Физика

Привет, Хабр. В годы моей юности мне попалась марсианская сага Эдгара Берроуза о Джоне Картере, а именно книга с тремя первыми повестями — «Принцесса Марса», «Боги Марса» и «Повелитель Марса». Обойдёмся без излишних спойлеров; оговорюсь лишь, что первая часть этого эпического сюжета была экранизирована в 2012 году, провалилась в прокате и была незаслуженно забыта. Удивительный марсианский мир Барсум был создан Берроузом в те времена, когда фэнтези ещё не отделилось от научной фантастики, и сам Барсум даст фору любым «Dungeons & Dragons» по разнообразию и сюрреалистичности населяющих его существ. Среди наиболее жутких насельников берроузовского Марса особого внимания заслуживают голубоватые «растительные люди» (plant men) с хищническо‑вампирским метаболизмом. Вспомнив о них в затянувшуюся питерскую зиму, я придумал пару новых тем для Хабра, и одну из них, о практической невозможности накатить фотосинтез на человеческий метаболизм, поручил исследовать в качестве гостевого поста уважаемой Анастасии Лазукиной @anastasiamrr, которая не первый год трудится автором в корпоративном блоге FirstVDS, а также иногда разнообразит своими работами мой блог. Под катом много картинок

Коллектив российских ученых провел теоретическое исследование экситонных поляритонов в квантовых оптических микрорезонаторах. Работа открывает новые возможности для манипулирования квантовыми оптическими средами в оптоэлектронике. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Research. 

Для создания определенных устройств требуются определенные материалы, выбор которых зависит от их физических и химических свойств. Однако с развитием науки и технологий многие «классические» материалы оказались не столь эффективными, а потому появилась необходимость в поиске альтернатив. И порой такие альтернативы находятся в самых неожиданных местах. Ученые из Штутгартского университета (Штутгарт, Германия) разработали новую систему муаровых сверхрешеток нанометрового масштаба, используя ДНК и их способность к самоорганизации. Как именно была создана эта структура, как себя проявляют ДНК в ней, и где может использоваться данная разработка? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Ученые из МФТИ разработали новую метрику, описывающую различие между реальным (зашумленным) и идеальным (чисто теоретическим) квантовыми процессами. Она позволяет достаточно просто определить меру отклонения от идеальности происходящего процесса, а также сделать строгую оценку ошибки в получаемом в конце процесса результате, например в случае квантовых вычислений. Работа опубликована в журнале «Труды МИАН».

Результаты исследования частот колебаний магнитных моментов в антиферромагнетике, проведенного учеными из Института радиотехники и электроники имени В. А. Котельникова РАН и МФТИ и опубликованного в Journal of Applied Physics, открывают двери к новым возможностям в области спинтроники и магнитоэлектроники.

Если вам казалось, что интеграл уму не постижимая тема или же вы просто не понимали откуда вся эта «магия» берется, то в этой статье с нуля и «на пальцах» изобретем эту концепцию.

В течение почти всего XX века протоны воспринимались физиками как надёжный фундамент материи, о котором известно достаточно много. Учёные были уверены, что эти частицы стабильны и неизменны, а их свойства описаны предельно точно. Но с развитием квантовой физики и появлением всё более сложных экспериментов привычная картина начала рушиться. Вместе с ней поплыло и представление о правильном понимании строения всего вещества стандартной моделью.

Так что же изменилось и заставило усомниться в существующих взглядах на проблему? Ведь сегодня протон выглядит не как «кирпичик Вселенной», а как некоторая сложная квантовая система, полная самых разных парадоксов. И это не плохо. Такой взгляд, напротив, демонстрирует более глубокое осознание проблемы учёными.

Давайте обсудим основные противоречия в теории, которые сделали протон непонятным и сложным.

• Учёные привели объект в квантовое состояние при комнатной температуре

• Астрофизик предложил вариант межзвёздной миссии к чёрной дыре

• Учёные обнаружили вирусную причину одного из самых распространённых в мире раковых заболеваний

• Новый шумозащитный экран блокирует больше шума, не перекрывая воздух

• Учёные обнаружили скрытый метод, которым кишечник разговаривает с мозгом

Читая книгу Стивена Хокинга "Высший замысел. Взгляд астрофизика на сотворение мира", я вспомнил слова Эйнштейна:

«Самое непостижимое в этом мире — это то, что он постижим.»

Я встречал эту цитату множество раз (иногда в варианте "Вечная загадка мира — это его познаваемость"), но теперь она вызвала у меня новые размышления. И я задумался: действительно ли это так чудесно и загадочно, как этим восхищался Эйнштейн.

В этой статье я делюсь своими мыслями о познаваемости Вселенной.

Чтобы сузить вопрос и избежать терминологической путаницы сначала определимся что же такое познание:

Познание в контексте этой статьи — это объективная способность Вселенной (как объекта) быть отражённой в знании, исследовании, понимании и объяснении разумным субъектом.

Кроме разума (субъекта познания), определение включает и объект познания — то, на что направлено познание, что мы исследуем и о чем накапливаем знания. В этом тексте мы концентрируемся именно на объективной познаваемости, оставив антропный принцип за скобками.

Картинка: ArtPhoto_studio, Macrovector, Freepik

Мы живём в постоянно дорожающем мире: с каждым годом какой-либо очередной компонент нас «радует» своей повысившейся стоимостью. 

