Наука о Земле в 21 веке: достижения и перспективы современной геологии

Сразу оговорюсь, что деление на века немного условно. Например, современная спутниковая интерферометрия используется с конца 1980-х годов, при этом высококачественные данные стали общедоступными только в 2000-х годах. Трехмерные модели тоже отнюдь не новинка, и делали их ну очень давно — ведь и плоская Земля на трех китах вполне себе объемная модель. Так в чем же разница геологии века прежнего и настоящего? Слева — фрагмент геологической карты США, справа — 3D геологическая модель с интерферограммой на поверхности рельефа по данным радарной спутниковой съемки (на шкале Density Gradient,% является характеристикой неоднородности геологической плотности, а Band Magnitude обозначает разность фаз отраженного сигнала радара для пары разновременных снимков). Попробуем ответить на фундаментальный вопрос: Геология: ремесло или наука? Как нам подсказывает Википедия: Геоло́гия (от др. -греч. γῆ «Земля» + λόγος «учение, наука») — совокупность наук о строении Земли, её происхождении и развитии, основанных на изучении геологических процессов, вещественного состава, структуры земной коры и литосферы всеми доступными методами с привлечением данных других наук и дисциплин.

Читать далее

Быстроходные речные военные суда в армиях мира: краткий обзор

На фото: Шведский боевой катер Combat Boat 90Н проходит испытания на реке Амазонке. Эта модель очень успешно зарекомендовала себя в прибрежных морских и речных операциях. Рынок новых речных судов, предназначенных для решения военных задач и задач обеспечения безопасности, весьма разнообразен, на нем имеется довольно широкий выбор всевозможных моделей. В то время как большинство делают акцент на небольших специальных силах и быстроходных патрульных катерах, Колумбия, имеющая наибольший опыт в этой сфере, также полагается на средние бронированные суда для поддержки своих малоразмерных катеров. Что касается речных операций, здесь некоторые флоты и судоверфи имеют богатый опыт, ведь многие конфликты зачастую происходили на территориях с крупными реками, имеющими стратегическое значение. В времена «холодной войны» вьетнамская война оказалась в эпицентре внимания, а река Меконг стала основными декорациями для таких операций. Опыт был получен и даже применен некоторыми странами, вследствие чего выросла потребность в быстроходных и/или хорошо защищенных судах.

Читать далее

Спорим по научному: волновые графы в помощь дискутирующим оппонентам

Здесь будет описан метод анализа логических цепочек. Изначально созданный как инструмент ведения дискуссий, этот подход может быть полезен в любой ситуации, где нужно найти ответ на вопрос истинно утверждение или ложно. В качестве интересного следствия приведенный анализ позволяет найти ключевые утверждения, лежащие в основе сформировавшейся картины мира. Также будет сформулирована аксиома волнового анализа о фундаментальном ограничении аналитического подхода. Есть ли смысл в спорах? Какое-то время назад, я, как и многие другие обычные и до этого даже аполитичные люди, оказался добровольцем в информационной войне. Немалое количество часов провел я в спорах, доказывая свою правоту и удивляясь “тупости” противоположной стороны. Потихоньку нешуточные страсти поутихли, не причинив существенного ущерба. Не смотря на противоположность взглядов и подчас высокий накал дискуссии, я и мои оппоненты сумели не выйти за рамки разумности и сохранить хорошие отношения. В конце всего этого мы приобрели что-то вроде иммунитета к политическим спорам, и это, конечно, важно, но, как мне кажется, есть еще одно приобретение, и более ценное приобретение.

Читать далее

Обнаружена способность терагерцового излучения влиять на образование белковых волокон

Терагерцовое излучение может разрушать нити белка актина, который является компонентом клеточного каркаса эукариотических клеток и отвечает за многие важные процессы в них. Японские ученые провели серию уникальных экспериментов и выяснили, что ударные волны, возникающие в водных растворах и тканях организма под воздействием этого излучения, могут препятствовать реакции полимеризации актина, но при этом не влияют на целостность и жизнеспособность клетки. Это открывает возможности для манипуляций клеточными функциями и терапии рака, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports. Промежуток между инфракрасным и микроволновым диапазонами шкалы электромагнитных волн называется терагерцовым диапазоном. Частоты, соответствующие этому промежутку, находятся в диапазоне от 0,1 до 10 терагерц, что соответствует длинам волн от 0,01 до 3 миллиметров (субмиллиметровые радиоволны). Этот диапазон радиоволн имеет ряд особенностей, вызывающих повышенный интерес с точки зрения их применения на практике.

Читать далее

Впервые получена лазерная генерация зеленого света на наночастице из перовскитного материала

Ученые впервые продемонстрировали лазерную генерацию зеленого света на частице из перовскитного материала размером 310 нанометров. Лазер работает при комнатной температуре и стандартном атмосферном давлении — благодаря этому технология может найти применение в новых оптических вычислительных системах. Статья принята к публикации в ACS Nano, ее текст размещен на сайте журнала. Лазеры — это устройства, которые за счет внешней энергии (называемой энергией накачки) генерируют узкий направленный пучок излучения. Атомы вещества, которые находятся в возбужденном состоянии, способны под влиянием внешнего фотона с такой же энергией (равной энергии возбуждения) излучить свой фотон, не поглощая внешний. Благодаря этому излучение определенной энергии может усиливаться при прохождении через материал, атомы которого приведены в возбужденное состояние, — активную среду лазера. В качестве первичного излучения в лазере выступают фотоны, самопроизвольно излучаемые из тех же возбужденных атомов — из-за этого их энергия сразу принимает нужное значение.

