Цікаве зі світу фізики

Знайдено спосіб передавати звук у вакуумі

Zer0 — Fri, 30 Dec 2011 10:52:44 GMT

У відкритому космосі вас ніхто не почує. Чути тільки космічні кораблі з Голлівудських фільмів, по-типу «Чужі». Проте в деяких особливих випадках, звук може переміщатися між об'єктами у вакуумі від об'єкта до об'єкта, повідомляє NewScientist.Com.

Як ми знаємо зі шкільного курсу фізики: звукові хвилі поширюються у твердих, газоподібних і рідких середовищах, у вигляді коливань частинок середовища. Само собою зрозуміло, що вони не зможуть проходити через порожній простір, де немає часток (атомів, молекул), здатних вібрувати.

Фінські вчені Міка Прунніла і Йоханна Мелтаус з дослідницького центру, розташованого в місті Еспоо, припускають поки тільки теоретичну схему, що показує як звук може здійснювати стрибок через вакуум, який розділяє два об'єкти з п'єзоелектричних кристалів. Ці кристали генерують електричне поле, вони стискаються або розтягуються під дією звукових хвиль або інших сил, і в підсумку створене електричне поле змінюється.

Коли звукова хвиля досягає краю одного кристала, електричне поле, пов'язане з ним і проходить через вакуум, може змінитися і деформувати інший кристал, породжуючи в останньому звукові хвилі.

Дослідники говорять, що проміжок не повинен бути особливо маленьким, а ефективність переносу звуку повинна змінюватися в залежності від частоти звукової хвилі і кута, під яким хвиля «входить» у перший кристал. Деякі комбінації хвиль, майже не втрачають енергію, при перестрибуванні вакуумного проміжку.

Команда сподівається показати ефект експериментально найближчим часом.

Коллайдер - машина часу?

Zer0 — Mon, 12 Dec 2011 06:15:47 GMT

Якщо теорія Тома Вейлера і Чуя Ман Хо вірна, то Великий адронний коллайдер (ВАК) - найбільший в світі прискорювач частинок, який з минулого року функціонує на постійній основі, є першою машиною, здатною відправляти матерію назад у часі.

Однією з головних задач, що стоять перед коллайдером, є виявлення невловимого бозона Хіггса: частки, яка, як сподіваються фізики, пояснить чому такі частинки як протони, нейтрони і електрони мають масу. У випадку, якщо коллайдер створить хіггсовий бозон, то вчені пророкують, що разом з ним виникне ще одна частинка, під назвою хіггсовий синглет.

Відповідно до теорії Вейлера і Хо, ці синглети повинні потрапляти в додатковий, п'ятий вимір, де вони можуть переміщатися вперед або назад в часі і з'являтися в минулому або майбутньому.

"Одним з плюсів такого підходу до подорожей у часі, є те, що він дозволяє уникати всіх нерозв'язних парадоксів", - говорить Вейлер. "Оскільки переміщення у часі можливе тільки для цих частинок, то людина не зможе повернутися в минуле і вбити своїх батьків ще до того, як народиться. У той же час, якщо вчені зможуть контролювати виникнення хіггсових синглетів, то вони зможуть посилати повідомлення в минуле або майбутнє ".

Якщо вчені почнуть спостерігати спонтанне виникнення і зникнення хіггсових синглетів, то це послужить підтвердженням теорії. Вейлер і Хо вважають, що це будуть частинки, які подорожують у минуле, щоб з'явитися ще до того, як вони були створені.

Вейлер став замислюватися про переміщення в часі шість років тому, коли намагався знайти пояснення аномальній поведінці нейтрино в ході декількох експериментів. Нейтрино прозвали примарною часткою, тому що вони дуже рідко вступають у взаємодію з іншою матерією. Наприклад, кожну секунду через наше тіло проходить трильйони нейтрино, але ми їх навіть не помічаємо.

Найдорожча зброя

Zer0 — Mon, 12 Dec 2011 05:24:46 GMT

США витратить 1 трильйон доларів на винищувач-бомбардувальник п'ятого покоління Lockheed Martin F-35 Lightning II.

Ф-35 - це багатофункціональний літак п'ятого покоління з технологією "Стелс".

Ф-35 розробляється в якості основного тактичного бойового літака армії США, в трьох варіантах: для повітряних сил, військово-морського флоту і корпусу морської піхоти. Ціна такого літака починається з 90 мільйонів доларів.

