах, как преподносят сторонники модального реализма? Правда ли, что миры из научной фантастики, фэнтези, любые литературные сюжеты, да и вообще всё, что мы в принципе можем себе вообразить, действительно где-то существует? Как модальный реализм соотносится с многомировой интерпретацией квантовой механики – это взаимодополняющие или взаимоисключающие концепции? И почему, по мнению Дэвида Льюиса, интерпретация Эверетта имеет настолько ужасные следствия, что её сторонники должны жалеть несчастного кота Шрёдингера и молиться, чтобы их гипотеза оказалась ошибочной?

В этом тексте вы узнаете зачем велосипедисту нужна квантовая механика.

Те кто катаются на велосипеде не раз ездили в темноте. В таких случаях надо как-то предупреждать окружающих пешеходов о приближении велосипеда. Ставить фары - классическое решение. Но фары быстро сажают батарею.

Я решил пойти другим путем. Как-то раз я обратил внимание на фотолюминесцентные наклейки. Фотолюминесцентные вещества - это такие вещества, которые заряжаются светом, а затем источают свет в темноте. У меня была рядом фиолетовая лазерная указка и я заметил, что лазер охотно заряжает такие наклейки.

Вскоре после того, как в 2013 году было подтверждено существование бозона Хиггса, Стандартная модель физики частиц некоторое время казалась завершённой. Однако поле Хиггса, квантом которого является эта частица, подкинуло множество странных и даже пугающих вопросов о природе массы и самого пространства-времени. Абстрагируемся на время от вопроса о том, сколько на самом деле может существовать бозонов Хиггса, и затронем в этой статье проблему истинного и ложного вакуума, которая связана с природой массы и энергии во Вселенной. Феномен «истинного вакуума» в противовес ложному впервые описал в статье 1977 года Сидни Коулман (1937 — 2007).

Именно поле Хиггса, квантом которого является открытый в 2012 году бозон, сообщает массу всем материальным объектам, а также задаёт минимальный уровень энергии пространства, который понимается как энергия вакуума. Однако, энергия того вакуума, в котором покоится наша Вселенная, может представлять собой лишь локальный, а не глобальный энергетический минимум. В таком случае «наш» вакуум является мнимым или ложным, и нельзя исключать, что в нём в результате квантовых флуктуаций может случайно образоваться более низкоэнергетический регион или даже спонтанно расширяющаяся область, заполненная истинным вакуумом.

Люди всегда стремились сохранить увиденное. Это стало возможным лишь в XIX веке с появлением фотографии. Развитие фототехники всегда шло по двум параллельным путям: с одной стороны — развитие фотографической оптики, позволявшей точнее фиксировать изображение, с другой — совершенствование записывающей среды, сначала фотопластинок и плёнки, а позже полупроводниковых матриц, сделавших фотографию частью нашей повседневности.

Российский коллектив ученых из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН, ООО Сенсор Спин Технолоджис, Российского квантового центра, МИФИ, МФТИ и ООО «Велман» (Новосибирск) разработал способ экспериментального определения концентрации изотопа углерода-13 с помощью анализа магнитных спектров. Исследование опубликовано в журнале AVS Quantum Science.