Читать далее

Наука и компьютерные технологии в борьбе против пандемии: первые обнадеживающие результаты

С начала текущего года весь мир следит за распространением коронавируса, который в декабре 2019 г. вызвал эпидемию в Китае, а затем перекинулся и на другие страны. Поскольку эпидемия охватила весь мир, Всемирная организация здравоохранения объявила вспышку нового коронавируса (поначалу этот вирус именовался 2019-nCoV) чрезвычайной ситуацией в известной области общественного здравоохранения, имеющей международное значение, а 11 марта — пандемией. Серьезность ситуации требует искать решение проблемы всеми возможными путями. Китайские исследователи оперативно расшифровали и охарактеризовали геном нового коронавируса, обнаружив большое сходство с вирусом SARS-CoV (аббревиатура от англ. severe acute respiratory syndrome — ‘коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома’), который был причиной эпидемии в 2002–2003 гг., а также с двумя коронавирусами летучих мышей, что послужило основанием считать их природным резервуаром нового коронавируса, переименованного, соответственно, в SARS-CoV-2 [1–3]. Еще до публикации этих результатов его нуклеотидная последовательность была депонирована в базе данных GenBank.

Читать далее

Ближайшее будущее лазеров сверхвысоких пиковых мощностей: мнение профессионала

Уверен, что ближайшие десятилетия станут периодом максимального расцвета для лазеров сверхвысоких пиковых мощностей. Лазеры были изобретены в 1960 году и быстро стали источниками самого мощного электромагнитного излучения, доступного человечеству. Уже к концу 1960-х годов были получены лазерные импульсы мощностью в гигаватты. Излучение такой мощности разрушает любой активный элемент разумных размеров, но в середине 1980-х годов будущие нобелиаты Жерар Муру и Донна Стрикленд предложили и реализовали новый метод усиления лазерных импульсов, растянув их в дисперсионных элементах перед усилением, а после сжав назад. Этот метод позволил в 1990-е годы достичь уровня в один петаватт (пета- означает 1015). Последние 20 лет ушли на оттачивание технологии, и сейчас петаваттные лазеры — это компактные установки, доступные даже университетским лабораториям. В последние годы лазерные системы сделали следующий шаг и уверенно достигли уровня нескольких петаватт: рекорд в 10 петаватт на данный момент удерживает лазерная система HPLS в румынском центре ELI-NP. В ближайшие десятилетия стоит ждать развития этой области науки по трем основным направлениям.

Читать далее

Могут ли квантовые компьютеры быть мощнее классического суперкомпьютера: от теории к практике

Теоретически квантовые компьютеры могут оказаться мощнее любого классического суперкомпьютера. Учёные пытаются подсчитать, что понадобится квантовым компьютерам для достижения т.н. «квантового превосходства», и на самом ли деле компания Google достигла этого превосходства, как она заявила в прошлом году. Классические компьютеры для обозначения данных в виде нулей и единиц включают и выключают транзисторы. Квантовые компьютеры используют квантовые биты – кубиты, которые, благодаря странной природе квантовой физики, могут находиться в состоянии суперпозиции, одновременно обозначая и 1 и 0. Суперпозиция позволяет одному кубиту выполнять два вычисления одновременно, а когда два кубита связаны друг с другом посредством такого квантового эффекта, как запутанность, они могут выполнять уже 22, то есть 4 вычисления одновременно; три кубита способны на 23, или восемь вычислений; и так далее. В принципе, квантовый компьютер с 300 кубитами смог бы выполнять столько вычислений одновременно, что их количество превзошло бы количество имеющихся во Вселенной атомов.

Читать далее

Миниатюрный детектор спиновых волн из 11 атомов впервые уловил спиновые волны

На иллюстрации: R. J. G. Elbertse, et al. / Nature Communications Physics, 2020. Группа физиков создала миниатюрный детектор спиновых волн, состоящий всего из 11 атомов. Разработанный детектор обладает памятью в несколько секунд, что делает его совместимым с современными методами измерения с помощью новых сканирующих туннельных микроскопов. Работа опубликована в журнале Nature Communications Physics. Работа устройств спинтроники основана на магнонах, или спиновых волнах, которые представляют собой элементарные магнитные возбуждения спинов. К сожалению, контролировать спиновые волны в наноустройствах невероятно сложно. Помимо того, что волны распространяются чрезвычайно быстро, они могут двигаться в противоположных направлениях одновременно благодаря своей квантовой природе. Чтобы управлять спиновыми волнами, необходимо, для начала, научиться наблюдать за их динамикой с высокой точностью. Для измерения магнонов в атомных структурах существуют схемы обнаружения, использующие атомный зонд в сканирующем микроскопе. К сожалению, современные сканирующие микроскопы часто не способны уловить быстрые спиновые волны: для зондирования динамического отклика, который происходит быстрее, чем время измерения микроскопа, необходимо разработать промежуточный детектор с памятью, который сохранит отклик до тех пор, пока он не будет измерен микроскопом.

Читать далее