Теги → учёт
Быстрый переход

Учёные узнали тайну перовскита — этот минерал оказался новым состоянием материи

«Русский» минерал перовскит оказался очень и очень непрост, что вновь подтвердило его углублённое исследование. Обнаруженный около 180 лет назад в уральских горах минерал показывает высокую эффективность как в фотоэлектрических панелях, так и в светодиодных источниках света. Но учёные до сих пор не могут понять до конца почему. Новое исследование пролило немного света на эту тайну. Выяснилось, что перовскит представляет собой новое состояние материи — невероятно.

Графическое представление образования квантовой капли в кристаллической структуре перовскита. Источник изображения: Colin Sonninchsen

Графическое представление образования квантовой капли в кристаллической структуре перовскита. Источник изображения: Colin Sonninchsen

Фотоэлементы из перовскита раз за разом показывают всё лучший и лучший КПД, хотя его кристаллическая структура изобилует дефектами, если сравнивать этот минерал с кристаллическим кремнием и другими полупроводниками. Этот момент всегда ставил исследователей в тупик: почему минерал с дефектами в решётке работает лучше, чем вещество с идеальной кристаллической решёткой? Поэтому именно данный аспект заинтересовал группу учёных с кафедры химии Университета Макгилла (государственный исследовательский университет, расположенный в городе Монреаль, провинция Квебек, Канада).

С помощью насосно-зондовой микроскопии — одного из методов нелинейной оптической визуализации для изучения химических реакций — учёные пронаблюдали за поведением перовскита в динамике, и выяснили, что деформация в кристаллической решётке минерала ведёт не к затуханию энергии, а к её общему увеличению. Это как если бы на батут бросить камень и он постепенно не замер бы в его центре, а наоборот раскачался бы и улетел куда-нибудь.

Подобное «неестественное» поведение перовскита учёные объяснили тем, что его кристаллическая решётка деформируется вслед за движением электрона и ведёт себя подобно жидкости. В процессе движения электрона через минерал возникают и объединяются две квазичастицы — поляритон и экситон. Это похоже по результатам на образование в материале квантовой точки. Точнее, квантовой капли, если говорить о свойствах перовскита, присущих жидкостям.

Утверждается, что такого поведения вещества ещё не наблюдалось, и это стоит отдельного открытия, не говоря о том, что понимание фундаментальных физических процессов в перовскитах поможет значительно улучшить их использование в фотопреобразователях. Добавим, исследование было опубликовано в журнале Physical Review Research.

Британия приблизила эру доступного термоядерного синтеза с запуском обновлённого сферического токамака MAST

Как сообщает BBC, сегодня возобновил свою работу модернизированный сферический токамак MAST Upgrade (Mega Ampere Spherical Tokamak) — установки для удержания плазмы для контролируемой термоядерной реакции. Небольшой по размерам токамак с камерой диаметром около 4 метров получил значительно улучшенную систему охлаждения плазмы до её сброса из рабочего пространства, что обещает приблизить появление небольших и экономичных термоядерных реакторов.

Источник изображения: dailymail.co.uk

Устройство токамака MAST Upgrade. Источник изображения: dailymail.co.uk

Токамак MAST Upgrade начали строить в Калеме в 1997 году и запустили в работу в декабре 1999 года. Сферические токамаки, такие, как MAST Upgrade, удерживают плазму при существенно меньшей индукции магнитного поля, чем это происходит в обычных токамаках и стеллараторах, что ведёт к значительной экономии для поддержания рабочего процесса. Однако проблема с MAST Upgrade в том, что внутренний объём рабочей зоны очень маленький и разогретая до 150 млн °C плазма, даже удерживаемая магнитным полем, быстро разрушает внутреннее покрытие из вольфрамовых плиток.

Внутри токамака. Источник изображения: John Lawrence

Внутри токамака. Источник изображения: John Lawrence

В сентябре 2013 года началась реконструкция MAST, на что были выделены 55 миллионов фунтов. Работы формально были завершены в октябре прошлого года, но лишь сегодня, после успешных тестов новой системы охлаждения плазмы, MAST Upgrade был принят британскими физиками на вооружение.

