Российские ученые нашли новый метод повышения эффективности электромагнитного метода разведки рудных месторождений

Российским математикам и геофизикам удалось в разы повысить эффективность электромагнитного метода разведки рудных месторождений. Работа опубликована в одном из самых авторитетных научных изданий в области вычислительной геофизики — Geophysical Journal International. Группа ученых из Московского физико-технического института, а также Сколковского института науки и технологий, Санкт-Петербургского государственного университета и Университета штата Юта (Солт-Лейк Сити, США) опубликовала фундаментальную работу, посвященную применению Controlled-Source Electromagnetic Method (CSEM) — электромагнитного метода с управляемым источником — на модели легендарного золотого месторождения Сухой Лог в Восточной Сибири. Предложенные математиками и геофизиками способы повышения эффективности CSEM позволят вывести на новый качественный уровень разведку месторождений не только золота, но и других рудных месторождений.

Читать далее

Слабые квантовые измерения и лженаука: мнение профессиональных физиков

Слабые измерения (weak measurements, interaction-free measurements, обратимые измерения, бесконтактные измерения) являются довольно известной в узких кругах парадигмой, упоминаемой даже на Хабре. Идея выдвинута и продвигается с 90-х годов израильской школой физиков (Якиром Аароновым, Львом Вайдманом и множеством менее известных личностей) и сводится к тому, что постулат квантовой механики об измерении якобы можно обойти. Вот этот несчастный постулат: При измерении вектор состояния (волновая функция) коллапсирует в один из собственных векторов (функций) оператора измеряемой величины. Израильские физики неявно (и ошибочно) полагают, что коллапс происходит при взаимодействии измерительного прибора с измеряемой системой. Поэтому их логика следующая: давайте подумаем как измерить систему без физического взаимодействия чего-либо с этой системой. Тогда мы докажем, что измерение произведено, а коллапса не произошло. И они привели следующий мысленный эксперимент, сейчас широко известный благодаря Роджеру Пенроузу.

Читать далее

Российские ученые показали возможность создания калий-ионных аккумуляторов с высокой емкостью и мощностью

Исследователи из Сколтеха в сотрудничестве с коллегами из Института проблем химической физики РАН и Уральского федерального университета показали, что на основе органических материалов можно создавать аккумуляторы с высокой емкостью и мощностью, не используя литий и другие редкие элементы. С аккумуляторами на основе калия ученые достигли рекордов как по стабильности катодных материалов, так и по их энергоемкости при быстром заряде и разряде. Результаты опубликованы в журналах Journal of Materials Chemistry AJournal of Physical Chemistry Letters и Chemical Communications. Литий-ионные аккумуляторы сейчас занимают важное место в жизни каждого человека, поскольку широко используются для хранения энергии, в частности, в портативной электронике. Спрос на аккумуляторы стремительно растет ввиду быстрого развития электротранспорта, в разработку которого вкладывается все больше средств. Так, например, компания Volvo намерена увеличить долю продаж электромобилей до 50% к 2025 году, а в концерне Daimler объявили, что больше не будут заниматься разработками двигателей внутреннего сгорания — акцент будет сделан на электрификации.

Читать далее

Нейросеть поможет скорректировать параметры синхротрона для стабилизации пучка излучения

На фото: Часть ускорителя ALS (модель). Физики из США разработали нейросеть, которая рассчитывает высоту пучка излучения синхротрона с точностью около 0,4 процента и при этом ограничивается мощностями обычного домашнего компьютера. Более того, нейросеть советует, как нужно скорректировать параметры установки, чтобы колебания высоты были минимальны. Используя этот алгоритм на реальном синхротроне ALS, ученые почти на порядок снизили амплитуду колебаний полученного пучка (от 1,5 до 0,2 микрометра). Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics. Когда заряженные релятивистские частицы движутся по круговым траекториям в постоянном магнитном поле, они испускают электромагнитное синхротронное излучение. Из-за релятивистских эффектов практически все испускаемое излучение лежит в узком конусе, ось которого направлена вдоль скорости частицы, а угол раствора обратно пропорционален гамма-фактору.

Читать далее

Российские ученые нашли радиокативный высокотемпературный сверхпроводник

Фотография образца, сжатого до давления порядка миллиона атмосфер и разогретого до температуры порядка двух тысяч кельвинов. Российские физики получили новый высокотемпературный сверхпроводник — гидрид тория ThH10 — и экспериментально измерили его свойства. Полученное соединение остается стабильным при рекордно низком давлении около 0,85 миллиона атмосфер и сохраняет сверхпроводящие свойства при температуре ниже 160 кельвинов и магнитных полях слабее 45 тесла. Кроме того, ученые измерили свойства еще нескольких гидридов тория, случайно синтезированных вместе с ThH10. Статья опубликована в Materials Today, препринт работы выложен на сайте arXiv.org. Долгое время звание самых «жаростойких» сверхпроводниковдержалось за купратами. Во-первых, эти соединения были первыми в истории сверхпроводниками, которые сохраняли свои свойства при температуре выше точки кипения жидкого азота.

