Статистика ВК сообщества "НАУКОТА"

🇺🇲⚛ Физики из США обогнали свет и поставили Общую теорию относительности в тупик

Совсем недавно на просторах интернета появилась интересная новость о том, что физикам из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Калифорнии и Университета Рочестера в Нью-Йорке удалось превысить скорость света с помощью импульсов внутри горячей плазмы, поставив, тем самым, Общую теорию относительности в тупик.

Что же нам говорила знаменитая Общая теория относительности Альберта Эйнштейна?

Скорость света (в вакууме) — это абсолютная величина скорости распространения электромагнитных волн в вакууме. Её самое точное измерение - 299 792 458 м/с, но наиболее известно округлённое значение – 300 000 км/с.

Скорость света в вакууме — фундаментальная постоянная, не зависящая от выбора инерциальной системы отсчёта. Она относится к фундаментальным физическим постоянным, которые характеризуют не просто отдельные тела или поля, а свойства геометрии пространства-времени в целом. То есть, говоря простым языком, скорость света не может быть быстрее или медленнее, она всегда одинакова во всех системах координат, движущихся прямолинейно и равномерно друг относительно друга. Ничто не может двигаться быстрее света, это предельная скорость движения частиц и распространения взаимодействий.

Почему же нельзя обогнать свет?

Для того, чтобы разогнать какой-то объект, нужна энергия, и чем больше скорость, тем больше энергии нужно затратить. Возьмём очень лёгкий пример. Представьте, что вы тренируетесь в спортзале перед игрой в волейбол и отрабатываете броски. Чтобы мяч полетел быстрее, вам приходится затратить много сил. Чем сильнее будет удар по мячу, тем быстрее он полетит, и тем сложнее его будет поймать. Из формулы Эйнштейна следует, что, чем больше скорость, тем больше масса объекта. Именно поэтому, если в зазевавшегося игрока прилетит мяч на большой скорости, ему будет казаться, что мяч был очень тяжёлым.

А представьте, сколько же энергии потребуется на то, чтобы разогнать космический корабль хотя бы до скорости, близкой к световой! Чем больше будет его скорость, тем больше будет масса, а, соответственно, и тем больше энергии придётся потратить. На световой скорости масса объекта стала бы бесконечной, а, значит, нужна и бесконечная энергия, но вот где бы её столько взять? А у фотонов нет массы покоя! Поэтому ничто и никто не может их догнать, согласно Общей теории относительности.

Но что же сделали американские физики?

Учёные провели работу, в ходе которой, задействовав световые импульсы, превысили скорость света. Подчеркивается, что они использовали горячую плазму для проведения эксперимента. При этом специалисты придерживались того, что скорость света не представляет собой константу. Иными словами, есть возможность преодолеть скорость в 300 000 км/с!

Используя импульсный лазер, ученые отрывали электроны от потока ионов водорода и гелия светового потока и тем самым смогли увеличить групповую скорость световых импульсов. Меняя электромагнитные условия, физики научились корректировать скорость световых волн в плазме, то прибегая к ее замедлению до одной десятой от обычной скорости света в вакууме, то превышая скорость света на 30%.

По итогам эксперимента американцы надеются более детально ознакомиться с природой сверхмощных лазеров. Подобные установки можно задействовать в термоядерных реакторах, ускорителях частиц. Ко всему прочему, с их помощью удастся добывать энергию в очень больших объемах, не нанося при этом вред окружающей среде.

🛸 «Летающая тарелка» ADIFO совершит революцию в воздухоплавании.

По словам румынского инженера и изобретателя Развана Саби, его универсальный летательный аппарат ADIFO задуман для «изменения парадигмы полета». Вместе с Иосифом Тапосу, экс-руководителем факультета теоретической аэродинамики в Национальном авиационном институте Румынии, он построил действующий прототип. Эта машина умеет летать и как квадрокоптер, и как сверхзвуковой истребитель, а выглядит как классическая «летающая тарелка» из комиксов.

