суббота, 30 апреля 2011 г.

Бактерии могут"общаться"с помощью радиосигналов, используя цепочки ДНК в качестве антенны.

Бактерии вида E.coli


Идея того, что некоторые виды бактерий могут производить радиопередачи, была высказана французским биологом и вирусологом Люком Монанье (Luc Montagnier) в 2009 году. В его экспериментах вокруг емкости с водой, содержащей колонию бактерий, была намотана катушка индуктивности. На выходе усилителя, к которому была подключена катушка, регистрировался устойчивый радиосигнал в диапазоне 1 килогерца. Результаты исследований Монанье подверглись резкой критике из-за отсутствия приемлемого объяснениямеханизма формирования радиосигнала внутри живых организмов. Согласно результатам исследований физика Аллана Уидомома (Allan Widom) из Северо-восточного университета, результаты их исследований подтвержают то, что бактерии действительно могут осуществлять радиопередачи, используя электроны и цепочки их собственной ДНК в качестве антенн.

Согласно результатом исследований источником радиосигнала являются свободные электроны, циркулирующие по петлям замкнутых цепочек ДНК. Энергия, требующаяся длягенерации радиоволны, выделяется при переходе свободного электрона на более низкий энергетический уровень. Именно этим объясняется то, что бактерии излучают радиочастоты фиксированной длины в 0.5, 1 и 1.5 килогерца. Так же длина волны радиоизлучения зависит и от вида бактерий, к этому выводу пришли ученые, проанализировав излучение бактерий видов E.coli и M.pirum. Это объясняется тем, что длины замкнутых цепочек ДНК у разных близких видов бактерий незначительно различаются.

Частотный спектр передаваемого радиосигнала


В настоящее время ученые пытаются выяснить, действительно ли бактерии могут передавать друг другу сигналы и информацию, используя свой радиопередатчик естественного происхождения, или радиоизлучение является побочным результатом жизнедеятельности бактерий? Если окажется так, что бактерии действительно обмениваются информацией, то это открытие может привести к разработке совершенно новых методов борьбы с вирусными и бактериальными инфекционными заболеваниями, к новым технологиямпроизводства биотоплива с помощью бактерий и другим открытиям в области биологии.



Источник

пятница, 29 апреля 2011 г.

Система GPS следующего поколения позволит определять местоположение даже внутри замкнутых помещений.

Спутник системы GPS III


Некоторым людям сейчас уже сложно вообразить свою жизнь без использования системы глобального позиционирования GPS. По их мнению, это походит на средневековье, вечные блуждания в поисках пункта назначения. Теперь представьте себе как жизнь улучшится, когда в строй вступит система GPS следующего поколения. Эта система называется GPS III и первый из ее 12 спутников будет запущен в 2014 году.

Самым большим усовершенствованием системы GPS III будет являться увеличенная в 500 раз мощность передатчика. В первую очередь такое увеличение мощности предназначается для борьбы с"пробками"GPS,но это будет иметь весьма хороший побочный эффект. Сигнал такого уровня можно будет уверенно принимать в городах, под деревьями и даже в закрытых помещениях. Такаяособенность новой системы откроет удивительные возможности для мобильных систем дополненной реальности, для автономной навигации домашних роботов.

Наряду с повышением уровня сигнала новая GPS III будет обеспечивать в два раза большую точность определения местоположения. Используя сигналы с нескольких спутниковGPS III можно будет узнать местоположение с точностью около полуметра, а не нескольких метров как сейчас. Используя это, новые GPS-навигаторы смогут указать не только по какой улице Вы двигаетесь, но и по какой ее стороне, или по какому из тротуаров.

Одной из интересных сторон новой системы GPS III будет то, что ее сигнал разработан таким образом, что он будет совместим с другими системами глобального позиционирования, включая европейскую систему Galileo, развертываемую Японией систему Quasi-Zenith и российскую систему Глонасс.




Источник

четверг, 28 апреля 2011 г.

Новый европейский лазер будет настолько мощным, что сможет разорвать пространство и время.

Лазер ELI


Европейская комиссия одобрила строительство трех новых гигантских исследовательских лазеров и рассматривает возможность создания еще одного, самого мощного в мире лазера. Мощность импульса этого лазера в несколько сотен раз будет превышать моментальную мощность электрической энергии, вырабатываемой всей человеческой цивилизацией. Каждый из трех новых лазеров будет иметь импульсную мощность, находящуюся в диапазоне петаватта, а мощность четвертого лазера будет в два раза превосходить суммарную мощность первых трех лазеров. С помощью энергии импульсов этих лазеров ученые надеются переместить в реальный мир"виртуальные"неуловимые частицы, из которых состоит, согласно одной из теорий, вся материя и пространство Вселенной.

Пиковая импульсная мощность четвертого лазера проекта Extreme Light Infrastructure (ELI) будет получаться в результате сложения десяти лазерных лучей в один импульс, мощность которого будет составлять 200 петаватт. Это значение в 200 петаватт значительно превосходит суммарное количество энергии, производимой в настоящее время, и фактическипревосходит количество энергии, получаемой Землей от Солнца.

Конечно, такой лазер весьма существенно отличается от лазерной указки, которой балуются ваши дети. Единственный метод достичь таких значений уровня энергии импульса - сократить до безумно маленьких величин само время этого импульса. Импульс, мощностью 200 петаватт, продлиться всего 1.5x10^-14 секунды. Для сравнения, это время, требующееся свету на преодоление расстояния толщины человеческого волоса.

Первым, что будут исследовать ученые с помощью четвертого лазера - это одна из загадочных теорий квантовой физики, которая утверждает, что пространство состоит из возникающих ниоткуда частиц, которые возникают совершенно непредсказуемо, а время их существования настолько мало, что их не удается зарегистрировать никакими научными методами. Ученые надеются, что при таком уровне энергии, сосредоточенном в малой области пространства, нарушатся все законы физики и произойдет разрыв пространственно-временного континуума, разделение материи на вещество и антивещество и другие совершенно невероятные явления.

Несколько европейских стран претендовали на участие в проекте ELI в качестве места строительства новых лазеров. Один из трех первых лазеров будет строиться ЧешскойРеспублике а два других - в Венгрии и Румынии. Эти лазеры должны будут вступить в строй в 2015 году. Четвертый лазер, согласно планам, должен начать"разрывать пространство"в 2017 году, но где именно, пока это еще не решено.



