Автор Тема: Новости науки  (Прочитано 136592 раз)

0 Пользователей и 3 Гостей просматривают эту тему.

Оффлайн Scyther

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 2347
  • Карма: +10/-0
  • Пол: Мужской
Re: Новости науки
« Ответ #1290 : 19 Сентябрь 2017, 14:00:29 »
Алмазный «револьвер» защитит линии квантовой связи
https://scientificrussia.ru/articles/almaznyj-revolver-zashchitit-linii-kvantovoj-svyazi

Исследователи из Московского физико-технического института и Университета Зигена объяснили механизм генерации одиночных фотонов в алмазных диодах. Результаты работы, опубликованной в одном из ведущих физических журналов Physical Review Applied, открывают путь к созданию быстрых однофотонных источников для квантовых линий связи и квантовых компьютеров будущего

 Работа устройств на уровне одиночных фотонов открывает возможность создания принципиально новых систем для коммуникаций и вычислений, начиная от аппаратных генераторов истинно случайных чисел до квантовых компьютеров. Пожалуй, самой востребованной квантовой технологией сегодня является квантовая связь. Методы квантовой криптографии, опирающиеся на законы квантовой физики, позволяют защитить передаваемые данные так, что их фундаментально невозможно будет перехватить, не важно какими устройствами обладает злоумышленник, пусть даже и сверхмощным квантовым компьютером. Однако практическая реализация линий квантовой связи и других квантовых устройств требует эффективной генерации одиночных фотонов.

С практической точки зрения необходимо, чтобы источники одиночных фотонов работали при комнатной температуре и от электрической накачки, т. е., проще говоря, в нормальных условиях и от батарейки. Несмотря на очевидность этих требований, соблюсти их оказывается крайне сложно. Во-первых, все квантовые системы не любят высокие температуры, а это означает, что для их охлаждения требуется холодильник или криостат, охлаждающий их по крайней мере до температуры жидкого гелия, а то и ещё ниже — до нескольких милликельвинов, что составляет приблизительно −273 градуса по шкале Цельсия. Хотя использование таких установок у физиков уже вошло в привычку, едва ли в ближайшее время удастся создать подобный холодильник стоимостью в несколько долларов, а значит стоит забыть о массовом использовании подобных квантовых систем. Во-вторых, сама концепция квантовых систем подразумевает, что они практически не взаимодействуют с окружающим миром, по крайней мере неконтролируемо. Примером такой системы служит одиночный атом в камере с разреженным газом. Тем не менее, несмотря на то, что его взаимодействие с окружающей средой практически отсутствует, физики могут управлять его электронными состояниями, облучая камеру лазером и тем самым заставляя атом излучать одиночные фотоны. Однако накачивать электрически такую квантовую систему не представляется возможным. Активные исследования в области квантовой оптики и квантовой электроники в последние два десятилетия показали, что не только атомам газов, но и даже полупроводниковым структурам, таким как квантовые точки, не под силу справиться с задачей эффективной работы от электрической накачки при комнатной температуре, в то время как многие другие другие материалы просто не проводят ток.

Выходом из сложившейся тупиковой ситуации довольно неожиданно стал алмаз — материал с очень необычными свойствами на стыке полупроводников и диэлектриков. Оказалось, что в алмазе центры окраски — точечные дефекты в кристаллической решётке, возникающие при случайном попадании или направленной имплантации в алмаз посторонних атомов — могут выступать в роли квантовых систем и показывать превосходные излучательные характеристики. Более того, удалось продемонстрировать, что при пропускании тока эти квантовые системы могут излучать одиночные фотоны. Однако физика происходящего процесса была неизвестна и не было понятно, что нужно делать, чтобы создать на основе центров окраски быстрые и эффективные источники.

В своей работе физики из МФТИ и Университета Зигена установили механизм однофотонного излучения NV-центров в алмазе при пропускании тока и определили, что влияет на динамику излучения фотонов. Согласно их исследованиям, процесс можно разделить на три стадии: (1) захват электрона центром окраски, (2) захват дырки (или, что то же, отдача электрона), (3) переход между электронными уровнями в центре окраски, которые вместе формируют механизм, похожий на принцип действия револьвера. Представим, что выстрел — это излучение одиночного фотона. Чтобы выстрелить, нужно сначала большим пальцем взвести курок (дефект должен захватить электрон). Затем нужно нажать на спусковой крючок. Это запускает спусковой механизм, и курок, обретя импульс, ударяет по капсюлю патрона. Именно этому «обратному» ходу курка и соответствует захват дырки центром окраски в алмазе. Далее заряд в капсюле взрывается, поджигает порох и под действием пороховых газов вылетает пуля. Аналогичным образом дырка в центре окраски испытывает переходы между возбуждёнными уровнями и основным уровнем, в результате чего происходит эмиссия фотона. Затем всё повторяется по тому же сценарию за одним лишь исключением: нам не нужен новый патрон, центр окраски может излучить сколько угодно фотонов по одному за раз.

На практике очень важно получать фотоны именно в моменты времени, когда они нужны, поскольку после генерации фотоны улетают со скоростью света. «Вспомните ковбойские дуэли в вестернах. Например, два стрелка начинают стрелять строго по бою часов. Побеждает обычно тот, кто выстреливает первым. Ценой за промедление является жизнь. Точно так же для квантовых устройств жизненно важно генерировать фотоны «по требованию» в строго определённые моменты времени», — говорит Дмитрий Федянин. В своей работе исследователи показывают, что определяет время отклика алмазного однофотонного источника, т. е. через какое время он может излучить фотон, и какова вероятность испустить ещё один фотон через время τ после испускания первого. Оказывается, что этими временами можно управлять и на порядки улучшать их как путём изменения характеристик алмаза, например при помощи легирования, так и контролируя концентрации инжектированных в алмаз носителей заряда. Кроме того, по словам Дмитрия Федянина, помещая центр окраски в разных областях алмазного диода, можно управлять начальным состоянием центра окраски, подобно тому как стрелки предварительно взводят курок, чтобы быстрее выстрелить, или ставят револьвер на предохранитель.

Предложенная исследователями физическая модель отвечает на фундаментальные вопросы о поведении центров окраски в алмазе. Разработанная теория не только качественно объясняет, но и количественно воспроизводит недавние экспериментальные результаты. Это открывает путь к созданию практичных источников однофотонного излучения с заданными характеристиками, что необходимо для реализации устройств квантовой информации, таких как защищённые линии связи на основе квантовой криптографии.
Hamlet
  There are more things in heaven and earth, Horatio,
  Than are dreamt of in your philosophy.

Гамлет (пер. Scyther)
  Такое в небе и земле, Горацио, бывает,
  Пред чем мечты твои - простая отбивная.

Людей первого сорта нет – это вам подтвердит любой человек второго сорта.

Пикник на опушке

Re: Новости науки
« Ответ #1290 : 19 Сентябрь 2017, 14:00:29 »

Оффлайн Scyther

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 2347
  • Карма: +10/-0
  • Пол: Мужской
Re: Новости науки
« Ответ #1291 : 19 Сентябрь 2017, 14:05:48 »
В Шотландии получили водород из приливной энергии
http://greenevolution.ru/2017/09/19/v-shotlandii-poluchili-vodorod-iz-prilivnoj-energii/

Шотландский исследовательский институт морской энергетики (EMEC) первым в мире выработал водород, используя энергию приливов.

Расположенная у побережья Оркнейских островов станция собирается использовать водородное топливо в качестве альтернативы горючего для паромов.

