Физика

Радар — полезная вещь, помогает обнаружить потенциально опасные объекты в небе и на море. К сожалению, обычные радары не в силах зафиксировать очень маленькие объекты. Например, корабль или морской порт может пропустить приближение каких-нибудь бандитов или пиратов на маленьких судёнышках, как случилось с ракетным эсминцем USS Cole, который в 2000 году атаковали двое террористов-смертников. Они просто подплыли к ракетоносцу на маленькой лодке, после чего активировали взрывное устройство.

Всё потому, что радар не всегда детектирует маленькие объекты. А иногда рядом просто нет РЛС. Сложно защитить дорогими РЛС большую территорию.

Однако новые технологии способны изменить это. Для пассивных радаров можно использовать стандартную гражданскую инфраструктуру — базовые станции (БС) сотовой связи иди FM-передатчики радиостанций. Такими станциями коммерческие операторы покрыли всё вокруг, остаётся только собирать и анализировать отражённые сигналы.

«Если ты не можешь объяснить что-то просто — значит, ты сам этого ещё не понял.»
— Ричард Фейнман

Всё в природе стремится к порядку. Но часто, пытаясь этот порядок описать, мы сами его теряем — нагромождая определения и уравнения, сложнее самого явления.
Математическое описание мира необходимо, но не всегда достаточно: суть можно уловить и без погружения в громоздкие формулы.

Эта работа — попытка взглянуть на физику проще, без излишних усложнений, но с сохранением точности смысла. Я стараюсь показать, что за всеми процессами стоит одно — движение энергии между различимыми состояниями, и именно через это движение рождаются частицы, поля и само время.

Международный коллектив ученых, объединивший опыт в области радиоастрономии и физики плазмы, представил результаты исследования квазара NRAO 530. Использовав объединенные возможности нескольких интерферометрических сетей, исследователи смогли «заглянуть» в самое сердце этого активного галактического ядра и обнаружить там рекордно сильное магнитное поле, а также сложные динамические процессы, управляющие истечением вещества в виде релятивистского джета.

Все смотрят на Илона Маска, а зря. Китайский сверхтяж CZ-9 — это спящий гигант. В этом посте — не фантазии, а готовые инженерные решения: супер-лёгкие баки, двигатель с рекордной мощностью и умная посадка без копирования SpaceX. Смотрите в этой статье, как Поднебесная может совершить рывок и оставить всех позади.

Коллектив российских ученых из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН и МФТИ провел детальное исследование электромагнитных излучений, сопровождающих развитие протяженных атмосферных разрядов, инициированных в лабораторных условиях. Впервые была составлена подробная хронологическая карта генерации различных видов излучений, включая высокочастотное (ВЧ-, ~10–100 МГц), сверхвысокочастотное (СВЧ-, ~1–6 ГГц), рентгеновское (фотоны с энергиями от 5 кэВ до 1 МэВ), а также оптические излучения в ближнем инфракрасном (700–1100 нм) и ближнем ультрафиолетовом (300–400 нм) диапазонах. Результаты исследований позволили лучше понять механизмы генерации излучений в протяженных высоковольтных разрядах, их временные корреляции, а также определить локальные источники излучений.

Хитроумный математический инструмент, известный как виртуальные частицы, раскрывает странные и загадочные внутренние механизмы работы субатомных частиц. Без этого инструмента то, что происходит с этими частицами внутри атомов, осталось бы необъяснимым. Расчёты с использованием виртуальных частиц предсказывают странное поведение субатомных частиц с такой поразительной точностью, что некоторые учёные считают, что «они действительно должны существовать».