Конструктивно ADIFO является самолетом типа «летающее крыло», только выполнено оно в форме правильного диска. Его диаметр 1,2 м, центральная массивная часть резко сужается к краям для минимизации сопротивления воздуха. Формально здесь есть передняя часть и задняя, где установлены два маршевых двигателя для быстрого набора скорости. Но на самом деле ADIFO может двигаться в любую сторону, вращаться, зависать на месте и совершать широкий спектр маневров, присущих мультикоптерам.

Помимо четырех типовых вентиляторов от беспилотника ADIFO оснащен четырьмя парами боковых сопел, которые выпускают струи газа для создания реактивной тяги. Технология идентична используемой на космических кораблях и позволяет быстро и точно смещать аппарат в пространстве без использования рулей, закрылков и тому подобных механизмов. А при движении на околозвуковых скоростях все отверстия прикрываются заслонками.

В прототипе использованы простые и дешевые детали, а управление нарочито ограничено, чтобы не запутаться и не погубить аппарат во время сложного маневра. А потому говорить о реальных летных качествах ADIFO пока не приходится. Также, хотя Саби и рассуждает о потенциале для создания пилотируемой версии, трудно представить, каким должен быть интерфейс в кабине и подготовка пилота, чтобы совладать с машиной, способной почти мгновенно сдвинуться в любом направлении.

Наглядная демонстрация искажения пространства-времени массой объекта

🇷🇺 Российские ученые сделали объект невидимым в лабораторных условиях.

Ученые использовали метаматериалы и у них получилось полностью спрятать объект. Пока что эксперимент удалось провести только в лабораторных условиях, рассказал «Хайтеку» доцент ИТМО, Михаил Петров.

Ученым удалось сделать невидимыми отдельные объекты с помощью метаматериалов. Метаматериалы — это материалы, которые могут управлять распространением излучения. Они за счет неоднородности их структуры позволяют менять направление и свойства электромагнитных волн и управлять свойствами света. С помощью метаматериалов можно, например, в определенном диапазоне электромагнитного излучения делать невидимыми предметы.

Обычно мы видим объект, благодаря свету, который идет от фона и ударяется об объект. Или сам объект излучает свет, объясняет Петров. А чтобы сделать что-то невидимым, нужно чтобы свет, проходил около объекта, но не рассеивался, а огибал его.

"Мы так вокруг него меняем пространство, покрываем его так называемым кожухом. Он прозрачный, но сам по себе работает как мираж." - Михаил Петров, доцент ИТМО.

Это экспериментальная реализация. Пока что повторить подобное для человеческого глаза намного сложнее. Для этого нужно, чтобы такой чехол или кожух работал на масштабах длины волны. Длина света это 0,5 микрон. Для сравнения, человеческий волос 50 микрон. Приходится на таком масштабе менять материал и это сложно.

🦔 Магнитные «ежи» смогут хранить большие объемы данных

В результате проведенного исследования ученые из университета штата Огайо обнаружили, что магнитные узоры атомного масштаба могут привести к созданию жестких дисков значительно большей емкости, чем у современных устройств. Они напоминают по форме шипы ежа.

Ученые использовали магнитный микроскоп для визуализации узоров в тонких пленках необычного магнитного материала, германида марганца. В отличие от обычных магнитов, таких как железо, магнетизм в этом материале имеет форму спирали, подобной структуре ДНК. Это привело к появлению нового «зоопарка» магнитных узоров. Ученые дали им названия ежей, анти-ежей, скирмионов и меронов. По размеру они намного меньше современных магнитных бит.

«Новые магнитные узоры можно использовать для хранения данных следующего поколения», — сказал Джей Гупта, старший автор исследования.