При помощи прототипа конвертеров приливной энергии электролизер ITM Power способен разделять воду на составные элементы, водород и кислород. Устройство вырабатывает 220 кг водорода каждые 24 часа, при этом может запасать до 500 кг.

Первоначальной целью приобретения аппарата для электролиза было решение проблемы с хранением энергии на Оркнейских островах, но теперь EMEC собирается изучить возможность развития водородной экономики в этом регионе. По словам директора центра Нила Кермода, чистое водородное топливо сможет, со временем, заменить горючее для местных автомобилей, грузовиков и паромов.

Главным потребителем водородного топлива станет проект Surf'N'Turf, который собирается использовать два источника возобновляемой энергии: ветряные турбины на побережье острова Эдей и приливную станцию EMEC на 500 кВт, расщепляющую воду. Водород запасается в виде сжатого газа, а затем транспортируется по суше до порта Киркуолл, столицы Оркнейских островов. Там им заправляют паромы, которые перевозят торф, сообщает hightech.fm
Hamlet
  There are more things in heaven and earth, Horatio,
  Than are dreamt of in your philosophy.

Гамлет (пер. Scyther)
  Такое в небе и земле, Горацио, бывает,
  Пред чем мечты твои - простая отбивная.

Людей первого сорта нет – это вам подтвердит любой человек второго сорта.

Оффлайн Scyther

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 2347
  • Карма: +10/-0
  • Пол: Мужской
Re: Новости науки
« Ответ #1292 : 19 Сентябрь 2017, 14:07:42 »
Остался месяц до старта форума «Открытые инновации»
http://greenevolution.ru/2017/09/19/mesyac-do-starta-foruma-otkrytye-innovacii/

16–18 октября на площадке Технопарка «Сколково» пройдет Московский международный форум инновационного развития «Открытые инновации».

Главное событие 2017 года для представителей цифровой экосистемы посетят около 15 000 участников из 90 стран мира.

Ключевой темой форума в этом году станет цифровая экономика.
В фокусе дискуссий – корпорации, государство и человек.
«Открытые инновации – 2017» пройдут в формате трех тематических дней:

    1-й день – CorpTech. ДНК корпорации будущего;
    2-й день – StateTech. Манифест цифрового государства;
    3-й день – HumanTech. Технологии для человека и человек для технологий.

Ведущие международные и российские эксперты в области цифровых трансформаций обсудят самые актуальные тенденции, связанные с развитием цифровой экономики, а также вызовы, с которыми сталкивается человечество в связи с мировой информатизацией.

Победит ли человека искусственный интеллект? Смогут ли криптовалюты заменить традиционные деньги? Станет ли добыча ресурсов на астероидах полноценной альтернативой для мира? Как вести бизнес в постфинансовом мире? Как стать стартап-звездой и покорить мир высоких технологий? На все эти вопросы ведущие международные и российские эксперты в области цифровых трансформаций ответят на «Открытых инновациях».
Хедлайнерами форума станут:

    Ксавье Беттель – премьер-министр Люксембурга
    Джон Носта – евангелист цифровой медицины
    Рик Тамлинсон – основатель Deep Space Industries
    Бретт Кинг – футуролог, автор книги Breaking Banks
    Кен Голдман – финансовый директор Yahoo
    Марвин Ляо – гуру стартаперов и партнер в 500 Startups
    Митио Каку – футуролог, популяризатор теоретической физики и современных концепций об устройстве мироздания
    Ник Сэмпсон – вице-президент Faraday Future
    Чарльз Адлер – основатель Kickstarter
    Мун Рибас – основатель Cyborg Foundation
    Арина Теему – визионер и технологический предприниматель
    Дэйв Вайсер – основатель Gett
    Моше Варди – профессор, Университет Райс

Соорганизаторами форума выступают: Министерство экономического развития РФ, Правительство Москвы, Фонд инфраструктурных и образовательных программ «РОСНАНО», Российская венчурная компания, Фонд содействия инновациям, Фонд «Сколково», Внешэкономбанк.
Hamlet
  There are more things in heaven and earth, Horatio,
  Than are dreamt of in your philosophy.

Гамлет (пер. Scyther)
  Такое в небе и земле, Горацио, бывает,
  Пред чем мечты твои - простая отбивная.

Людей первого сорта нет – это вам подтвердит любой человек второго сорта.

Оффлайн Scyther

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 2347
  • Карма: +10/-0
  • Пол: Мужской
Re: Новости науки
« Ответ #1293 : 19 Сентябрь 2017, 14:10:56 »
В реке Енисей обнаружено уникальное разнообразие радиоактивных частиц
http://www.sbras.info/news/v-reke-enisei-obnaruzheno-unikalnoe-raznoobrazie-radioaktivnykh-chastits

Коллектив ученых Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» (КНЦ СО РАН), Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН (Новосибирск) и Норвежского университета наук о жизни провел детальные исследования более 200 радиоактивных частиц, обнаруженных в речных долинах реки Енисей в период с 1995 по 2016 годы. В бассейне реки обнаружены как частицы, содержащие цезий, стронций, плутоний и америций и ассоциирующиеся с ядерным топливом, так и активационные частицы, содержащие кобальт и европий, связанные с возможной коррозией материалов в ядре реактора и на управляющих стержнях. Присутствие в бассейне реки радиоактивных частиц различного происхождения делает Енисей уникальным объектом для экологических исследований. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

Открытие процесса деления урана и последующее развитие военной и мирной атомной промышленности привели к появлению в окружающей среде маркеров современной цивилизации — продуктов распада техногенных ядерных реакций. Радиоактивные техногенные изотопы, попадая в окружающую среду, могут представлять опасность для живых существ. Поэтому исследование путей распространения и захоронения таких объектов в природных экосистемах является актуальной научной задачей.

В одной из крупнейших рек мира — реке Енисей — за последние двадцать лет активных исследований были обнаружены многочисленные техногенные радиоактивные частицы различного происхождения. Ранее, доступными для анализа методами гамма- и альфа спектрометрии были исследованы изотопный состав и активность этих частиц. В последнем исследовании коллектив российских и норвежских ученых выполнил детальный анализ методами сканирующей электронной микроскопии, рентгеновского микроанализа и спектрометрии более 200 обнаруженных в ходе многолетних экспедиций частиц, что позволило датировать частицы и сделать предположения об источниках их происхождения.

«Ранее, на основании результатов гамма спектрометрических измерений мы предполагали, что в реке есть частицы двух возрастов. Более точные измерения, выполненные в сотрудничестве с коллегами из Норвегии, позволили выделить три временных интервала «рождения» частиц. На основании анализа соотношения изотопов цезия мы определили, что наиболее вероятные периоды образования частиц это 1964-1969, 1972-1975 и 1983-1985 годы», — рассказывает о результатах исследования доктор биологических наук, заведующий лабораторией радиоэкологии Института биофизики КНЦ СО РАН Александр Болсуновский.

Современные высокоточные методы исследований по соотношению и составу радиоактивных изотопов позволяют оценить приблизительное время образования радиоактивного материала и предположительный источник их происхождения. Например, кобальт приобретает радиоактивность после интенсивного облучения. Кобальт может присутствовать в небольших количествах в нержавеющей стали, используемой для создания ядерных реакторов. В случае коррозии материала и попадания частиц с активированным кобальтом в водяной контур охлаждения реактора, радиоактивные частицы могут вымываться в окружающую среду.

Радиоактивные частицы, содержащие изотопы америция, стронция, цезия и урана, относятся к частицам, связанным с ядерным топливом. Изотопы этих элементов имеют разные времена полураспада (снижения активности). Соотношение количества короткоживущих и долгоживущих изотопов позволяет с высокой точностью определить время образования частиц.