В 2017 году объект TXS 0506+056 (блазар расположенный на небе недалеко от левого плеча созвездия Ориона) стал первым активным галактическим ядром, который был уверенно идентифицирован как источник экстремально высокоэнергетического нейтрино (IceCube-170922A). Архивные данные IceCube также показали усиление нейтринной активности из этого же региона в 2014–2015 годах. В 2021 и 2022 годах нейтрино вновь были зафиксированы детекторами Baikal-GVD и IceCube, что сделало TXS 0506+056 одним из главных кандидатов на роль источника астрофизических нейтрино. Одновременно с этим радиоастрономические наблюдения выявили необычные изменения в морфологии джета этого блазара. Радиоизображения, полученные при помощи сети радиотелескопов VLBA  (Very Long Baseline Array), демонстрировали сложную и неожиданную структуру джета на парсековых масштабах.

Здесь вы можете узнать о том, как все 4 уравнения Максвелла, выражаемые через сложные дифференциальные операторы, можно выразить одним единственным уравнением первого порядка очень простой формы.

В последнее время я стал задумываться о том, существуют ли такие квантовые объекты и явления, для которых можно подобрать прямые макроскопические аналоги. В конце лета я рассказывал в этом блоге об удивительном квантовом процессе, происходящем в некоторых веществах (например, в спиновых льдах) и напоминающем одновременно лавину и пожар, то есть, распространение снега и огня. Есть и другой не менее интересный феномен такого рода, открытый инженерами IBM в середине 1990-х; он получил название «квантовый мираж». Чтобы понять, как он возникает, нужно немного рассказать о работе сканирующего туннельного микроскопа (STM), а также о мельчайших искусственных объектах, которые мы научились создавать (и вот уже более 30 лет ищем им применение: квантовых загонах.

Множество ученых по всему миру объединились, чтобы составить и опубликовать всеобъемлющую дорожную карту разработки межатомных потенциалов машинного обучения в области материаловедения и инженерии. Они подробно описали, как машинное обучение должно привести к революции в нашем понимании в проектировании и открытии новых материалов, позволяя проводить компьютерное моделирование атомов.

Ученые из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН и МФТИ провели детальный анализ того, как когерентное лазерное излучение взаимодействует с неоднородными плазменными микроструктурами, регистрируемыми оптическими линзовыми системами. Исследователи обнаружили, что данный процесс сопровождается сложными дифракционными эффектами, которые существенным образом влияют на визуализацию плазмы в поле лазерного излучения.

^{Bernard de Go Mars}

Мы привыкли к тому, что фотография позволяет запечатлеть все объекты материального мира, а также процессы, протекающие между ними. 

Но, за пределами наблюдения остаётся весьма существенный объект - воздушный океан вокруг! 

Ведь существует множество процессов, протекающих в воздушной среде, которые необходимо запечатлеть, для последующего анализа: явления турбулентности, срыва потока и т.д. - причём, это касается не только воздушной среды, а, в широком смысле, любой газовой среды в целом. 

И для этого, существует специальный метод фото/видео фиксации процессов прозрачных сред*, называемый "шлирен-методом" (от «schlieren» - «полосы» (нем.) – здесь под «полосами» подразумеваются неоднородности).

Коллектив российских ученых из МФТИ, Российского квантового центра и Крымского федерального университета представил новый метод анализа магнитной анизотропии тонких гранатовых пленок при низких температурах, основанный на измерениях ферромагнитного резонанса (FMR). Этот метод позволяет быстро и точно определять температурную зависимость констант магнитной анизотропии, что является важным шагом в развитии магноники — перспективного направления в спинтронике.

Компьютеры, оборудование и датчики Honeywell всегда были образцовыми по качеству. Кроме одного случая в начале 1980-х, когда была допущена ужасная ошибка в мейнфрейме. Из-за этой ошибки больше не существует компьютеров под маркой Honeywell. Об этом ниже. А начнем мы с удачного примера: 15 января 2009 года мир аплодировал капитану Чесли Салленбергеру, который посадил Airbus A320 на Гудзон. В этом «Чуде на Гудзоне» ключевую роль сыграла вспомогательная силовая установка (APU, дополнительный бортовой двигатель), разработанная компанией Honeywell. Сегодня невозможно представить гражданскую авиацию, космос или промышленную автоматизацию без этого американского гиганта. Honeywell — пионер в авионике, ведущий поставщик систем управления и климатического оборудования.

