Информация Новости физики

H

|{HЯ3b.74

Re: Новости физики
Показана новая установка холодного ядерного синтеза

attachment.php

Росси (на снимке) показывает журналистам части своей сенсационной системы. Он даже готов объяснять, что и для чего тут установлено. Между тем научный мир спорит как о реальности достижения, так и о возможном механизме явления (если это не обман) (фото Mats Lewan).
Вызывающий жаркие дебаты источник «бесплатного тепла» — «катализатор энергии» (E-Cat), впервые представленный учёными с Апеннинского полуострова в январе 2011 года, — ныне продемонстрирован в большем масштабе. Вот только вопросов по его работе осталось не меньше, чем было... Как и скепсиса.

28 октября 2011 года Андреа Росси (Andrea A. Rossi) из университета Болоньи и ряд его соратников провели в этом городе презентацию своей новой установки E-Cat для журналистов.
В отличие от первого образца чудо-реактора новинка собрана из множества отдельных модулей, установленных в транспортном контейнере.

Со слов создателей, система проработала в течение пяти с половиной часов кряду, выдавая в среднем тепловую мощность в 479 киловатт (некая трудность не позволила развить запланированный мегаватт, уточняет Wired).


Как и раньше, предполагается, что избыточное тепло в этой системе возникает за счёт трансмутации никеля в медь (при участии водорода), то есть благодаря низкоэнергетическим ядерным реакциям (LENR). А они, по сути, являются «политкорректной» заменой дискредитированного в прошлые годы термина «холодный ядерный синтез».

attachment.php

Система состоит из сотни с лишним модулей E-Cat, в каждом из них находится по три реакционные камеры. В ходе теста тепло от этих камер передавалось воде (19 °C), превращаемой в пар (109 °C). По количеству пара высчитывался полезный выход установки. Сам пар направлялся в большие радиаторы, где отдавал свою энергию воздуху, конденсировался и возвращался в систему (фото Mats Lewan, pesn.com).

Увы, прежде чем говорить о революции в энергетике, следует разрешить ряд вопросов, заставляющих с большой осторожностью отнестись к претензиям Росси.

Единственным «независимым проверяющим» показания приборов и прочие аспекты работы системы, помимо самих создателей установки, явился некий инженер из США, якобы представляющий заинтересованного в покупке E-Cat клиента. Журналисты тоже могли видеть показания манометров и графики на ноутбуках, но вряд ли они им могли что-то сказать.

В течение всего теста система была подключена к некоему кабелю, идущему к стороннему электрогенератору. Итальянцы уверяют, что тот нужен лишь для запуска (первоначального разогрева рабочих камер) и в дальнейшей работе не участвует. Но было бы убедительнее, если бы они его совсем отсоединяли от контейнера.

attachment.php

По уверениям Росси, в нынешнем виде первые штучные реакторы E-Cat можно производить по цене $2000 за киловатт выходной мощности, но при массовом выпуске это число упадёт до $100 (фото Mats Lewan).
До сих пор никакие независимые научные группы не воспроизвели результат Росси со товарищи. Да и сами итальянцы не показывали свою установку научным экспертам для сторонней проверки, напоминает Forbes.

Неудивительно, что даже июньское выступление(второе в сообщении) в защиту Росси известного учёного из NASA не убавило число скептиков, говорящих, что Андреа или невероятно заблуждается, или попросту обманывает публику, рассчитывая на заработок.

Действительно, если установка Росси реально даёт положительный баланс энергии, то итальянец выбрал очень странный путь к внедрению её в мировую практику и личному обогащению.

В сентябре нынешнего года он продал свой дом, чтобы продолжить работу над этим проектом. А ведь стоило ему только надёжно доказать мировому научному сообществу работоспособность E-Cat, правительства и инвесторы забросали бы создателей системы «подъёмными».

attachment.php

Отсутствие мегаватта Росси и его соратники объясняют так: клиент пожелал, чтобы установка работала в отключённом от сети режиме (начальные небольшие затраты электроэнергии нужны для разогрева камер до нужной температуры). А в таком режиме труднее контролировать ход реакций, нежели при постоянной подпитке извне. «Нам пришлось уменьшить мощность, так как температура камер поднялась слишком сильно», — заявил Росси (фотографии с сайта pesn.com).
Некоторые соображения по теме и ссылки на разные источники информации об установке можно найти в обзоре в Pure Energy Systems News и в

Великая Октябрьская Энергетическая Революция

28.10.2011 — НАЧАЛО НОВОЙ ЭРЫ. ЭРЫ СВОБОДНОЙ ЭНЕРГИИ.

Я ждал этого события с января месяца. Именно в январе «Мембрана» сообщила об изобретении Анреа Росси , профессором Серджио Фоккарди и физиком Джузеппе Леви из Болонского университета, энергетического реактора, работающего на основе то ли ХЯС, то ли LENR. www.membrana.ru/particle/15643 Большинство отнеслось к этому событию скептически, как к очередному фейку, а на Росси был повешен ярлык «петриковщины». Действительно, подход итальянцев был нестандартным – никаких привязок к официальному научному сообществу, никаких публикаций в авторитетных научных журналах, отсутствие теории, да и описание работы девайса сводилось к тому, что при наличии секретного катализатора, ядра атомов никеля и водорода , при «комнатной» температуре и небольшом давлении — соединяются, производя изотоп меди и невероятное количество тепловой энергии, невозможной при химических реакциях. Здорового скептицизма добавляло полное отсутствие интереса со стороны официальных научных СМИ .

В конце мая месяца, мои сомнения стали рассеиваться, после заявления ведущего учёного исследовательского центра Лэнгли (NASA Langley Research Center) Дэнниса Бушнелла. www.membrana.ru/particle/16230 Который поддержал итальянцев. Учёные такого уровня не будут ставить на кон свою репутацию без веских на то оснований и стопроцентной уверенности в том, что реактор, действительно работает. Чего категорически не хочет признавать Бушнелл, так это названия «холодный синтез», так как в принципе не допускает возможности реакций трансмутации элементов в результате слияния при малых температурах, так классические учёные не хотят предполагать возможности преодоления Кулоновского барьера без термоядерных (высокотемпературных) условий. Сам Бушнелл называет изобретение Росси реактором Бета-распада по теории Видома Ларсена (Widom Larsen). Но специалисты в области не признаваемого классической наукой холодного синтеза говорят что теория Видома Ларсена есть не что иное как одна из форм реакции холодного синтеза с трансмутацией элементов в более тяжёлые с большим избыточным выделением энергии по сравнению с затраченной для запуска процесса слияния. Многократно повторенные независимыми экспертами проверки при проведении экспериментов с реактором Росси показывают появление меди при слиянии никеля и водорода.
В итоге Бушнелл, признавая изобретение итальянцев, не набрался смелости назвать существующий эффект холодным синтезом и, главная причина по-видимому в том, что классическая наука представителем которой несомненно является Бушнелл подставляется под удар вопроса, а что вы все, чёрт возьми, делали после того как Флейшман и Понс ещё в 1989 году заявили научному миру об эффекте слияния и трансмутации. После чего были подвергнуты осмеянию и остракизму, причём научный мир делал это с удовольствием и иезутством, в результате с загубленной репутацией, Понс и Флейшман вынуждены были закрыть свои лаборатории, покинуть страну и засесть на дно. Те несколько ученых, которые продолжили исследования, избегали термина «холодный синтез». Вместо него, они стали использовать термин «низко-энергетическая ядерная реакция (LENR)». Научные статьи на симпозиумах по LENR, открыто используют термин «холодный синтез», а некоторые называют холодный синтез «эффектом Флейшмана-Понса» в честь первооткрывателей.

В июне, пресс-конференция в Греции привлекла довольно большое внимание. Это следует из того, что на ней присутствовали весьма примечательные фигуры, а также представители далекого Китая. Но, самое главное, на нее обратили внимание в Associated Press, а это весьма уважаемая новостная структура, относящаяся к основным поставщикам новостей. К тому же журналисты AP отличаются въедливостью и повышенной чувствительностью к вопросам профессиональной этики. На мероприятии присутствовал зам. министра по развитию Socrates Xynidis. Соглашения с тремя мультинациональными компаниями, 17 стран выразили заинтересованность технологией, организация исследовательского центра, три завода по производству e-cat в Xanthi, общий объем инвестиций около 200 млн. евро, сотрудничество с университетом Xanthi. На пресс-конференции также присутствовали: президент Ассоциации экспортеров Севера Греции, президент «Larco», которая будет поставлять никель, представитель генерального секретариата по исследованиям Китая, председатель Технической палаты Греции, представитель Партии Зеленых Германии. Общее число присутствующих составило 150 человек. Из прессы присутствовали 7 камер греческих каналов, пишущие журналисты, корреспонденты радио, а также журналисты из Италии и представители Associated Press и др.