Впервые в реке Енисей были обнаружены частицы, содержащие радиоактивный европий. Природные нерадиоактивные изотопы европия используются для контроля работы ядерных реакторов в управляющих или компенсационных стержнях. В ходе облучения происходит образование радиоактивных изотопов европия с относительно небольшим временем полураспада — около 13 лет.

Попадая в окружающую среду, в частности в водную экосистему, радиоактивные частицы могут оседать в донных отложениях, их могут переносить течения, они могут представлять точечную опасность для биологических объектов.

«Наличие частиц из различных источников (ядерное топливо, кобальт, европий) делает Енисей уникальным местом для экологических исследований. Частицы представляют собой точечные источники радиоактивного облучения. В случае попадания в пищеварительный тракт или дыхательные органы, или просто прилипания к поверхности, они могут представлять определенную опасность для обитателей водной экосистемы. Нас в первую очередь интересуют долгосрочные последствия присутствия таких частиц в Енисее. Взаимодействуют ли они с растениями и животными, возможен ли перенос радиоактивных частиц по трофической цепочке от растений, например, к рыбам?» — поясняет актуальность исследований Александр Болсуновский.

Исследования радиоактивных частиц Енисея проводились учеными Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН в рамках финансового контракта с Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ, Вена, Австрия). МАГАТЭ как структура Организации объединённых наций с 2013 по 2017 год финансировала Международный проект по исследованию поведения радиоактивных частиц в окружающей среде и их потенциальной биологической опасности. Участниками этого проекта, наряду с учеными из России, были ученые Украины, Беларуси, Казахстана, США, Австралии, Норвегии, Германии, Испании, Швеции, Австрии и Португалии.
Hamlet
  There are more things in heaven and earth, Horatio,
  Than are dreamt of in your philosophy.

Гамлет (пер. Scyther)
  Такое в небе и земле, Горацио, бывает,
  Пред чем мечты твои - простая отбивная.

Людей первого сорта нет – это вам подтвердит любой человек второго сорта.

Оффлайн Scyther

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 2347
  • Карма: +10/-0
  • Пол: Мужской
Re: Новости науки
« Ответ #1294 : 19 Сентябрь 2017, 14:29:08 »
Физик-теоретик: человеческой цивилизации угрожает искусственный интеллект
http://www.mk.ru/science/2017/09/18/fizikteoretik-chelovecheskoy-civilizacii-ugrozhaet-iskusstvennyy-intellekt.html

Если машина осознает себя, это чревато крайне неприятными последствиями

Вероятно, наиболее неблагоприятным сценарием для человеческой цивилизации может стать ее столкновение с искусственным интеллектом, осознавшим себя. С таким заявлением выступил физик-теоретик Макс Тегмарк из Массачусетского технологического института.

По словам физика, специалисты нередко размышляют о том, что «умные» машины могут оставить множество людей без работы или быть использованы для создания новых видов оружия, однако ещё более опасные последствия до сих пор почти не рассматривались всерьёз.

Речь идёт о вероятности, что на определённом этапе развития самообучающийся искусственный суперинтеллект может обрести своего рода сознание. Машина может ощутить себя личностью и на новом уровне осознать собственный субъективный опыт, то есть, несмотря на принципиально иную «структуру», станет во многих отношениях подобна человеку, утверждает Тегмарк, не склонный считать подобный сценарий в полной мере фантастическим.

В числе наиболее известными широкой аудитории людей, всерьёз рассматривающих искусственный интеллект в качестве потенциальной угрозы человечеству, можно назвать другого физика-теоретика, Стивена Хокинга, а также предпринимателя Илона Маска. Последний недавно заявил, что стремление различных стран стать лидерами в сфере искусственного интеллекта может привести к Третьей мировой войне. До этого миллиардер вступил в дискуссию с основателем сети Facebook Марком Цукербергом, не согласившимся с тезисом, что на разработку искусственного интеллекта следует накладывать ограничения. Оба участника спора сочли позицию оппонента следствием недостаточно полного понимания ситуации.

К слову, Маск, Хокинг и ряд других публичных лиц оставили к недавно вышедшей книге Макса Тегмарка положительные отзывы.
Hamlet
  There are more things in heaven and earth, Horatio,
  Than are dreamt of in your philosophy.

Гамлет (пер. Scyther)
  Такое в небе и земле, Горацио, бывает,
  Пред чем мечты твои - простая отбивная.

Людей первого сорта нет – это вам подтвердит любой человек второго сорта.

Оффлайн Scyther

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 2347
  • Карма: +10/-0
  • Пол: Мужской
Re: Новости науки
« Ответ #1295 : 20 Сентябрь 2017, 08:55:03 »
Профессор ТПУ доказал, что воздух губительно влияет на полупроводники для наноэлектроники
https://scientificrussia.ru/articles/professor-tpu-dokazal-chto-vozduh-gubitelno-vliyaet-na-poluprovodniki-dlya-nanoelektroniki

Ученый Томского политехнического университета с коллегами из Германии и Венесуэлы доказал уязвимость двумерного полупроводника — селенида галлия — на воздухе. Это открытие позволит создавать сверхпроводимую наноэлектронику на основе селенида галлия, чего ранее не удавалось сделать ни одному научному коллективу в мире, сообщает пресс-служба ТПУ.

Результаты исследования опубликованы в журнале Semiconductor Science and Technology (IF 2.305, Q2). 


 Одна из перспективных областей современного материаловедения — исследование двумерных материалов — тонких пленок, состоящих из одного или нескольких атомных слоев. Двумерные материалы, благодаря своей высочайшей электропроводности и прочности, могут стать основой для современной электроники сверхмалого размера (наноэлектроники). Для применения в оптике в основе такой электроники должны быть новые материалы, способные «создавать» большие потоки электронов при облучении светом. Одним из двумерных полупроводников, способных наиболее эффективно справляться с этой задачей, является селенид галлия.

«Некоторые зарубежные научные коллективы пытались создать электронные устройства на основе селенида галлия. Однако, несмотря на широкие теоретические исследования этого материала, которые публиковались в крупных научных изданиях, состояние этого материала в реальных устройствах оставалось неясной», — рассказывает профессор кафедры лазерной и световой техники ТПУ Рауль Родригес.

Научному коллективу, в который входит Рауль Родригес, удалось выяснить, почему. Они исследовали селенид галлия методами спектроскопии комбинационного рассеяния света и XPS, которые позволили подтвердить наличие химических связей между галлием и кислородом. Отсутствие фотолюминесценции у окисленного вещества также подтвердило формирование оксида. Другими словами, ученые выяснили, что при контакте с воздухом селенид галлия быстро окисляется и теряет свою электрическую проводимость, необходимую для создания наноэлектронных устройств.

«Наши результаты показывают, что окисление двумерного селенида галлия является быстрым процессом. Материал достигает окисленного состояния почти сразу после контакта с воздухом. Дальнейшее изучение чувствительности селенида галлия к окислению позволит предложить решения для его защиты и сохранения оптоэлектронных свойств», — подчеркивают авторы статьи.

По словам профессора Родригеса, для того, чтобы селенид галлия не потерял свои уникальные свойства, он должен находиться в вакууме или инертной среде. Например, он может использоваться в капсулированных устройствах, которые изготавливаются в вакууме, после чего покрываются защитным слоем, ограничивающим проникновение воздуха.

