Возможно ли объединить фотоны в материю: результаты исследований

Столкновение света со светом приводит к образованию новой материи и антиматерии.  Несмотря на кажущуюся простоту этой идеи, её подтверждение представляет собой весьма значительную сложность. Инициативная группа физиков объявила об осуществлении первого прямого наблюдения процесса Брейта-Уиллера, в котором два фотона – частицы света – взаимодействуют, образуя электрон и его античастицу – позитрон. Однако интерпретация полученных результатов зависит от определения понятия “реальный”. Некоторые физики ставят под сомнение “реальность” фотонов, что вызывает вопросы относительно достоверности наблюдения. Процесс Брейта-Уиллера, предсказанный более 80 лет назад, до сих пор не был зафиксирован непосредственно, хотя учёные регистрировали связанные с ним явления, такие как рассеяние света светом.

Читать далее

Базовый вопрос геометрии додекаедра и прямые пути на его поверхности: тайны платоновых тел

Совсем недавно три талантливых математика нашли решение для фундаментальной задачи, связанной с прямыми путями на додекаэдре – одном из пяти платоновых тел. Несмотря на то, что структура этих хорошо известных ученым пяти правильных многогранников (тетраэдра, гексаэдра, октаэдра, додекаэдра и икосаэдра) изучается математиками уже более двух тысячелетий, многие их свойства остаются неисследованными. Ученые поставили вопрос: возможно ли на поверхности многогранника построить прямой путь, который вернется в начальную точку, не проходя через другие вершины? Для тетраэдра, куба, октаэдра и икосаэдра ответ на этот вопрос отрицательный. Любой прямой путь, начинающийся с одной из вершин, либо столкнется с другой вершиной, либо будет бесконечно петлять по поверхности фигуры, так и не вернувшись в исходную точку.

Читать далее

Как услышать дыхание Земли или причина замедления вращения ядра нашей планеты

Почти полвека назад человечество достигло поверхности другого небесного тела, но до сих пор не смогло проникнуть вглубь собственной планеты дальше 13 километров. В ближайшие годы существенного прогресса в этом направлении не ожидается. Тем не менее, сигналы из недр Земли всё же поступают. Так, китайские учёные недавно сообщили о том, что ядро нашей планеты замедлило вращение около 11 лет назад. В связи с этим журналом N+1 был запрошен комментарий геофизика Сергея Тихоцкого, директора Института физики Земли имени Шмидта, касательно того, как мы получаем информацию о процессах в центре Земли и какие выводы можно сделать на основе новых данных о геофизической истории планеты.  Подавляющее большинство сведений о земных недрах (около 90%) получены благодаря сети сейсмостанций. Помимо знаменитой Кольской сверхглубокой скважины, в 1960-е годы предпринимались и другие попытки проникнуть глубже вглубь Земли.

Читать далее

Что такое SAT-технология и как ее применить для доказательства гипотезы Коллатца?

Задача булевой выполнимости (SAT) является одной из самых основополагающих задач в информатике и математике. Несмотря на свою сложность, она лежит в основе множества прикладных областей, охватывающих разные направления от проверки микропроцессоров до оптимизации маршрутов и криптографии. В недавней статье “SAT Solver Etudes I” Филипп Закер рассматривает методы решения таких задач с использованием языка Python, предоставляя ценный обзор мощных инструментов для работы с разными логическими задачами. Для полного понимания важно осознать, какие математические задачи негласно присутствуют в нашей повседневной жизни и как они связаны с SAT. Рассмотрим несколько примеров:  1) Логистическая оптимизация: Планирование маршрутов доставки, распределение ресурсов, составление расписаний – все эти задачи сводятся к поиску оптимального решения среди множества возможных вариантов, что напрямую связано с принципами SAT.

Читать далее

Создана суперхиральная метаповерхность отражающая свет с нарушением геометрической симметрии

Фото: Hend Sroor, et al. / Nature Photonics.  Впервые в истории исследований физикам удалось сгенерировать простой хиральный свет с абсолютно произвольным угловым моментом посредством использования весьма оригинальной метаповерхности. Как пишется в опубликованной в журнале Nature статье,  разработанная система обеспечивает создание света с рекордными значениями углового момента. Хиральность – свойство систем, лишенных зеркальной симметрии. Данный термин широко применяется в химии для характеристики соединений, таких как, например, ароматические соединения лимона и апельсина, которые идентичны, за исключением своей хиральности. Физические объекты, включая свет, также обладают хиральностью и, как правило, несут спиновой и орбитальный угловые моменты. Теоретически, управление этими угловыми моментами открывает путь к созданию структурированного света, что представляет собой актуальную и сложную задачу на практике.

Читать далее

Термоэлектрическое охлаждение: физические принципы, применение и научные исследования

Термоэлектрическое охлаждение представляет собой интересную технологию, основанную на преобразовании электрической энергии в разность температур между двумя различными материалами. Этот процесс опирается на термоэлектрический эффект, который также лежит в основе работы термоэлектрических нагревателей и генераторов. В настоящее время, охлаждение, основанное на эффекте Пельтье, является ведущей технологией твердотельного охлаждения, позволяющей понижать температуру от комнатной до приблизительно 170 К (-103,1 °C). Данный метод применяется в авиации, космических исследованиях и военных проектах, где критичны высокие показатели эффективности, надежности и минимальные требования к обслуживанию. Эффекты Зеебека и Пельтье отражают взаимосвязь между электричеством и теплом, передаваемыми электронами в твердых телах. Материалы с высокими значениями коэффициента Зеебека и электропроводности способны преобразовывать электрическую энергию в тепловую и обратно.

Читать далее