В этом году Нобелевскую премию по физике получили Джон Кларк, Мишель Деворе и Джон Мартинис за «прохождение сквозь стены», помните: как в Гарри Поттере на платформе 9 3/4?

В статье приведён алгоритм вычисления характеристик вращения Вигнера с использованием кватернионной алгебры.

Я — типичный гуманитарий, который, однако, тесно взаимодействует с айтишниками, физиками, математиками, любит технологии и погружается в вопросы искусственного интеллекта. Особенно это приятно и удобно делать, когда ты работаешь в стенах крупнейшего университета и можешь легко задать вопросы коллегам. А, как известно, если человек в чём‑то глубоко разбирается, он способен объяснить предмет на пальцах. И вот занесли меня деловые вопросы на физический факультет, где проходил семинар по мемристорам. Сказать, что было страшно непонятно — не сказать ничего. Но рассказы коллег‑учёных о тонкостях и сложностях подбора химического состава компонентов просто заворожили — настолько это сложный, глубокий, профессиональный подход, сочетающий химию, физику, математику… Пользуясь случаем, я поговорила о мемристорах с к. ф‑м. н. Алексеем Михайловым, который как раз руководит научно‑исследовательской лабораторией «Лаборатория мемристорной наноэлектроники» ННГУ. Получился трогательный, умный и на редкость понятный монолог о философии мемристоров. Делюсь им с вами.

«Начнём с того, что эффект памяти, память — это, по сути, явление природы. Стоит сказать, что мемристоры — это фактически открытие в контексте нашего познания природы. Это открытие сделал Леон Чуа, очень известный американский учёный, инженер, исследователь. Он был известен задолго до того, как придумал мемристоры. Точнее, не придумал, а открыл, — он сам подчёркивает, что открыл мемристоры буквально как явление природы. В чём-то это можно сравнить с открытием электричества или рентгеновского излучения.

Предшественники тяжёлых элементов могут возникать в плазменных недрах раздувшихся звёзд или в тлеющих звёздных останках. И они определённо существуют в Ист-Лансинге, штат Мичиган.

Лаборатория пучков редких изотопов (FRIB), расположенная между химическим факультетом Мичиганского университета и центром исполнительских искусств, возможно, и не сверкает так же ярко, как ночное небо. Однако внутри она кишит веществами, которые обычно встречаются только в звёздах.

Ученые из МФТИ и их коллеги разработали новый метод сканирующей микроскопии, который позволяет с нанометровым разрешением визуализировать распределение пиннингового потенциала в сверхпроводящих пленках. Этот метод, названный Scanning Quantum Vortex Microscopy (SQVM), открывает новые возможности для изучения дефектов в сверхпроводниках и наноустройствах, что может привести к улучшению характеристик сверхпроводящих материалов и устройств.

Сегодня обобщу конструкцию, из предыдущей одноименной статьи, до трехмерного вида. На этот раз в статье матриц нет, в прошлый раз они потребовались лишь для получения геометрической интерпретации некой базы. Вообще в статье лишь одна формула.

Так же отвечу на вопросы к прошлой статье. В сухом остатке их два: «Зачем все это?» и «Почему не обобщал модель до спиноров?». Если ответить совсем кратко — Клиффорд создал, даже спустя 100 лет, очень мало кем понятую супер‑теорию геометрии вселенной. Мне вот довелось это осознать.

После предыдущей статьи, по всем моим статьям на эту тему прошлись более 1000 человек, поставили 14 плюсов и один минус. Реакцию широкой аудитории, как управленец, буду считать далекой от массового интереса. Но как инженер, для тех, кому все‑таки интересно, сначала отвечу на вопросы, а потом разверну модель в трехмерный вид.

Сначала я начал было писать еще одну длинную статью, например я там очень удобно закон Гука обобщил. Но потом подумал, что надо писать короткие статьи, чтобы читать было недолго. И написал только основные моменты. Может после прочтения этого материала интерес у широкого круга добавится. В общем соразмерю свои усилия с востребованностью.