Источник изображения: UKAEA

Источник изображения: UKAEA

Тесты показали, что новая система охлаждения — дивертор Super-X (часть токамака, для отвода избыточного тепла) — показала на порядок лучшую эффективность снижения температуры плазмы, чем до модернизации. Сообщается, что со 150 млн °C температура понижается до 300 °C — до уровня нагрева работающего двигателя внутреннего сгорания. Новая система удлинила путь плазмы в магнитном поле рабочей зоны токамака и позволила решить вопрос с избыточным нагревом и расходом защитного покрытия. Фактически это означает, что коммерческий термоядерный реактор на подобном принципе, если он станет реальностью, а это ожидается в Великобритании через 20 лет, не потребует частых и регулярных ремонтов в виде восстановления внутреннего защитного покрытия, что сделает эксплуатацию реакторов коммерчески оправданной.

В Австралии создали аккумуляторы из алюминия и графена, которые заряжаются в 60 раз быстрее литийионных

Австралийская компания Graphene Manufacturing Group (GMG) из Брисбена на основе разработки Австралийского института биоинженерии и нанотехнологий Квинслендского университета (UQ) создала аккумуляторы, которые по многим параметрам выглядят намного лучше современных литиевых батарей. Это прорыв, говорят разработчики и обещают через год начать массовое производство новинки.

Источник изображения: Graphene Manufacturing Group

Источник изображения: Graphene Manufacturing Group

Новые аккумуляторы из алюминия и графена дешевле, не используют редкоземельных металлов, не горят, выдерживают колоссальные токи и широкий диапазон рабочих температур. Подобные перезаряжаемые элементы питания могут подтолкнуть далеко вперёд развитие электрического транспорта. Впрочем, для электромобилей алюминиево-ионные графеновые аккумуляторы компания GMG обещает начать выпускать только в 2024 году, тогда как со следующего года она запустит в производство аккумуляторы для других нужд.

Источник изображения: Graphene Manufacturing Group

Источник изображения: Graphene Manufacturing Group

Отчего так нескоро? В компании заявляют, что для выпуска алюминиево-ионных графеновых аккумуляторов для электромобилей необходимо создать элементы в стандартных формфакторах и со стандартными электрическими характеристиками, в частности — с таким же напряжением, как литийионные батареи. Пока же компания намерена выпускать революционные элементы в собственном формфакторе, который оптимизирован под фирменную технологию. Это не станет проблемой для выпуска целого спектра продукции на «алюминиевых» батареях, только бы компания сдержала своё обещание.

Источник изображения: Graphene Manufacturing Group

Источник изображения: Graphene Manufacturing Group

Катод алюминиево-ионной графеновой батареи представляет собой несколько слоёв перфорированного графена с порами примерно 2,3 нм. В поры уложены атомы алюминия, что делает материал довольно плотным с точки зрения возможности запасать энергию и способным пропускать намного большие токи, чем литийионные. Также следует учитывать, что каждый ион алюминия в процессе заряда обменивается на катоде на три электрона, тогда как ион лития обменивается только на один электрон.

Источник изображения: Graphene Manufacturing Group

Источник изображения: Graphene Manufacturing Group

Заявленные разработчиками токовые характеристики алюминиево-ионных графеновых аккумуляторов достигают 149 мА·ч/г и 5 А/г. По энергоёмкости «алюминиевые» батареи на 30–40 % хуже хороших современных литиевых батарей, но в три раза лучше лучших лабораторных образцов алюминиево-ионных аккумуляторов, которые прежде были разработаны в Стэнфордском университете. Австралийские аккумуляторы в нынешнем виде обещают удельную энергоёмкость до 160 Вт·ч/кг и мощность до 7000 Вт/кг.

Источник изображения: Graphene Manufacturing Group

Источник изображения: Graphene Manufacturing Group

Благодаря способности выдерживать большие токи разработчики называют свои батареи чуть ли не суперконденсаторами. Элемент типа «монетка» заряжается за несколько секунд в отличие от литиевых аналогов. С этих элементов, кстати, компания GMG рассчитывает начать коммерческое производство алюминийионных аккумуляторов в конце нынешнего года или в начале следующего. Что же, надеемся вскоре увидеть что-то новое и необычное на рынке аккумуляторов.

Учёные придумали, как набирать текст на компьютере силой мысли

Группа учёных из Стэнфордского университета создала экспериментальное устройство, которое обещает помочь парализованным людям свободно общаться в электронной переписке. Метод оказался настолько удобным для набора текстов силой мысли, что учёные говорят о возможности навечно прикованным к койкам больным людям работать программистами.

Источник изображения: Library/Pasieka/Getty Images

Источник изображения: Library/Pasieka/Getty Images

В основе прибора и одноимённого проекта BrainGate лежит идея перевода в понятные компьютерные символы мысленного изображения рукописных букв алфавита. Именно воображаемый рукописный текст и связанная с его написанием активность мозга служит источником сигналов для расшифровки компьютером. Как утверждают исследователи в статье в журнале Nature, точность распознавания воображаемого рукописного текста подопытным парализованным человеком достигает 95 %. Это однозначная заявка на успех, хотя пока в опыте принял участие лишь один человек.