В августе я нашёл интересную статью об E-Cat в Украинской технической газете eutg.net/ru/article/3077 , которая, ещё больше добавила мне уверенности в том, что это не Капанадзе со своим непонятным генератором и не мастер «распила» Петрик. «…На один из показов Росси убедил прилететь президента шведского Общества ученых-скептиков Ханно Эссена и председателя комитета по энергетике Шведской королевской академии наук Свена Кулландера. Они получили возможность подробно исследовать генератор E-Cat до включения, во время работы и после. Оба профессора признали факт получения огромного количества избыточной тепловой энергии — за 6 часов генератор произвел 25 кВт. Кроме того, шведы получили два образца порошка никеля — неиспользованного и того, который, по словам Росси, „работал“ в течение 2,5 месяца. Их анализ на спектрометре в лаборатории университета в городе Упсала (Швеция) показал, что исходный порошок состоит в основном из чистого никеля, в то время как второй образец содержит ряд других веществ – 10% меди и 11% железа. „Если медь не является одной из добавок, используемых в качестве катализатора, изотопы меди 63Cu и 65Cu могут быть получены только в ходе процесса“, – заявил Кулландер. Шведские ученые заключили: „Для получения 25 кВт от контейнера объемом в 50 см3 любой химический процесс должен быть исключен. Есть только альтернативное объяснение факту получения измеренной энергии. Это какой-то ядерный процесс“. Данный доклад стоил Ханно Эссену должности председателя Общества ученых-скептиков...» После этого случая меня сложно будет убедить, что мирового энергетического заговора – не существует. Действительно, откуда ему взяться? Возможно, что и наезды на Грецию связаны именно с этим. Ну ладно, ладно это меня уже занесло…
«… Для завода по производству генераторов E-Cat Греция выбрана, видимо, из-за относительной дешевизны строительства и наличия здесь месторождений никеля. Для реализации проекта создана компания Defkalion green technologies. Завод, рассчитанный на производство 300000 генераторов в год, предположительно начнет работу в середине октября и будет выпускать устройства Hyperion в виде „черного ящика“ размером 55x45x35 cм. Разработана линейка моделей мощностью от 5—30 кВт до 1,15—3,45 МВт. Самые маломощные, однотрубные, модели приспособлены для отопления небольших зданий и теплиц, а также для встраивания в мини-ТЭЦ. Более крупные, состоящие из набора однотрубных, рассчитаны для отопления предприятий и мощных ТЭЦ. Сами „ящики“ производят только тепло и пар. При необходимости преобразованием в электричество должны озаботиться пользователи — есть турбины, которые можно применить для этой цели. Впрочем, нет никакой технической проблемы в том, чтобы встроить генераторы в уже работающие системы коммунальной энергетики. Ориентировочная стоимость генератора Hyperion составит от 3 до 4 тыс. евро. По утверждению Росси, он будет окупаться не более чем за год…»

Шестого октября, после просмотра видеоролика www.youtube.com/watch[/CENTER]
 
H

|{HЯ3b.74

Re: Новости физики
Физики заставили полимеры самостоятельно складываться на свету

attachment.php

Внешне эффектный принцип действия самособирающегося кубика на деле довольно прост (фото North Carolina State University).


Исследователи из университета Северной Каролины разработали плоские пластиковые фигурки, которые самостоятельно собираются в трёхмерные объекты при освещении лампой.

Для получения такого эффекта авторы работы воспользовались прозрачными листами полистирола с предварительным механическим напряжением (аналогичный тому, что применяется в игрушке Shrinky Dinks).

Листы эти учёные пропускали сквозь принтер, который наносил на определённые участки поверхности толстые чёрные линии. Далее из листа выкраивалась нужная модель (скажем, развёртка куба).

При освещении лампой чёрная краска поглощала гораздо больше инфракрасного света, чем окружающий материал, моментально нагреваясь. Локальный нагрев пластика приводил к небольшому размягчению полимера в этих точках. Внутренние напряжения заставляли конструкцию изгибаться вдоль чёрных линий, так и происходила сборка предмета заранее заданной формы(смотрите видео)


Учёные составили компьютерную модель процесса, выяснив, что для желаемого результата очень важна скорость нагрева поверхности чёрных линий: окружающий их пластик при этом не должен успевать заметно разогреться.

Изменяя ширину линий, можно регулировать угол сгиба, объясняют создатели метода. Авторы разработки по желанию получали и 90 градусов поворота плоскостей, и 120.

Новая техника самосборки совместима с различными методами печати и выпуска полимерных плёнок – струйной, трафаретной, рулонной технологией… Нанося такие чёрные «петли» с разных сторон листа, можно заставить его складываться в разные стороны. Таким образом появляется возможность получать из плоских выкроек различные объёмные формы, не прикасаясь к ним руками, а всего лишь освещая весь предмет ярким светом.

О своём изобретении американцы рассказали в статье в журнале Soft Matter.

Добавим, что ранее подобные самоскладывающиеся материалы реагировали на нагрев при прохождении тока по отдельным участкам, на общий нагрев всего предмета или капиллярные силы, возникающие при смачивании поверхности.
 
H

|{HЯ3b.74

Re: Новости физики
Коллайдер приоткрыл завесу тайны над пропажей антиматерии

Опыты на Большом адронном коллайдере продемонстрировали эффект, который может оказаться окном в своего рода новую физику, а точнее, поможет расширить и дополнить наши представления о законах Вселенной и коренных различиях между веществом и антивеществом.

Физики обнаружили новое проявление нарушения CP-инвариантности в процессе распада D-мезонов.

Речь идёт о различиях в картинах распада частицы и соответствующей ей античастицы. Причём физики говорят, что это сильное нарушение CP-инвариантности, по-видимому, связано с одной из составляющих D-мезона – очарованным кварком, то есть оно впервые наблюдается в «очарованных распадах» (распадах частиц, включающих c-кварк).

Учёные насчитали расхождение в цепочке распадов в 0,82%, а это очень много: Стандартная модель предсказывала менее 0,1%. Статистическая достоверность результата в 3,5 сигма предполагает, что существует лишь 0,05% шанса на то, что мы наблюдаем проявление случайности.

Различные аспекты фундаментальной асимметрии материи и антиматерии учёные вскрывают всё чаще. Каждый такой результат приближает их к пониманию, почему всё-таки наша Вселенная в основном состоит из обычной материи.

О событиях на БАКе физик из Оксфорда Мэтью Чарльз (Matthew Charles) доложил (PDF-документ) на симпозиуме по физике адронного коллайдера (HCP 2011), проходящем в Париже.
 

Mrak

Ословед
LV
0
 
Re: Новости физики
Повторные эксперименты с нейтрино подтвердили превышение скорости света



Немного поутихшая волна обсуждений факта превышения скорости света, которое обнаружили исследователи из коллаборации OPERA, похоже, опять поднимется, и на этот раз с еще большей силой. Группа ученых, зафиксировавшая превышение скорости света при преодолении пучками нейтрино расстояния между ускорителем SPS в Швейцарии и детектором в тоннеле Гран-Сассо в Италии, подтвердила результаты своих предыдущих экспериментов.
Как известно из школьного курса физики, скорость есть расстояние, деленное на время. Погрешность при измерении расстояния между SPS и Гран-Сассо составляет 20 см, при общей протяженности «трассы» в 730 км. Погрешность при измерении времени в рамках данного эксперимента составляет 10 наносекунд. Используя усредненные данные о 16 тысячах нейтрино, был получен результат о превышении скорости света на 60 наносекунд — результат, который сейчас скорректирован до 57 наносекунд.
opera_fig1_600.jpg


Глава лаборатории элементарных частиц Физического института имени Лебедева РАН (ФИАН) Наталья Полухина, которая входит в состав команды OPERA, сообщила Агентству РИА Новости, что после проведения повторных экспериментов выяснилось, что 730 км между ускорителем и детектором частицы преодолевали за 57 наносекунд быстрее скорости света: «Известны результаты проверки, коллаборация и независимые эксперты проверяли все очень тщательно, был специально организован дополнительный пучок нейтрино из ЦЕРНа, результат остался практически тем же - не 60, а 57 наносекунд».
В ближайшее время работа будет опубликована, и, возможно, более широкий круг независимых экспертов обнаружит какие-либо отклонения в измерениях, которые не смогли отыскать специалисты OPERA: «Коллаборация ошибку в измерениях не нашла, статья будет опубликована, будет более широкое обсуждение. Неизвестно, что не так, потому что проверено все мыслимое и немыслимое. Посмотрим, что скажет общественность, потому что этот результат все слишком переворачивает». Сами исследователи склоняются к версии о труднообнаруживаемых искажениях непонятной природы.
За воссоздание эксперимента и его условий на другом оборудовании возьмутся ученые из американской Лаборатории имени Ферми в рамках программы MINOS.

www.3dnews.ru
 

    марка

    очки: 21
    Нет комментариев
H

|{HЯ3b.74

Re: Новости физики
Физики создали самый ёмкий электрод для аккумулятора

attachment.php

Углеродные кораллы под микроскопом (иллюстрация J. Xiao et al./ Nano Letters).


Учёные ухитрились построить из графена нечто вроде нагромождения крохотных кораллов, с многочисленными каналами и пустотами. Авторы уверяют, что в составе батареи этот материал продемонстрирует рекордные свойства.

Исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) и Принстона (Princeton University) изобрели необычный электрод.

Сочетание электронной микроскопии образца с моделированием на суперкомпьютере показало, что он способен хранить 15 ампер-часов на грамм веса. «Это самый высокий параметр, о котором сообщалось в данной области», — утверждают авторы новинки в статье в Nano Letters.

Нужно пояснить, что разработка предназначена для воздушно-литиевых аккумуляторов (также именуемых литиево-кислородными). Они способны на порядок обойти лучшие литиево-ионные по удельной ёмкости. Пока такие накопители не вышли из стадии экспериментальных, поскольку не решён ряд проблем. В частности, устройства ещё не могут похвастать живучестью.

attachment.php

Зависимость рабочего напряжения (по вертикали, вольты) ячейки от удельной ёмкости электрода (по горизонтали, миллиампер-часы на грамм углерода) (иллюстрация J. Xiao et al./ Nano Letters).



Физики смешали растворитель, связующее, воду и хлопья графена, а затем создали в этой смеси многочисленные мелкие пузырьки воздуха. Они послужили строительными лесами, на которых собрались графеновые частицы и связующее вещество.

После удаления лишних компонентов осталась высокопористая структура, в которой графен сформировал многочисленные сферы диаметром по 3-4 микрометра, причём в стенках сфер имеются отверстия.

Всё вместе это создаёт разветвлённые каналы для доступа кислорода и обеспечивает большое пространство для реакции его с литием.

Новый электрод не использует катализатор (это большой плюс технологии), но показывает высокие параметры только в чистом кислороде. Сейчас команда работает над мембраной, которая позволяла бы проходить к электроду только кислороду, но задерживала бы влагу из воздуха, которая губит подобную батарею, реагируя с литием.

Кроме того, в нынешнем виде электрод не позволяет полностью перезаряжать себя по нескольку раз, но над устранением и этого недостатка тоже работает сейчас команда его создателей.
 
H

|{HЯ3b.74

Re: Новости физики
Физики запутали два удалённых алмаза


attachment.php

Два кристалла, находящиеся в состоянии квантовой сцепленности, излучают «красные» и «синие» фотоны, причём конкретный источник этих импульсов так и остаётся неопределённым (иллюстрация с сайта physicsworld.com).


Два кристалла, разнесённые на расстояние пятнадцать сантиметров, удалось поместить в состояние квантовой запутанности. Авторы эксперимента считают его важным шагом на пути создания квантовых компьютеров.