Таким методом могут быть изготовлены новейшая оптоэлектроника, детекторы, источники света, солнечные батареи. При сверхмалых размерах такие устройства будут обладать очень высокой квантовой эффективностью — то есть способностью «создавать» большие потоки электронов при малом внешнем воздействии.
Hamlet
  There are more things in heaven and earth, Horatio,
  Than are dreamt of in your philosophy.

Гамлет (пер. Scyther)
  Такое в небе и земле, Горацио, бывает,
  Пред чем мечты твои - простая отбивная.

Людей первого сорта нет – это вам подтвердит любой человек второго сорта.

Оффлайн Scyther

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 2347
  • Карма: +10/-0
  • Пол: Мужской
Re: Новости науки
« Ответ #1296 : 21 Сентябрь 2017, 10:54:59 »
В Сыктывкаре открылся завод по производству биотоплива
http://greenevolution.ru/2017/09/21/v-syktyvkare-otkrylsya-zavod-po-proizvodstvu-biotopliva/

Стоимость предприятия составила 50 млн рублей, а объемы выпуска продукции в ближайшее время планируют нарастить до 6 тыс. тонн пеллет в год.

Сегодня предприятие перерабатывает в биотопливо древесные отходы объемом в пять раз больше, к примеру, в качестве сырья используется около 30 тыс. тонн горбыля.

По словам начальника отдела лесопромышленного комплекса Минпрома Коми Андрея Кривошеина, если раньше древесные отходы наносили урон экологии, то сегодня они используются с экономической выгодой для республики. Лесоперерабатывающие предприятия могут свозить сюда отходы бесплатно.

Потенциальный рынок поставок завода — это Корткеросский район, который переходит на пеллетные котлы, и Сысольский район, который начал движение к прогрессу. Ну и конечно самый крупный потребитель — Коми тепловая компания, у которой есть планы полностью отказаться от мазута, угля и перейти на брикеты.
Hamlet
  There are more things in heaven and earth, Horatio,
  Than are dreamt of in your philosophy.

Гамлет (пер. Scyther)
  Такое в небе и земле, Горацио, бывает,
  Пред чем мечты твои - простая отбивная.

Людей первого сорта нет – это вам подтвердит любой человек второго сорта.

Оффлайн Scyther

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 2347
  • Карма: +10/-0
  • Пол: Мужской
Re: Новости науки
« Ответ #1297 : 21 Сентябрь 2017, 10:58:11 »
В Японии созданы гибкие водонепроницаемые фотоэлементы
http://greenevolution.ru/2017/09/21/v-yaponii-sozdany-gibkie-vodonepronicaemye-fotoelementy/

Японские ученые из Института физико-химических исследований RIKEN и Токийского университета создали ультратонкие водонепроницаемые солнечные модули

Новые солнечные модули с обеих сторон покрыты тянущейся водонепроницаемой эластомерной пленкой. Эластомерное покрытие защищает их от попадания воды и воздуха, но при этом не препятствует поступлению солнечного света. При изготовлении модулей инженеры использовали материал PNTz4T, который был разработан ранее. Фотоэлементы расположили на париленовой пленке толщиной всего 1 мкм, после чего покрыли слоями эластомеров.

КПД тонких солнечных батарей составляет 7,9%, при этом они генерируют 7,86 милливатт на кв. см. При воздействии симулированного солнечного света в 100 милливатт на кв. см плотность тока увеличивалась до 13,8 миллиампер на кв. см.

После нахождения таких фотоэлементов под водой, их КПД снизился всего на 5,4%. Модули хорошо выдержали и механическое воздействие. После 20 циклов сжатий и воздействия капель воды эффективность снизилась всего на 20%.

Гибкие водонепроницаемые фотоэлементы в будущем будут применять для создания гибких носимых устройств на солнечной энергии. Тонкие модули можно будет встраивать в одежду и подключать к ним датчики для отслеживания сердечного ритма и температуры тела, сообщает hightech.fm
Hamlet
  There are more things in heaven and earth, Horatio,
  Than are dreamt of in your philosophy.

Гамлет (пер. Scyther)
  Такое в небе и земле, Горацио, бывает,
  Пред чем мечты твои - простая отбивная.

Людей первого сорта нет – это вам подтвердит любой человек второго сорта.

Оффлайн Scyther

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 2347
  • Карма: +10/-0
  • Пол: Мужской
Re: Новости науки
« Ответ #1298 : 22 Сентябрь 2017, 13:03:03 »
Ученые СФТИ ТГУ создали первую в мире гидрометаллургическую технологию переработки титаномагнетитовых руд
https://scientificrussia.ru/articles/uchenye-sfti-tgu-sozdali-pervuyu-v-mire-gidrometallurgicheskuyu-tehnologiyu-pererabotki-titanomagnetitovyh-rud

Ученые Сибирского физико-технического института Томского государственного университета создали первую в мире гидрометаллургическую технологию переработки ванадийсодержащих титаномагнетитовых руд, сообщает пресс-служба ТГУ. Используя простые, экологически безопасные реагенты, исследователи синтезируют сложные системы, которые позволяют селективно выделять из минерального сырья железо, титан и ванадий. Это делает возможным освоение крупных месторождений титаномагнетитов, расположенных на Кольском полуострове, в Забайкалье и других регионах страны.

«Эти месторождения были разведаны в середине ХХ века, запасы сырья там оцениваются в десятки миллиардов тонн, но активная добыча до сих пор не ведется, – говорит руководитель Инновационно-технологического центра СФТИ ТГУ Виктор Сачков. – Причина – отсутствие эффективных технологий переработки титаномагнетитовой руды. Чугунно-литейные заводы могут использовать железный концентрат с содержанием титана не более четырех процентов, но имеющиеся методы переработки не позволяли приблизиться к этому показателю».

Решить проблему химики ИТЦ смогли за счет нового концептуального подхода к обогащению комплексных руд. Ученые разработали технологию селективного выделения титана, ванадия и железа при помощи сложных выщелачивающих систем, синтезированных из простых и безвредных реагентов. Новый способ позволяет извлекать нужные элементы не только с поверхности, но даже из кристаллической решетки минерала, что в разы снижает себестоимость переработки.

В настоящее время исследователи готовятся к апробации нового способа. В соответствии с соглашением, подписанным между ИТЦ СФТИ ТГУ и заказчиком технологии ОАО «Забайкалстальинвест», ученые разрабатывают регламент испытаний, которые пройдут в два этапа.

Первый – лабораторный – включает серию экспериментов на базе лаборатории ИТЦ. Небольшую партию руды весом 150 кг переработают на специальной установке, имитирующей процесс кучного выщелачивания. Второй этап, в ходе которого будут переработаны 100-150 тонн титаномагнетитового сырья, пройдет на производственной площадке промышленного партнера. Химики СФТИ будут осуществлять научное сопровождение испытаний.

Добавим, что активная добыча титаномагнетитовой руды могла бы решить проблему сырья для металлургической промышленности на многие годы вперед. В перспективе универсальная научно-технологическая концепция, созданная в Томске, может быть применена для добычи ценных металлов из природного и техногенного сырья – золота, меди, серебра.
Hamlet
  There are more things in heaven and earth, Horatio,
  Than are dreamt of in your philosophy.

Гамлет (пер. Scyther)
  Такое в небе и земле, Горацио, бывает,
  Пред чем мечты твои - простая отбивная.

Людей первого сорта нет – это вам подтвердит любой человек второго сорта.