Источник

среда, 27 апреля 2011 г.

Впервые получены атомы антигелия - самого тяжелого искусственно созданного антивещества.

Эксперимент STAR


Ученые из Национальной Лаборатории Брукхевена (Brookhaven National Laboratory) американского Министерства энергетики преуспели в создании антигелия, самого тяжелого антивещества, искусственно создаваемого когда-либо в истории. При проведении эксперимента STAR, проводимого на коллайдере Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), который моделирует условия в момент Большого Взрыва, было зарегистрировано появление восемнадцати экземпляров ядер антигелия-4.

"Эксперимент STAR уже не раз использовался для получения массивных античастиц, еще в прошлом году была обнаружена экзотическая частица антигипертритон (anti-hypertriton), содержащая три антинуклона"-рассказывает Ню Ксу (Nu Xu), ученый из Лаборатории Беркли. -"Содержащий четыре антинуклона антигелий-4 был произведен в количестве, в тысячу раз меньшем, чем количество более легких античастиц, полученных в предыдущих экспериментах. Но, с большим трудом удалось отыскать следы 18 ядер антигелия среди миллиардов столкновений ядер золота, при которых и образовывался антигелий".

В ходе экспериментов на коллайдере RHIC создается приблизительно равное количество обычной материи и антиматерии, которые незамедлительно реагируют, взаимно уничтожая друг друга. Но, получающиеся в результате столкновения микровзрывы расширяются и быстро охлаждаются, таким образом, антиматерия существует достаточно долго для ее обнаружения и изучения.

Следующим шагом по изучению антиматерии на коллайдере RHIC будет получение антилития, более яжелого элемента, чем антигелий. По предварительным расчетам, количествополучаемых ядер антилития будет приблизительно в два миллиона раз меньше, чем ядер антигелия. Но изучение антилития, даст ученым гораздо больше ценной научной информации, чем эксперименты с более легким антивеществом.



Источник

вторник, 26 апреля 2011 г.

Самовосстанавливающиеся полимеры"заживляются"под воздействием ультрафиолетового света.

Самовосстанавливающийся материал


Самовосстанавливающиеся и"самозаживляющиеся"материалы - технология будущего, но уже не такого уж и далекого будущего. К примеру, НАСА планирует покрывать поверхность самолетов самовосстанавливающимся покрытием в течение следующих 20 лет, такие вещи, как гибкий самовосстанавливающийся бетон, уже были продемонстрированы, правда пока только в лаборатории. Теперь же, исследователи из университета Case Western Reserve University и Швейцарии продемонстрировали самовосстанавливающийся полимерный материал, который может восстановиться за минуту нахождения под ультрафиолетовым светом.

Принцип самовосстановления полимера


Ключом новой технологии являются короткие полимерные цепочки, которые, взаимодействуя с другими молекулами, могут объединяться в длинные полимерные цепи. Эти полимеры, называемые надмолекулярными метало-полимерами, используют в качестве связующего звена ионы металла. Эти ионы связывают короткие молекулы в очень длинные запутанные полимерные цепи, состоящие из тысяч коротких цепочек, выступая в роли"молекулярного клея".

Структура самовосстанавливающегося полимера


В нормальном состоянии новый полимерный материал по характеристикам и свойствам не отличается от обычных полимеров. Но под интенсивным ультрафиолетовым светом связи, образованные ионами металла, распадаются, оставляя множество коротких полимерных цепочек. Это позволяет материалу течь подобно жидкости и заполнять собой трещины, царапины или другие повреждения. Стоит только убрать источник ультрафиолетового света, как ионы металлов снова начинают работать в качестве клея, связывая короткие цепочки в боде длинны, что приводит к застыванию материала в целом.

Проведенные испытания показали, что исследователи могли многократно оцарапать поверхность, покрытую самовосстанавливающимся полимерным материалом в одном и томже месте, в присутствии ультрафиолетового света поверхность неоднократно"заживала",не оставляя от царапин ни малейших следов.




Источник

понедельник, 25 апреля 2011 г.

БАК устанавливает новый рекорд, на этот раз - по яркости луча частиц.

Столкновение лучей в недрах БАК


Большой Адронный Коллайдер (БАК) считается самым мощным ускорителем частиц на сегодняшний день. Он еще не вышел на максимальную расчетную мощность, но на его счетуимеется несколько рекордов в области физики частиц. В ночь 21 апреля 2011 года на БАК был установлен еще один мировой рекорд, на этот раз - по интенсивности, яркости, луча частиц. CERN объявили, что предыдущий рекорд в 4.024*10^32 см^-2*с^-1, установленный ускорителем Tevatron лаборатории Fermilab, был побит их коллайдером, который смог обеспечить уровень яркости луча, равную 4.67*10^32 см^-2*с^-1. Это значение является огромным значением, расположенном гдето среди миллиардов миллиардов миллиардов.

Что же означает это огромное количество нулей? Охота CERN с помощью БАК на бозон Хиггса является ничем иным как"игрой в боулинг"на уровне элементарных частиц. Количество и качество получаемых научных данных напрямую зависит от количества столкновений, но в этой"игре"когда шар поражает кегли он создает вспышку яркого света, и чем больше огонь от столкновения лучей, тем больше столкновений частиц.

Установление этого рекорда, конечно, событие замечательное, но это не означает конца"игры",ведущейся на БАК. Последнее достижение означает, что на коллайдере будет собираться намного большее количество данных, которые, вероятно, приблизят CERN к их конечной цели, к обнаружению бозона Хиггса, гипотетической неуловимой частицы, существование которой обеспечивает существование массы у всех других частиц.



Источник

пятница, 22 апреля 2011 г.

Система"вкусовой"виртуальной реальности, использующая запахи, может"одурачить"восприятие человека.

Система вкусовой виртуальной реальности


Визуальные образы, звуки, немного реже ощущения прикосновений используются для придания реальности виртуальной среде, т.е. для создания полноценной виртуальной реальности. Но использование обоняния и вкуса в этой области - явление чрезвычайно редкое. Группа исследователей из Токийского университета собираются изменить это,объединяя визуальные формы и обонятельные ощущения человека, что позволяет их системе виртуальной реальности попросту обманывать людей. Их исследования основываются на том факте, что вкусовые ощущения человека основываются на том, что мы видим, слышим, какой запах чувствуем и какую структуру имеет еда.