Использование новой методики по распознаванию мыслей для ввода текстов опирается на вживление электродов в области мозга, которые отвечают за все или основные движения в процессе обычного рукописного письма. Парализованный человек не может двигать конечностями с зажатым в руке пером, но мысленная интерпретация этих движений оказалась доступна расшифровке с очень высокой точностью. Заявлено, что пациент смог набирать текст со скоростью 90 символов в минуту, что недоступно для многих вполне здоровых людей.

Источник изображения: Nature

Источник изображения: Nature

Посвящённая исследованию статья в Nature прошла рецензирование и получила высокую оценку со стороны профильных специалистов. Похоже, что у людей с травмами позвоночника и болезнями, приведшими к параличу, появился шанс на активное общение.

Учёные впервые изучили деградацию электроники в реальном времени. Теперь производители могут придумать, как её уменьшить

Деградация полупроводниковых приборов сокращает жизнь электронике и множит электронный мусор, не говоря о постоянной необходимости покупать новое или ремонтировать старое. Одной из проблем в этой связи остаётся вопрос быстрой деградации электронных устройств на основе сегнетоэлектрических материалов. Учёные из Австралии сделали открытие, которое обещает помочь в продлении жизни таким материалам и электронным приборам на их основе.

Сегнетоэлектрические материалы используются во многих устройствах, включая запоминающие устройства, конденсаторы, исполнительные механизмы и датчики. Всё это можно найти как в бытовых, так и в промышленных приборах, таких как компьютеры, медицинское ультразвуковое оборудование, подводные сонары и много где ещё. Исследователи из Сиднейского университета сделали важное открытие в области материаловедения, впервые предоставив полную картину того, как возникает усталость в сегнетоэлектрических материалах.

Осуществить открытие учёным помог специальный стенд с электронным микроскопом. Суть эксперимента заключалась в том, чтобы проследить за возникновением и развитием эффекта «сегнетоэлектрической усталости» в режиме реального времени на атомарном уровне и непосредственно на работающем устройстве. Опыт полностью удался, о чём исследователи сообщили в статье «Прямое наблюдение наноразмерной динамики деградации сегнетоэлектриков» на портале Nature Communications.

«Наше открытие является значительным научным прорывом, поскольку оно показывает четкую картину того, как процесс деградации сегнетоэлектриков присутствует в наномасштабе», — сказал соавтор работы профессор Сяочжоу Ляо (Xiaozhou Liao).

Наблюдение деградации в процессе развития. Источник изображения: University of Sydney

Наблюдение деградации в процессе развития. Источник изображения: University of Sydney

«Хотя давно известно, что сегнетоэлектрическая усталость может сократить срок службы электронных устройств, но то, как она возникает, ранее не было хорошо изучено из-за отсутствия подходящей технологии для ее наблюдения», — подтвердил ведущий исследователь исследования доктор Цяньвэй Хуанг (Qianwei Huang).

Данные о наблюдениях учёные готовы передать производителям электроники, чтобы они могли скорректировать техпроцессы производства электронных устройств на основе сегнетоэлектриков. Можно надеяться, что полное понимание процессов, которые происходят на атомарном уровне, помогут сделать устройства надёжнее и долговечнее.

Для борьбы с глобальным потеплением предложена краска беспрецедентной белизны — всё отразит в космос

Не секрет, что в жару лучше носить светлое. Белый цвет отражает и рассеивает падающие на одежду и предметы солнечные лучи. В идеальном случае, при абсолютном отражении света, предметы не нагревались бы выше температуры окружающей среды. Это позволило бы сэкономить на охлаждении помещений летом и даже отразить часть падающей солнечной энергии обратно в космос, подобно ледяным щитам в ледниковые периоды прошлого. И такая краска разработана.

Источник изображения: Purdue University

Источник изображения: Purdue University

Исследователи из американского Университета Пердью сообщили о создании самой белой краски в мире. Заявленный коэффициент отражения новой краски составляет 98,1 %. Важно, что краска отражает не только видимый свет, но также ультрафиолетовый и инфракрасный. Если крыши домов начать красить этим составом, есть вероятность смягчения угрозы глобального потепления, считают учёные.