Читать далее

Что вы знаете о материалах для современных аккумуляторных батарей: рассказ о главном

В большинстве современных гаджетов используются литийионные аккумуляторы. От того, из каких материалов сделан аккумулятор, зависит, насколько легким, эффективным, долговечным и надежным будет этот источник тока. В литийионном аккумуляторе есть катод из оксида или соли (например, фосфата), содержащий ионы лития, электролит (раствор, содержащий растворимые соли лития) и отрицательный электрод (например, графит). Электроды можно сделать из разных материалов, что влияет на емкость аккумулятора и другие его характеристики. Благодаря разработкам новых материалов аккумуляторы становятся более энергоемкими, надежными и дешевыми. Сначала расскажем о новых катодах. Поучительный пример из истории развития литийионных аккумуляторов — это материал LiFePO4, литий-железо-фосфат. Впервые он был предложен в 1997 году Джоном Гуденафом (от ред. лауреат Нобелевской премии по химии 2019 года) как катод для литий-ионного аккумулятора. Но тогда к этому предложению отнеслись с большой долей скепсиса, если не с юмором, потому что этот материал — диэлектрик, его проводимость — 10-9 сименс на сантиметр, и у него очень низкий коэффициент диффузии лития — это довольно слабые показатели для катодного материала.

Читать далее

Российские ученые предложили метод восстановления «мысли» человека по электроактивности с помощью нейросети

Исследователи российской ГК «Нейроботикс» и Лаборатории нейроробототехники МФТИ научились воссоздавать по электрической активности мозга изображения, которые человек видит в данный момент. Это позволяет создавать новый тип устройств для постинсультной реабилитации, управляемых сигналами мозга. Препринт работы доступен на bioRxiv. Для развития методов лечения когнитивных нарушений, постинсультной реабилитации и создания устройств, управляемых мозгом, необходимо понять то, как мозг кодирует информацию. Ключевая задача для понимания принципов его работы — исследование активности мозга, возникающей при визуальном восприятии информации. Все существующие решения в области распознавания изображений по сигналам мозга используют функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) или анализ сигнала, получаемого непосредственно с нейронов.

Читать далее

Изучение строения глаз паука позволило разработать оригинальный способ измерения глубины

Ученые создали сенсоры глубины изображения, принцип работы которых схож с естественным восприятием у пауков-скакунчиков и использует оригинальные металинзы. Полученные инструменты намного меньше уже используемых приборов (например, камер в смартфонах) и подходят для установки на микророботов, пишут авторы в журнале Proceedings of the National Academy of Science. Человек чувствует свет при помощи сетчатки, выстилающей глаз с внутренней стороны. Этот орган двумерен, поэтому получаемое одним глазом без учета саккад изображение также «плоское», то есть не позволяет без использования дополнительной информации оценить расстояние до объектов. Глубина воспринимается после обработки мозгом изображений от обоих глаз, так как их положение обеспечивает разные углы обзора, из-за чего образы тел вблизи оказываются смещены относительно фоновых объектов. Человеческий мозг сложен и справляется с задачей постоянной обработки изображений. Однако некоторые животные обладают гораздо более примитивной нервной системой и не могут такого позволить.

Читать далее

Предложен оригинальный метод измерения энтропии физической системы с помощью ее символьного отображения и сжатия

Физики из Университета Тель-Авива разработали метод, с помощью которого можно быстро и точно оценить энтропию системы, не прибегая к дополнительным соображениям. Для этого исследователи отображали систему в одномерную строку, рассчитывали степень, до которой ее можно сжать без потерь, и отображали полученное значение в энтропию. На пяти модельных примерах, в которых энтропию можно рассчитать точно, погрешность алгоритма не превышала нескольких процентов. Кроме того, ученые показали, что с помощью предложенного алгоритма можно решать задачу фолдинга белков. Статья опубликована в Physical Review Letters. Чтобы ухватить основные термодинамические свойства системы, достаточно знать две функции — энтропию и энтальпию системы. Грубо говоря, энтропия измеряет упорядоченность элементов системы, а энтальпия — энергию, которая необходима для поддержания ее структуры. Чтобы оценить энтальпию, достаточно знать силу взаимодействия между компонентами системы, поэтому с вычислением этой функции обычно проблем не возникает.

Читать далее