На иллюстрации: Левитация облучаемого светодиодами диска при давлении воздуха 30 паскалей. Ученые разработали компактные полимерные диски диаметром 6 миллиметров с весом в воздухе около 0,3 микроньютонов. Диски демонстрируют левитацию в вакуумной камере при давлении порядка 10 паскалей и интенсивности облучения, которая сравнима с солнечным светом (около 0,5 ватт на квадратный сантиметр). Эффект левитации достигается за счет различного взаимодействия противоположных поверхностей диска с молекулами газа при нагреве от излучения. Полученные результаты и теоретическая модель могут быть использованы для создания миниатюрных летательных аппаратов, которые предназначены для исследования мезосферы (слой атмосферы на высоте 50-80 километров). На сегодняшний день мезосфера представляет собой сложную область для полета традиционных летательных аппаратов. Данные результаты были опубликованы в журнале Science Advances.
Архив рубрики: Наука
Как работает технология для воссоздания изображений, возникающих в головном мозге, по его электрической активности
Исследователи из инновационной российской компании “Нейроботикс”, совместно со совими коллегами из Лаборатории нейроробототехники Московского физико-технического института (МФТИ) разработали инновационный метод реконструкции изображений, воспринимаемых человеком, на основе анализа электрической активности его мозга. Данный технологический прорыв открывает новые возможности для создания устройств постинсультной реабилитации, управляемых сигналами мозга. Результаты исследования опубликованы в формате препринта на платформе bioRxiv. Понимание того, как мозг кодирует информацию, является ключевым фактором в разработке методов лечения когнитивных нарушений и создании устройств, управляемых мозгом. Исследователи сосредоточились на изучении активности мозга во время зрительного восприятия, так как это один из основных механизмов получения информации.
Сформулированы уравнения для математического описания движения свободных границ между льдом и водой
Более чем через сто тридцать лет интенсивных исследований математикам удалось доказать корректность уравнений движения свободных границ, таких как граница между льдом и водой. Простой пример – кубик льда в стакане с водой. Легко представить процесс его таяния. При этом, независимо от принимаемых форм, лед никогда не приобретает острых углов или кончиков, характерных для снежинок. Математические модели, основанные на уравнениях, хорошо описывают этот процесс. Однако, доказательство того, что эти уравнения согласуются с очевидными фактами реальности, потребовало значительных усилий и времени. В недавней работе, проведенной Алессио Фигалли и Хоакимом Серра из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе, а также Ксавьером Рос-Отоном из Барселонского университета, было подтверждено соответствие уравнений интуитивным представлениям. Хотя форма снежинки не исключена этой моделью, вероятность ее появления крайне мала, а время существования – предельно короткое.
Разработан новый экспериментальный метод исследования механики распространения жидкости в пористом материале
Иллюстрация: Joris Heyman et al. / Physical Review Letters. Физики провели исследование распространения жидкости в сильно пористом материале, в условиях, когда вся жидкость содержала в себе примесь красителя. Для полного понимания всех основных процессов смешивания ученые использовали анализ хаотических узоров, которые образуются на поверхности материала. Результаты данного исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters. Пористые материалы характеризуются сложной структурой, что приводит к хаотичному движению жидкости в различных направлениях. Введение примеси в такую жидкость обусловливает процесс перемешивания. Наблюдение за этим процессом напрямую возможно только в прозрачных материалах. Однако для практических целей важно изучить движение жидкости в непрозрачных материалах, таких как почва или гравий. Понимание этих процессов позволит оценить изменения концентрации загрязнителей в воде при ее фильтрации через горные породы.
Конденсат Бозе — Эйнштейна и как его использовать на практике: кратко о главном
Иллюстрация: Thomas Dieterle et al. / Physical Review Letters. Конденсат Бозе-Эйнштейна представляет собой весьма особое состояние вещества, присущее бозонам – таким типам элементарных частиц с целым спином. Данное состояние наблюдается при температурах, близких к абсолютному нулю (0 Кельвина), и характеризуется тем, что бозоны объединяются в единую квантовую систему, демонстрируя коллективное поведение. Несмотря на то, что конденсат Бозе-Эйнштейна классифицируется как состояние материи, он встречается значительно реже других известных состояний (твердое тело, жидкость, газ). Это обусловлено необходимостью достижения экстремально низких температур для его существования. Вследствие этого, конденсат Бозе-Эйнштейна не наблюдается в естественных условиях и может быть синтезирован только в лабораторных условиях с использованием специализированного оборудования, способного обеспечить требуемую температуру.
Возможно ли нарушить симметрию законов природы: определения и новейшие исследования
Иллюстрация: CERN. В XX-м веке специалисты по физике частиц обнаружили, что очень важно учитывать все возможные симметрии, которые могут демонстрировать законы природы, управляющие элементарными частицами. Наличие или отсутствие симметрии может открыть нам аспекты природы, иным образом неочевидные. Из всего множества возможных симметрий можно выделить три, играющие уникальные роли: зарядовое сопряжение (С), пространственная чётность (Р) и симметрия по отношению к обращению времени (Т). Три этих преобразования, влияющих на частицы, пространство, и время, включают: 1) С: замена всех частиц на частицы с противоположным зарядом (как электрический заряд, так и менее знакомые заряды; заменяются даже некоторые нейтральные частицы. К примеру, нейтрино меняются на антинейтрино, а нейтроны – на антинейтроны). 2) Р: помещение мира в зеркало (точнее, смена ориентации трёх измерений на противоположные).