Вашингтон має намір придбати 2443 штуки, загальною вартістю в 382 мільярди доларів.

Додайте сюди $ 650 мільярдів, в які, за оцінкою управління по звітності уряду США, обійдеться утримання та забезпечення функціонування літаків, і ви отримаєте приголомшливу цифру в 1 трильйон доларів.

Ф-35 стане найдорожчою зброєю в історії.

У 2010 році, офіційні особи Пентагону виявили, що ціна екземпляра літака вже перевищила на 50 відсотків початкові оцінки. Програма вже на роки відстає від графіка, вимагаючи додаткових витрат. Дата її закінчення перенесена на 2016 рік.

Ювілейні 20 злотих

Zer0 — Mon, 12 Dec 2011 03:03:01 GMT

25 листопада 2011 року Народний Банк Польщі випустив нову пам'ятну банкноту номіналом 20 злотих, приурочену до сторічного ювілею вручення Нобелівської премії Марії Складовської-Кюрі (1867 - 1934). Дата на банкноті - 20 квітня 2011 (безпосередньо це дата події).

Тираж: 60 000 примірників.
Номінальна відпускна ціна НБП: 47 злотих.
На аверсі ліворуч розміщено портрет Марії Складовської-Кюрі. По центру внизу будівлю паризької Сорбонни, над ним символ радію в декоративному колі (при нахилі банкноти коло змінює колір із золотого на оливковий).
Реверс прикрашає репродукція Нобелівської медалі. На тлі зображено будівлю Радієвого інституту у Варшаві, а також цитата із праць Марії Складовської-Кюрі. Ювілейна дата "1911-2011".
Марія Складовська-Кюрі (Marie Skłodowska Curie 1867 - 1934) - видатний польський вчений фізик, хімік. Лауреат Нобелівської премії з хімії та фізики (єдиний учений за історію премії у двох різних галузях природничих наук - в 1903 по фізиці, і в 1911 по хімії). Велику частину життя Марія Складовська-Кюрі провела у Франції. Відкрила галузь хімії - радіохімію. Її основними досягненнями можна вважати розвиток теорії радіоактивності, радіоактивні методи розділення ізотопів і відкриття двох нових елементів - радію і полонію. Під її особистим контролем здійснювалося перше дослідження в світі з лікування раку за допомогою випромінювання.

Для довідки: портрет Марії Складовської-Кюрі вже розміщувався на польських купюрах - банкнота номіналом 20 тисяч злотих 1989 року випуску.

Зірки "дарують" Нобелівську премію

Zer0 — Sun, 30 Oct 2011 09:53:29 GMT

Премію поділять між собою Сол Перлмуттер і Адам Рісс з США, а також Брайан Шмідт з Австралії.

Спостерігаючи за надновими типу 1а, вони визначили, що віддалені об'єкти рухаються швидше.

Їх відкриття припускає, що Всесвіт не просто розширюється, але робить це з усе зростаючою швидкістю.

"Відчуття такі, які я відчував тільки коли народилися мої діти", - сказав професор Шмідт.

"У мене підламуються коліна, я дуже схвильований і здивований цією подією".

Щоб пояснити прискорене розширення, космологи висунули теорію про існування так званої темної енергії. Хоча її властивості і природа залишаються загадкою, згідно домінуючою теорії, з темної матерії складається три чверті Всесвіту.

"Нам представився прекрасний шанс знайти відповідь на щось абсолютно фундаментальне: яка доля Всесвіту і чи має Всесвіт кінець", - говорить професор Перлмуттер.

Він очолює Supernova Cosmology проект з 1988 року, а професор Шмідт і професор Рісс почали роботу над аналогічним проектом, High-Z Supernova Search Team, з 1994 року.

Обидві команда виявили одне й те саме: віддалені наднові прискорювалися, що вказувало на те, що Всесвіт буде розширюватися вічно.

В останні чотири-п'ять років роботи між командами велася жорстка конкурентна боротьба.

Обидві команди оголосили про отримані результати з розривом всього в декілька тижнів і прийшли до однакових висновків, що стало однією з причин швидкого прийняття цих результатів в науковому співтоваристві.

Це відкриття привело до початку нової епохи в космології, яка шукає відповідь на питання про причини розширення.

Вчені пояснили надсвітлову швидкість.