Учёные из Оксфорда (University of Oxford) использовали два трёхмиллиметровых алмаза (условно – правый и левый). Между ними поместили светоделитель, на который направлялись фотоны.

Каждая из частиц могла после делителя побежать к правому кристаллу, а могла к левому. Но по законам квантовой механики до измерения нельзя сказать, куда именно направился тот или иной фотон. Считается, что до того момента он находится в суперпозиции двух своих возможных состояний.

Когда фотон попадает в алмаз, часть его энергии может быть поглощена с созданием в кристаллической решётке фонона. Поскольку фононы тоже ведут себя как квантовые частицы, получается, что два алмаза, поглотившие фотон, побывавший в делителе, разделяют на двоих и один фонон, то есть оказываются запутаны.

Поглощённый фотон переизлучается с более низкой энергией (с более низкой частотой), объясняет Physics World. «Покрасневший» фотон сигнализирует, что состояние запутанности достигнуто.

Но чтобы убедиться в этом, необходим зондирующий импульс, снова направляемый через делитель сразу на два алмаза. Встречая фонон, такой зондирующий фотон увеличивает свою энергию и частоту (условно становится «синим»). А дальше самое главное: никто ведь не может сказать, в каком из двух алмазов находился фонон. И это обстоятельство позволяет отделить классическое состояние двух кристаллов от квантового.

После алмазов физики установили набор из поляризаторов, делителей и однофотонных детекторов. Если бы фотоны подчинялись классическим законам, они бы шли или направо, или налево, но не сразу в обе стороны. То же можно сказать про ранее созданный фонон: по классическим представлениям он существует или в правом, или в левом алмазе, а по законам квантовой механики описывается функцией, словно «размазанной» по обоим кристаллам (они ведь являются запутанными).

Таким образом, в классической ситуации на выходе всей системы после подачи зондирующего импульса «синий» фотон должен с равной вероятностью регистрироваться как в одном, так и в другом детекторе. А в случае если система описывается законами квантового мира, то в строго определённом детекторе (поскольку «синий» фотон должен коррелировать с появлением «красного»).

Именно такую неклассическую корреляцию в целой серии наблюдений нашли специалисты из Оксфорда. И хотя каждый такой мини-опыт с созданием состояния запутанности и его считыванием длился всего 0,35 пикосекунды (фононы в алмазе живут недолго), в теории этого достаточно пусть не для хранения квантовых данных, то во всяком случае для квантовых вычислений.

Важно, что запутанность была достигнута при комнатной температуре. Получается, что такое состояние может сохраняться в обычной окружающей среде в макроскопических твёрдых телах. А потому, полагают постановщики эксперимента, на основе подобных объектов возможно создание квантовых компьютеров, не нуждающихся в криогенной системе охлаждения.

(Детали работы раскрывает статья в Science.)
 
H

|{HЯ3b.74

Re: Новости физики
Физик случайно создал манящую наноруку


Посмотреть вложение 1617163
Бывает, что и британские учёные ходят по миру с протянутой рукой (иллюстрация University of Bath).

В попытке сотворить наноскальпель, который можно использовать, чтобы заглянуть внутрь клетки, учёный из британского университета Бата создал крошечный элемент, похожий на человеческую руку.

Автором любопытной наноструктуры неожиданно для себя стал наш бывший соотечественник Сергей Гордеев. По данным Mail Online, длина «руки» составила 350 нанометров.

Посмотреть вложение 1617153
Справа внизу – та же «рука» на наконечнике атомного силового микроскопа (фото Sergey Gordeev).



"Я был просто поражён, когда я увидел эту будто бы подзывающую руку, – рассказал доктор Гордеев, выпускник МГУ. – Нанонаука сейчас прогрессирует очень быстро, так что, быть может, «рука» пытается привлечь людей и спонсоров к этой области. Нам необходимо больше студентов, исследователей и финансирования, чтобы двигаться вперёд".
 

Mrak

Ословед
LV
0
 
Re: Новости физики
[h=2]Создана камера для съёмки видео со скоростью триллион кадров в секунду[/h]


Исследователям из Массачусетского технологического института (МТИ) удалось создать новую систему захвата изображений, которая способна записывать видео на впечатляющей скорости – до одного триллиона кадров в секунду. Такой скорости достаточно для замедленной съёмки вспышек света.
Как отмечает сотрудник лаборатории MIT Media Lab Андреас Велтен (Andreas Velten), один из разработчиков нового устройства, на сегодняшний день в мире нет ничего, что казалось бы слишком быстрым для данной видеокамеры. Систему захвата видео сами создатели называют граничной в области замедленной съёмки.

trillion-fps.jpg

Система основана на недавно разработанной технологии, известной под названием «streak camera», но исследователи использовали её необычным способом. Диафрагма камеры представляет собой узкую щель. Частицы светового потока – фотоны – проходят сквозь эту щель и затем попадают под действие электрического поля, которое разворачивает их в направлении перпендикулярном диафрагме. Так как данное электрическое поле изменяется очень быстро, оно по-разному отклоняет фотоны, прибывающие в соседние короткие промежутки времени.
Изображение, формируемое камерой, является двухмерным. Но только одно из измерений, то, которое соответствует направлению щели, является пространственным. Другое измерение, соответствующее углу поворота фотона, представляет собой время. Таким образом, изображение отображает время прибытия фотонов, которые проходят сквозь часть одномерного пространства.
Камера нацелена на использование в экспериментах, в которых свет излучается химическим образцом или проходит сквозь него. Так как химики интересуются длинами световых волн, которые поглощаются материалом, а также изменением во времени интенсивности излучаемого света, для них тот факт, что камера регистрирует только одно пространственное измерение, не имеет значения.
Но это серьёзный недостаток видеокамеры. Для захвата сверхмедленного видео необходимо проводить один и тот же эксперимент, например, прохождение светового пучка сквозь бутылку, множество раз. При этом постоянно необходимо менять положение камеры для получения в итоге двухмерного изображения. Свет проходит сквозь бутылку за миллиардную долю секунды, но для фиксации этого операторам необходимо поработать больше часа. Поэтому разработчики также в шутку называют своё детище «самой медленной самой быстрой камерой в мире».
После часа работы исследователи собрали сотни тысяч наборов данных, каждый из которых отображает одномерную позицию фотона наряду с временем его прибытия. Разработчики создали алгоритм, который способен сгенерировать из этого сырого набора данных последовательность двухмерных изображений.
Так как для съёмки необходимо множество проходов, то данная камера подходит только для снятия событий, которые можно точно воспроизвести необходимое количество раз.
Новая разработка была представлена исследователям на двух конференциях –Computational Optical Sensing and Imaging Conference и Siggraph.
Исследователи надеются, что новая камера поможет им лучше понять движение фотонов и существенно улучшить компактные вспышки в карманных фотокамерах. Участник проекта профессор Рамеш Раскар (Ramesh Raskar) не исключает возможность создания миниатюрных вспышек и спецэффектов, которые напоминали бы по конечному результату современные студийные устройства. Разработка может использоваться в научных исследованиях, медицинском оборудовании и других областях.

http://www.3dnews.ru/news/621388
 
H

|{HЯ3b.74

Re: Новости физики
Физики уловили возможные следы бозона Хиггса

Результаты предварительные, и всё же новость обнадёживает. В ходе обработки свежих данных сразу с двух экспериментов на Большом адронном коллайдере учёные выявили сигналы, не исключено, говорящие о существовании долгожданной «частицы Бога».

Бозон Хиггса
— последняя не открытая пока частица Стандартной модели, квант поля Хиггса, отвечающего за массу всех элементарных частиц. Если этот бозон удастся поймать, современное здание физики получит крайне важный недостающий кирпичик и блестяще подтвердятся взгляды, рождённые на кончике пера, исходя из уравнений и математических построений.

Более того, Стандартная модель не описывает большую (невидимую) часть Вселенной. И бозон Хиггса способен помочь физикам – он может показать, как выйти за рамки Стандартной модели. Так что по значению это потенциальное открытие нельзя даже будет сравнивать с обнаружением целого ряда элементарных частиц за последние десятилетия.

О первых событиях на БАК, являющихся намёком на бозон Хиггса, экспериментаторы заговорили летом 2011 года. Теперь исследователи ещё ближе подошли к настоящему открытию.

Ряд интригующих «пиков» на графиках с детекторов позволил физикам скорректировать и сузить границы для массы самого бозона Хиггса. «Если он существует, то, скорее всего, имеет массу в диапазоне 116-130 ГэВ (по данным с эксперимента ATLAS), и 115-127 ГэВ (по данным CMS)», — говорится в пресс-релизе Европейского центра ядерных исследований.

attachment.php

Новые намёки на бозон Хиггса получили сразу две команды, работающие с разными детекторами на БАК. Потому-то к удачно совпавшим наблюдениям обращено такое большое внимание научного сообщества (фото Reuters).

Представитель коллаборации ATLAS Фабиола Джанотти (Fabiola Gianotti) сообщила, что в ходе поисков следов распада бозона Хиггса на два гамма-кванта учёные обнаружили превышение сигнала над фоном при значении массы 126 ГэВ со статистической значимостью 2,8 сигма (стандартных отклонения).

«Для того чтобы уверенно говорить об открытии, нужно получить результат со статистической значимостью не менее 5 сигма», — объясняет «РИА Новости».

Заметим, достоверность в три сигма отражает примерно такую же вероятность, что перед нами не открытие, а результат ошибки (помехи), как и шанс подбрасывая монету получить восемь «орлов» подряд. Заветные пять сигма – это условно 20 «орлов».

Специалисты утверждают, что для окончательного вывода о существовании или несуществовании бозона Хиггса им потребуется перелопатить куда больше данных. Пока число событий, показавших обнадёживающие сигналы, очень мало – их всего несколько штук на фоне миллиардов проведённых столкновений. Вердикт в «деле Хиггса», по прогнозу физиков, будет вынесен только в 2012 году.
 