В ходе экспериментов с новой краской выяснилось, что в условиях солнечного освещения поверхность покрытых новой белой краской предметов в среднем более чем на 2 °С холоднее поверхностей без этого покрытия. В ряде случаев этого достаточно, чтобы отказаться от использования кондиционеров, что сэкономит энергию и также внесёт свой вклад в борьбу с климатическими изменениями.

Съёмка нового белого покрытия в инфракраксном свете. Оно практически не отражает свет. Источник изображения: Purdue University

Съёмка нового белого покрытия в инфракрасном диапазоне. Оно практически не нагревается по сравнению с окружающими предметами (чёрный квадрат справа). Источник изображения: Purdue University

Секрет новой белой краски — в пигменте. Традиционно для производства белых красок используется диоксид титана (пищевая добавка E171). Краска на основе этого вещества может отражать до 90 % света, но не во всём диапазоне. Вместо диоксида титана учёные взяли сульфат бария. Это вещество способно отражать падающее излучение в более широком спектре длин волн. Но просто нового вещества оказалось недостаточно. Исследователям пришлось подобрать состав таким образом, чтобы слой краски был не слишком толстый, иначе за этим следует растрескивание и разрушение покрытия.

Самое важное, что новый состав можно выпускать на современном производстве лакокрасочных изделий. При желании процесс можно наладить в кратчайшие сроки.

Японские учёные придумали простой способ многократно повысить качество лазерной резки с помощью камеры Raspberry Pi

Лазерные резаки и гравёры сегодня получили достаточное распространение как в промышленности, так и для домашнего использования. Лазерный луч вырезает точнее и аккуратнее традиционных инструментов. Но даже это качество резки или разрешение можно увеличить в разы, сообщили японские учёные. Интересно, что для демонстрации новых возможностей хватило простой камеры Raspberry Pi Camera Module v2.

Измерение плотности потока лазерного луча и глубирны отверстия от одиночного импульса позволяет прогнозировать качество работыИсточник изображения: Sakurai

Измерение плотности потока лазерного луча и глубины отверстия от одиночного импульса позволяет прогнозировать качество всей работы. Источник изображения: Sakurai

Не секрет, что для повышения точности лазерной резки необходимо организовать обратную связь с получением данных о взаимодействии лазерного луча с материалом. Это устранит ряд неопределённостей в производственном процессе, но на практике всё не так просто. Сегодня это происходит с помощью регулярных измерений и требует массу времени на отвлечённые работы. Например, необходимо постоянно контролировать глубину отверстий в зависимости от мощности лазерного импульса.

«Чтобы измерить глубину разреза лазера, часто требуются десятки или сотни измерений глубины. Это серьезное препятствие для быстрых автоматизированных производственных систем на основе лазеров», — сказал профессор Дзюндзи Юмото (Junji Yumoto) с факультета физики Токийского университета. Вместо сотен измерений японские учёные предлагают делать всего одно, что обещает улучшить управление лазерной обработкой.

Ещё одним условием для улучшения лазерных станков было использование недорогих решений для измерения. К счастью, этому способствует стремительное развитие в последние годы индустрии выпуска оптических датчиков для камер смартфонов и не только. Выяснилось, что камеры Raspberry Pi Camera Module v2 вполне хватает для решения поставленной задачи.

В ходе испытания учёные фиксировали плотность потока лазерного импульса камерой Raspberry Pi Camera Module v2 и сразу измеряли полученное в сапфире отверстие. Затем одни данные накладывались на другие и определялась взаимосвязь между плотностью потока лазерного луча и глубиной проделанного отверстия. Выяснилось, что плотность луча лазера отлично коррелирует с глубиной отверстий и нехитрый алгоритм может всего по одному наблюдению рассчитать до 250 тыс. импульсных воздействий луча лазера на материал.

Создан электролит, который способен в два раза увеличить ёмкость литиевых аккумуляторов

Учёные из Массачусетского технологического института (MIT) разработали электролит, который обещает до двух раз увеличить ёмкость литиевых аккумуляторов. Важность подобного изобретения трудно переоценить. Для транспорта на электрической тяге двукратное повышение ёмкости батарей без увеличения объёма и веса аккумуляторов стало бы настоящей революцией.

Слева литиевый анод в трещинах при работе в обычном электролите, справа целый — в перспективном. Источник изображения: MIT

Слева литиевый анод в трещинах при работе в обычном электролите, справа целый — в перспективном. Источник изображения: MIT

Интересно, что новый электролит первоначально был разработан для перспективных литиево-воздушных аккумуляторов. Но они появятся ещё не скоро, зато разработка показала себя необычайно хорошо в составе литиево-металлических аккумуляторов.