Команда из Токио создала систему, получившую название Meta Cookie, основой которой стал специализированный шлем с дисплеем и систему подачи различных запахов, которая состояла из насосов, распылителей и трубочек, соединивших семь пластиковых емкостей в каждой из которых содержалось вещество с определенным запахом. В качестве потребляемой пищи использовалось обычное круглое печенье с нанесенным на него визуальным маркером из безопасного для организма материала. С помощью камеры компьютеротслеживает положение печенья и передает синтезированное изображение на дисплей шлема, а специальный распылитель наносит на печенье синтезированный запах.

Участников эксперимента попросили выбрать нравящуюся им пищу, но вместо этого дали им в руки простое печенье и потребовали тщательно рассмотреть его через виртуальный шлем прежде чем съесть. Камера следила за маркером на печенье, вычисляя его положение и ориентацию в пространстве, так же как и расстояние от печенья до носа человека. Синтезированное изображение пищи отображалось на дисплее перед глазами человека, который ощущал соответствующий запах. Таким образом системе удалось совершенно запутать восприятие человеческого организма, внушив человеку, что он ест самые разнообразные продукты, начиная с цитрусовых и заканчивая кусочками жареного мяса.




Источник

четверг, 21 апреля 2011 г.

Исследователи добились успеха в квантовой телепортации волн света.

Установка"Teleporter"


Используя на практике парадокс квантовой теории, известный каккошка Шредингера,группе исследователей удалось осуществить моментальную телепортацию сложной квантовой информации, сохранив при этом ее целостность. Эта информация, заключеннаяв характеристиках световых волн, существовала в двух волнах одновременно в тоже самое время, и затем информация разрушилась в изначальной волне света, сохранившись в другой. Это достижение является огромным прорывом, благодаря которому высокоэффективные квантовые компьютеры стали еще на шаг ближе к действительности.

В ходе этих экспериментов не пострадало ни одного животного из семейства кошачьих -). В эксперименте использовались волны света, находящиеся в состоянии квантовойсуперпозиции, что означает, что эти волны одновременно находились в двух разных фазах. Это явление описано в вымышленном эксперименте Эрвина Шредингера из областиквантовой механики, в котором кошка одновременно жива и мертва, в зависимости от состояния субатомных частиц.

В проведенном эксперименте исследователи смогли передать квантовую информацию из Австралии в Японию, не перемещая ее физически. Эта информация была разрушена в одном месте и возродилась в другом, оставшись при этом неизменной. Это достижение - огромный успех, ибо все предыдущие эксперименты в области телепортации были оченьмедленны или происходила частичная потеря информации.

Ученые использовали практически весь арсенал методов и технологий квантовой механики, доступных на сегодняшний день. Среди этого набора находятся квантовое сжатие информации, вычитание и сложение фотонов света, запутывание фотонов и высокочувствительное детектирование. Что бы оценить сделанные учеными усилия достаточно только взглянуть на снимок, на котором изображена установка"Teleporter",находящаяся в лаборатории Акиры Фурусоа (Akira Furusawa) в Токийском университете.

Результаты этих исследований были изданы в последнем выпуске журнала Science.



Источник

среда, 20 апреля 2011 г.

"Оригами"из ДНК становятся трехмерными.

Трехмерные структуры из ДНК


Не так давно на страницах нашего сайта мы рассказывали обобручальных кольцах, изготовленных из цепочек ДНК.Сейчас, благодаря новой технологии, разработанной в Институте биодизайна университета Аризоны, стало возможным сворачивать цепочки ДНК в трехмерные образы и формы. Это достижение, о котором было рассказано в выпуске журнала Science от 15 апреля, является шагом на пути создания крошечных устройств доставки лекарственных препаратов, нанокомпьютеров и миниатюрных химических фабрик.

Понятие"оригами"из ДНК было введено в 2006 году Полом Розэмандом (Paul Rothemund) из Калифорнийского Технологического института. Он описал их как самособирающиеся структуры, составленные из четырех основных нуклеотидных пар, из которых состоят хорошо известные двойные спирали ДНК. Эти нуклеотиды A, T, C и G, взаимодействуют между собой и соединяются в строгом порядке. Используя это свойство, ученые заставили нуклеотиды соединяться, составляя при этом сложную трехмерную структуру.

В самом начале ученые создают цепочку ДНК требуемой длины, после чего, используя точки привязки и дополнительные нуклеотиды, ученые заставляют нить ДНК сворачиваться, скрепляться с другими участками этой же молекулы, что бы принять заданную форму."Нашей целью является разработка принципов и технологий, которые позволят исследователям моделировать произвольные трехмерные формы с заданной степенью искривления поверхности"-рассказал Ян Луи (Yan Liu), ученый из Института биодизайна.



Источник

вторник, 19 апреля 2011 г.

9-вольтовая батарейка - универсальный чит-код для всех компьютерных игр.

9-вольтовая батарейка


Ученым-биологам уже давно известно, что магниты, близко поднесенные к голове человека, могут повлиять на его речь, поведение и способности к обучению. Согласно результатам новых исследований, ток 9-вольтовой батарейки, приложенной в определенных местах черепной коробки, может в несколько раз улучшить способность человека успешно играть в компьютерные игры.

Ученые-нейробиологи из университета Нью-Мексико, использовали группу добровольцев, играющих в компьютерную игру"DARWARS Ambush!",которая используется американскими военными для обучения военнослужащих. Половине игроков подавали через электроды, приложенные к черепной коробке, 2 миллиамператока от устройства, питаемого 9-вольтовой батарейкой. Эти подопытные показывали в игре результаты, минимум в два раза превосходящие результаты игроков, не получающих стимулирующего электрического воздействия.

Этот тип возбуждения называется трансчерепным возбуждением постоянным током (transcranial direct current stimulation, tDCS). Пока еще применение этого метода является достаточно спорным, но ученые считают, что дальнейшие исследования могут привести к новым методам лечения депрессии, посттравматических стрессовых расстройств, аутизма и другихзаболеваний. Наряду с этим такое возбуждение можно использовать для увеличения способностей к обучению или увеличению интеллектуальных способностей во время интенсивной работы и стрессовых ситуаций. Именно эти возможности технологии возбуждения постоянным током обусловили интерес, проявленный к исследованиям Управлением перспективных исследовательских программ Пентагона DARPA, которое обеспечило финансирование работ. Ученые, наконец, начинают понимать, как внешний электрическийток затрагивает функции головного мозга, влияя на свойства электрической проводимости нейронов и синапсов, связей между нейронами.