Оффлайн Scyther

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 2347
  • Карма: +10/-0
  • Пол: Мужской
Re: Новости науки
« Ответ #1299 : 22 Сентябрь 2017, 13:04:34 »
В УрФУ разработали мобильную электростанцию для Арктики
https://scientificrussia.ru/articles/v-urfu-razrabotali-mobilnuyu-elektrostantsiyu-dlya-arktiki

Ученые кафедры атомных станций и возобновляемых источников энергии Уральского федерального университета (УрФУ) разработали мобильную электростанцию, которая преобразует механическую энергию морских волн в электрическую. Как сообщили ТАСС в пресс-службе вуза, в перспективе этот проект может быть реализован в арктических регионах.

"Ученые университета Сергей Щеклеин и Александр Попов разработали мобильную волновую электростанцию. Использование энергии морских и океанских волн - одно из перспективных для исследователей направлений возобновляемой энергетики, особенно важное для интенсивного освоения регионов Арктики", - сказали в пресс-службе.

Там отметили, что в реализации таких проектов заинтересованы удаленные территории, лишенные централизованных электрических сетей. "Разработанная электростанция использует качание платформы и прямое превращение механической энергии в электрическую. Волновая энергетика заменяет сжигание органического топлива и уменьшает объемы завоза разных видов топлива", - уточнили в вузе.

По словам разработчиков, устройство использует энергию мелких по амплитуде волн, умеет приспосабливаться к текущей волновой обстановке и ориентироваться по направлению движения волн. "Ученые уже запатентовали волновую электростанцию. Разработка подходит для широко распространенных по миру станций поплавкового типа, использующих только амплитуду волны", - добавили в университете.
Hamlet
  There are more things in heaven and earth, Horatio,
  Than are dreamt of in your philosophy.

Гамлет (пер. Scyther)
  Такое в небе и земле, Горацио, бывает,
  Пред чем мечты твои - простая отбивная.

Людей первого сорта нет – это вам подтвердит любой человек второго сорта.

Оффлайн Scyther

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 2347
  • Карма: +10/-0
  • Пол: Мужской
Re: Новости науки
« Ответ #1300 : 22 Сентябрь 2017, 13:22:34 »
Знаменитый академик разгромил реформу РАН и назвал лучшего кандидата в президенты
http://www.mk.ru/science/2017/09/21/znamenityy-akademik-razgromil-reformu-ran-i-nazval-luchshego-kandidata-v-prezidenty.html

Андрей Гапонов-Грехов: «Не называйте нас учеными, мы — «научники»

Высокоэнергетический, талантливый, свободный. Весь этот неполный перечень эпитетов можно отнести к одному человеку: основателю одного из лучших в стране институтов — Института прикладной физики РАН — академику Андрею Викторовичу ГАПОНОВУ-ГРЕХОВУ.

Их осталось не так много — ученых, чей расцвет пришелся на середину золотого для отечественной науки XX века, кто был дружен с такими звездами, как академики Анатолий Александров и Петр Капица.

Теперь, в силу своего солидного возраста — Гапонову-Грехову уже 91 год, — они довольно редко выходят в свет, чтобы рассказать, как надо делать науку, как надо управлять наукой, в чем заключается счастье ученого. Но в преддверии выборов президента РАН Андрей Викторович согласился встретиться с корреспондентом «МК», чтобы рассказать, в какой атмосфере полного взаимопонимания с властью творили ученые-шестидесятники, чтобы с высоты своего опыта дать дельный совет нынешним управленцам от науки.

Уже один факт, что этот человек в 60-х создал самый мощный, непревзойденный в этом плане на сегодняшний день источник электромагнитного излучения — гиротрон, который до сих пор закупают у России зарубежные институты, — заслуживает особого внимания. А познакомившись поближе, понимаешь: Гапонов-Грехов — просто уникум из тех, кто не может не творить, не создавать великое даже тогда, когда жизнь подталкивает в совсем другом направлении.

Мы беседуем с академиком на его даче в Нижнем Новгороде.

— Андрей Викторович, слышала, что у вас было непростое детство: голод, разруха, война… Расскажите, как все начиналось.

— О детстве у меня очень теплые воспоминания, связанные прежде всего с моей мамой — Марией Тихоновной Греховой. Я родился в Москве, мы жили напротив Всесоюзного электротехнического института, где работали мои родители. Периодически я выглядывал в окно, чтобы «поговорить» с мамой. Она вылезала для этого на крышу, где у нее была организована лаборатория, и махала мне с нее руками…

В детстве я переболел, наверное, всеми инфекционными заболеваниями, поскольку рос без прививок (от них у меня возникал анафилактический шок). Когда мне было четыре года, у меня случилась септическая форма скарлатины, началось заражение крови, думали, что придется отнимать ногу… Было решено делать операцию, но мама сказала: «Нет!» Не знаю, где Мария Тихоновна узнала об этом способе лечения, но она взялась «отливать» мою больную ногу горячей водой, почти кипятком. При этом не спала почти месяц, находясь неотлучно возле моей кровати. А когда я выздоровел — слегла сама, ее госпитализировали…

Я и позже болел часто — к примеру, во втором классе учился в году всего один месяц. Это было уже в Горьком.

— Почему переехали?

— Мама как один из основателей радиофизики в стране была убеждена, то надо развивать науку не только в Москве, но и на периферии. Уезжала из Москвы целая группа: Мария Тихоновна Грехова, мой отец Виктор Иванович Гапонов, который тогда преподавал в университете, и мой будущий учитель Александр Александрович Андронов. На дворе стоял 30-й год. По приезде со временем они основали первый в стране радиофизический факультет в местном университете; Мария Тихоновна была первым деканом этого факультета, а потом организатором первого радиофизического института — НИРФИ.

— И благодаря таким родителям вы избрали науку своей жизненной целью?

— Я не уверен, что это произошло исключительно благодаря родителям. Они ничего специально не делали для того, чтобы я стал ученым (кстати, не очень люблю это слово — лучше называйте меня «научник»). Их сложных разговоров о радиофизике, будучи ребенком, я просто не понимал. Но помнил очень дружескую, приятную атмосферу, когда в доме собирались Габриэль Горелик — автор учебника «Колебания и волны», Александр Андронов — создатель нового направления в теории колебаний и динамике систем (позже он был моим руководителем в аспирантуре)…

— В советские годы все посещали кружки и Дома пионеров. У вас тоже это было?

— Я с интересом ходил во Дворец пионеров, мастерил модели самолетов.

— В каком классе вас застала война?

— В 1941 году мне было 15 лет. К этому времени в том же Дворце пионеров я, будучи 9-классником, окончил курс тракториста и летом поехал работать в колхоз — отрабатывать выданную мне трудовую карточку. Получить такие карточки тогда стремились многие мои ровесники: время было голодное, хотелось поскорей перестать быть лишним ртом для родителей, помочь им.

— Слышала, что во время той практики с вами произошла какая-то неприятная история…

— Не помню, как назывался тот район, где я работал, — кажется, Воротынский. Но там действительно произошла потрясающая история. Я работал на тракторе со сменщиком, жил на квартире. И вот как-то в пять утра будит меня хозяйка и говорит: «Тикать тебе надо — трактор запороли». Как выяснилось позже, сменщик (он был местным парнем) въехал в канаву, трактор рассыпался, а он сказал, что это сделал городской приезжий, то есть я. Так мне пришлось спросонья бежать 50 км к Волге и ловить пароход, идущий в Горький. Пока ждал транспорт, уснул в траве. Проснулся перед самым приходом судна. Хорошо, успел спуститься вниз и на ходу, когда пароход кормой шел прижатым к пристани, запрыгнул в него и бесплатно доехал до города. А история с трактором в итоге так и заглохла.