Известная проблема литийметаллических аккумуляторов — это разрушение электродов (анода и катода). В частности, анод из металлического лития, который существенно повышает ёмкость и эффективность работы литийметаллических аккумуляторов, в процессе работы теряет литий путём его безвозвратного растворения в электролите.

Испытания нового электролита в составе литиево-металлического аккумулятора с металлическим анодом и катодом из оксидов лития, никеля, марганца и кобальта показало, что поверхности электродов не теряют металлы (не растрескиваются) и самоочищаются во время циклов заряда и разряда.

«Электролит химически устойчив к окислению высокоэнергетических материалов, богатых никелем, предотвращая разрушение частиц и стабилизируя положительный электрод во время цикла, — сказал Ян Шао-Хорн (Yang Shao-Horn) из Массачусетского технологического института. — Электролит также обеспечивает стабильную и обратимую очистку и покрытие металлического лития, что является важным шагом на пути создания перезаряжаемых литийметаллических батарей с энергией, вдвое превышающей энергию современных литийионных батарей.

В перспективе с новым электролитом ёмкость литийметаллических аккумуляторов может достичь 420 Вт·ч/кг, тогда как современные литийионные аккумуляторы с среднем демонстрируют 260 Вт·ч/кг. К сожалению, вещество, на котором основан перспективный электролит, современная промышленность не производит. Учёные обещают разработать техпроцессы, чтобы исправить это положение.

Немецкие физики обосновали возможность туннелей в пространстве-времени

Червоточины, кротовые норы или туннели в пространстве-времени для мгновенного перехода из одной точки вселенной в другую — это непременный атрибут космической фантастики. Новое исследование немецких физиков утверждает, что такие туннели действительно могут существовать. Более того, в своей работе они смогли теоретически обосновать существование червоточин и приблизились к возможному пониманию этого явления.

Червоточина в представлении художника. Источник изображения: scitechdaily.com

Червоточина в представлении художника. Источник изображения: scitechdaily.com

Исследование проведено международной группой физиков во главе с доктором Хосе Луисом Бласкес-Сальседо (Jose Luis Blázquez-Salcedo) из Университета Ольденбурга с публикацией выводов в научном журнале Physical Review Letters. В своей работе физики представили новую теоретическую модель образования и существования червоточин, которая делает микроскопические червоточины более обоснованными, чем в предыдущих теориях.

Червоточины, как и черные дыры, появились в уравнениях общей теории относительности Альберта Эйнштейна, опубликованной в 1916 году. Важным постулатом теории Эйнштейна стало то, что Вселенная имеет четыре измерения — три пространственных измерения и время как четвертое измерение. Вместе они образуют то, что известно как пространство-время, и это пространство-время может быть растянуто и искривлено массивными объектами, такими как звезды. А раз возможно искривление, то нельзя исключать такой конфигурации континуума, когда две крайне отдалённые точки пространства могут сближаться до близкого расстояния.

«С математической точки зрения такой короткий путь был бы возможен, но никто никогда не наблюдал настоящую кротовую нору», — объясняют физики. Предыдущие модели предполагают, что единственный способ сохранить червоточину открытой и пройти сквозь неё — это использовать экзотическую форму материи, которая имеет отрицательную массу или, другими словами, весит меньше нуля, и которая существует только в теории. Но новая работа демонстрирует на своей модели, что червоточины можно также преодолевать без таких материалов.

Исследователи выбрали сравнительно простой «полуклассический» подход. Они объединили элементы теории относительности с элементами квантовой теории и классической теории электродинамики. В своей модели для путешествия сквозь червоточины они рассмотрели определенные элементарные частицы, в частности электроны. В качестве математического описания было выбрано уравнение Дирака с включением в модель Поля Дирака. Сочетание квантовой теории и теории относительности допустило условие, при котором материя в виде заряженных электронов может преодолевать червоточины без последствий. Это не про космические корабли, но электромагнитное излучение, а значит — связь, может оказаться реальностью для мгновенной передачи данных из одного уголка Вселенной в другой.

Британские учёные приблизились к пониманию работы аналогового астрономического компьютера 2000-летней давности

От найденного 120 лет назад на затонувшем у берегов Греции судне интересного астрономического прибора осталось мало деталей и много загадок. Раскрывать секреты работы устройства, которое считается древнейшим аналоговым компьютером, помогают новые технологии — компьютерная томография и цифровое моделирование. Новое исследование британских и греческих учёных помогло понять связь между механизмом и циклами движения планет на небосводе.