Для оказания возбуждающего действия требуется не очень много энергии. Но, пожалуйста, не подключайте самостоятельно 9-вольтовые батарейки к Вашему мозгу, предоставьте это дело ученым.



Источник

понедельник, 18 апреля 2011 г.

Бразильские полицейские получат высокотехнологичные очки, способные точно определить преступников в толпе.

Бразильский полицейский


Согласно информации, опубликованной на странице бразильского полицейского чиновника Алекса Мерфи, бразильские полицейские в ближайшем времени получат в свое распоряжение высокотехнологичные очки, снабженные камерой и технологией распознавания лиц. Эти очки, названные"RoboCop",будут в состоянии сделать снимки лиц и сверить полученные данные с полицейской базой, в которую внесены отличительные особенности всех известных полиции преступников.

На расстоянии до 45 метров очки"RoboCop"в состоянии детально"рассмотреть"до 400 лиц людей в секунду, сравнивая 46 тысяч биометрических"меток"каждого лица с базой данных террористов и прочих преступников. Если среди людей будет обнаружено совпадение, то указанный человек будет выделен в толпе красным цветом, позволяя полицейскому сосредоточится только на указанной личности и его задержании.

По мнению бразильских властей использование этих очков позволит избавить полицию и граждан от длительного и скучного процесса проверки удостоверений личности. Аэто весьма немаловажно в свете того, что в скором времени бразильским полицейским придется столкнуться с наплывом людей, связанным с чемпионатом мира по футболу 2014 года и Олимпийскими играми 2016 года, во время проведения которых бразильские власти собираются широко развернуть использование этой технологии.



Источник

воскресенье, 17 апреля 2011 г.

Физики создали модель Большого Взрыва в лабораторных условиях.

Теория Большого Взрыва


Группа ученых-физиков из университета Мэриленда в ходе исследований создали в лаборатории университета первую"настольную"модель Большого Взрыва. Но, по этому поводу можно не волноваться, устройство, размером в 20 микрометров, всего лишь моделирует поведение света и времени в момент, сразу следующий за Большим Взрывом, момент зарождения нашей Вселенной. Использование такой установки и рассчитанной с ее помощью математической модели, по словам физика Игоря Смолянинова, позволит узнать принцип расширения пространственно-временного континуума и объяснить, почему время течет только в одном направлении.

Экспериментальная установка, созданная Смоляниновым и его коллегой Ю-Джу Хунгом, моделирует условия Большого Взрыва, используя свойства экзотических метаматериалов, имеющих сложное строение, состоящих из частей разных простых материалов. Эти метаматериалы, которые в будущем будут использоваться для изготовления плащей-невидимок, могут взаимодействовать со светом, отклонять и преломлять его самыми необычными способами. Работая с этими метаматериалами в течении многих лет физики обнаружили то, что взаимодействие света с метаматериалом может подражать некоторым космологическим событиям, вращению планеты вокруг звезды, захват фотонов света черной дырой и многим другим.

Большинство физических законов не зависит от течения времени, поэтому они будут неизменными вне зависимости от того, течет ли время вперед или назад. Но это совершенно неверно для второго закона термодинамики, который определяет, что энтропия, т.е. беспорядок, должен увеличиваться со временем. Из-за этого время не может потечьназад, люди не могут молодеть и фильм"День сурка"-всего лишь беллетристика.

Чтобы создать"Большой Взрыв в бутылке"исследователи использовали полосы акрилового полимера и золота, расположенные таким образом, что бы лазерный свет, падающий на золото, возбуждал волны свободных электронов, так называемые плазмоны. Законы, определяющие движение плазмонов по поверхности метаматеиалов являются теми же законами, описывающими движение массивных тел по плоской версии пространства Минковского, которая содержит два измерения - пространство и время.

Поведение отраженного света


Когда метаматериал освещали светом зеленого лазера, на его поверхности наблюдались треугольники плазмонов, исходящих из единственной точки,"игрушечного Большого Взрыва",которые двигались по расширяющимся линиям, которые в реальном мире отождествляются с линиями жизни элементарных частиц, вырисованным на плоскости пространство-время. Поскольку поверхность метаматериала далека от совершенства, отраженные световые лучи искажаются и взаимодействуют друг с другом. В созданной модели это служит в качестве примитивного представления энтропии.

Используя эту модель, исследователи изучили вопрос, возможно ли передвижение по времени. Начиная эксперименты, Смолянинов предполагал, что им будет легко найти ответ на этот вопрос, предполагая, что круговое движение фотонов света идентично с математической точки зрения перемещению частиц во времени. На самом деле все оказалось намного сложнее. Свет определенной длины волны, согласно математической модели Смолянинова может перемещаться в пространстве-времени, но фотоны света, которыеведут себя подобно частицам, неспособны двигаться по устойчивой круговой орбите."Похоже, что путешествия во времени в этой модели невозможны"-сказал Смолянинов.

Смолянинов сам признает, что его модель весьма ограничена."Это никогда не даст реальный и окончательный ответ о реальном Большом взрыве и реальной природе времени"-сказал он. -"Но если Вы изучаете эту область, Вы можете наткнуться на что-то, и после этого Вы будете в состоянии задать более сложные и интеллектуальные вопросы".



Источник

пятница, 15 апреля 2011 г.

Исполнилось 100 лет с момента открытия явления сверхпроводимости.

Фотография Хейке Камерлинг-Оннеса


9апреля 1911 года, нидерландский физик и химик Хейке Камерлинг-Оннес из Лейденского университета, используя сложную стеклянную криогенную установку, охладил ртуть дотемпературы в несколько градусов выше абсолютного нуля. После проведения этого опыта он набросал на клочке бумаги всего три слова, которые ознаменовали открытии совершенно нового физического явления. Эти слова в дословном переводе звучат так:"Ртуть, фактический ноль".Эти слова не вполне соответствовали случаю, но то, что увидел физик, было первым доказательством существования явления сверхпроводимости, способности веществ принизкой температуре не оказывать сопротивления движению электрического тока.