Mrak

Ословед
LV
0
 
Re: Новости физики
[h=2]Разработана технология охлаждения, использующая микроскопические ленты[/h]


Исследователи из Университета Вандербильта, что расположен в Нэшвилле, объявили о разработке уникальной технологии охлаждения полупроводниковых приборов. В ее основе стоит использование специальных микроскопических лент, которые отводят тепло от кристаллов.

boron_nanoribbons.jpg

Эти ленты получили название «Борные наноленты». Такие ленты, как следует из названия, созданы из материала на основе бора. Используемые попарно, они способны повысить теплоотдачу полупроводниковых приборов на 45%. По мнению исследователей, подобные свойства могут быть характерны и для других тонкопленочных материалов. «Нам удалось открыть совершенно новый способ отведения тепла от электронных приборов, который наверняка найдет свое применение в различной технике, в первую очередь в мобильных устройствах», - заявил Грег Уокер, один из исследователей.
Две ленты удерживаются между собой слабым электростатическим взаимодействием (силы Ван-дер-Ваальса). Именно благодаря этому взаимодействию ленты и способны эффективно проводить тепло. Ученые могут контролировать степень теплопроводности за счет сочетания различных типов лент. Примечательно, что если ленту смочить чистым спиртом и дать ей высохнуть, то ее теплопроводность увеличивается, а если после этого проделать то же самое, но с изопропиловым спиртом, то она принимает исходное значение.

http://city.is74.ru/forum/index.php?
 
H

|{HЯ3b.74

Re: Новости физики
На БАК поймана первая новая частица

Посмотреть вложение 1653013
Новая частица проявила себя как всплеск событий с центром на шкале массы в 10,54 ГэВ/с[SUP]2[/SUP] (третий пик на красном графике). Пунктир — фоновый уровень (иллюстрация ATLAS Collaboration).

Первая с момента начала работы Большого адронного коллайдера новая субатомная частица обнаружена при анализе результатов протон-протонных столкновений. К удовольствию физиков, частица эта укладывается в ранее построенные теоретические модели.

Виновница торжества носит название χb(3P) (читается «хи би 3 пэ»). Она является кварконием (так именуют мезоны, состоящие из кварка и антикварка одного и того же аромата). В данном случае, по расчётам авторов работы, перед нами промелькнула связанная пара прелестных кварка и антикварка.

Профессор Роджер Джонс (Roger Jones) из коллаборации ATLAS указывает на отличие новой частицы от ранее виденных вариаций χ — более высокий уровень возбуждения. Такое состояние системы из двух кварков ядерщики предсказывали давно, но до сих пор никто не смог пронаблюдать его в эксперименте.

«Хи» поможет лучше понять внутриядерные силы, в частности, сильное взаимодействие, поясняют исследователи. Тем самым опыты на коллайдере помогают заполнять пробелы в Стандартной модели. Своего рода венцом в таких поисках должна стать поимка бозона Хиггса, которая, по предварительным данным, уже на подходе.

Официально открытие χb(3P) ещё не обнародовано. Но предварительный отчёт о находке физики выложили в открытом доступе на сервере arXiv.org.
 
H

|{HЯ3b.74

Re: Новости физики
Коллайдер предложили почистить кристаллами





В ЦЕРНе на Большом адронном коллайдере физики продолжают исследования по использованию эффекта каналирования в кристаллах для «очистки» пучков частиц.

В работе любого ускорителя важен не только факт соблюдения траекторий частиц, важно также продумать своевременный вывод частиц, засоряющих пучки, например, сошедших с орбиты или вновь рожденных. На самом известном сегодня ускорителе, Большом адронном коллайдере, чистка пучков осуществляется с помощью традиционных коллиматоров, но эффективность этой чистки можно повысить.

В связи с этим большие надежды возлагаются на весьма красивый эффект, наблюдаемый при прохождении пучков заряженных и нейтральных частиц через ориентированные структуры. Эффект известен как каналирование излучений. Сам термин был введен датским физиком Йенсом Линдхардом в 1965 г., а в 1976 г. советский физик Эдуард Цыганов показал, что явление каналирования может сохраняться даже в изогнутом монокристалле, а значит, кристаллы могут быть использованы для отклонения пучков заряженных частиц, включая вывод их из ускорителей.

Проект под названием «Коллимация пучков с помощью кристаллов», начатый итальянскими учеными (группа Фраскати), согласно которому систему коллиматоров коллайдера предполагается частично переоснастить, возглавляет Султан Дабагов, ведущий научный сотрудник Лаборатории электронов высоких энергий ФИАН, доктор физ.-мат. наук, профессор МИФИ. Сейчас он руководит лабораторией X Lab Frascati Национальной Лаборатории Фраскати Национального института ядерной физики (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, INFN, Италия). Помимо итальянских и ЦЕРНовских инженеров-физиков, в проекте участвуют специалисты из России, Великобритании, Франции и США. Конечная цель проекта развитие техники коллимации релятивистских протонов с применением изогнутых кристаллов для использования в будущем при формировании пучков LHC.


«Мы работаем с кремниевыми кристаллами, для того, чтобы не было сильного взаимодействия с частицами материал кристалла должен быть как можно легче, рассказывает Султан Дабагов. Сам по себе проект очень интересный, и кроме практической необходимости и пользы, там и физика ожидается интересная. Нам казалось, что мы многое понимаем о взаимодействии в ориентированных системах, но это не совсем так. Например, при изменении раствора коллимирующей системы обнаружилось, что зависимости от раствора измеряемое распределение частиц разное. Просчитать это аналитически нельзя из-за слишком сложной динамики пучков – десятки тысяч протонов, которые взаимодействуют друг с другом, огромное количество магнитов так что нужны эксперименты как реальные, так и компьютерные».

На заседании ЦЕРНовской комиссии по Большому адронному коллайдеру (LHC Committee) было принято решение о необходимости проведения конкретных исследований по физике процессов рассеяния релятивистских протонов и тяжелых ионов в изогнутых кристаллах и подготовке инженерных решений для использования техники на основе эффекта каналирования вместе с традиционной техникой коллимации пучков. В своих последних экспериментах ученые исследовали процессы неупругого рассеяния протонов и ионов в условиях каналирования в изогнутых кристаллах, а также параметрическое рентгеновское излучение релятивистских протонов в изогнутых кристаллах. «Последнее замечательно тем, что может быть использовано для диагностики кристалла при длительном облучении интенсивным пучком и для проверки юстировки кристалла по отношению к направлению пучка протонов во время эксперимента, то есть во время работы установки», – говорит Султан Дабагов. Кроме того, сейчас проводится серьезная модернизация алгоритмов расчета рассеяния релятивистских пучков протонов и ионов в разного рода изогнутых кристаллах. Параллельно разрабатывается общая программа моделирования всего процесса формирования пучков для экспериментов ЦЕРН с учетом существующей оптики пучков и всех кристаллических коллиматоров.

Новые системы коллимации, состоящие из изогнутых кристаллов, предполагается установить после завершения всех экспериментов и тестовых испытаний во время очередной запланированной остановки коллайдера. При этом в определенных местах будут сохранены и используемые на данный момент коллиматоры.


Источник: По материалам АНИ «ФИАН-информ»
 
H

|{HЯ3b.74

Re: Новости физики
Германская станция первой применила сверхпроводящий предохранитель

Мощный ограничитель тока на основе сверхпроводника, по мнению авторов технологии, должен способствовать повышению надёжности работы электростанции и сокращению времени перебоев в подаче питания.

Оригинальное устройство смонтировано и запущено на угольной электростанции Boxberg Power Station в Саксонии. Это обратимый (неразрушаемый) ограничитель силы тока в одной из сетей, основанный на высокотемпературном сверхпроводнике.

Посмотреть вложение 1721113
Создатели сверхпроводящего защитного автомата отмечают, что его быстрая реакция означает повышение стабильности работы сети, а также снижение энергетических потерь (фото Martin Lober, KIT).

Основной элемент предохранителя – витая лента из нержавеющей стали шириной в несколько миллиметров. На поверхности этой ленты учёные вырастили микрометровый слой керамики на основе оксида иттрия бария меди (YBCO). Эта катушка охлаждается жидким азотом до температуры ниже 90 кельвинов.

Керамика в таком случае переходит в сверхпроводящее состояние, и именно по ней пропускается штатная нагрузка с параметрами до 800 ампер и 12 киловольт. Однако если ток в катушке превышает заданный порог, сверхпроводимость в доли секунды разрушается и ток переходит с керамической плёнки в несущую стальную ленту.

Она обладает солидным электрическим сопротивлением, что моментально вызывает падение силы тока в цепи. Выделяющееся в ленте тепло быстро уносится прочь криогенной системой охлаждения катушки. При этом к нормальной работе сверхпроводящий слой возвращается самостоятельно уже через несколько секунд.

Таким образом новое устройство автоматически защищает подопечную сеть от скачков напряжения и тока, вызванных, например, короткими замыканиями в промышленном оборудовании.

Разработал
эту систему технологический институт Карлсруэ, а в реализации идеи помогали ещё два университета, а также производитель сверхпроводников – компания Nexans SuperConductors.

Первый сверхпроводящий промышленный предохранитель пока лишь проходит полевые испытания, но его создатели надеются, что такие устройства в будущем найдут широкое применение в энергетике и, в частности, будут интегрированы в сверхпроводящие трансформаторы и кабельные сети.
 
H

|{HЯ3b.74

Re: Новости физики
Где искать бозон Хиггса?

Ровно год назад в CERN было принято решение продолжить работу Большого адронного коллайдера в 2012 году. За это время ученые надеются открыть неуловимый бозон Хиггса.


Современные исследования структуры материального мира требуют достижения все больших энергий, сообщаемых частицам материи. Одна из ключевых задач в этом направлении – доказательство существования бозона Хиггса. Именно этот бозон, как считают физики, отвечает за существование массы у всех материальных тел. Одно это открытие полностью оправдает все надежды, возлагаемые на Большой адронный коллайдер (LHC). Однако ускорительная техника, используемая в современной физике высоких энергий, вплотную приблизилась к пределу технических возможностей.

Прогресс в коллайдерной технике сегодня обеспечивается применением новых технологий, а не увеличением физического размера ускорителей – например, LHC построен в туннеле уже существовавшего ускорителя LEP. Этот процесс имеет свой естественный предел. Вместе с тем самый мощный «ускоритель» элементарных частиц – это ранняя Вселенная с ее квантовым начальным состоянием Большим взрывом и стадией инфляционного расширения.