Компьютерное представлени. Источник изображения: Tony Freeth

Компьютерное представление лицевой стороны Антикитерского механизма. Источник изображения: Tony Freeth

Томография и рентген выявили на деталях Антикитерского механизма, как назвали найденный древний артефакт, две цифры с точной привязкой к двум планетам: Венере и Сатурну. Это длительность полного цикла движения этих планет по небосводу в определённых широтах — 462 года для Венеры и 442 года для Сатурна.

Один из самых больших сохранившихся фрагментов механизма представляет собой шестерню с 63 зубьями. Учёным удалось соотнести механизм воспроизведения 462-годичного цикла движения Венеры с этим фрагментом, и появилась надежда воссоздать потерянные детали для воспроизведения цикла движения остальных планет.

Моделирование механизма. Источник изображения: Tony Freeth

Моделирование механизма. Источник изображения: Tony Freeth

Для проектирования механизма используется компьютерное моделирование. Учёные знают объём механизма, могут использовать сохранившиеся фрагменты и знают математику, которой пользовались в то время для астрономических расчётов. Компьютер должен воссоздать недостающие детали и минимизировать их число. Сложность в том, что для «ввода» определённых астрономических данных использовалась система передаточных трубочек или рычагов, что очень сложно поддаётся моделированию.

Одни из немногих уцелевших фрагментов механизма. Источник изображения: Hewlett-Packard

Одни из немногих уцелевших фрагментов механизма. Источник изображения: Hewlett-Packard

Тем не менее, сделанное открытие приближает исследовательскую группу на шаг ближе к пониманию всех возможностей Антикитерского механизма и того, насколько точно он может предсказывать астрономические события.

Впервые на поверхности астероида обнаружено органическое вещество, важное для зарождения жизни

Учёные сделали открытие, которое может перевернуть представление о зарождении органической жизни на Земле и в иных мирах. Исследование вещества с астероида Итокава, добытого миссией «Хаябуса» ещё в 2010 году, выявило в образце органическое вещество, которое там меньше всего ожидали найти. Открытие намекает, что космос полон органики — элементами для возникновения жизни засеяно всё, включая безжизненные камни в вакууме.

Исследуемый образец в центре обведён белым кружком. Источник изображения: SAS-JAXA

Исследуемый образец в центре обведён белым кружком. Источник изображения: SAS-JAXA

Астероид Итокава, образцы с которого детально изучили учёные Лондонского королевского университета Холлоуэя, относится к астероидам S-типа. Иначе говоря — к каменным, тогда как органика в космосе обычна для астероидов C-типа — углеродных. На каменных астероидах, которых в космосе вокруг нас большинство, было удивительно обнаружить органические вещества. Причём органические материалы в образцах были двух типов — подвергнутые термической обработке и так называемые первичные — которые не нагревались.

Наличие в образцах с Итокавы двух типов органики означает (см. статью в Scientific Reports), что первичная органика попала на него значительно позже, ведь сначала эта каменная скала была горячей. Тем самым на поверхности астероида даже в условиях открытого космоса проходила своя эволюция, включая химические процессы с присутствием воды, которые современная наука считает критическими для возникновения жизни на Земле.

Получается, что для появления органической жизни вовсе не обязательно нужны «тёплые лужи» на огромных кусках скалы в космосе, как это произошло на Земле. Ключевая для зарождения жизни органика могла зародиться в космосе и лишь потом «засеять» Землю. И кто мешает считать, что подобное не происходит по всей Вселенной?

Учёные впервые зафиксировали над Землёй космический ураган из плазмы

Учёные впервые обнаружили свидетельства существования урагана из плазмы в верхних слоях атмосферы Земли. Это явление никто никогда ещё не наблюдал. Плазменный шторм произошёл 20 августа 2014 года в ионосфере над Северным полюсом. Обнаружить его помогло изучение старых данных с метеорологических спутников. Похоже, что это обычное для Вселенной явление, которое мы пропустили.

Плазменный «космический ураган» в представлении художника. Источник изображения: Zhang Qinghe

Плазменный «космический ураган» в представлении художника. Источник изображения: Zhang Qinghe

Согласно данным с метеорологических спутников под управлением Министерства обороны США, плазменный ураган длился около восьми часов и охватывал зону диаметром около тысячи километров. Ураган в виде облака электронов в точности напоминал своих дождевых тёзок в нижних слоях атмосферы: у него был центр или глаз с относительно медленным вращением слоёв и быстрые внешние крылья, вращающиеся с огромной скоростью. Интересно, что в это время на Земле и в ближнем космосе не было каких-либо природных аномалий магнитных полей. Как говорится, ничто не предвещало.