Чтобы визуализировать магнитные узоры, Гупта и его команда использовали сканирующий туннельный микроскоп со специальными наконечниками. Микроскоп позволил получить изображения магнитных узоров в атомном разрешении. «Тело» ежа в ширину всего 10 нанометров, что намного меньше, чем современные магнитные биты (около 50 нанометров). Для сравнения, толщина одного человеческого волоса составляет около 80 тыс. нанометров.

Ученые также обнаружили, что узоры ежей сдвигаются на поверхности с помощью электрических токов и магнитных полей. Это подходит для чтения и записи магнитных данных. Они будут потреблять гораздо меньше энергии, чем существующие носители данных.

Открытие отвечает на стремительно растущий спрос на облачное хранилище данных, в том числе видеоданных.

🇷🇺 Платформа "Северный полюс"

Стальную обитаемую капсулу для проведения круглогодичных исследований в высоких широтах Арктики и Северном Ледовитом океане обещают передать ученым летом будущего года.

🇷🇺 Киборгизация Дальнего Востока

Дальний Восток превращается в территорию, где люди, лишенные конечностей, получают не просто бионические протезы, но возможность с их помощью ощутить форму предмета и понять его характеристики. А еще они освобождаются от фантомных болей.

Компания «Моторика» - российский разработчик и производитель роботизированных функциональных тяговых и бионических протезов рук для детей и взрослых, Дальневосточный Федеральный Университет (ДВФУ) и Сколковский институт науки и технологий (Сколтех) провели первую фазу исследования по купированию фантомных болей и очувствления бионических протезов. Двум добровольцам, которые ранее лишились обеих рук, имплантировали вживили в ходе операции электроды. С их помощью удалось в одном случае полностью, а в другом значительно подавить фантомные боли. В связке с бионическими протезами эти электроды помогли участникам иcследования ощутить форму предмета, на что пока не способен ни один другой протез и открывает возможность в дальнейшем вернуть утраченные способности к мелкой моторике. Первый шаг на пути возвращения тактильных ощущений людям, с ампутированными конечностями, потребовал четырех лет подготовки.

Компания «Моторика» - это более ста сотрудников, занятых в разработке и создании бионических протезов, а также в организации реабилитации людей, потерявших верхние конечности, или имеющими врожденные дефекты. С момента основания в 2014 году 1500 человек стали пользователями протезов «Моторики», всего произведено более 3000 протезов. Продукция экспортируется в 14 стран. Оборот в 2020-м году – 147 млн рублей, в 2021-м компания вышла на самоокупаемость.

Ученые разработали новый подход к управлению, который позволяет роботу быстро и надежно передвигаться по труднопроходимой местности. Благодаря машинному обучению он впервые совмещает визуальное восприятие окружающей среды с осязанием.

🇷🇺 Оборонный концерн «Алмаз-Антей» разработал современный кроссовер.

Рабочее название кроссовера — E-NEVA. Электромобиль разработан на базе беспилотной модульной электрической платформы, представленной концерном в августе 2021 года. Современный кроссовер длиной 4,5 м разгоняется до 197 км/ч. Пробег авто на одном заряде составляет 463 км, сообщается в пресс-релизе.

В максимальной комплектации электромобиль будет оснащен подключаемым передним приводом. Мощность двух электромоторов составит 364 кВт. Благодаря высокому крутящему моменту (824 Н.м) электромобиль сможет разогнаться до 60 км/ч за 2,7 сек. Кроссовер оснастят батареей LiNMC емкостью 88 кВтч и системой рекуперации энергии.

Салон авто оснащен современной мультимедийной системой, включающей цифровую приборную панель, проекционный дисплей на лобовом стекле и сенсорный экран диагональю 15 дюймов. Предусмотрены системы помощи водителю и интеграция со смартфоном. Дизайн электромобиля объединяет современные стилистические тенденции и классические формы внедорожника.

В дальнейшем концерн предусматривает также разработку городского электромобиля класса B+, легкого коммерческого электромобиля, гибридов с газовым или водородным экстендером.

Древо жизни начиная с последнего универсального общего предка (last universal common ancestor, LUCA).