Идея «использовать» этот «ускоритель» лежит в основе сформулированной А.Д.Сахаровым программы космомикрофизики. Это синтез космологии с (астро)физикой частиц и их наблюдательными программами. Современное понимание структуры микромира (Стандартная модель и электрослабое взаимодействие) предполагает, что новые экспериментальные открытия можно ожидать только на планковском масштабе квантовой гравитации – 10[SUP]19[/SUP] ГэВ на нуклон (или на несколько более низком масштабе великого объединения, возможно, подправленного суперсимметрией – примерно 10[SUP]16[/SUP] ГэВ). Такие энергии частиц абсолютно недостижимы на рукотворных ускорителях. Так что наиболее перспективным инструментом физики высоких энергий становится синтез данных, следующих из космологии и астрофизики и экспериментов на ускорителях. Это особенно важно в связи со спутниковыми программами WMAP и Planck и введением в действие Большого адронного коллайдера, на котором ожидается открытие хиггсовского бозона.

Общепризнанный в настоящее время сценарий происхождения Вселенной – Большой взрыв с последующей (начиная со времени 10[SUP]-43[/SUP] до 10[SUP]-35[/SUP] секунд после момента Большого взрыва) стадией инфляции, стадией экспоненциального расширения Вселенной. Именно на этой стадии Вселенная приобретает привычные нам и согласующиеся со всеми теперешними наблюдениями свойства: инфляция делает Вселенную плоской, однородной и изотропной, определяет ее размер и последующую эволюцию. Инфляционная теория и была придумана для того, чтобы всё это объяснить.

В 2008 году была высказана идея, что именно бозон Хиггса может быть источником инфляции – тот самый бозон, который является носителем скалярного поля, отвечающего за тёмную энергию, составляющую примерно 74% всей энергии Вселенной. Специальная модель космологической инфляции связывает бозон Хиггса с кривизной пространства-времени и считает эту частицу источником инфляционной стадии в ранней Вселенной. Квантовые эффекты тяжелых частиц Стандартной модели существенно модифицируют инфляционную динамику ранней Вселенной и влияют на характеристики наблюдаемого спектра реликтового излучения. По слабому красному наклону и амплитуде этого спектра на длине волны порядка 500 мегапарсек можно определить значение константы взаимодействия бозона Хиггса с кривизной пространства-времени и массу этой частицы – основную характеристику Стандартной модели.

Согласно недавно завершившимся исследованиям группы ученых Физического института им. П.Н.Лебедева РАН, Института теоретической физики им. Л.Д.Ландау РАН и Кёльнского университета, спектральный индекс космологических возмущений согласуется с наблюдениями, если хиггсовская масса лежит в интервале от 136 до 185 ГэВ, в пределах которого предполагается открытие хиггсовской частицы на LHC. Обе границы этого интервала определены из экспериментальных данных спутника WMAP, а не из чисто теоретических ограничений. По словам одного из авторов работы, ведущего научного сотрудника сектора теории элементарных частиц ФИАН, доктора ф.-м. наук Андрея Барвинского, открытие бозона Хиггса в этом интервале масс послужило бы подтверждением современной теории происхождения ранней Вселенной и ее связи со структурой материи на наиболее фундаментальном микроскопическом уровне. И показало бы единство картины мироздания, к пониманию которого исследователи двигаются с разных направлений, охватывающих космические спутниковые программы, астрономические наблюдения и коллайдерные эксперименты физики высоких энергий.

На семинаре, который прошел в CERN в декабре, обсуждались результаты экспериментов по поиску бозона Хиггса на детекторах ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) и CMS (Compact Muon Solenoid), основанные на анализе значительно большего количества данных, чем раньше. По мнению физиков, этого достаточно, чтобы говорить о значительных успехах в поиске бозона Хиггса, но недостаточно, чтобы сделать любое окончательное заявление о существовании или небытии этой неуловимой частицы. Но главное заключение состоит в том, что у «стандартного» бозона Хиггса, если он существует, наиболее вероятно будет масса, ограниченная диапазоном 116-130 ГэВ эксперименте ATLAS и 115-127 ГэВ – в CMS. В любом случае экспериментальных данных еще не достаточно, чтобы говорить о каком-либо открытии. Если этого не случится, то «поймать» бозон Хиггса можно будет только после 2013 года, поскольку коллайдер закроется на долговременный ремонт.

На рисунках: 1) Событие, показывающее четыре мюона (красные следы) от протон-протонного взаимодействия в эксперименте ATLAS на Большом адронном коллайдере. В этом случае речь идет о распаде каждого из двух Z-бозонов на два мюона. Согласно Стандартной модели, такие события возможны без частиц Хиггса, но, в то же время, могут указывать на их существование. Чтобы сделать однозначные выводы, необходимо проанализировать огромное количество подобных событий; 2) Пределы значений, где, по мнению российских и немецких физиков, находится масса бозона Хиггса (М[SUB]Н[/SUB]).
 
H

|{HЯ3b.74

Re: Новости физики
Физики изобрели деликатную сварку нанопроводов светом

Посмотреть вложение 1782793
Учёные размещали на подложках россыпь нанопроводов из серебра, а затем облучали их ярким пучком света. Но это не была простая сварка за счёт нагрева всех проводов скопом, как кажется на первый взгляд (фото Erik C. Garnett et al./ Nature Materials).

Новое достижение пригодится во многих областях, где необходимо получить тончайшую сеть контактов или электродов из исходного материала, который портится при малейшем прикосновении или перегреве.

Учёные из Стэнфордского университета разработали и испытали новый способ сварки металлических нанопроводков. Секрет технологии кроется в интересных свойствах плазмонов — квазичастиц, возникающих в электронном газе в момент, когда на металл действует световая волна.
Исследователи выяснили, что при хаотичном расположении свободно лежащих нанопроводков наиболее сильные волны плазмонов возникают как раз в тех местах, где они нужны. Дело в том, что верхний проводок тут выступает в роли антенны, направляющей волну к нижнему проводу, аккурат в место контакта.

Посмотреть вложение 1782803
Распределение температуры в пересекающихся проводках диаметром 100 нм. Начальный зазор между ними – не более 2 нм (иллюстрация Erik C. Garnett et al./ Nature Materials).


"Когда два нанопровода пересекаются, свет генерирует волны плазмонов в том месте, где проводки встречаются, создавая горячую точку, — объясняет Марк Бронгерсма (Mark Brongersma), один из авторов работы. – Красота в том, что горячие точки существуют только тогда, когда нанопровода соприкасаются, но не после того, как они сплавляются. Сварка останавливается сама. Это самоограничение".

Остальные части исходного материала остаются незатронутыми. Потому после облучения мешанина из свободно брошенных нанопроводов превращается в связанную сетку, прочную, тонкую и без повреждений.

Посмотреть вложение 1782813
Сетка нанопроводков после световой сварки. Снимок сканирующего электронного микроскопа (фото Mark Brongersma, Stanford University/ School of Engineering).


Такие сетки пригодятся в построении новых дисплеев, светодиодов, тонкоплёночных солнечных батарей, «умных» окон, гибкой электроники и датчиков.

Метод облучения предполагает скрепление нанопроводков и с подложкой тоже. Тут важно, что она сама может быть очень тонкой и требующей деликатного обращения.

Посмотреть вложение 1782823
Узлы пересечения проводов (фото Stanford University/ School of Engineering).

В качестве примера учёные распылили суспензию, содержащую серебряные нанопровода, на пластиковую плёнку Saran. После просушивания материал облучили – получилась тонкая проводящая плёнка, почти прозрачная и к тому же не теряющая своих электрических свойств после складывания и разворачивания.

Экспериментаторы напоминают, что прежний способ сварки нанопроводов путём «тотального» нагрева здесь не сработал бы, поскольку пластик расплавился бы раньше серебра.

(Об опыте его авторы рассказали в Nature Materials.)
 
H

|{HЯ3b.74

Re: Новости физики
Физики объявили о подтверждении странности антивещества



Международная группа учёных рассказала об обнаружении разницы в цепочках распадов частиц и античастиц, полученных на американском ускорителе Tevatron. Важно, что аналогичную картину асимметрии экспериментаторы ранее наблюдали на совсем иной установке.

Исследователи, работавшие на детекторе CDF ускорителя Tevatron, доложили об одном из самых последних своих результатов на конференции по физике частиц (Les Rencontres de Physique de la Vallée d’Aoste) в Ля Туиль (Италия).

Авторы работы фиксировали картину распада D-мезонов, в ходе которого рождалась целая цепочка недолговечных частиц и античастиц.

Согласно стандартной модели, различие в поведении вещества и антивещества в таком процессе должно быть менее 0,1%. Однако в опыте на «Теватроне» учёные выявили расхождение в 0,62%, передаёт BBC News.

attachment.php

Ускоритель «Теватрон» был выведен из эксплуатации в сентябре 2011 года после более чем четверти века работы. Но до сих пор не все результаты экспериментов, проведённых на нём, обработаны и опубликованы (фото Fermilab, Reidar Hahn)

Это число довольно близко к тому, что исследователи получили в минувшем году на детекторе LHCb Большого адронного коллайдера. Тогда в похожем эксперименте с распадом D-мезонов учёные насчитали расхождение в 0,82%.

Представитель коллаборации CDF Джованни Пунци (Giovanni Punzi) из Пизанского университета (Università di Pisa) заявил, что получение столь близких результатов стало сюрпризом.

«Два отдельных эксперимента обнаружили это явление, используя различные методы, различные среды, что очень интересно, — сказал учёный. — Это может изменить мнение многих людей об эффекте, который будет считаться подтверждённым наблюдением, потому что получен независимый результат».

Итальянец пояснил, что если данные с CDF и LHCb объединить, статистическая значимость достигнет уровня почти в четыре сигма. Это соответствует вероятности приблизительно 1 х 16 000, что упомянутое наблюдение – всего лишь некоторая погрешность.

Если речь всё же не идёт об ошибках, теоретикам теперь предстоит разобраться, означает ли такой результат уточнение Стандартной модели или приоткрывает перед нами двери в новую физику.

В любом случае, столь большая разница в цепочках распада частиц и античастиц поможет учёным понять, почему во Вселенной наблюдается колоссальный дисбаланс в количестве этих двух видов материи.
 