— Да, нелегкие были времена… Но при этом вы все равно умудрялись хорошо учиться?

— В 9-м классе я, следом за своим приятелем, принял решение завершить учебу в школе экстерном, сдав экзамены сразу за два класса, и поступил в Политехнический институт. Но и там помимо учебы мы старались подрабатывать всеми возможными способами. Топили наш институт дровами, и мы периодически отлучались на их разгрузку. Вместо денег приглашали в столовую и говорили: «Ешь сколько хочешь». Я заказал как-то сразу 10 порций супа и буханку хлеба.

— И все-таки физика с математикой перевесили в вас тракториста и грузчика...

— Когда я только сообщил родителям, что хочу поступать в Политехнический, папа, который никогда не занимался со мной физикой, решил проверить мои способности, дав задачку, которую не могли решить многие из его студентов. Я решил ее минут за десять, и папа был потрясен. После никто уже не сомневался, на кого мне следует учиться.



С академиком Петром Капицей.

— Когда же вы «заболели» электромагнитными волнами?

— Проучившись полгода в Политехе, я перешел в университет на вновь созданный радиофизический факультет, где моя мама Мария Тихоновна была первым деканом.

У нас были отличные преподаватели, которые приезжали из Москвы: будущий нобелевский лауреат Виталий Гинзбург, будущий академик РАН Евгений Фейнберг, выдающийся физик-теоретик и преподаватель очень высокого класса Михаил Львович Левин. Последний, несмотря на разницу в возрасте, очень скоро стал моим другом на всю жизнь. Он-то и увлек меня своим предметом — электродинамикой. Тогда понимали, что обучение становится эффективным, когда преподаватель, сам являясь ученым, решающим ту или иную проблему, увлекает своим поиском студентов, аспирантов… Сейчас, к сожалению, эта связь академических ученых и вузов в большинстве случаев разорвана.

— Расскажите о ваших взаимоотношениях с академиком Петром Капицей. Вы ведь дружили?

— Начиналось с того, что я стал посещать знаменитые семинары Капицы — «капичники», — где доказывал свои научные теории, спорил… Многие поначалу советовали мне этого не делать. «Капица — это же кентавр, — говорили мои знакомые. — Если что-то не понравится в твоей работе, камня на камне не оставит». Но я шел и доказывал. И Петр Леонидович хорошо относился ко мне. Зная мои проблемы со слухом после перенесенной скарлатины, как-то привез мне из-за границы слуховой аппарат-очки. К сожалению, он не сохранился.

— Скажите, каким в те годы было общее отношение к людям науки со стороны руководства?

— Судите сами по истории моей защиты. По окончании университета, когда я уже преподавал в родном Политехе, я собрался защищать кандидатскую диссертацию. Защиту назначили в Ленинграде (все-таки в Горьком у меня было много родственников). И после вступительных лекций мне сразу рекомендовали одновременно защищать и докторскую степень. В 38 лет, при поддержке академиков Капицы и Александрова, я стал членом-корреспондентом РАН. А в 42 года мне присвоили уже академическую степень.

— Так было за что: ваши работы говорили сами за себя. Ведь под вас создали целый институт...

— Наш Институт прикладной физики РАН был основан в 1977 году. В те времена жизнь у физиков была очень интересной: создали лазеры, получило широкое развитие термоядерное направление, спутники полетели в космос… Нашей группе в НИРФИ правительство поручило тогда важную и секретную работу, связанную с противоракетной обороной, а именно с исследованиями мощного излучения и физикой плазмы. К тому времени нами был разработан источник электромагнитного излучения миллиметрового диапазона — гиротрон, за который я с учениками уже успел получить Госпремию. Встал вопрос о создании новой научной организации, которая работала бы в этом направлении, и академик Александров, который был тогда президентом РАН, взял нас к себе в подчинение. Так возникло постановление правительства о создании ИПФ РАН, в который из НИРФИ перешел весь возглавляемый мной коллектив исследователей. По-моему, институт получился. Даже в самые трудные времена, с другими директорами, моими учениками Александром Литваком и Александром Сергеевым, ему всегда удавалось только наращивать потенциал.

— Нынешние школьники живут более благополучно, чем вы, будучи ребенком. Однако наука большинство из них интересует гораздо меньше. Знаю, что при ИПФ РАН создана Физико-математическая школа, которая объединяет талантливых ребят из разных городов. Как вы заражаете современных детей любовью к исследованиям?

— Наши преподаватели стараются внушить детям понимание настоящего счастья ученого. Это понимание природы вещей. Не все наши воспитанники становятся знаменитыми физиками, но, пройдя эту школу, они получают способность анализировать. Ведь никакой другой предмет не учит такой системе анализа, как физика. Эта способность впоследствии пригодилась многим экономистам, бизнесменам, политикам… К примеру, наш, нижегородский радиофизический факультет заканчивали в свое время Борис Немцов, глава Росатома Алексей Лихачев; есть радиофизики и среди многих известных банкиров.



Слева направо: Александр Литвак, Андрей Гапонов-Грехов, Сергей Кириенко в ИПФ РАН. 2004 год.

— Как вы относитесь к тому, что сейчас происходит с Академией наук после ее реформы, начатой в 2013 году?

— Я не понимаю, что происходит, несмотря на то, что слежу за ее судьбой. По-моему, имеет место забвение идеи о том, что наука имеет свои цели, правила развития и свою историю. Замечаю, что развитие науки немножко затормозилось.

— За кого будете болеть на предстоящих выборах президента РАН?

— Я ознакомился со всеми обнародованными программами кандидатов и поддерживаю директора Института прикладной физики РАН Александра Сергеева. Он наиболее четко излагает пути выхода нашей академии из того трудного положения, в котором она оказалась. Мне близки его предложения к возвращению прежнего правового статуса РАН, которая была наделена большими полномочиями, чем сейчас. Академия, по его мнению, должна снова обрести главную роль в определении наиболее значимых научных исследований, а иначе это будет уже не академия. Мне также важно, что многие предложения его программы основаны на тех ценностях, которые лежат в основе деятельности нашего института. К сожалению, по состоянию здоровья я не смогу приехать на общее собрание и непосредственно отдать свой голос за Сергеева.

— Что вы с высоты своего опыта посоветовали бы нынешним управленцам от науки?

— Мне не очень понятно, почему многие богатые сырьевые компании вкладывают деньги в спорт и не вкладывают в науку. Она что, менее престижна, чем спортивные достижения? Если бы они вложили хотя бы половину тех денег — наука взлетела бы у нас на высочайший уровень. Мне кажется, за последние годы у нас в стране несколько деформировалось общее понимание того, что такое наука. Научных организаций становится меньше, на первый план выходит потребность в более ускоренном получении дохода. Может, на какое-то время это полезно. Но отрицать значения фундаментальной науки ни в коем случае нельзя.

СПРАВКА "МК"
Производство гиротронов было налажено в Нижнем Новгороде 25 лет назад. Главное их назначение — нагрев плазмы в установках управляемого термоядерного синтеза. Гиротроны используются почти во всех магнитных термоядерных установках мира. ИПФ РАН совместно со специально созданным предприятием «ГИКОМ» является основным поставщиком гиротронов для проекта ИТЭР (Международный экспериментальный термоядерный реактор), который сооружается во Франции в кооперации с семью странами-участницами, включая Россию. Госпремию за создание гиротрона Андрей Гапонов-Грехов получил дважды — в 1967 и в 1983 годах. На основе этой же работы были созданы и новые гироусилители для радиолокации, которые отличаются лучшим разрешением. Получила работа развитие и в области магнитной томографии, улучшая чувствительность приборов.