Zer0 — Thu, 20 Oct 2011 03:43:38 GMT

Минуло вже три тижні з того часу, коли весь світ облетіла новина про екстраординарне нейтрино, яке долетіло з Франції до Італії швидше світла. Експеримент, під назвою ОПЕРА показав, що частинки, створені в ЦЕРН, близько Женеви, прибули в лабораторію Гран Сассо в Італії на 60 наносекунд раніше, ніж дозволяє швидкість світла.

Опубліковані результати надали на наукове співтовариство ефект вибуху бомби. З тих пір тільки на arXiv надійшло вже більше 80 статей, в яких намагаються пояснити або розвінчати цей ефект. Серед фізиків превалює думка, що команда ОПЕРА, мабуть, щось упустила з виду.

Рональд ван Елбург з Гронінгенського університету в Нідерландах опублікував одну з найбільш ймовірних і цікавих версій щодо можливих джерел помилки.

Одна з найбільш складних частин експерименту полягає в тому, щоб годинник між обома точками були точно синхронізовані. Команда досягає цього за допомогою GPS-супутників, які передають надзвичайно акуратний сигнал зі своєї орбіти на висоті 20 000 кілометрів. Це породжує серію додаткових складнощів, таких як час досягнення GPS-сигналом землі, які необхідно враховувати.

За словами ван Елбурга, один з факторів був упущений розробниками з уваги: релятивістський (відносний) рух GPS-годинника.

Може здатися, що рухом супутників можна знехтувати. Адже радіохвилі, за допомогою яких передається сигнал часу, рухаються зі швидкістю світла, незалежно від швидкості супутників.

Але є одна деталь. Хоча швидкість світла не залежить від системи відліку, але від неї залежить час польоту. В даному випадку є дві системи відліку: експеримент на Землі та годиник на орбіті. Якщо вони рухаються відносно один одного, то це необхідно врахувати.

З точки зору годинника на борту супутника, позиція джерела і приймача змінюються. "Відносно годинника, приймач рухається до джерела і відповідно, дистанція, яку проходить часттинка, здається коротшою", - сказав ван Елбург.

Він має на увазі, що для системи відліку в небі, шлях нейтрино коротший, ніж для системи відліку на Землі.

За підрахунками Елбурга, цим можна пояснити прибуття нейтрино на 32 наносекунди швидше. Але це значення необхідно подвоїти, оскільки одна і та ж помилка відбувається в обох кінцях експерименту. Таким чином, кінцева поправка буде дорівнює 64 наносекундам, майже стільки ж, скільки спостерігала команда ОПЕРА.

Якщо ця версія буде підтверджена, то замість того, щоб викрити теорію відносності Ейнштейна, експеримент з нейтрино послужить ще одним її підтвердженням.

Шнобелівську премію миру отримав мер на броньовику.

Zer0 — Thu, 13 Oct 2011 20:20:34 GMT

Щорічна Шнобелівська премія, яка існує вже 21 рік, була проведена в Гарвардському університеті в присутності 1200 запрошених гостей. Призи вручали Нобелівські лауреати.

Щоб отримати цю премію, вчені повинні "спочатку змусити посміятися, а потім - задуматися".

Група вчених з Франції та Нідерландів отримала премію з фізики за "визначення причин, за якими метальники диска відчувають почуття запаморочення, у той час як метальники молота - ні".

Премія в категорії "біологія" дісталася Даррілу Гвайнну і Девіду Ренцо за їх наукову статтю, в якій описано трагічні спроби жуків спаруватися з пляшкою пива.

Шнобелівську премію в галузі медицини отримали дослідники, які вирішили з'ясувати "чому люди приймають більш зважені рішення стосовно одних речей і погані щодо інших, в ситуаціях гострої необхідності помочитися".

В області психології перемогу здобув професор університету Осло, який вирішив з'ясувати "чому в повсякденному житті люди зітхають".

В області фізіології було відзначено дослідження, яке теж було присвячено зітханням, але на цей раз - вугільних черепах. Якщо комусь цікаво, то повідомляємо, що міжнародна команда нарешті з'ясувала, що "немає свідчень, які вказують на заразливість позіхання" серед цих тварин.

Джон Сендерс з Університету Торонто висловив свою радість з приводу отримання премії в категорії "Громадське здоров'я" за своє дослідження "впливу на водія, що їде по великій магістралі, постійно спадаючого козирка кашкета, який закриває огляд".

У галузі хімії премія дісталася команді з Японії, яка виявила "концентрацію розпорошеної в повітрі гострої приправи васабі, що оптимально підходить, щоб розбудити сплячих людей у разі виникнення пожежі".