H

|{HЯ3b.74

Re: Новости физики
Физики впервые передали информацию на скрученной радиоволне

attachment.php

«Segnale ricevuto» (сигнал получен) — высветил проектор на стене венецианского дворца после успешного эксперимента по передаче «вихревой радиоволны» с закодированной информацией. Эта публичная демонстрация, после первых тестов в лабораторных условиях, состоялась 24 июня 2011 года, а 1 марта 2012-го вышла научная публикация с детальным объяснением опыта (фото с сайта lighthouseinthesky.blogspot.co m).


Новый метод переправки данных, опробованный в эксперименте на открытом воздухе, способен в десятки раз увеличить число независимых каналов в одном и том же узком частотном диапазоне.

Исследователи из университета Падуи (Università degli Studi di Padova) и лаборатории Ангстрема (Ångströmlaboratoriet) переправили два разных сигнала на двух независимо работающих каналах связи от маяка на острове Сан-Джорджо на антенну, стоящую на балконе Палаццо Дукале на материковой части Венеции (расстояние передачи составило 442 метра).

В опыте не было бы ничего необычного, если б оба канала не работали одновременно на одной несущей частоте 2,414 ГГц. Притом использовались два одинаковых Wi-Fi-FM-передатчика каждый мощностью 2 Вт. Отличались же только передающие антенны. Они позволили итальянским и шведским экспериментаторам по-разному «закодировать» две одинаковые почти во всех отношениях радиоволны.

Дело в том, что у электромагнитной волны, помимо частоты, амплитуды, фазы и (в некоторых случаях) поляризации есть ещё одна малоизвестная характеристика — орбитальный угловой момент (OAM).

Он определяется (если, конечно, не равен нулю) специфичной формой волнового фронта, закрученного вдоль оси распространения, словно витые макароны фузилли.

attachment.php

Витой фронт волны с ненулевым орбитальным моментом напоминает пасту фузилли (иллюстрации wikipedia.org, foodyvino.wordpress.com).



У этой закрутки (радиовихря) может отличаться не только направление (против или по часовой стрелке), но и степень перекрученности (соотношение между шагом спирали и длиной волны).

Регулируя этот параметр, в пространстве состояний OAM можно создавать, теоретически, хоть бесконечное число каналов, работающих на одной и той же частоте. И потому вдобавок к классической настройке радиоприёмника по частоте, восходящей ещё ко временам Маркони и Попова, авторы работы предлагают ввести гипернастройку – по параметру OAM.

Именно её они и продемонстрировали в Венеции. Один из каналов транслировался на самой обычной, нескрученной волне (условно – с OAM, равным нулю), а второй — на практически такой же, но скрученной (OAM — единица). Исследователи разработали оригинальную технологию детектирования такой волны, позволяющую проявить её орбитальный момент.

Чтобы различать каналы и точно знать, что каждый из них принимается независимо, учёные передавали по ним два разных звуковых тона – 400 и 1000 Гц.

attachment.php

Карта интенсивности (отражена цветом) сердцевины закрученного радиовихря, полученная в 40 метрах от излучателя. Шкалы по вертикали и горизонтали — сантиметры (иллюстрация Fabrizio Tamburini et al./ New Journal of Physics).



Новаторы пишут: «На сегодняшний день не было ни одного отчёта о передаче витых пучков радиоволн в реальном мире.

Результаты нашего опыта с радиовихрем на открытом воздухе показывают, что при использовании неподвижной несущей частоты внутренне присущая ортогональность бессчётных состояний OAM может обеспечить сколь угодно большой набор независимых каналов передачи, без увеличения ширины полосы частот, каждый из которых характеризуется только его своеобразным топологическим свойством.

Эта новая техника может быть описана как топологическое многообразие».

attachment.php

Для генерации радиовихря использовался излучатель (слева) с геликоидной чашей (учёные сделали её из пары обычных 80-сантиметровых антенн-тарелок), а для отправки традиционного «плоского» сигнала – антенна Уда-Яги (справа) (фотографии Fabrizio Tamburini et al./ New Journal of Physics).



На практике, конечно, бесконечное число каналов получить нельзя. Но ведущий автор работы Фабрицио Тамбурини (Fabrizio Tamburini) утверждает: «В разумных экономических границах можно использовать состояния орбитального момента от -5 до +5, в том числе нескрученную волну. В этом случае мы можем иметь 11 каналов на одном частотном диапазоне. Если ещё использовать мультиплексирование, как в цифровом ТВ, на каждом из них, то можно получить 55 каналов в одном частотном диапазоне».

Публичный эксперимент в Венеции, по мнению устроителей, послужил аналогом первых в мире самых простых опытов по передаче и приёму радиосигналов. Кстати, в момент, когда два сигнала (на обычной и скрученной волне) были успешно получены одновременно, организаторы эксперимента произвели винтовочный выстрел в честь первой радиопередачи Гульельмо Маркони в 1895 году.

attachment.php

Схема опыта в Венеции. Для правильного приёма закрученной радиоволны использовались две приёмные антенны (иллюстрация Fabrizio Tamburini et al./ New Journal of Physics).



По информации PhysOrg.com, работа европейцев может быть распространена не только на область связи, но и, к примеру, на астрономию.

Так, похожим образом закрученные волны генерирует чёрная дыра в центре Галактики. Используя новые принципы приёма, можно определять параметры этой закрученности, а значит, получать дополнительную информацию об этом таинственном объекте.

(Подробности нового принципа кодировки и детали самого опыта можно найти в открытой статье в New Journal of Physics, а также в ролике ниже.)

 

Mrak

Ословед
LV
0
 
Re: Новости физики
[h=2]Голографическая реальность[/h] Дата: 07.03.2012
Идею о том, что все мы живем внутри гигантской голограммы, генерируемой квантовым компьютером Вселенной, никак не назовешь общепринятой. Но не подлежит сомнению и другой факт: эта странноватая, казалось бы, гипотеза с годами обретает все больше и больше сторонников среди серьезных физиков-теоретиков. Теперь же появляются исследовательские работы, переводящие теорию в область реальных экспериментов