Пока верстался номер, стало известно об открытом письме, которое направил Общему собранию РАН академик Гапонов-Грехов. В нем он изложил свою позицию по поводу выборов президента РАН.
« Последнее редактирование: 22 Сентябрь 2017, 13:28:47 от Scyther »
Hamlet
  There are more things in heaven and earth, Horatio,
  Than are dreamt of in your philosophy.

Гамлет (пер. Scyther)
  Такое в небе и земле, Горацио, бывает,
  Пред чем мечты твои - простая отбивная.

Людей первого сорта нет – это вам подтвердит любой человек второго сорта.

Оффлайн Scyther

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 2347
  • Карма: +10/-0
  • Пол: Мужской
Re: Новости науки
« Ответ #1301 : 26 Сентябрь 2017, 13:37:06 »
Наноаэрозоли помогут лечить легкие
https://www.nkj.ru/news/32184/

Легочные альвеолы в разрезе

Заряженные частицы наноаэрозолей легко проходят сквозь липидный слой, подобный тому, что покрывает легкие изнутри.

Легочные болезни удобно лечить с помощью аэрозолей: лекарство в виде крошечных капель через дыхательные пути проникает непосредственно в больной орган – в отличие от таблеток, которые сначала попадают в желудочно-кишечный тракт, там всасываются в кровь и уже кровь их доносит до легких.

Однако с аэрозолями есть одна проблема – они часто оседают в верхнем отделе легкого. Можно увеличить дозу, чтобы лекарство уж точно проникло всюду, где надо, или повысить концентрацию лекарственного вещества, чтобы из верхнего отдела легких оно подействовало на весь орган. Но в таком случае какие-то участки органа получат лекарства намного больше, чем требуется, что может оказаться не очень хорошо; и даже если локальная передозировка ничем серьезным не грозит, все равно часть лекарственного вещества будет расходоваться впустую.

Другой выход – сделать аэрозольные капли очень и очень мелкими, тогда они смогут проникать глубже. Если довести размер лекарственных частиц до нанометровых масштабов, это позволит снизить концентрацию лекарства в сотни раз.

Но тут возникает другой вопрос: сможет ли частица наноаэрозоля проникнуть к поверхности легочной альвеолы? Легкие изнутри покрыты специальной субстанцией с большим содержанием липидов, и лекарственные капельки должны пройти сквозь нее.

Исследователи из лаборатории наноструктур и нанотехнологий Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН впервые показали, что заряженные наночастицы размером порядка 100 нм вполне могут пробивать жидкий липидный слой, подобный тому, который покрывает альвеолы. Слой этот Виктор Морозов и его коллеги делали из липида дипальмитоилфосфатидилхолина (ДПФХ), которого в пристеночной альвеолярной субстанции больше всего.

Липид наносили на поверхность жидкости в так называемой ванне Ленгмюра – специальном устройстве, которое позволяет изучать свойства вещества в монослое, то есть в слое толщиной в одну молекулу. На монослой легочного липида распыляли заряженные нанокапельки разных растворов (глюкозы, белков и т. д.) – и оказалось, что когда на липидный слой оседали частицы размером более 100 нм, сила поверхностного натяжения слоя менялась, он становился менее плотным, как если бы оседающие наночастицы проходили сквозь него и забирали часть молекул липидов с собой.

Чтобы проверить, проходят ли частицы наноаэрозоля сквозь липидных слой, на дно ванны Ленгмюра положили пленку слюды, которую потом просканировали с помощью атомно-силового микроскопа. На слюде действительно обнаружились слипшиеся комки липида, которые ушли на дно вместе с аэрозольными наночастицами.

В статье в журнале Langmuir авторы пишут, что для того, чтобы частицы пробили липидный слой, они должны быть не только достаточно крупными (как было сказано выше, не меньше 100 нм) – они также должны быть электрически сильно заряженными. Если частица заряжена не очень сильно, она просто встраивается в монослой, делая его более плотным.

Исследователи продолжили эксперименты на синхротроне в Курчатовском институте, чтобы в деталях увидеть, как наночастицы падают на липидный слой, какой путь совершают выбитые липидные молекулы; полученные данные будут опубликованы в журнале «Кристаллография» в начале 2018 года.

Если наноаэрозольные частицы оправдают ожидания в опытах с ваннами и синхротронами, можно будет испытать их на настоящих легких.


Замечание Scyther-a: Возможность проникновения наночастиц через липидный слой означает, между прочим, что наноаэрозоли атмосферы при её загрязнении наночастицами таят в себе экологическую угрозу всему телу человека, кожа которого, как известно, биологически защищена этим барьером.
« Последнее редактирование: 26 Сентябрь 2017, 13:51:43 от Scyther »
Hamlet
  There are more things in heaven and earth, Horatio,
  Than are dreamt of in your philosophy.

Гамлет (пер. Scyther)
  Такое в небе и земле, Горацио, бывает,
  Пред чем мечты твои - простая отбивная.

Людей первого сорта нет – это вам подтвердит любой человек второго сорта.

Оффлайн Scyther

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 2347
  • Карма: +10/-0
  • Пол: Мужской
Re: Новости науки
« Ответ #1302 : 26 Сентябрь 2017, 13:52:52 »
Физики из России совместно с зарубежными коллегами создали новый тип нанолазера
https://scientificrussia.ru/articles/fiziki-iz-rossii-sovmestno-s-zarubezhnymi-kollegami-sozdali-novyj-tip-nanolazera

Физики из России и зарубежных стран создали новый тип компактного нанолазера, который можно использовать в качестве основы для световых и квантовых компьютеров будущего, сообщает РИА Новости. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

 "Поляритоны предлагают альтернативную платформу для квантовых вычислений. Самое главное, как показала наша работа с группой из Мичигана, поляритонные конденсаты прекрасно себя чувствуют при комнатной температуре. Я убежден, что полупроводниковая платформа для квантовых технологий может быть создана в России за короткий срок. И здесь мы могли бы даже обогнать Google", – заявил Алексей Кавокин из Санкт-Петербургского государственного университета.

Поляритоны представляют собой одну из относительно недавно созданных виртуальных частиц, которая, как и фотон, одновременно ведет себя как волна и как частица. Он состоит из трех компонентов — оптического резонатора (набора из двух зеркал-отражателей), заточенной между ними световой волны и квантового колодца – атома и вращающегося вокруг него электрона, который периодически поглощает и испускает квант света.

Как показывают недавние опыты и теоретические расчеты российских физиков, поляритоны можно использовать в качестве переносчиков информации в световых и квантовых компьютерах будущего, а также в качестве основы для различных компактных источников света и других форм электромагнитного излучения.

Как рассказывает Кавокин, за последние несколько лет и российские, и зарубежные ученые использовали это свойство поляритонов для создания компактных лазеров, способных работать при комнатной температуре и потреблять очень небольшое количество энергии. Несмотря на подобные плюсы, такие лазеры нельзя было применять на практике, так как их конструкция в принципе не позволяла управлять их поляризацией, что критически важно для передачи и кодирования информации.

Кавокин и его коллеги из Университета ИТМО, а также США, Великобритании и Италии смогли решить эту проблему, "нарушив" законы физики, управляющие поведением электронов и тем, как те участвуют в накачке лазера. На поляритоны, как отмечают ученые, подобные ограничения действуют не всегда, так как при очень низких температурах они превращаются в особую экзотическую форму материи, так называемый конденсат Бозе-Эйнштейна.

