Иллюстрация: Pralay Gayen et al. / PNAS. Ученые разработали метод получения кислорода и водорода из жидкого солевого раствора в условиях марсианских озер с помощью электролиза. Особенностью эксперимента стало использование оксида свинца-рутения в качестве эффективного электрокатализатора выработки кислорода. Выработка кислорода с помощью такой установки оказалась в 25 раз энергоэффективнее, чем в случае MOXIE, запущенной к Красной планете в рамках миссии «Марс-2020», а размер и вес устройства для жизнеобеспечения на основе описанной технологии будет меньше, чем у аналогов. Статья опубликована в журнале PNAS. Условия на Марсе далеки от благоприятных для человека: атмосфера разряжена и на 95 процентов состоит из углекислого газа, а перепады температур превышают 100 градусов Цельсия при средней температуре минус 63 градуса. Поэтому колонизация Красной планеты невозможна без создания системы жизнеобеспечения, которая бы в таких суровых условиях смогла бы обеспечить людей кислородом для дыхания и топливом (к примеру, водородом) для энергообеспечения и, в идеале, обратного полета.
Архив рубрики: Наука
Определен критический размер графов, сверх которого в них начинают проявляться определённые закономерности
Давид Конлон и Асаф Фербер подняли нижнюю границу для значений многоцветных чисел Рамсея. Эти числа говорят о том, насколько можно увеличивать граф, пока в нём не начнут появляться неизбежные закономерности. Одни из самых упрямых чисел математики, после более 70 лет сопротивления, наконец, начинают поддаваться. В опубликованном в сентябре четырёхстраничном доказательстве Давид Конлон и Асаф Фербер дали наиболее точную оценку «многоцветным числам Рамсея». Эти числа описывают размер графов, до которого они могут вырасти перед тем, как в них начнут неизбежно проявляться определённые закономерности. «В нашей Вселенной абсолютных случайностей нет, — сказала Мария Аксенович из Технологического института Карлсруэ в Германии. – Всегда где-то есть скопления порядка, и числа Рамсея оценивают его количественно». Графы – это наборы точек (вершин), соединённых линиями (рёбрами). Особенно математиков интересует вопрос, сколько вершин и рёбер можно добавить в граф перед тем, как в нём начнут появляться различные подструктуры.
Разработан идеальный генератор случайных чисел на основе нуклеотидных последовательностей ДНК
Иллюстрация: Linda C. Meiser et al. / Nature communications, 2020. Ученые разработали генератор случайных чисел на основе ДНК. Они синтезировали цепи из случайно расположенных нуклеотидов и после их секвенирования довольно успешно получали последовательности чисел, которые проверяли на случайность. Работа опубликована в Nature Communications. Генераторы случайных чисел активно используются в шифровании и дешифровании информации для того, чтобы гарантировать безопасность передачи данных: чем дальше развиваются технологии криптографии, тем более совершенные генераторы случайных чисел необходимы. На данный момент существует два типа генераторов, которые принципиально отличаются друг от друга. Первый — генераторы истинно случайных последовательностей, которые используют непредсказуемые данные какой-то физической системы. Например, это может быть дробовой шум, радиоактивный распад или квантовый вакуумный шум. Все эти процессы случайны и генерируют истинно случайные последовательности. Сложность только в том, чтобы такой генератор реализовать и получать случайные числа с высокой частотой.
Предложено новое “солнечное” объяснение механизма потери атомов водорода из верхних слоев атмосферы Марса
Физики из России и Германии предложили объяснение новым данным с марсианских спутников, зафиксировавших «бегство» атомов водорода из верхних слоев атмосферы в космическое пространство. Разработанная модель хорошо согласуется с наблюдениями и позволяет объяснить ряд ранее непонятных явлений в атмосфере Марса. Исследование опубликовано в журнале Geophysical Research Letters. Марсианская атмосфера холодна и разрежена, напоминая этим земную на больших высотах. При таких условиях вода находится не в жидкой фазе, а образует облака, состоящие из мелких кристалликов льда. На Земле подобные облака возникают на высоте 6 км от поверхности и называются перистыми. Поскольку эти кристаллики достаточно тяжелы, основная масса воды сосредоточена в нижнем слое атмосферы, толщина которого составляет порядка 60 км. Однако данные, полученные от американского спутника MAVEN (от Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN — «Эволюция атмосферы и летучих веществ на Марсе») и космического телескопа «Хаббл», свидетельствуют о периодическом потоке атомов водорода, покидающих планету. Единственным их источником может быть вода, распадающаяся в верхних слоях атмосферы (70–80 км от поверхности) под воздействием ультрафиолета на кислород и водород.
Разработана новая конструкция нанопатч-антенны с увеличенной в 330 раз интенсивностью излучения
Физики из МФТИ и Физического института им. П. Н. Лебедева РАН предложили новую конструкцию оптических антенн для нанофотонных устройств — на основе серебряных наночастиц и кадмиевых квантовых точек, которые испускают более яркое люминесцентное излучение и при этом обладают меньшим временем реакции. Кроме того, ученые предложили новый способ получения микроизображений антенн, позволяющий обойтись без использования метода «темного поля». Работа опубликована в журнале Nanotechnology. Современная электроника основана на использовании электронов в качестве носителей информации, однако классические медные провода и дорожки на чипах уже не могут передавать информацию с достаточной для современных процессоров скоростью. Переход от электронов к фотонам может решить эту проблему. Нанофотонные устройства представляют интерес для применения в области цифровых технологий — в крупных дата-центрах, для мобильных сенсорных устройств, а также для аналоговых оптических сопроцессоров. Ключевой компонент таких устройств — наноантенна, способная принимать излучение определенной длины волны и преобразовывать его — менять частоту, амплитуду или направление.
В МФТИ нашли способ получения новых типов энергонезависимых ячеек памяти
Фото. Команда ученых, проводивших эксперимент, возле современной установки для высокоэнергетической рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии на синхротроне PETRA III, Гамбург. Слева направо: Андрей Глосковский, Юрий Матвеев, Дмитрий Негров, Виталий Михеев и Андрей Зенкевич. Предоставлено Андреем Зенкевичем. Прорыв на пути к созданию новых типов энергонезависимых ячеек памяти совершила группа исследователей из лаборатории функциональных материалов и устройств для наноэлектроники МФТИ и коллеги, работающие в Германии и США. Ученым удалось создать уникальную методику измерения распределения электрического потенциала внутри так называемого сегнетоэлектрического конденсатора — основы элементов памяти будущего, которые будут работать на порядок быстрее сегодняшних флешек или твердотельных дисков и выдерживать в миллион раз больше циклов перезаписи. Работа опубликована в Nanoscale, одном из авторитетных научных журналов в области физики твердого тела, наноструктур и материаловедения.