HoloUniverse0.jpg
Полтора открытия
Когда в архиве научных препринтов arXiv.org практически одновременно публикуются никак не связанные друг с другом статьи, подготовленные разными исследователями, но посвященные одной и той же в сущности теме, — это обычно признак того, что тема, по меньшей мере достаточно актуальная. Если же авторами работ при этом являются весьма заметные в науке люди, то на суть исследуемого предмета, скорее всего, имеет смысл обратить внимание не только ученым-физикам — даже если этот предмет выглядит довольно экзотично.
В течение одной недели февраля 2012 года свои новые публикации выложили в Интернет Крейг Хоган (Craig Hogan), директор Центра астрофизики частиц в Fermilab и профессор Чикагского университета (7-го числа), и Фрэнк Вилчек (Frank Wilczek) — лауреат Нобелевской премии по физике за 2004 год и профессор Массачусетского технологического института (12 февраля).
Правда, статью Хогана, посвященную его детищу — внушительных размеров экспериментальной установке под названием «Холометр» вряд ли можно называть совершенно новой. Первая версия этой работы появилась еще два года назад, а ныне увидела свет — ни много ни мало — уже 27-я версия статьи. В каком-то смысле историю версий этой публикации можно считать отражением того нелегкого пути, что пришлось пройти ученому при создании данного прибора — иногда в шутку именуемого коллегами «Хоганметром» и ныне уже почти готового к запуску в работу. Целью же опытов является непосредственная экспериментальная проверка гипотезы о том, что окружающий человека мир по своей волновой природе представляет собой нечто вроде оптической голограммы.
Статья нобелевского лауреата Фрэнка Вилчека, с другой стороны, является абсолютно новаторской и посвящена открытому им в квантовой теории объекту, получившему название Time Crystal («кристалл во времени» или «временнóй кристалл»). Формулируя более аккуратно, одновременно Вилчеком опубликованы две взаимодополняющие статьи. Одна — в соавторстве с Альфредом Шапире, посвященная математическому обнаружению кристаллоподобных структур (или, в эквивалентной формулировке, нарушений симметрии переноса) во времени классической физики. А вот вторая работа — особо интересная в данном случае — посвящена самоорганизации кристаллов во времени квантовой физики и открывает, похоже, массу интересных вещей об устройстве Вселенной как квантового компьютера.
FrankWilczek2.jpg
Строго говоря, хотя в новой статье Фрэнка Вилчека достаточно внятно обсуждаются возможные практические приложения их открытия в области экспериментов с квантовыми компьютерами, там нет ни слова о «Вселенной как голограмме». Однако можно напомнить, что сама концепция квантового компьютинга в свое время была задумана как реализация вычислителя для моделирования процессов квантовой физики. Или, иначе, для моделирования реальности на фундаментальном микроскопическом уровне природы. Ну а чтобы стало понятнее, насколько тесно эти вещи связаны с голографией, можно вкратце напомнить историю вопроса.
Голографический принцип
Одна из важнейших нерешенных проблем (можно даже сказать, самая главная проблема) в физической науке XX, а теперь и XXI века — это принципиальная невозможность красиво и согласованно объединить две самые успешные теории: квантовую физику для описания частиц микромира и общую теорию относительности для макромира в космических масштабах (где гравитация трактуется в терминах искривления пространства-времени массой и энергией объектов).
В общедоступных терминах и понятиях суть этой принципиальной нестыковки популярно объясняют примерно так. Квантовая физика и эффекты гравитации начинают оказывать на один и тот же объект сопоставимое по силе воздействие лишь на чрезвычайно малых масштабах, именуемых планковскими (единица планковской длины — порядка 10[SUP]-35[/SUP] метра, планковского времени — порядка 10[SUP]-44[/SUP] секунды, эти единицы выводятся из трех главных констант физики — постоянной Планка для минимального кванта энергии, ньютоновой константы гравитационного взаимодействия и эйнштейновой константы скорости света). Но если опираться на имеющиеся физические теории, то с материей и пространством-временем на планковских масштабах происходят совершенно непостижимые вещи.
С одной стороны, материя, заключенная в объем пространства с величиной линейных размеров меньше, чем планковская длина, оказывается лежащей внутри так называемого шварцшильдовского радиуса для ее массы, рассчитанной на основе квантовой физики, — то есть в зоне, откуда ее в принципе невозможно увидеть. Иначе говоря, в пространстве-времени образуется микроскопическая сингулярность типа черной дыры. С другой же стороны, согласно иным расчетам, микроскопическая черная дыра с размерами меньше, чем планковская длина, никак не может иметь энергии, достаточной для порождения единственного кванта на своей шварцшильдовской частоте.
Для умопостижимого разрешения этих и подобных им логических противоречий уже многие десятилетия в физике пытаются создать различные варианты теории квантовой гравитации. В целом понятно, что на масштабах уровня планковских структура пространства-времени должна обладать какими-то существенно иными физическими свойствами. Однако в чем именно заключается эта «инаковость» — мнения у теоретиков имеются самые разные.
Gerard_t_Hooft-3.jpg
Одну из наиболее оригинальных, возможно, идей по этому поводу выдвинул известный голландский теоретик Герард 'т Хоофт (Gerardus (Gerard) 't Hooft), лауреат Нобелевской премии по физике за 1999 год. В начале 1990-х годов, при выборе нового направления исследований, 'т Хоофт особо заинтересовался известной работой Стивена Хокинга по излучению или «испарению» черных дыр. Согласно расчетам британского физика, черным дырам (как и частицам) оказывалось свойственно не только поглощение, но и излучение энергии. Это открытие порождало интереснейшие вопросы. Являются ли черные дыры элементарными частицами? И наоборот, являются ли элементарные частицы черными дырами?
Уже известные физикам свойства черных дыр, казалось бы, заставляют относить их к объектам, фундаментально отличающимся от обычных форм материи. Но если смотреть иначе, то современная наука пока вообще не может сказать что-либо определенное о физических законах для этих объектов. Интуиция ученого подсказывала 'т Хоофту, что изучение парадоксальной физики черных дыр в конечном итоге может привести к чему-то воистину великому — сопоставимому с открытием Макса Планка, сделанным при расследовании парадоксов излучения черного тела и в итоге приведшим к рождению квантовой физики.
Особый интерес вызывали у 'т Хоофта элегантные результаты по термодинамике и энтропии черных дыр, полученные в 1970-80-е годы Якобом Бекенштайном. Этот израильский теоретик наметил перспективный маршрут к объединению физических понятий типа энергии материи и геометрии пространства с абстрактными прежде идеями теории информации. Сначала Бекенштайн показал, что энтропия черной дыры пропорциональна площади ее горизонта событий (теоретическая поверхность, которая окружает черную дыру и обозначает «точку невозвращения» для материи и света, падающих в черную дыру). А затем, исследуя энтропию не только как меру потерянной энергии или хаотичности термодинамической системы, но и как меру информационной емкости, ученый помог разрешить известный «информационный парадокс» черных дыр.
Согласно выводам Хокинга, когда черная дыра исчезает при своем испарении, то вся информация о звезде, которая ранее коллапсировала для образования этой черной дыры, получается, тоже исчезает (излучение Хокинга не несет в себе никакой информации о внутреннем содержимом черной дыры). А это явно противоречило широко признанному в физике принципу, согласно которому информация во Вселенной не может быть разрушена и потеряна. Благодаря же работам Бекенштайна был получен важный ключ к разрешению этого парадокса. После того как им было обнаружено, что энтропия черной дыры — или, иначе, ее информационное содержимое — изменяется пропорционально площади поверхности горизонта событий, стало возможным показать и еще нечто очень важное.
Микроскопическая квантовая рябь на поверхности горизонта событий может кодировать в себе информацию о внутреннем содержимом черной дыры. На основе этого вывода родилось очень глубокое физическое прозрение, согласно которому вся 3D-информация о предшествовавшей звезде и прочих вещах, поглощенных дырой, может быть полностью закодирована на поверхности 2D-горизонта. А поскольку «испарение» черной дыры мыслится с поверхности, никакой загадочной потери информации при этом не происходит...
Взяв за основу результаты Бекенштайна, в 1993-94 годы Герард 'т Хоофт приступил к изучению физики черных дыр и их взаимосвязей с теорией информации. Вскоре — в процессе обсуждений новой концепции с коллегой из Стэнфордского университета Леонардом Сасскиндом — у ученых родилось и подходящее название для новой идеи: «голографический принцип». (Базовый принцип голограммы, если кто вдруг забыл или не в курсе, состоит в том, что вся информация записана на плоской 2-мерной пластине, однако когда на нее падает свет, то она воссоздает объемный 3-мерный образ.)
Сасскинд и 'т Хоофт развили идеи Бекенштайна на всю Вселенную в целом — грубо говоря, на том основании, что из-за конечной скорости света и любую точку космоса тоже можно считать имеющей свой собственный «горизонт событий». В фундамент новой концепции было положено два основополагающих начала. Во-первых, 'т Хоофт продемонстрировал, что вся информация, содержащаяся в некоторой произвольной области пространства, может быть представлена как «голограмма» — то есть теоретическое описание, помещающееся на границе этой области. А во-вторых, согласно голографическому принципу (если формулировать это предельно упрощенно) микроскопическую структуру пространства-времени следует считать гранулированной, то есть в конечном счете она оказывается состоящей из крошечных неделимых единиц — что-то типа пикселей цифрового дисплея с линейным размером в одну планковскую длину...
Поначалу необычные идеи 'т Хоофта разделялись лишь весьма небольшой группой учеников и единомышленников. Однако вскоре, по мере прогресса в теории струн и с появлением там понятия мембран различной размерности, предоставивших мощный инструментарий для изучения черных дыр, оказалось, что концепции голографического принципа чрезвычайно удобны и применимы к исследованиям разнообразных физических феноменов в пространстве-времени любой размерности. Примечательно, что изначально голографический принцип создавался как своего рода концептуальная альтернатива теории струн. Но вышло так, что наиболее знаменитая из работ в голографическом духе оказалась проделанной струнным теоретиком Хуаном Малдасеной (Juan Martín Maldacena) и ныне известна под названием AdS/CFT-соответствие.
Maldacena.jpg
В своем исследовании Малдасена сумел показать, что физика внутри гипотетической вселенной с 5 измерениями и с вогнутой геометрией пространства (так называемая вселенная анти-де Ситтера, или AdS) оказывается математически той же самой, что и физика, происходящая на ее 4-мерной границе (т. е. в мире, очень похожем на наш). Благодаря такому двойному голографическому описанию оказалось возможным, к примеру, существенно по новому, с позиций струнной теории, подойти к решению давних проблем физики конденсированной материи — таких как квантовые фазовые переходы, сверхтекучесть и высокотемпературная сверхпроводимость.
Короче говоря, постоянно растущее количество исследований в разных областях физики подтверждает, что идея «вселенной как голограммы» приводит к очень богатым и интересным результатам. По этой причине с высокой долей вероятности голографический принцип следовало бы считать верным. Но при этом, однако, пока что никто так и не смог внятно объяснить, почему этот принцип работает.
Более того, хотя многие физики сегодня в целом согласны со справедливостью голографической идеи — что информация на поверхностях содержит информацию обо всем в мире — они так и не знают принципиально важных вещей. Ни того, что конкретно следует считать поверхностями, кодирующими информацию; ни того, как именно эта информация закодирована; ни того, каким образом природа обрабатывает эти биты «единиц и нулей»; ни того, наконец, каким образом результат этой обработки порождает окружающий нас мир.
Пока что, можно сказать, у физиков имеются лишь веские основания подозревать, что Вселенная работает как гигантский квантовый компьютер, перерабатывающий информацию таким образом, чтобы моделировалась окружающая человека физическая реальность. Однако непосредственно сейчас этот компьютер представляет собой лишь гигантский черный ящик с совершенно непонятным для нас содержимым.
Холометр Хогана
Один из самых малоприятных моментов как для голографической гипотезы, так и для любой другой теории квантовой гравитации, заключается в том, что исследованию подвергается физика столь микроскопических масштабов, которые представляются в принципе недоступными для экспериментальной проверки теории опытом. При традиционных подходах экспериментаторов — тестировать гипотезы физики частиц с помощью все более и более мощных ускорителей — здесь понадобились бы приборы размером с нашу Галактику, а может, и еще больше.
CraigHoganHolometer.jpg
Иначе говоря, проверять на опытах идеи о гранулированности или дискретности пространства-времени обычно никому и в голову не приходит. Точнее, никому, кроме разве что Крейга Хогана. Этот ученый решил взглянуть на голографический принцип в корне иначе, рассуждая примерно так. Если пространство-время — это зернистая голограмма, тогда Вселенную можно представлять себе как сферу, у которой внешняя поверхность разбита на клеточки планковского размера, а каждая из них содержит в себе один бит информации. Голографический принцип говорит, что количество информации на внешней поверхности должно соответствовать количеству бит, содержащихся внутри объема Вселенной. Поскольку объем сферической Вселенной намного больше, чем ограничивающая ее поверхность, то как это может быть достигнуто в реальности?
Хоган пришел здесь к такому выводу. Для того чтобы иметь одно и то же количество битов внутри Вселенной и на ее поверхности, мир внутри должен состоять из таких гранул, размеры которых ощутимо больше, нежели недостижимая для нас планковская длина. Или, формулируя то же самое чуть иначе, «картинка голографической Вселенной оказывается несколько размытой».
Blur-Image.jpg
По оценкам Хогана, этот вывод означает, что вопреки всем ожиданиям «размытость» переносит микроскопическую квантовую структуру Вселенной в пределы досягаемости современного экспериментального оборудования. Согласно прикидкам ученого, голографическая «проекция» этой структуры может иметь намного большую зернистость — порядка 10[SUP]-16[/SUP] метра. Цитируя Хогана, «так что если бы вы жили внутри голограммы, то вы могли бы это установить, измерив степень размытости картинки».
Такого рода «голографический шум» иначе называют поперечными голографическими флуктуациями в амплитуде сигнала. Наиболее чувствительным прибором для выявления подобного рода тонких отклонений продолжает оставаться интерферометр Майкельсона — то есть оптический прибор, в основе своей разработанный еще в XIX веке, но теперь дополненный лазером. Хогановский аппарат Holometer, сооружение которого скоро завершится в научно-исследовательском центре Fermilab, штат Иллинойс, должен стать наиболее чувствительным в мире лазерным интерферометром, превосходящим в своей точности измерений известные и значительно более крупные системы GEO600 и LIGO, разработанные для (пока безуспешного) детектирования гравитационных волн. Чувствительность нового прибора, где в паре работают два идентичных интерферометра, согласно расчетам и надеждам его создателей, должна оказаться достаточной для выявления голографических флуктуаций в пространстве-времени.
Holometer1.jpg
Следует, впрочем, подчеркнуть, что теоретический фундамент этого эксперимента является отнюдь не бесспорным, а многие специалисты по квантовой гравитации считают подход Хогана в корне неверным. Зыбкость теоретических основ прекрасно понимает и сам Крейг Хоган, по основной профессии физик-теоретик в области астрофизики частиц, который говорит о своем начинании так: «Это в действительности великая забава, чем-то напоминающая старомодные физические эксперименты, — когда вы в действительности и сами не знаете, каким окажется итоговый результат...»
Но даже оппоненты Хогана, в целом крайне скептически оценивающие шансы этого аппарата на выявление голографических флуктуаций, тем не менее признают, что если эксперимент окажется все-таки удачным, то «он произведет чрезвычайно сильное воздействие на один из самых открытых вопросов в фундаментальной физике; это станет первым доказательством, что ткань Вселенной является квантованной».
iTime-кристалл Фрэнка Вилчека
Для того чтобы стало понятнее, каким образом в «мир как голограмму» вписывается новая работа Фрэнка Вилчека о кристаллах во времени, удобно обратиться к еще одному из основополагающих исследований голографического принципа, проделанному Рафаэлем Буссо. В большой серии статей в конце 1990-х и начале 2000-х годов этот теоретик развернуто показал, каким именно образом голографические идеи можно развить за пределы поверхностей вокруг черных дыр.
Bousso.jpg
В основу теории Буссо была положена концепция «светового листа» (light sheet) — воображаемых двумерных поверхностей или пузырей, которые окружают любой объект пространства и сохраняют всю информацию о внутреннем содержимом. При этом световой лист не просто пассивно фиксирует содержимое пузыря, но и проецирует содержащуюся на своей поверхности информацию вовне — в наш мир, порождая все то, что мы наблюдаем. Появляется возможность говорить, что этот световой лист не только порождает все силы и частицы, но и дает начало самой структуре пространства-времени.
Проблема в том, что за богатой и красивой математикой Рафаэля Буссо, к сожалению, совершенно не просматривалось, каким образом могут быть физически устроены подобные световые листы в реальном мире. И вот теперь появляется работа Фрэнка Вилчека, которую в каком-то смысле можно трактовать как напоминание, что за многие десятилетия исследований голографии наука давно уже сумела найти на замену плоским пластинам куда более емкий и эффективный способ для хранения голограмм — в виде кристаллов.
Можно еще раз повториться, что непосредственно в статье Вилчека ни слова не говорится про кристаллы голографической памяти. Но зато он обнаружил, что и в классическом, и в квантово-механическом описании нашего мира, как выяснилось, можно непротиворечиво и математически обоснованно выстраивать структуры кристаллов в 4-м измерении — то есть во времени. Такого рода кристаллы оказываются столь же стабильными, как и кристаллы в 3-мерном пространстве, так как порождаются они системами в своем наиболее стабильном состоянии энергетического минимума.
FrankWilczek4.jpg
Что же это за системы? Как поясняет сам автор в одном из интервью, «возможны самые разные типы временн
i.jpg
х кристаллов. Простейшей их реализацией были бы такие системы, геометрия которых позволяет им двигаться по кругу или циклу, возвращаясь в то же место после некоторого времени. Более сложной конфигурацией могло бы быть скопление атомов, свободно двигающихся в 3 измерениях, но периодически возвращающихся на свои исходные позиции». (Из чего логично предполагать, что вращающиеся частицы, атомы и молекулы заведомо порождают кристаллы во времени.)
Особо интересные результаты получились у Вилчека при анализе кристаллов во времени для квантово-механических систем, где каждый объект описывается математикой комплексных чисел, то есть имеет мнимую компоненту (с квадратным корнем из -1, или i). Это дало основание назвать такого рода структуры iTime-кристаллами, поскольку они формируются в мнимом времени.
Изучив периодическое поведение этих систем в мнимом времени, Вилчек вывел целый ряд важных следствий. Прежде всего, формирование таких кристаллов означает, что данный процесс обеспечивает механизм для отсчета времени — поскольку периодическое поведение по своей физической сути подобно маятнику. Можно сформулировать чуть иначе: выявлены признаки механизма тактовых синхроимпульсов в квантовом компьютере-Вселенной.
HoloUniverse1.jpg
Другая интересная особенность конструкции, отмечает Вилчек, это то, что оказывается возможным, похоже, использовать временн
i.jpg
е кристаллы для реализации квантовых вычислений с нулевыми затратами энергии. Принципиальную возможность компьютеров такого рода — получивших название «обратимые вычисления» — обнаружил физик корпорации IBM Рольф Ландауэр еще в 1961 году. В природе же, как выясняется ныне, такого рода компьютерный принцип, быть может, реализован уже изначально...
Развернутый обзор последних достижений науки в области квантовых компьютеров, голографической памяти и компьютерно-генерируемой голографии можно найти в работе «Акустика голограмм». Там же, по соседству, имеется и обзор новейших результатов на разных направлениях исследований квантовой гравитации — причем все они так или иначе ведут к идее Вселенной как квантового голографического компьютера (см. раздел «Термодинамика эволюции»).
Похоже на то, что физика стоит на пороге действительно больших новых открытий.

