Иллюстрация: Victor Ortega-Jimenez et al. / Proceedings of the National Academy of Sciences. Биологи и инженеры из Кореи и США провели углубленное исследование всех фаз прыжка у ногохвосток распространенного вида Isotomurus retardatus. Ученые установили, что коллофоры, выступающие из брюшка этих существ, играют решающую роль в отрыве от поверхности, полете и приземлении. На основании полученных знаний специалисты создали уникального робота с сопоставимой эффективностью приземления. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. В области инженерного дела часто наблюдается тенденция к заимствованию принципов работы отдельных элементов механизмов или структурных характеристик материалов из природы. Со временем подобные исследования получили название биомиметика.
Архив рубрики: Наука
Возможен ли самопроизвольный распад протона: неподтвержденное гипотетическое явление фундаментальной важности
Среди ключевых проблем в фундаментальной физике особое место занимает вопрос о самопроизвольном распаде протона. Это явление, остающееся гипотетическим и пока не наблюдаемым экспериментально, продолжает вызывать споры в научном сообществе. Несмотря на то, что его реальность ни подтверждена, ни опровергнута, сам факт возможности такого распада имеет глубокие последствия для нашего понимания строения материи. Протон, являясь самой распространенной барионной частицей во Вселенной и носителем положительного заряда, в классической физике считается не элементарной частицей. Это означает, что он может быть декомпозирован на более легкие составляющие. Гипотеза о распаде протона подразумевает невероятно длительный период его полураспада. В таком случае, в отдаленном будущем вся материя, построенная из протонов, могла бы распасться на фотоны и другие элементарные частицы, такие как мезоны.
Поглотят ли черные дыры нашу вселенную: парадокс исчезновения информации в чёрной дыре
Европейские учёные сделали сенсационное открытие. т.к. им удалось сфотографировать чёрную дыру. Объектом исследования стал сверхмассивный коллапс в галактике Messier 87, расположенной в скоплении Девы, на расстоянии около 50 миллионов световых лет от Земли. Для получения изображения потребовалось объединить данные, полученные сетью из восьми телескопов, размещенных на разных континентах. По словам профессора Университета Неймгена Хейно Фальке, размер объекта, запечатленного на фотографии, превышает размеры нашей Солнечной системы. Масса чёрной дыры составляет 6,5 миллиардов солнечных масс, что делает её одной из самых массивных известных чёрных дыр во Вселенной. Профессор Фальке охарактеризовал объект как «абсолютного монстра», «чемпиона Вселенной в сверхтяжелом весе».
Что Вы знаете о силах Бьеркнеса и их способности манипулировать небольшими предметами?
Иллюстрация: Rahul Goyal et al. / Physical Review Letters. Исходные данные о силах Бьеркнеса описывали удивительное поведение колеблющихся пузырьков воздуха в водном пространстве под воздействием звукового поля. В зависимости от фазы таких колебаний пузырьки могли либо притягиваться друг к другу (при синфазных колебаниях), либо отталкиваться (при противофазных колебаниях). Это явление интересно тем, что аналогично поведению электрических зарядов, за исключением того, что в силах Бьеркнеса сдвиг фаз между колебаниями может принимать любые значения, в то время как в законе Кулона он ограничен нулем или π. Важно отметить, что действие сил Бьеркнеса не ограничивается исключительно звуковым полем. В качестве дополнительного подтверждения приведем пример эксперимента профессора К. А. Бьеркнеса, проведенного в 1881 году на Парижской электрической выставке. Профессор использовал вибрирующие барабаны, помещенные под водой.
Что такое фононы и как их сложить с помощью квантового резонатора?
Иллюстрация: R. N. Patel et al / Physical Review Letters. Большинство существующих моделей описывают звуковые волны как коллективное явление, а не как физические объекты. Они представляются быстрым движением молекул, сталкивающихся друг с другом, подобно шарам на бильярде. В такой модели звук не обладает массой и, следовательно, не взаимодействует с гравитацией. Однако, новая работа физиков Анджело Эспосито, Рафаэля Кричевски и Альберто Николиса ставит под сомнение адекватность этой модели. Исследователи предполагают, что наблюдаемые явления могут быть более сложными, чем это предсказывает существующая теория. Для описания поведения звуковых волн на малых масштабах физики ввели термин “фонон”. Фонон характеризует взаимодействие звуковых колебаний с молекулами, позволяющее звуку распространяться. Ранее считалось, что фононы не являются частицами и не обладают массой. Новая гипотеза предполагает, что фононы могут иметь отрицательную массу, что потенциально обуславливает антигравитационные свойства.
Что такое оптический пинцет и как его использовать для создания микроскопических гироскопов на основе левитации?
Иллюстрация: K. Zeng et al / Optics Letters. Пи́нцет – инструмент, знакомый каждому, служащий для удержания и перемещения мелких предметов. Однако при работе с микроскопическими объектами, такими как частицы в нанометровом диапазоне или хромосомы в живой клетке, применение обычного пинцета практически невозможно, поскольку любой контакт может привести к их разрушению. В этой связи весьа актуальной задачей современной микро- и нанотехнологии стало создание метода захвата и перемещения микрообъектов без физического контакта. Решение этой проблемы было найдено в области лазерной техники. Создание механического устройства для управления объектами таких малых размеров представляется невозможным. В то же время, сфокусированный лазерный луч способен оказывать на микрообъекты достаточные для их перемещения силы. Идея лазерного манипулирования атомами была впервые предложена российскими физиками.