Представление процессов в «космическом урагане» из плазмы. Источник изображения: Zhang Qinghe

Представление процессов в «космическом урагане» из плазмы. Источник изображения: Zhang Qinghe

«До сих пор не было уверенности в том, что ураганы с космической плазмой вообще существовали, поэтому доказать это с помощью такого поразительного наблюдения невероятно, — говорит Майк Локвуд (Mike Lockwood), автор исследования, описывающего это событие. — Тропические штормы связаны с огромным количеством энергии и эти космические ураганы должны быть вызваны необычайно большой и быстрой передачей энергии солнечного ветра и заряженных частиц в верхние слои атмосферы Земли».

Представление процессов в «космическом урагане» из плазмы. Источник изображения: Zhang Qinghe

Представление процессов в «космическом урагане» из плазмы. Источник изображения: Zhang Qinghe

Судя по всему, подобные плазменные ураганы должны быть частым явлением на Земле и других планетах. Потенциально они могут оказывать влияние как на работу систем геопозиционирования и электронику на Земле, так и в ближнем космосе на спутники. Поэтому к данному явлению учёные собираются внимательно присмотреться.

Погодные датчики будущего смогут парить в мезосфере на световых лучах

Для углублённого изучения погодных явлений на Земле метеорологам необходимы зонды в мезосфере на удалении от 50 до 80 км над поверхностью планеты. В этой зоне воздух разряжён настолько, что воздушным шарам и самолётам для полёта уже нет опоры, а для полётов космических аппаратов плотность воздуха всё ещё высока. Выход может быть найден в легчайших парящих устройствах, для движения которых хватит импульсов лазера или отражённого солнечного света.

Группа исследователей из Пенсильванского университета обнаружила, что под действием лазерного света очень тонкие диски могут левитировать в условиях, имитирующих мезосферу. Исследование представлено в статье, опубликованной в журнале Science Advances. Работа была нацелена на изобретение способа полетов на очень больших высотах и изучение того, насколько хорошо предложенный способ себя проявляет на практике.

Учёные создали очень тонкие диски из майлара (аналог лавсана) диаметром 6 мм. Нижняя часть дисков была покрыта углеродными нанотрубками. Испытания проводились в камере с давлением 30 Па, как в мезосфере. Выяснилось, что при облучении лазерными импульсами или отражённым светом диски поднимались на значительную высоту. Более того, экспериментаторы смогли управлять направлением движения дисков, регулируя интенсивность «обстрела» световыми импульсами.

Источник изображения: natworld.info

Источник изображения: natworld.info

Учёные объяснили полученное явление неравномерностью нагрева нанотрубок снизу дисков. Тепло в слое трубок распространялось таким образом, что движение молекул воздуха внизу дисков происходило с большей скоростью, чем вверху. Диски вверх толкал не свет, а передающаяся импульсами света энергия.

Исследователи признают, что их работа носит предварительный характер. Остаётся неизвестным, сработает ли предложенный подход для дисков, сброшенных в мезосферу. Кроме того, требуется дополнительная работа, чтобы понять пределы масштабирования системы до дисков нужного размера.

«Мятый» графен позволит на порядки уменьшить размер и увеличить скорость чипов

Элементарный кремний открыли в 1824 году, но первый транзистор сделали только сто двадцать лет спустя. Графен открыли 15 лет назад. Его электротехнические характеристики оказались настолько удивительными, что учёные со всего мира бросились изобретать транзисторы на его основе. К сегодняшнему дню сделано много интересных предложений, и череда открытий только растёт, а на днях свой вклад в графеновую микроэлектронику внесли учёные из Великобритании.

Источник изображения: Getty Images/iStockphoto

Источник изображения: Getty Images/iStockphoto

Исследователи из Университета Сассекса в Великобритании изучают использование «мятых» форм графена, то есть влияние на электротехнические свойства исходного материала разного рода физических деформаций. Это относительно новое направление в перспективной микроэлектронике, которое получило название стрейнтроника (straintronics). Алан Далтон (Alan Dalton), профессор школы математических и физических наук Университета Сассекса, сказал: «Мы механически создаем изгибы в слое графена. Это немного похоже на нанооригами».

В области стрейнтроники уже было выявлено, что деформирование структуры 2D-наноматериалов, таких как графен или дисульфид молибдена, ведёт к проявлению новых электронных свойств, но точное влияние различных «складок» остается малоизученным. В своём исследовании британские учёные исследовали влияние структурных изменений в графене на такие свойства, как легирование (добавление примесей). Например, ожидается, что деформация графена может существенно повысить электронную плотность в материале, что превратит его из проводника в суперпроводник.