Сегодня, как и сто лет назад, сверхпроводимость привлекает ученых всего мира своим потенциалом для высокоэффективной передачи энергии. Но до сих пор использованиесверхпроводимости в широких масштабах так же невозможно из-за технических трудностей, даже несмотря на высокий уровень развития современных технологий. Теоретическое обоснование сверхпроводимости появилось приблизительно четыре десятилетия назад, когда ученые Джон Бардин, Леон Купер и Роберт Шриффер определили, что электроны в сверхпроводниках формируются в пары и ведут себя подобно сверхтекучей жидкости. Эта теория в своем дальнейшем развитии дала множество объяснений на некоторые фундаментальные физические вопросы, начиная от строения материи и заканчивая физикой нейтронных звезд.

Из-за трудности реализации практического использования явления сверхпроводимости, ее применение ограничивается, в основном, созданием сверхсильных магнитных полей в установках магнитно-резонансной томографии и больших научных установках, таких как широко известный Большой Адронный Коллайдер. Но использование сверхпроводящих энергетических сетей сейчас только начинается, несмотря на все трудности с этим связанные. Существует проект Tres Amigas Superstation, в рамках которого планируется соединить сверхпроводящими кабелями три основных энергетических системы США. Южная Корея планирует проложить сверхпроводящий подземный кабель для расширения возможностей своей энергетической сети.



Источник

четверг, 14 апреля 2011 г.

Использование плазмонов позволяет создавать красивые полноцветные голографические изображения.

Голографическое изображение


Используя энергию крошечных волновых процессов, японские ученые разработали новый метод проецирования голографических изображений, которые не теряют форму и цвет при смене угла обзора."Обычная голограмма немного меняет свой цвет, если вы двигаете головой"-рассказал физик Сэтоши Коэта (Satoshi Kawata) из университета Осаки. -"Наша голограмма имеет естественные цвета, совершенно не меняющиеся при смене угла обзора".Плазмоны представляют собой области, квазичастицы, на поверхности металлов или полупроводников, которые формируются из облака свободных электронов.

Плазмоны колеблются с частотами, близкими к частотам света, и излучают свет определенного цвета, который видим в пределах нескольких нанометров над поверхностью металла. Но используя остроконечные отражатели, можно сфокусировать свет от плазмонов в точке, находящейся весьма далеко над поверхностью металла, где он будет виден невооруженным глазом. В работе, опубликованной в журнале Science от 8 апреля, Коэта утверждает, что им удалось, используя плазмонную поверхность, создать полноцветноевысококачественное голографическое изображение.

Исследователи использовали лазеры синего, красного и зеленого свечения для того, что бы запечатлеть образ объекта на тонком листе светочувствительного материала,называемого фоторезистом. Затем пленка фоторезиста была наложена на стеклянную подложку, а сверху нее был наложен рифленый слой серебра со слоем диоксида кремния. Толщина собранного пакета составила всего 230 нанометров.

Голографическое плазмонное устройство


Галогенная лампа, освещающая край пластины, возбуждает различные плазмоны в зависимости от угла падающего света. Каждый плазмон излучает свет определенной длины волны или, попросту, цвета. И этот свет, испускаемый плазмонами, формирует выше пластины слегка колеблющуюся голограмму, весьма точно воспроизводящую оригинал.

Коэта признает, что разработанное голографическое устройство не совсем готово к использованию в практических целях, создаваемое изображение является статичным иимеет небольшой, порядка двух сантиметров, размер. Но он надеется, что найдутся другие заинтересованные и предприимчивые люди, которые, используя эту технологию, создадут широкоформатные трехмерные голографические дисплеи.



Источник

среда, 13 апреля 2011 г.

Грузинская женщина оставила Армению без Интернета.

Оптоволоконный кабель


Что бы лишить целую страну доступа в Интернет, наверняка нужна массированная атака с привлечением высококвалифицированных специалистов. Но, на практике все обстоит намного прозаичней, как показал недавно произошедший инцидент, для этого достаточно всего лишь лопаты. По информации издательств London Guardian и Wall Street Journal, грузинская женщина Айастан Шакарян, возрастом в 75 лет, промышляла"поиском"меди, которую она сдавала в качестве лома цветных металлов. В ходе одного из таких"поисков"Шакарян повредила лопатой международный оптический кабель, по которому транслировалось около 90% интернет-трафика Армении. В результате этого 28 марта 2011 года около3.2 миллионов граждан этой страны, а так же некоторые части Грузии и Азербайджана, на 12 часов"ушли в оффлайн".

Грузинский сегмент оптоволоконного кабеля, начинается в грузинском порту Поти, куда он прибывает из Болгарии по дну Черного моря. Затем от этого кабеля ответвляются другие кабеля, направленные в Армению и Азербайджан. Практически по всей длине кабель проложен в подземном туннеля, идущем параллельно железнодорожному полотну,и поэтому достаточно защищен от подобного вандализма. Но оползни или проливные дожди, смывшие часть железнодорожной насыпи, открыли доступ к этому кабелю, чем и воспользовалась Айастан Шакарян. Порча кабеля вызвала возникновение сигнала тревоги, которые позволили грузинской полиции определить местоположение инцидента. Айастан Шакарян была арестована, но серьезное тюремное заключение ей не грозит благодаря почтенному возрасту.

Этот случай является уже не первым в истории случаем, когда порча кабелей приводит к нарушению целостности инфраструктуры Интернета. В 2008 году подводные кабели близ берегов Египта были дважды повреждены"охотниками за цветными металлами".Это привело к нарушению функционирования коммуникаций и телефонной связи практически во всей Европе и на Ближнем Востоке. Так же в 2008 году машинист экскаватора, опять же лопатой, перерубил оптоволоконный кабель, нарушив телефонную и мобильную связь, доступность Интернета для более чем миллиона человек в в Квинсленде и Северном Новом Южном Уэльсе, Австралия.



Источник

вторник, 12 апреля 2011 г.

Новая технология доказала, что Эйнштейн был в свое время неправ - мы можем измерить Броуновское движение.