"Обычно в поляритонном лазере образуются два конденсата Бозе-Эйнштейна. Оба конденсата излучают независимо, и в итоге направление поляризации является случайным. Если бы удалось накачивать преимущественно один конденсат, это позволило бы, во-первых, получать стабильное циркулярно-поляризованное излучение, а во-вторых, дополнительно снизить энергопотребление", — объясняет Иван Иорш, доцент Университета ИТМО в Санкт-Петербурге.

Российские и зарубежные ученые поняли, как решить эту проблему, и заставили поляритоны работать и при комнатной температуре, используя необычный источник электронов – фрагмент ферромагнитного материала, сплав железа, кобальта и оксида магния. Как отмечают исследователи, свойствами электронов в них можно управлять при помощи внешнего магнитного поля, что позволяет гибко и быстро менять поляризацию лазерного излучения, порождаемого этими электронами.

Подобные лазеры, как отмечает Кавокин, позволят не только ускорить работу обычных оптоволоконных сетей, но и создать световые и квантовые компьютеры, работающие при комнатных температурах. Это упростит их конструкцию и приблизит нас к их созданию, заключают ученые.
Hamlet
  There are more things in heaven and earth, Horatio,
  Than are dreamt of in your philosophy.

Гамлет (пер. Scyther)
  Такое в небе и земле, Горацио, бывает,
  Пред чем мечты твои - простая отбивная.

Людей первого сорта нет – это вам подтвердит любой человек второго сорта.

Оффлайн Scyther

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 2347
  • Карма: +10/-0
  • Пол: Мужской
Re: Новости науки
« Ответ #1303 : 26 Сентябрь 2017, 13:57:44 »
Удивительные квантовые состояния, созданные из света
http://innovanews.ru/info/news/hightech/16091/

Частицы света или фотоны – это крошечные, неделимые части. Тысячи этих частичек могут образовать один суперфотон, при условии их достаточной концентрации и оптимального охлаждения.

Процесс слияния отдельных элементарных частиц друг с другом ученые называют фотонным конденсатом Бозе-Эйнштейна. Науке давно известно, что обычные атомы могут образовывать такие агрегатные состояния. В 2010 году профессор Боннского университета прикладной физики Мартин Вейтц привлек внимание экспертов к этому феномену, когда в первый раз получил фотонный конденсат из множества квантов.

В своей последней работе команда ученых под руководством профессора Вейтца исследовала подобный суперфотон. Экспериментальная установка состояла из двух зеркал, между которыми пропускали лазерный луч. В первом опыте между зеркалами ученые поместили специальный слой-пигмент, который захватывал и отпускал проходившие через него фотоны, в результате удалось охладить лазер до такой степени, что фотонный конденсат был получен из отдельных его участков.

— Важность эксперимента в том, что нам удалось создать некую оптическую скважину, в которой конденсат Бозе-Эйнштейна был в состоянии потока, сообщил Вейтц.

Полимер меняет путь света
Здесь команда ученых использовала такой трюк: полимер смешали с пигментом, поместили между зеркалами и под влиянием температур изменяли преломления луча. Получилось, что более длинные волны света проходили между зеркалами при нагревании. Таким образом, световой путь между зеркалами может варьироваться под воздействием различных температурных моделей.

— Геометрия зеркал только показала нам деформацию, а показатель преломления луча изменялся в определенных точках, казалось, что часть суперфотона текла в яму, объяснил Вейтц.

Опыт показал, что экспериментальная установка ученых – это аппарат для формирования различных моделей с минимальными потерями.

Предшественник квантовых цепей
Далее группа ученых анализировала образование двух соседних углублений, которые также контролировались с помощью температурного полимера. Когда луч в оптических скважинах был на одном энергетическом уровне, суперфотон перетек из одной лунки в другую.

— Это предшественник оптических квантовых цепей, подчеркнул физик из Боннского университета. — Возможно, благодаря нашей экспериментальной установке мы сможем реализовать и более сложные схемы, в которых будет происходить квантовое переплетение частиц, их взаимодействие в подходящих материалах.

Это открытие станет предпосылкой для новых квантовых коммуникаций.

— Но до этого еще далеко, предостерег от излишнего восторга Вейтц.

Однако, выводы, сделанные исследовательской группой, могут использоваться для дальнейшего развития лазеров – например, для высокоточных сварочных работ.
Hamlet
  There are more things in heaven and earth, Horatio,
  Than are dreamt of in your philosophy.

Гамлет (пер. Scyther)
  Такое в небе и земле, Горацио, бывает,
  Пред чем мечты твои - простая отбивная.

Людей первого сорта нет – это вам подтвердит любой человек второго сорта.

Оффлайн Scyther

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 2347
  • Карма: +10/-0
  • Пол: Мужской
Re: Новости науки
« Ответ #1304 : 26 Сентябрь 2017, 14:03:17 »
В Японии заменят 10 АЭС приливными электротурбинами
http://greenevolution.ru/2017/09/26/v-yaponii-zamenyat-10-aes-prilivnymi-elektroturbinami/

Турбины, разработанные японскими инженерами, планируется поместить на место волнорезов, что позволит одновременно и защищать побережье от эрозии, и генерировать электричество.

Используя в этих целях всего 1% прибрежной зоны Японии, можно будет производить 10 гигаватт электроэнергии, что эквивалентно работе 10 атомных электростанций.

Профессор Цумору Шинтаке из Института науки и технологий Окинавы (OIST) начал проект под названием «Морской конек». Его цель - собирать энергию течения Куросио, которое простирается от восточного побережья Тайваня до южных островов Японии. Этот проект использует подводные турбины, привязанные к морскому дну швартовыми кабелями, чтобы конвертировать кинетическую энергию потоков Куросио в электричество, которое по проводам можно доставить на сушу. Начальная фаза эксперимента оказалась очень успешной, и команда сейчас ищет промышленных партнеров, чтобы приступить к следующей фазе. Однако, в OIST ищут еще более дешевый и простой в производстве источник океанической энергии.

На 30% пляжах Японии можно увидеть тетраподы - бетонные фигурные блоки, которые применяют для сооружения заграждений и укрепления прибрежных участков, чтобы предупредить их эрозию, а также для проведения подводных и причальных работ.

«Если поместить на место обычных тетраподов и волнорезов более продвинутые конструкции с турбинами, можно будет одновременно и защищать побережье от эрозии, и генерировать электричество, - объясняет профессор Шинтаке. - Используя в этих целях всего 1% прибрежной зоны Японии, мы сможем производить 10 гигаватт энергии, что эквивалентно работе 10 атомных электростанций».

Турбины были сконструированы таким образом, чтобы выдерживать не только сильнейшие волны, но и тайфуны. Дизайн их лопастей похож на плавники дельфинов - они гибкие и сделаны из материалов, способных подстраиваться под самые жесткие природные условия. Несущая конструкция тоже довольно гибкая, «как стебель цветка», который может согнуться от дуновения ветра, но не сломаться. При этом, турбины безопасны для всех приморских обитателей. Сейчас профессор Шинтаке с командой исследователей полностью завершили первую стадию проекта и готовы установить турбины для первого коммерческого эксперимента, сообщает hightech.fm
Hamlet
  There are more things in heaven and earth, Horatio,
  Than are dreamt of in your philosophy.

Гамлет (пер. Scyther)
  Такое в небе и земле, Горацио, бывает,
  Пред чем мечты твои - простая отбивная.

Людей первого сорта нет – это вам подтвердит любой человек второго сорта.

 


Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика
SimplePortal 2.3.6 © 2008-2014, SimplePortal