Как в 1950-х люди представляли себе наше ядерное будущее.

В 1950-ых годах ядерная энергия была чем-то совсем новым и удивительным, в те времена еще никто не представлял себе всех опасностей, которые несет в себе радиация. Вместо этого люди мечтали о том, что бы устанавливать ядерные реакторы во все, что может двигаться, начиная от автомобилей и заканчивая самолетами и дирижаблями.

В настоящее время ядерные реакторы используются в качестве источников энергии двигателей некоторых типов судов и транспортных средств. В первую очередь это субмарины, ледоколы и авианосцы - морские суда, в которых достаточно просто реализовать охлаждение реактора с помощью забортной воды. Даже марсоход следующего поколенияCuriosity будет полагаться на ядерный, термоэлектрический радиоизотопный источник энергии, а не на солнечные батареи, как это делали аппараты предыдущего поколения, Spirit и Opportunity.

Конечно, мы еще не разъезжаем на автомобилях на ядерной энергии, но люди все больше начинают ездить на электромобилях, которые в большинстве случаев используют энергию, выработанную ядерными электростанциями.

Вряд ли у человечества могла быть такое ядерное будущее, каким его видели в 1950-х, но, можно сказать, что некоторые их прогнозы полностью реализовались. А проведя ещеряд научных исследований и инженерных разработок, учтя опыт произошедших ядерных катастроф, у человечества действительно может быть достаточно безопасное ядерное будущее.

Издание Dark Roasted Blend собрав изображения из различных источников, создало целую галерею проектов тех времен, с которой можно ознакомиться поэтому адресу.А наиболее интересные с нашей точки зрения снимки мы демонстрируем на нашем сайте.

Источник

Созданы первые связанные на квантовом уровне атомы-близнецы.

Запутанные частицы, т.е. связанные на квантовом уровне, даже находясь на огромном расстоянии друг от друга, полностью копируют физические свойства друг друга. О явлении квантовой запутанности мы уже не раз рассказывали на страницах нашего сайта, но все предыдущие эксперименты использовали квантовую запутанность фотонов - квазичастиц, обладающих одновременно свойствами электромагнитной волны и частицы. Физики из Венского технологического университета, используя сверхохлажденный конденсат Бозе-Эйнштейна, преуспели в том, что бы создать связанные на квантовом уровне атомы-близнецы.

"Это пока еще не означает то, что управляя одной частицей, мы можем изменить состояние другой частицы так, будто бы они связаны невидимой нитью. Это происходит, вероятнее всего, из-за большой массы ядра атома вещества"-говорит профессор Джерг Шмидмейер (Jorg Schmiedmayer). -"Тем не менее, определенные свойства запутанных атомов позволяют рассматривать обе частицы как единую квантовую систему. А это открывает путь для проведения новыхзахватывающих экспериментов и исследований".

В ходе эксперимента ученые сначала создали конденсат Бозе-Эйнштейна, который является состоянием вещества при чрезвычайно низких температурах. Атомы вещества в этом состоянии находятся на самом низком энергетическом уровне. Состоянием таких атомов можно управлять с невероятной точностью, заставляя их двигаться и вибрировать под воздействием всего лишь одного кванта света.

Получив с квантом света некоторое количество энергии, через некоторое время, атом вновь стремиться перейти в низкоэнергетичное состояние, для этого ему требуетсяизбавиться от лишней энергии."Из-за определенных условий, реализованных в нашей экспериментальной установке, атомы конденсата Бозе-Эйнштейна имеют только одну возможность избавиться от излишков энергии - испустить пары запутанных атомов, все другие способы искусственно запрещены на уровне законов квантовой механики".

Согласно закону сохранения импульса, эти два запутанных атома двигаются точно в противоположных направлениях. Они оба - квантово-механические копии друг друга и отличаются только направлением движения, формируя один единый квантовый объект.

"Мы собираемся использовать эти атомы для проведения новых экспериментов, проведение которых ранее было просто невозможным. Открывая двери в совершенно новую область, мы надеемся узнать еще больше о строении мира, глубже проникнуть в суть вещей и реализовать некоторые практические применения сделанного открытия"-рассказывает Шмидмейер. -"К тому же, лучи связанных атомов могут стать основой новых методов квантовых измерений, имеющих совершенно недостижимую с точки зрения классической физики точность".

Источник

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

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.

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

Впервые получены атомы антигелия - самого тяжелого искусственно созданного антивещества.

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

В первый раз запущен ускоритель частиц нового типа.

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.

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

Новое"лучевое оружие"будет гасить пожары.