Броуновское движение


В 60 году до н.э. поэт Лукреций красочно описал движение пыли в воздухе темной комнаты, размышляя о существовании атомов. В 1827 году Роберт Броун описал беспорядочноедвижение мельчайших частиц цветочной пыльцы в воде, движение, которое впоследствии было названо его именем. Это оставалось неизменным до 1905 года, когда Эйнштейн сделал вывод о том, что Броуновское движение является мгновенной реакцией частиц на случайные столкновения с беспорядочно движущимися молекулами воды. Согласно Эйнштейну Броуновское движение происходило по всем канонам классической ньютоновой физики. В то время было невозможно определить линейную скорость движения, средства измерения того времени позволяли измерить только среднеквадратичное смещение. Эйнштейн сказал по этому поводу:"Не представляется возможным с помощью непосредственных наблюдений измерить скорость движения",из-за того, что скорость частиц меняется приблизительно за 100 нс, чрезвычайно быстро для того времени.

Схема установки, измеряющей Броуновское движение


Но это все происходило достаточно давно. Сейчас исследователи, вооруженные современными технологиями и измерительными инструментами, могут производить наблюдения с точностью, на порядки превышающей точность тех времен.

Удерживая крошечную сферическую частицу, диаметром около одного микрона, в оптической ловушке, ученые из Техасского университета в Остине и Швейцарского политехнического института (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL) измеряли силу отраженного от частицы света лазера. Скоростной оптический датчик положения смог обеспечить частоту измерения положения частицы около 75 миллионов раз в секунду, что дало разрешающую способность определить траекторию Броуновского движения частицы с точностью 0.2 ангстрема и интервалом 10 наносекунд.

Траектория Броуновского движения


С такими характеристиками проведенных измерений ученым впервые в истории удалось достаточно точно измерить скорость и траекторию двигающихся частиц, другими словами, Броуновское движение.



Источник

понедельник, 11 апреля 2011 г.

Virgin Oceanic -глубоководная субмарина сэра Ричарда Брэнсона, предназначенная для изучения самых глубоких мест океана.

Глубоководная субмарина Virgin Oceanic


Когда сэр Ричард Брэнсон, основатель известной космической компании Virgin Galactic, представлял новую глубоководную субмарину Virgin Oceanic, он сказал:"В истории человечества больше людей побывало на Луне, чем опустилось в океанскую пучину на глубину ниже шести километров".Теперь, используя субмарину Virgin Oceanic, сэр Ричард Брэнсон и его компаньон Крис Велш, американский пилот и исследователь, опустятся в глубины самых глубоких впадин Атлантики, Тихого океана, передавая собранные данные и видео компании Google, которая присовокупит их к базам данных сервисов Google Earth и Maps. Морские глубины - это действительно самая малоизученная часть нашей планеты, и Брэнсон собирается восполнить этот пробел.

В настоящий момент планируется осуществить пять глубоководных погружений в самые глубокие места, среди которых Марианская впадина в Тихом океане, желоб Пуэрто-Рико в Атлантическом океане, желоб Diamantina Trench в Индийском океане и другие. Субмарина Virgin Oceanic способна передвигаться в воде со скоростью три узла и погружаться со скоростью 106 метров в минуту, таким образом, путешествие на дно Марианской впадины и назад займет около пяти часов времени.

Сэр Ричард Брэнсон


Субмарина Virgin Oceanic, разработанная Грэмом Хоксом (Graham Hawkes), поистине является верхом инженерного искусства и сосредоточением современных технологий. Ее форма напоминает больше дельфина, нежели форму обычных субмарин. Она способна опускаться на глубину немногим больше 11 километров, подвергаясь давлению 5.9 миллионов килограмм.Противостоять такому давлению субмарине позволяет титановый каркас, обтянутый углеродным пластиком и купол из кварцевого стекла. В настоящее время субмарина проходит обширную программу всесторонних испытаний, ведь на той огромной глубине даже самая маленькая трещина неминуемо приведет к смерти пилотов. Да и тот факт, что насвете не существует спасательных средств, способных провести спасательную миссию на таких глубинах, заставляет подойти к процессу испытаний со всей тщательностью.

На борту субмарины Virgin Oceanic установлен целый ряд всевозможных датчиков и камер, которые могут потребоваться при погружении. Целью этих миссий являются не только честолюбивые цели, по типу"давайте увидим, можем ли мы это сделать?".Можно сказать без преувеличения, что человечество совершенно не знает, что же именно происходит в этих самых глубоких местах. Поэтому компания Virgin работает в тесном сотрудничестве и с Google и с известным институтом океанографии Скриппса (Scripps Institution of Oceanography), и с другими морскими научными учреждениями. Все собранные в ходе погружений данные станут достоянием этих научных учреждений и человечества в целом.

Субмарине Virgin Oceanic впереди еще предстоит пройти дальнейшие испытания, прежде чем начнется первая экспедиция. Если программа испытаний завершится успехом и не произойдет никаких неожиданностей, то согласно планам погружение на дно Марианской впадины осуществится уже в этом году. Оставшиеся четыре погружения будут реализованы на протяжении следующих двух лет.




Источник

воскресенье, 10 апреля 2011 г.

Интерпол собирается ввести единые биометрические удостоверения личности для зарубежных поездок.

Логотип Интерпола


Каждый день миллионы людей пресекают границы различных государств в поисках работы или путешествуя. Проверка документов при въезде в страну является достаточно долгой и трудоемкой процедурой в основном из-за того, что каждая страна имеет свои уникальные образцы документов. Именно поэтому Генеральный секретарь Интерпола Рональд К. Нобл (Ronald K. Noble) выступил с инициативой разработки и введения в оборот электронного универсального средства идентификации личности единого для всех стран образца.

Нобл считает, что Интерпол является лучшим кандидатом на осуществление и реализацию такой идеи из-за того, что эта организация является глобальной организацией, охватывающей своей деятельностью большинство стран мира. Предполагаемая система, по мнению Нобла, позволит увеличить эффективность работы таможенных и иммиграционных служб, укрепить международную безопасность и уменьшит возможности коррупции.

Хотя формат и содержание международного электронного удостоверения личности пока еще полностью не согласованы, уже известно, что в электронном чипе удостоверенияпомимо основной информации, паспортных данных, будет содержаться и биометрическая информация человека, включая ДНК и отпечатки пальцев. Вся эта информация будет продублирована в глобальной базе данных.

Несмотря на то, что данный проект находится пока в самой начальной стадии, и еще не все страны дали свое согласие на участие в нем, можно ожидать, что такая полезная инициатива будет в конце концов реализована. Только стоит ли отдавать это все в руки международных полицейских?



