Найден новый жаропрочный суперсплав для авиационных реактивных двигателей и газовых турбин

Первое в своем роде исследование, которое опубликовано в журнале Scientific Reports, описывает сплав на основе карбида титана (TiC) и легированного молибден-кремний-бора (Mo-Si-B), или MoSiBTiC, высокотемпературная прочность которого определили постоянным воздействием при температурах от 1400°C до 1600°C. «Наши эксперименты показывают, что сплав MoSiBTiC невероятно прочен, по сравнению с передовыми однокристальными никелевыми суперсплавами, часто используемыми в горячих отсеках тепловых двигателей, вроде авиационных реактивных двигателей и газовых турбин для генерации электроэнергии, – говорит ведущий автор исследования профессор Киосуке Ёсими из Высшей инженерной школы Университета Тохоку. – Эта работа предполагает, что MoSiBTiC, будучи высокотемпературным материалом, не входящим в число суперсплавов на основе никеля, – многообещающий кандидат для применения в этой области».

Читать далее

Квантовый аналог маятника Ньютона был впервые использован для исследования случайных процессов в квантовом мире

Картинки по запросу Quantum ChaosИногда для того, чтобы понять самые сложные вещи, требуется начать с самого простого. И новый эксперимент, проведенный учеными из Стэнфордского университета, как раз и стал этим “самым простым”, ученые создали квантовый аналог маятника Ньютона (колыбели Ньютона), ряда тщательно уравновешенным металлических шаров, которые могут качаться очень длительное время, стукаясь друг об друга и передавая свою кинетическую энергию таким образом. И этот квантовый маятник Ньютона позволил ученым изучить квантовую систему и приоткрыть некоторые тайны таинственного квантового мира. Квантовый аналог маятника Ньютона использовался для изучения явления квантовой термализации (thermalisation), процесса, в котором хаотическое движение квантовых частиц приводит в конечном счете к состоянию теплового равновесия.

Читать далее

Новый этап развития проекта Malta по хранению энергии при помощи расплавленной соли

Солнечные термоэлектростанции используют расплавленную соль в качестве теплоносителя. Работает система относительно просто: сфокусированные солнечные лучи направляются при помощи зеркал на башню с солью, соль плавится под воздействием температуры, переносит тепло. Его используют для превращения воды в перегретый пар, который вращает турбины, вырабатывающие электричество.  Как оказалось, при помощи расплавленной соли энергию можно не только вырабатывать, но и запасать. Именно этим занимается стартап Malta, который ранее являлся частью подразделения Х корпорации Alphabet. И этот стартап, уйдя из Alphabet, уже успел получить $26 млн от группы инвесторов Breakthrough Energy Ventures. Членами группы являются Джефф Безос, Билл Гейтс, Майкл Блумберг.

Читать далее

Обнаружен неизвестный механизм ускорения электронов в межгалактическом пространстве

Астрономы зафиксировали радиоизлучение в пространстве между двумя сближающимися скоплениями галактик. Результаты численного моделирования указали на присутствие магнитных полей и разогнанных до высоких скоростей частиц в этом промежутке, размер которого превышает масштаб самих скоплений, считающихся в стандартной теории самыми большими гравитационно связанными структурами во Вселенной. Для объяснения полученных данных необходима новая идея, которая будет описывать механизм ускорения частиц в межгалактическом газе, пишут авторы в журнале Science. Материя распределена во Вселенной не совсем равномерно, а в виде «космической паутины» — трехмерной сети, состоящей из нитей (филаментов), вдоль которых сконцентрирована масса, и пустот (войдов) между ними. На пересечении филаментов находятся скопления галактик — самые крупные связанные структуры во Вселенной.