Манодж Трипати (Manoj Tripathi), научный сотрудник в области наноструктурированных материалов из Университета Сассекса, который руководил исследованием, сказал: «Мы показали, что можем создавать структуры из графена и других 2D-материалов, просто добавляя в структуру преднамеренные изгибы, типа гофры, и мы можем создать интеллектуальный электронный компонент, такой как транзистор или логический вентиль». В перспективе, как считают исследователи, «мятый» графен позволит создавать в сто раз меньшие по размеру чипы, которые будут работать в тысячу раз быстрее кремниевых.

Американский профессор разработал исторический курс на базе серии Red Dead Redemption

Американский профессор истории Торе Олссон (Tore Olsson) объявил о создании учебного курса на базе серии Red Dead Redemption. Он рассказал об этом в Twitter. Курс получил название Red Dead America и будет освещать американскую историю начала XX века.

Steam

Steam

Учебный курс будут преподавать в Университете Теннесси, который находится в Ноксвилле (штат Теннесси). Во время обучения Оллсон будет рассказывать о событиях, случившихся с 1899 по 1911 год, демонстрируя некоторые примеры на материалах из видеоигр. По его словам, в них затрагиваются такие темы, как мифология фронтира, имущественное неравенство, поселенческий колониализм, Мексиканская революция и многое другое.

Профессор уточнил, что в Red Dead Redemption много исторических неточностей. Несмотря на это, по его словам, игровая серия может стать хорошей отправной точкой в изучении истории указанного периода.

Используя видеоигры как платформу для обучения, Олссон стремится привлечь студентов, для которых история не является основным направлением. Познакомиться с курсом сможет любой желающий. Максимальная вместимость группы составляет 35 человек. Обучение начнётся в августе 2021 года.

В комментариях к публикации профессор Северо-западного университета Миссури (Northwest Missouri State University) Роберт Восс (Robert Voss) назвал идею потрясающей. Он рассказал, что тоже использовал Red Dead Redemption в качестве материала на своём учебном курсе. Восс специализируется на изучении капитализма XIX века.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Авиасимулятор Microsoft Flight Simulator долетит до Xbox Series X, Series S и Xbox Game Pass уже 27 июля 10 мин.
Авторы Halo Infinite показали трейлер мультиплеера, пообещали обширную пострелизную поддержку и немного рассказали про сюжет 30 мин.
S.T.A.L.K.E.R. 2 получила подзаголовок «Сердце Чернобыля» и точную дату выхода — 28 апреля 2022 года 38 мин.
«Кооперативный рай для контрабандистов»: создатели Just Cause представили игру в открытом мире Contraband 43 мин.
Приключенческий экшен-платформер Psychonauts 2 выйдет 25 августа — предзаказы уже стартовали 54 мин.
Джек Воробей, сюжетная кампания и новые враги: через неделю в Sea of Thieves начнётся кроссовер с «Пиратами Карибского моря» 59 мин.
Devolver на своём E3-шоу показала геймплей Shadow Warrior 3, анонсировала четыре новые игры и огласила даты выхода двух известных 10 ч.
PS4-версия Godfall выйдет 10 августа вместе с дополнением Fire & Darkness и бесплатным обновлением Lightbringer 12 ч.
В Японии началось антимонопольное расследование в отношении Apple и Google 14 ч.
Самурайская классика с видом сбоку: Devolver представила чёрно-белый экшен Trek to Yomi 21 ч.
Blackstone купила оператора ЦОД QTS Realty Trust за рекордную сумму в $10 млрд 2 ч.
Blue Origin продала билет на туристический полёт в космос за $28 млн 5 ч.
Huawei не станет сокращать штат HiSilicon — собственного разработчика процессоров 14 ч.
Активисты потребовали, чтобы председатель совета директоров Toshiba ушёл в отставку 15 ч.
Компания Ларри Пейджа по разработке летающих автомобилей купила бывшего конкурента производителя дронов DJI 12-06 18:41
Из-за проблем с обеспечением электроэнергией будущее 30 ирландских дата-центров оказалось под вопросом 12-06 15:45
Компания LG представила обновлённый логотип 12-06 15:04
Все на Венеру! Европейцы тоже утвердили проект отправки венерианского зонда 12-06 13:05
Мексиканские поставщики автозапчастей убеждены, что к декабрю дефицит чипов будет устранён 12-06 07:15
TSMC собирается построить предприятия по упаковке трёхмерных чипов в США и на Тайване 12-06 06:33