Всем известно то, что в большинстве случаев причиной возникновения пожаров является электричество, это замыкания в электропроводке, неисправность бытовых, осветительных приборов, и многое другое. Группа ученых из Гарварда разработала технологию использования электричества, направленную в обратную сторону, т.е. для тушенияогня. На 241-й встрече Национального американского химического общества доктор Людовико Кадемартири (Dr. Ludovico Cademartiri) продемонстрировал экспериментальное устройство, которое, стреляя электромагнитными лучами, немедленно погасило открытое пламя высотой около 30 сантиметров. Используя такую технологию в более крупных масштабах,можно избежать применения большого количества воды и минимизировать, таким образом, ущерб, нанесенный пожаром и его тушением.

Уже более 200 лет известно, что электричество влияет на огонь, с помощью электричества можно заставить измениться характер пламени и даже заставить его погаснуть. Согласно исследованиям группы профессора Джорджа М. Уайтсайдса (Prof. George M. Whitesides) из Гарвардского университете, частицы сажи, находящиеся в пламени, могут быть легко электрически заряжены, что, в свою очередь, может заставить пламя потерять стабильность при появлении сильных локальных магнитных полей.

Гарвардское устройство представляет собой усилитель электромагнитных волн, мощностью 600 Ватт, подключенного к специальной антенне, которая излучает направленныйлуч электромагнитных волн определенной частоты, сложной формы и модуляции. Результаты испытаний устройства показали, что незначительные доработки позволят реализовать устройство в виде рюкзака, который будет находиться за спиной пожарного. Так же, стационарные системы могут устанавливаться на потолках, подобно обычным спринклерным системам, и управляться с помощью дистанционного управления.

Исследователи считают, что разработанная технология наилучшим образом подходит для применения в закрытых помещениях и ограниченных пространствах, таких как внутренние пространства подводных лодок, морских судов, танков и самолетов. На открытых пространствах, в случае лесных или степных пожаров, такая технология будет малоэффективна. Так как при использовании новой технологии электромагнитные волны могут использоваться для контроля за горением, сделанное открытие может найти применение для повышения эффективности устройств, использующих различные виды горения, двигателей, электростанций и сварочного оборудования.

Источник

Ученые-физики создали первый в мире анти-лазер.

Что такое лазер? Лазер представляет собой некое устройство, с высокой эффективностью преобразующее подводимую энергию в энергию монохромного и когерентного светового излучения. Так а что же такое анти-лазер? Логично предположить, что это устройство, выполняющее обратную функцию, т.е. поглощающее световое излучение с высокойэффективностью. Именно такой полностью работоспособный анти-лазер создали ученые-физики Йельского университета. Их устройство способно высокоэффективно поглотить два луча падающего света, которые смешиваясь в"недрах"анти-лазера, полностью уравновешивают и подавляют друг друга. Предполагается, что это устройство может проложить путь появлению совершенно новых и необычных оптических технологий, которые найдут применение во многих областях, от оптических квантовых вычислений до радиологического контроля.

Анти-лазер, имеющий научное название Coherent Perfect Absorber (CPA), является детищем группы ученых, возглавляемых профессором физики Йельского университета Дугласом Стоуном (A. Douglas Stone), и группы физиков-экспериментаторов, возглавляемых Хьюи Као (Hui Cao).

Принцип работы анти-лазера заключается в том, что два луча когерентного света определенной длины волны попадают в некую полость, содержащую кремниевую пластину, выступающую в качестве поглотительной среды. Эта пластина отражает падающий свет таким образом, что фотоны света становятся пойманными в ловушку и, беспорядочно перемещаясь внутри полости, они поглощаются и преобразуются в тепло.

В теории новый анти-лазер способен поглотить 99.999 процентов падающего света, однако, из-за технологических ограничений и погрешностей, допущенных при изготовлении,опытный образец CPA способен поглотить всего 99.4 процента падающего света."CPA,который мы изготовили, является всего лишь устройством, доказывающим верность нашей теории и принципов"-объясняет Стоун. -"Я уверен, что изготавливая новый, более сложный CPA, мы вплотную приблизимся к теоретическому пределу".

Первый опытный CPA имеет размер около одного сантиметра. Но построенные компьютерные модели показали, что возможно создание совсем крошечных анти-лазеров, размеромоколо 6 микрон, что в двадцать раз меньше толщины человеческого волоса. Помимо этого будущие анти-лазеры будут в состоянии помимо света видимого диапазона эффективно поглощать инфракрасный свет того диапазона, который широко используется в различном коммуникационном оптоволоконном оборудовании.

Такие CPA могут стать ключевыми элементами, своего рода оптическими переключателями и оптическими транзисторами, на основе которых будут создаваться квантовые и оптические компьютеры, датчики и другие компоненты, в которых свет будет выполнять ту же роль, что и электричество в современных электронных устройствах. Еще одной областью применения CPA может стать область радиологических измерений и контроля, в которой анти-лазеры будут играть роль высокочувствительных датчиков, регистрирующих любое электромагнитное или ионизирующее излучение.

Источник

Остановка БАК откладывается на год.