Читать далее

Математическая модель течения двухфазной электропроводящей жидкости в тракте МГД-генератора специального назначения

В рамках разработки инновационного МГД-устройства специального назначения нами решена задача по математическому моделированию течения двуфазной электропроводящей жидкости во внешнем однородном постоянном магнитном поле, которое направлено поперёк потока жидкости в рабочей камере индукционного МГД – устройства.  В качестве рабочей камеры был взят идеальный без шероховатостей цилиндрический канал конечной длины с непроводящими стенками,  имеющий в своей центральной части плавное осесимметричное расширение. Наложенное магнитного поля создает специфичный поток рабочей жидкости в рассматриваемой системе при высоком уровне электромеханического преобразования энергии и производит эффективное разделение фаз рабочей жидкости благодаря их различной электрической проводимости.

Читать далее

Впервые получен стабильный пучок высокотемпературной сильно намагниченной плазмы

Американские физики впервые получили стабильный пучок плазмы, объем которого пронизан магнитным полем напряженностью порядка ста миллионов гаусс. Кроме того, ученые аккуратно измерили параметры пучка и магнитного поля, а затем показали, что они согласуются с теоретическими моделями. Работа ученых потенциально может пригодиться в астрофизике, в частности, при изучении джетов молодых звездных объектов. Статья опубликована в The Astrophysical Journal. Бо́льшая часть барионной материи Вселенной находится в состоянии плазмы — сильно ионизированного газа, в котором электроны и ионы двигаются практически независимо. В самом деле, масса планет и межзвездного газа составляет незначительную часть от массы звезд, а в звездах вещество разогревается как минимум до нескольких тысяч кельвинов, которых вполне достаточно для ионизации. Важным отличием плазмы от остальных агрегатных состояний вещества является ее способность проводить электрический ток.

Читать далее

Впервые удалось обратить вспять квантовый скачок между основным и возбужденным состоянием трехуровневого искусственного атома

Физики из США и Новой Зеландии научились ловить и обращать вспять квантовый скачок между основным и возбужденным состоянием трехуровневого искусственного атома. Для этого ученые следили за сигналом, снимаемым со вспомогательного энергетического уровня атома. Статья  опубликована в Nature, препринт работы выложен на arXiv.org. В 1913 году Нильс Бор предложил знаменитую модель атомного ядра, в которой электроны двигаются по орбитам фиксированного радиуса и мгновенно перескакивают между орбитами при поглощении и испускании фотонов. Подробнее про эту модель можно прочитать в статьях «Атом Бора» и «Атому Бора сто лет». В течение последующих семидесяти лет физики не могли точно сказать, существуют ли квантовые скачки на самом деле. Тем не менее, в 1986 году сразу три группы ученых независимо сообщили [1,2,3] об экспериментальном наблюдении квантовых скачков.

Читать далее

Создан первый в мире лазер на органическом диоде с накачкой электрическим током

Физики продемонстрировали генерацию когерентного излучения органическим полимером при пропускании через него электрического тока. Построенная установка стала первым прототипом лазера на органическом полупроводнике, получающим энергию непосредственно в виде электричества. Дальнейшие улучшения данной технологии позволят получить дешевые, настраиваемые и гибкие лазеры, пишут ученые в журнале Applied Physics Express. Основные особенности лазерного излучения — это пространственная и временная когерентность, то есть согласованность колебаний электромагнитных волн. Пространственная когерентность позволяет фокусировать такое излучение в небольшие области, а также обеспечивает возможность коллимации, то есть распространения на большие расстояния в виде узкого луча без существенного расширения.

Читать далее

Оптическая ловушка впервые позволила построить бездефектную фигуру из 111 атомов рубидия

Физики из Германии построили бездефектную фигуру из 111 атомов рубидия, пойманных в оптическую ловушку. Это в полтора раза больше предыдущего рекорда. При этом вероятность, с которой исследователя удавалось получить заданную структуру, находилась на уровне нескольких процентов (что тоже превышает аналоги). Более того, ученые утверждают, что с помощью предложенного метода этот результат можно неограниченно увеличивать — достаточно использовать более мощный лазер, который создает больше узлов решетки. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org. Реализовать квантовый компьютер можно разными способами, и один из способов полагается на создание бозе-конденсата холодных атомов с помощью оптической ловушки.

Читать далее