В області математики премію отримали шість академіків, які в різний час пророкували кінець світу. При цьому саме раннє передбачення датується 1954 роком, а саме останнє - 2011. Організатори подякували їм за те, що вони "вчать світ обережно ставитися до математичних припущеннями".

Премію Миру отримав мер Вільнуса, Литва, якого так дістав порушник правил паркування, що він розчавив броньовиком шикарну машину порушника.

Оригінал: Physorg.com

Розкрито "ефект Мпемби"?

Zer0 — Thu, 13 Oct 2011 17:59:47 GMT

Гаряча вода іноді замерзає швидше холодної. Цей цікавий феномен спантеличував вчених століттями, але зараз з'явилися свідчення що даний ефект може бути викликаний наявністю домішок.

Феномен більш швидкого замерзання гарячої води відомий під назвою "ефект Мпемби". Він названий так на честь танзанійського школяра Ерасто Мпемби. Фізики придумували всілякі теорії, що пояснюють цей феномен, такі як: швидке випаровування зменшує об'єм гарячої води; шар льоду ізолює холодну воду; різні концентрації розчинів. Але знайти розгадку було дуже важко, тому що ефект непостійний - холодна вода також може замерзнути швидше.

Джеймс Браунрідж (James Brownridge), який контролює радіаційну безпеку в державному університеті Нью-Йорка (State University of New York at Binghamton), вважає що ключ до розгадки криється в непостійності результатів. За останні 10 років він провів сотні експериментів на ефект Мпемби і отримав свідоцтва що ефект заснований на мінливому феномені переохолодження.

"Вода рідко застигає при 0^oC," розповів Браунрідж, - "Зазвичай вода переохолоджується, і починає замерзати при більш низькій температурі". Точка замерзання залежить від домішок у воді, які впливають на формування кристалів льоду. У воді можуть міститися різні домішки: частинки пилу, розчинена сіль або бактерії. Залежно від виду домішок змінюється температура замерзання. Домішка з найвищою точкою замерзання визначає температуру замерзання води.

Браунрідж проводить досвід таким чином: дві проби води однієї і тієї ж температури - припустимо вода з під крана 20^oC - в закритому посуді охолоджується в холодильнику. Одна проба замерзне швидше, імовірно через те що суміш домішок у ній має більш високу температуру замерзання.

Якщо різниця домішок досить велика, то виявиться ефект Мпемби. Браунрідж вибрав зразок з найвищою температурою замерзання і нагрів його до 80^oC, тоді як інші зразки були кімнатної температури. Потім він поклав всі зразки в холодильник. Гаряча вода завжди застигне швидше, якщо її точка замерзання як мінімум на 5^oC більше.

Може здатися неймовірним що зміщення фінішної межі всього на 5^oC достатньо, щоб зразок з початковою температурою на 60^oC вище застиг швидше. Але чим більше температурна різниця між об'єктом і навколишнім середовищем (у даному випадку холодильником) - тим швидше об'єкт охолоджується. Тому більш гарячий зразок дуже швидко охолоне, досягнувши своєї точки замерзання, наприклад в -2^oC, швидше ніж більш холодна вода досягне точки замерзання в -7^oC.

Чому ніхто не помічав цього раніше? Браунрідж вважає, що інші вчені недостатньо контролювали умови проведення експерименту щоб можна було перевіряти один фактор за раз. Наприклад, необхідно контролювати тип контейнера, положення зразка в холодильнику і так далі.

Ця робота напевно не покладе край суперечкам навколо ефекту Мпемби. Джонатан Катц (Jonathan Katz) з Вашингтонського університету в Сент-Луїсі, Міссурі (Washington University in St Louis, Missouri), поставився до теорії Браунріджа зі скептицизмом. Відповідно до теорії Катца, нагрівання підвищує точку замерзання води, випарюючи домішки, такі як діоксид вуглецю. Це означає що саме по собі нагрівання вже підвищує шанси що вода замерзне швидше, на відміну від більш непостійних результатів Браунріджа. "Можливо він виявив ефект переохолодження, який нагадує ефект Мпемби", - заявив Катц.

Оригінал: Newscientist.com

3-D дискета зі скла

Zer0 — Fri, 07 Oct 2011 08:02:53 GMT

Вперше ученим вдалося перетворити скляний матеріал в тривимірне сховище даних, використовуючи техніку на основі світла. Це досягнення може стати великим кроком вперед у впровадженні таких матеріалів в якості пристроїв для зберігання даних, потенціал яких сягає 125 гігабайтів на один кубічний сантиметр.