Не исключение и моторное топливо — которое у многих, имеющих машину, уже превратилось в отдельный «объект инвестирования», так же как и «работа на фаянсового друга» :-D

Но на самом деле смешного здесь мало.

Тем не менее, потенциально есть практически неисчерпаемый океан энергии, для доступа к которому не нужно быть «правильным человеком, знающим правильных людей и владеющим правильным участком с запасами нефти в правильной стране», так как к этому океану имеют доступ все: это воздушный океан над нашей головой!

Он содержит просто огромное количество потенциального топлива в виде газов! 

Конечно, не всё так просто, однако, даже известная нефть является «углеводородом» — чуете, куда ветер, то бишь «газ» дует? ;-) 

Горючие вещества можно получать из газов! Попробуем прикинуть, как это можно было бы осуществить, и есть ли в мире подобные аналоги, так как получить собственную «нефтяную скважину», которая качает «просто из воздуха», уж очень заманчиво... 

Около года назад уважаемый Валерий Исаковский @valisak опубликовал на Хабре статью «Существуют ли шаровые молнии и как их объясняет современная наука?». В ней он упомянул некоторые физические сценарии, которые, теоретически, могут приводить к образованию шаровой молнии, в частности, версию об электромагнитном солитоне. Автор упомянул, что шаровую молнию до сих пор не только не удаётся воспроизвести в лаборатории, но более того — фотографии или видео этого явления в природе до сих пор крайне редки и не отличаются чёткостью, хотя наши современники в большинстве своём владеют мощными смартфонами с высокотехнологичными камерами. Под катом будут рассмотрены в основном теоретические модели, но, надеюсь, когда-нибудь какие-то из них подтвердятся на практике.

В мире существует множество производителей диванов, например: Poltrona Frau, Ligne Roset, Minotti, Edra, COR, W. SCHILLIG (все эти производители из Европы), некоторые из них занимаются изготовлением мебели уже очень давно. Их диваны иногда получают собственные названия, поэтические и оригинальные. Есть также много выдающихся дизайнеров мебели, для спроектированных ими диванов помимо собственного названия также часто указывается имя дизайнера, например, диван "Ма джонг" Ханса Хопфера. Однако мне хотелось бы рассказать о диване, названном в честь математика, сконструировавшего его теоретически. Не уверен, что существуют воплощения этого дивана в виде реального предмета мебели, но он является довольно известным среди ученых, да и просто любителей математических головоломок

В мире абстрактной математики потихоньку набирает обороты одна из самых громких историй в науке. В прошлом году исследователи осуществили свою давнюю мечту, представив доказательство геометрической гипотезы Ленглендса — ключевой части группы взаимосвязанных проблем, называемых программой Ленглендса. Доказательство — гигантская работа — подтверждает правильность запутанной и далеко идущей программы Ленглендса, которую часто называют теорией Великого объединения математики, но которая остаётся практически недоказанной. Однако истинное влияние этой работы может заключаться не в том, что она подтвердит, а в новых направлениях исследований, которые она открывает.

«Это огромный триумф. Но вместо того, чтобы закрыть дверь, это доказательство открывает дюжину других», — говорит Дэвид Бен-Цви из Техасского университета в Остине, который не принимал участия в работе.

С каждым годом количество населения в мире растёт, и производство продуктов питания является очень острым вопросом, всё более усугубляющимся.

Эффективное производство растительных компонентов продуктов питания, — требует постоянного удобрения почвы, на что уходят существенные количества синтетических удобрений, требующие, на свою закупку достаточно больших бюджетов.

Причём, ситуация усугубляется ещё и тем, что не всегда всё можно решить деньгами — зачастую, бывает такое, что все существующие мощности производящих заводов законтрактованы, и у покупателя вроде бы даже есть деньги на закупку, но он не может купить — никто не продаёт!

Или же, вроде бы готовы продать, но невозможно перевезти, так как все мощности логистических компаний заняты.

Таким образом, мы видим, что одним из довольно проблемных узких мест в производстве растительных продуктов питания является стабильная поставка удобрений.

И не так давно, несколько разрозненных групп учёных предложили интересный подход, который решает эту проблему, весьма неожиданным образом: зачем нужно производить удобрения и возить их «с одного конца света на другой», если можно их получать прямо на месте, где они и будут потребляться!

Самое интересное, что способ этот весьма прост, настолько, что практически любой, немного «дружащий» с электроникой — может воспроизвести его самостоятельно: обработка почвы продуктами термохимических реакций в плазме!

Звучит страшно — но, на самом деле, всё просто! :‑)

В первой части был показан вывод основных формул, используемых для расчета шумовой добротности радиосистемы (G/T) по известной спектральной плотности мощности (СППМ) радиоизлучения от Солнца. Во второй части содержатся сведения о том, где можно найти результаты измерений СППМ и как их обработать для дальнейших вычислений.

Ученые из MIT провели наикрутейший (круче просто невозможно физически) двухщелевой эксперимент в варианте, предложенном Эйнштейном в его споре с Бором (1927г), который бы опровергал квантовую механику. Так вот, в качестве “щелей” использовались отдельные атомы, меньше и квантовее уже совсем никак*. И, конечно, квантовая механика опять устояла, но этим уже никого не удивишь.

И дополнительно это все совпало с празднованием 100-летия квантовой механики, да, да, это в этом году, что делает новость еще прикольней.

* там еще круче, но для этого надо объяснить подробнее.

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».