http://www.3dnews.ru/offsyanka/625246/
 
H

|{HЯ3b.74

Re: Новости физики
Создан светодиод с излучательным КПД выше 100%:newconfus

attachment.php


Необычный эффект превышения единичного КПД (шкала по вертикали) наблюдается при самых низких уровнях мощности излучения (по горизонтали, Вт), и в то же время при относительно высокой температуре прибора (иллюстрация Parthiban Santhanam et al./ Physical Review Letters/ American Physical Society).


Закон сохранения новичок не нарушает, поскольку в подсчёте его эффективности имеется одна хитрость. Тем не менее твердотельное устройство продемонстрировало работу в режиме, выходящем далеко за пределы привычной конверсии электрического тока в свет.

Учёные из лаборатории электроники (Research Lab of Electronics) Массачусетского технологического института построили светодиод, показавший так называемую излучательную (или «розеточную») эффективность (wall-plug efficiency) в 230%!

(Под ней подразумевается отношение мощности излучения к мощности подводимого из сети тока.)

В основе новый прибор работает аналогично обычным светодиодам. Упрощённо говоря, внешнее возбуждение (от источника напряжения) порождает в полупроводниковом устройстве пары электрон-дырка, которые время от времени рекомбинируют, генерируя фотоны.

Но если в предыдущих примерах ультраэффективных светодиодов исследователи пытались повысить вероятность такой рекомбинации, то в новом устройстве физики пошли иным путём. Они воспользовались нагревом, чтобы увеличить суммарное количество энергии, обращаемой в свет.

Таким образом, диод из MIT конвертирует в излучение не только ток из розетки, но ещё и добавочное тепло от кристаллической решётки. И при прямом подсчёте розеточного КПД он оказывается намного выше единицы.

Правда, столь странный комбинированный режим работы оказался достижим только на очень низком уровне излучения, а также при малых значениях тока и напряжения.

По расчётам авторов проекта, поясняет PhysOrg.com, эффективность данного устройства обратно пропорциональна мощности. И важно, что при снижении напряжения на контактах потребляемая мощность у такого диода падает намного быстрее (квадратично), чем мощность излучения (та падает линейно).

Так опытный светодиод, нагреваемый до определённой температуры (а она в опыте варьировалась), потреблял из сети 30 пиковатт, но при этом выдавал в виде света 69 пиковатт.

Одновременно наблюдалось небольшое охлаждение прибора (закон сохранения обмануть нельзя). Очевидно, в некотором отношении устройство можно сравнить с термоэлектрическим элементом или тепловым насосом, только работающим за счёт движения электронов.

Создатели прибора полагают, что его развитие может привести к появлению светодиодных светильников, не создающих в ходе работы избыточного тепла, или к новым методам охлаждения микросхем.

(Детали эксперимента можно найти в статье в Physical Review Letters.)
 
H

|{HЯ3b.74

Re: Новости физики
Физики придумали сверхточные ядерные часы

attachment.php


Если опускать детали, то в роли хранителей времени в новых часах выступят ионы тория в электромагнитной ловушке, а в качестве «тик-так» – переходы между изомерными состояниями их ядер (иллюстрация C. J. Campbell et al./ Physical Review Letters).


Предложенные учёными часы по точности превосходят любые предыдущие примерно на два порядка. Теоретически, они не собьются с хода за время жизни Вселенной. Этот инструмент пригодился бы для экспериментов в области фундаментальной физики, призванных проверить ряд теорий.

Виктор Фламбаум (Victor Flambaum) из университета Нового Южного Уэльса и его коллеги из технологического института Джорджии (Georgia Tech) и университета Невады (University of Nevada, Reno) разработали часы, которые должны ошибаться не более чем на 1/20 долю секунды за 14 миллиардов лет.

Для сравнения, нынешние часы-рекордсмен накапливают ошибку в одну секунду за какие-то 3,7 миллиарда лет. Но в некоторых случаях и такой сбой может оказаться ужасно большим, уверяют физики, придумавшие, как повысить стабильность атомных ходиков.

«Обычные атомные часы используют электроны в роли маятника. – говорит Фламбаум. — Но мы показали, что с помощью лазеров можно сориентировать электроны очень специфическим образом, так, чтобы использовать в качестве маятника орбитальные нейтроны атомного ядра. Это и придаёт так называемым ядерным часам беспрецедентную точность».

Авторы суперчасов не только показали (пока лишь в теории), какую погрешность от них можно ожидать, но и объяснили, почему новый механизм должен быть намного менее чувствителен к внешним помехам, нежели предшествующие аппараты.

Подробности этой работы вскоре выйдут в Physical Review Letters. Препринт (PDF-документ) доступен на arXiv.org.
 
Сверху