Руководство CERN приняло решение отложить остановку Большого адронного коллайдера (БАК) на модернизацию, как это планировалось ранее. Такое решение связано с тем, что количество открытий, сделанных с помощью коллайдера, продолжает неуклонно расти большими темпами даже при нынешней его мощности. По новым планам БАК будет продолжать работу на энергиях пучков частиц 3.5 ТэВ до конца этого года. В конце этого года будет сделан краткосрочный технический перерыв, а долгая остановка, связанная смодернизацией ускорителя, начнется в конце 2012 года. В 2014 году обновленный и модернизированный БАК снова вступит в строй и, как надеются ученые, сможет разгонять пучки частиц до энергии в 7 ТэВ.

"Если в течение 2011 года работа БАК будет улучшаться за счет мелких доработок такими же темпами, как и в 2010 году, то нас ожидает весьма насыщенный с научной точки зрения год"-рассказывает Стив Майерс, один из директоров CERN. -"Если все пройдет, как и запланировано, то мы увеличим в три раза объем данных, собранных в течение 2011 года".

Как ожидается, работа на уровне энергий в 3.5 ТэВ вряд ли принесет новые открытия, относящиеся к новым областям физики и физическим законам. Даже если так и будет, то 2011 и 2012 года дадут ученым более подробно изучить уже известные области и более тщательно подготовиться к переходу работы на высоких уровнях энергий.

"Если фортуна повернется к нам лицом, то и нынешнего энергетического уровня БАК должно хватить для обнаружения бозона Хиггса, что, как мы ожидаем, должно произойти до конца 2012 года"-считает Серджио Бертолуччи (Sergio Bertolucci), директор по научно-исследовательской работе CERN.

Источник

"Экогород 2020"-проект подземного города на месте горной алмазной выработки в Якутии.

Неподалеку города Мирный в Якутии есть огромный карьер, оставшийся после промышленной добычи алмазом. Этот карьер, диаметром более 400 метров и глубиной около 520 метров, является вторым по величине искусственным отверстием в поверхности планеты. Величина этого карьера такова, что потоки и завихрения воздуха, создаваемые им, могут буквально сбросить на землю летящие вертолеты и легкие самолеты. Российское архитектурное бюро"АБ ЭЛИС"разработало проект"Экогород 2020",предлагая накрыть это карьер светопроницаемым куполом, превратив его в многоуровневый подземный цветущий город.

Проект предусматривает создание ступенчатых уровней города, связанных между собой лифтами и другими транспортными устройствами. В середине города"Экогород 2020"будет проходить большая сквозная шахта, по которой солнечный свет будет проникать даже на самые глубокие уровни. На прозрачном куполе города будут располагаться солнечные батареи, которые станут для города основным источником энергии.

Суммарная площадь всего города будет составлять 2 миллиона квадратных метров. На этой площади с комфортом смогут проживать около 100 тысяч человек. Архитекторы, создававшие этот удивительный проект, считают, что в случае его успешной реализации,"Экогород 2020"станет еще одним из чудес света, что привлечет туристов в этот регион.

Какова же вероятность реализации этого проекта? Вероятно, не очень большая в настоящее время. Но, по крайней мере, подобная идея могла быть использована, хоть и в меньших масштабах, для строительства космической базы или колонии в одном из кратеров Луны или Марса.

Источник

В момент рождения Вселенная была горячей, плотной и .. жидкой.

В настоящее время на Большом адронном коллайдере проводится серия новых экспериментов, о целях и задачах которых мырассказывали достаточно подробно ранеена страницах нашего сайта. Анализируя данные, получаемые от датчиков эксперимента ALICE, ученые пришли к однозначному выводу, что в момент рождения Вселенная состояла из чрезвычайно горячей и плотной жидкости, а не газа, как это считалось ранее.

В рамках эксперимента ALICE в недрах БАК сталкиваются разогнанные до огромных энергий тяжелые ядра свинца. Лобовое столкновение ядер приводит к возникновению субатомной"шаровой молнии",разогретой до невероятной температуры в десятки триллионов градусов, что по условиям максимально приближается к первым моментам существования Вселенной.

При таких температурах любая материя"тает",превращаясь в кварково-глюонную плазму. Несмотря на то, что ранние эксперименты, проводимые при более низких энергиях столкновений, уже показали, что плазма ведет себя подобно жидкости, ученые считали, что при больших энергиях и температурах эта плазма перейдет в газообразное состояние, но, этого не произошло.

Так же учеными был обнаружен еще один пока необъяснимый феномен. Оказалось, что количество субатомных частиц, рождаемых в результате столкновения, намного превосходит значение, рассчитанное ранее с использованием теоретических моделей. Эти"шаровые молнии",рожденные столкновениями, существуют только очень короткий промежуток времени, после чего кварково-глюонная плазма остывает и превращается в обычную материю, которая в виде тысяч субатомных частиц разлетается из точки столкновения.

Источник