Источник

суббота, 9 апреля 2011 г.

Три Microsoft Kinect-a и трехмерный принтер сделают с Вас маленькую копию-сувенир.

Печать трехмерной статуэтки


Вспомните маленькие пластмассовые статуэтки и фигурки, которые раздают детям в зоопарке или ставятся внутрь аквариума. Эти фигурки львов, китов и водолазов штампуются с помощью достаточно простых машин в больших количествах. Проект, о котором сейчас пойдет речь, детище специалистов BlablabLAB, является более современной интерпретацией процесса штамповки из пластмассы, используя три контроллера Microsoft Kinect и трехмерный принтер вместо прессформ и разогретого пластика.

BlablabLABразвернула эту интерактивную художественную установку на улице Ла-Рамбле (La Rambla), одной из пешеходных улиц Барселоны. Пользователь становится в центре установки ипринимает желаемую позу, окруженный тремя подставками с установленными на них контроллерами Microsoft Kinect. Используя датчики этих контроллеров, компьютер составляет полную трехмерную модель пользователя, в позе, в которой он находится. Далее, с помощью специального программного обеспечения рассчитывается задание, которое посылается на трехмерный принтер RepRap. Этот принтер RepRap является весьма дешевым принтером, не блещущим высокой разрешающей способностью, но его возможностей с лихвой хватает для печати несложной статуэтки, являющейся миниатюрой человека, воспользовавшегося этой системой.

Фактически идея этой установки невероятно проста, в нем используется стандартное оборудование и программное обеспечение. Можно сказать, что такая установка всегонесколько лет была бы невероятно дорога, она использовала бы несколько камер и датчиков глубины для составления трехмерной модели, на основе которой создавалась бы форма, которая заполнялась разогретой пластмассой. А сейчас это можно реализовать за весьма малую сумму в несколько сотен долларов, потраченных на приобретение стандартного оборудования.




Источник

четверг, 7 апреля 2011 г.

В первый раз запущен ускоритель частиц нового типа.

Ускоритель EMMA


Опытный образец ускорителя частиц EMMA, построенного по совершенно новой схеме, чем другие ускорители частиц, был успешно запущен и разогнал поток частиц до энергии18 МэВ. Ускоритель разработан и построен в лаборатории Science and Technology Facilities Council's (STFC) Daresbury Laboratory в Великобритании, а целью создания ускорителя является практическое подтверждение работоспособности новых принципов и идей. Конечно, мощность такого ускорителя невелика по сравнению с монстрами типа Теватрон и БАК, но и у такого ускорителя есть целый ряд потенциальных применений, начиная от диагностики раковых заболеваний и заканчивая безопасными ядерными реакторами, которые производят более безопасные отходы.

Разработчики конструкции ускорителя утверждают, что использованные ими принципы и инженерные решения окажут большое влияние на фундаментальную науку и изменят принципы, в соответствии с которыми строятся ускорители во всем мире. Компактный ускоритель EMMA, рассчитанный на максимальную энергию в 20 МэВ, устроен гораздо проще истоит дешевле обычных ускорителей сравнимой мощности. А успешный запуск ускорителя говорит о том, что его схема вполне жизнеспособна, что открывает дорогу более мощным, более компактным ускорителям в будущем.

Ускоритель EMMA #2


Основой ускорителя EMMA является кольцо магнитов, суммарное магнитное поле от которых используется для фокусировки и управления пучком электронов внутри ускорителя. Но разгон частиц осуществляется не по кольцевой траектории, как в обычных ускорителях, а по спиральной, что достигается специальной формой магнитного поля. Магнитная фокусировка луча позволяет ускорять луч, движущийся по спиральной траектории, существенно быстрее, поэтому кольцевая магнитная система ускорителя EMMA получается весьма компактной, а управление лучом разогнанных частиц получается намного более гибким и устойчивым, чем в обычных ускорителях.

Следующим шагом будет вывод ускорителя EMMA на расчетную мощность в 20 МэВ."Эта веха отмечает начало подробной экспериментальной программы, которая предоставит всю информацию, необходимую для проектирования и строительства ускорителей такого же типа в будущем"-говорит Сьюзен Смит (Susan Smith), ученая из STFC.



Источник

среда, 6 апреля 2011 г.

Физики создали квантовый регистр рекордной длины в 14 кубитов.

Квантовый регистр из 14 кубитов


Австрийские физики из Инсбрукского университета (University of Innsbruck) создали квантовый регистр рекордной на сегодняшний день длины (разрядности), состоящий из 14"запутанных"квантовых битов, кубитов. Команда ученых, возглавляемая Рэйнером Блатом (Rainer Blatt), уже имеет на своем счету подобное достижение. В 2005 году им удалось в ходе одного изэкспериментов реализовать на практике квантовый регистр, состоящий из восьми кубитов.

Сейчас Инсбрукские ученые почти удвоили результат 2005 года, поймав внутри ионной ловушки 14 атомов кальция, которые связавшись или"запутавшись"стали единой 14-битной системой, состоянием которой можно было управлять с помощью света лазера. Такой регистр, как говорят ученые, представляет собой ядро будущегоквантового компьютера. В ходе экспериментов так же выяснилось, что время распада"запутанности"атомов, супердекогеренции, находится не в линейной зависимости от числа атомов, а пропорционально их квадрату. Таким образом, чем в системе больше связанных атомов, тем больше время ее существования.

Так же ученым удалось поймать и удержать в ионной ловушке одновременно 64 атома вещества."Но, пока мы еще не в состоянии"запутать"столь большое количество частиц"-говорит научный сотрудник Инсбрукского университета Томас Монз. -"Однако, достигнутые нами результаты предоставляют нам большие возможности для изучения свойств множественных"запутанных"частиц".

Термин"запутанность"(entanglement)был введен лауреатом Нобелевской премии Эрвином Шредингером (Erwin Schrodinger) в 1935 году для описания квантово-механического явления, которое и по сей день остается весьма загадочным."Запутанные"частицы являются не отдельными частицами, имеющими различные квантовые состояния, они представляют собой скорее цельную систему."Запутывая"соответствующие частицы, квантовые биты, квантовый компьютер будущего будет в состоянии решить задачи намного быстрее, чем современные обычные компьютеры.