На даний момент розробляється кілька методів тривимірної запису і зберігання інформації. Один з них заснований на явищі "фотохромізму", при якому матеріал оборотно змінює свій колір (хімічний склад) при впливі на нього електромагнітного випромінювання (світла). Яскравий приклад такого матеріалу - сонцезахисні окуляри "хамелеони".

Фотохромізм - приклад однофотонної фотоіонізації. Тобто кожен фотон світлового потоку (типу променя лазера) активізує єдиний електрон в матеріалі. Коли ці електрони деактівізіруются (дуже швидко), кожен з них випускає єдиний фотон з майже такою ж енергією, як і поглинений фотон.

Інший багатообіцяючий метод передбачає багатофотонну активізацію, при якій кожен електрон матеріалу поглинає багато фотонів. Цей метод є більш складним. Через те, що кожен електрон поглинає більше одного фотона, лазер взаємодіє з меншою кількістю матеріалу. Це дозволяє працювати з матеріалом на більш високій роздільній здатності в трьох вимірах, що передбачає набагато більшу щільність запису і зберігання даних.

Матеріал, з яким працювали вчені, являє собою особливий тип оцинкованого фосфатного скла, що містить іони срібла. Зразки матеріалу, товщиною в один міліметр, безбарвні і ретельно відполіровані. Вчені діяли на матеріал дуже коротким інтенсивним лазерним променем, зосередженим на площі в 200 мікрометрів. Дослідники міняли потужність лазера і кількість імпульсів, і заміряли показники поглинання і перевипромінювання світла освітленим ділянкою.

Вчені помітили, що випромінювання змусило атоми срібла формуватися в щільні кластери за розмірами близькими до молекул. При певної потужності лазерного променя і кількості імпульсів кластери срібла перевипромінюють лазерний промінь з певною частотою - в три рази вищою, ніж у лазерного променя джерела (т.зв. третя гармоніка).

Тоді дослідники вирішили використовувати потужний лазерний промінь для запису інформації в скляному матеріалі. Той же промінь, але вже із зниженою потужністю викликав третю гармоніку кластерів срібла, і це давало можливість зчитувати записану інформацію.

На глибині близько 200 мікрометрів група вчених записала три шари інформації з відстанню між шарами в 10 мікрометрів. Кожен шар містив сітку бітових осередків 12х12 з інтервалом між осередками в 3 мікрометра. Така розмірність відповідає гігабіту (!) інформації на квадратний сантиметр або 125 мегабайт на см²!

Щоб перевірити стабільність зберігання даних, учені піддали зразки матеріалу термообробці. Інформація стиралася лише при 400 градусах Цельсія, оскільки сама структура скла при такій температурі починала змінюватися. Після повторної поліровки матеріалу, можна було знову записувати дані.

Physorg.com

Найпотужніший лазер у світі

Zer0 — Fri, 07 Oct 2011 07:13:38 GMT

Тодд Дітмайр, фізик з Університету Техасу в Остіні, повідомив про винахід найпотужнішого лазера на Планеті. Його потужність становить понад 1 петаватт (10¹⁵ ватів). Лазер Texas Petawatt єдиний на сьогоднішній день лазер такої потужності у Сполучених Штатах.

У включеному стані лазер має вихідну потужність більше ніж в 2000 разів перевищує потужність усіх електростанцій в США разом узятих. Яскравість лазера вище яскравості сонячного світла на поверхні Сонця. Однак тривалість випромінювання поки становить лише 10^-13 секунд.

Дітмайр і його колеги з "Texas Center for High-Intensity Laser Science" мають намір використовувати лазер для того, щоб створювати і вивчати найбільш екстремальні умови у Всесвіті, включаючи гази при температурі, більшій ніж температура Сонця і тверді матеріали під тиском багатьох мільярдів атмосфер.

Це дозволить їм досліджувати в мініатюрі безліч астрономічних явищ. Вчені зможуть створювати мініатюрні наднові зірки і плазму надвисокої щільності, імітуючи екзотичні зоряні об'єкти, відомі як коричневі карлики.

Такі крихітні "лабораторні" об'єкти дозволять більше дізнатися про великі астрономічні об'єкти, природа яких привертає увагу вчених.

Крім того, такий потужний лазер допоможе в пошуку нових ідей отримання енергії за допомогою керованого ядерного синтезу.

Оригінал (. На англ ): Eurekalert.org