Источник

вторник, 5 апреля 2011 г.

Аттракцион"Ghost In The Shell"-полное погружение в трехмерное киберпространство.

Внутри киберпространства Ghost In The Shell


Если Вы давно мечтаете о погружении и полетах в киберпространстве, то у Вас появился шанс наяву испытать это. Посетители супермаркета Shibuya Parco в Токио могут посмотреть и поучаствовать в аттракционе"Ghost In The Shell: Stand Alone Complex Solid State Society",который временно установлен на пятом этаже этого магазина. Кабина аттракциона с двумя огромными экранами позволяет пользователям полностью погрузиться в виртуальный космос и поиграть в несложную игру.

Изображения виртуального киберпространства формируются несколькими проекторами, установленными позади экранов. А управление игрой, равно как и передвижение в пространстве осуществляется с помощью игрового контроллера Microsoft Kinect. Пользователь может использовать простые движения рук для захвата и уничтожения враждебных объектов, а более сложные движения, наклоны, повороты корпуса служат для управления перемещением игрока в виртуальном пространстве.

Аттракцион Ghost In The Shell


Несмотря на относительную простоту аттракциона, по словам посетителей, эффект парения в киберпространстве невероятно реален и вызывает острые и незабываемые впечатления. Вы можете взглянуть на работу этого аттракциона, просмотрев видеоролики, представленные ниже, а можете и рискнуть отправиться в Токио, что бы самим испытать эти непередаваемые ощущения.






Источник

суббота, 2 апреля 2011 г.

В ходе экспериментов на БАК получены экзотические частицы антивещества.

Столкновение частиц


Используя данные, собранные в ходе экспериментов, проводимых на Большом адроном коллайдере (БАК), команда ученых обнаружила совершенно новый вид распада экзотических частиц, называемыхB-мезон (B meson).Открытие нового вида распада этих частиц может стать тем, что позволит ученым приоткрыть завесу тайны над одной из самых больших загадок физики. Когда Вселенная формировалась в пламени Большого Взрыва, возникло одинаковое количество, как вещества, так и антивещества. Но, современная Вселенная, как известно, почти полностью состоит из обычного вещества. Куда же делось все антивещество? Ученые надеются, что именно обнаруженное ими различие в распаде вещества и антивещества позволит ответить на этот вопрос.

"Результаты экспериментов много говорят нам об структуре распада различных частиц и позволяют сравнить их с нашими теоретическими моделями"-рассказывает Шелдон Стоун из Сиракузского университета в Нью-Йорке, ведущий ученый данных исследований. -"Любое обнаруженное нами различие станет указателем асимметрии вещества-антивещества, что будет иметь невероятно большое значение на область, в которую мы только начали вникать, на область"новой физики"".

Детектор частиц LHCb


Настоящее понимание физики элементарных частиц основано на"Стандартной Модели",согласно которой нейтроны и протоны, которые составляют атом, составлены из еще меньших частиц, известных как кварки. У каждой частицы есть антипод, соответствующая ей по массе античастица с противоположным зарядом. Вернемся к изначальному вопросу - так что же случилось с антивеществом? Ключом к ответу могут стать наблюденияза B-мезонами, редкими и тяжелыми частицами, состоящими из кварка и антикварка. Эти частицы были рождены в огромном количестве в момент Большого Взрыва, но сейчас ихможно наблюдать только в ускорителях, способных разогнать потоки частиц до высоких энергий. Время жизни B-мезона невероятно мало, порядка 1.6х10-12 секунды, после чегочастица распадается. При этом, в большинстве случаев процесс распада полностью укладывается в рамки стандартной модели.

Используя детектор частиц эксперимента LHCb (Large Hadron Collider beauty experiment), ученые получили данные о совершенно новом виде распада B-мезонов, который до этого не был обнаружен ни в одном из ускорителей. Процесс такого распад нарушает принципы стандартной модели и, вероятно, происходит под воздействием каких-то внешних сил. А исследуя природу этих сил, ученые и собираются объяснить дисбаланс меду количеством вещества и антивещества, наблюдаемый в современной Вселенной.

Результаты и данные проведенного эксперимента, их подробный анализ и выводы, повлекшие за собой сделанное открытие, опубликованы в последнем выпуске журнала Physics Letters B.



Источник

пятница, 1 апреля 2011 г.

Силицен - конкурент графену в области наноматериалов.

Структура силицена


Графен, самая большая знаменитость в области наноматериалов, в самое ближайшее время столкнется с новым конкурентом. Этим материалом станет силицен, материал в виде одноатомной пленки, но на этот раз из кремния. На встрече Американского физического общества, состоявшейся в Далласе 24 марта 2011 года, физик Антуан Флеренс (Antoine Fleurence) из института науки и технологий в Ишикаве, Япония, представил новый материал и подробно описал технологию его получения.

Антуан Флеренс и его коллеги выращивали листы силицена на поверхности керамической подложки из диборида циркония. Сделанная затем рентгенография показала, что новый материал имеет такую же шестигранную сотовую структуру, как и графен. Но впервые силиценовую пленку удалось получить не японцам, еще в прошлом году Ги Ле Лэ, физику из университета Прованса в Марселе, Франция, удалось вырастить на поверхности серебряного кристалла полосы силицена, шириной 1.6 нанометра.

Выращивание силиценовой пленки


Данные, опубликованные японцами и группой Ле Лэ, указывают на то, что помимо похожей структуры, графен и силицен обладают рядом и других сходных свойств, в том числеи электрических. Но в исследованиях, проведенных французскими учеными, не было возможности изучить электрические свойства нового материала, ведь пленка была выращена на поверхности серебра, которое является электрическим проводником. Но изоляционная подложка, на которой были выращены листы силицена японскими учеными, даетвозможность ученым сделать прямые исследования электрических свойств нового материала и определить, работают ли те же самые квантовые эффекты, которые дают стользамечательные свойства графену.

Даже если новый материал, силицен, и будет обладать свойствами, подобными свойствам графена, то он вряд ли сможет стать ему достойным конкурентом. Это будет определяться сложностью и дороговизной процесса его производства, в отличие от процесса производства графена. Ведь известно, что российские ученые, которые получили Нобелевскую премию 2010 года в области физики, получили графен, используя лоскут изоленты и графитовый стержень простого карандаша.



Источник