Впервые продемонстрирован тепловой квантовый двигатель с максимально возможным КПД

Ученые разработали квантовую машину, эффективность которой близка к максимально возможной в своем классе. Двигатель работает по циклу Отто, используя в качестве топлива ядра углерода с полуцелым спином и выделяя энергию посредством ядерного магнитного резонанса. Результаты данной интересной работы опубликованы в журнале Physics Review Letters. Еще в 1959 году физики Генри Сковил (Henry Scovil) и Эрих Шульц-Дюбуа (Erich Schulz-DuBois) впервые высказали идею квантового двигателя. Они показали, что трехуровневый мазер (квантовый генератор когерентных электромагнитных волн сантиметрового диапазона) можно рассматривать в качестве тепловой машины. Как правило, в качестве рабочего тела классического двигателя выбирают пары горючих смесей или водяной пар. Рабочее тело квантового двигателя — частицы, работу которых описывают законы квантовой механики.

Читать далее

Создан миниатюрный ускоритель элементарных частиц на одном ЧИПе

Американские исследователи разработали микроускоритель частиц на базе кремниевого кристалла толщиной несколько десятков микрон. Этот прорывный аппарат, работающий по принципам лазерного диэлектрического ускорения, открывает широкие возможности для создания компактных и исключительно производительных установок. Такие устройства могут кардинально изменить все подходы в медицинских технологиях, включая рентгеновскую диагностику, а также материаловедении, биотехнологических разработках и других научных областях благодаря своему потенциалу миниатюризации и увеличения мощности. Результаты представлены в журнале Science.  Итак! в “обычных” ускорителях, таких как Большой адронный коллайдер, элементарные частицы разгоняют с помощью электрического поля. Но для того, чтобы получить частицы высоких энергий, ускорители должны быть очень длинными, поскольку градиент больше нескольких десятков мегаэлектронвольт на метр обеспечить не удается — в камере возникнет пробой.

Читать далее

Научный подход к сборке кубика Рубика: изучаем метод-Y и поражаем друзей

В данном материале мы изучим особый подход к решению задачи сборки кубика Рубика – Y-метод, отличающийся своей простотой и запоминаемостью. Этот интересный способ основан на последовательности действий “Y-движений”, освоение которой вряд ли позволит забыть, как собрать известную головоломку за минимальное количество манипуляций. При обращении к интернету с целью найти руководство по сборке кубика, можно встретить множество предложений “простых алгоритмов“, включая те, что изложены на Википедии и других ресурсах. Которые, в целом, действительно достаточно простые к пониманию, но обладают существенным недостатком. Для того, чтобы собрать кубик, нужно знать порядка пяти или более нетривиальных последовательностей (алгоритмов) для перестановки отдельных кубиков, для сборки кубика Рубика по слоям.

Читать далее

Что Вы знаете об отце нейтрона Джеймсе Чедвике: у истоков современных представлений о мироздании

Джеймс Чедвик (Chadwick, James) – английский экспериментальный физик, родившийся 20 октября 1891 года в городе Боллингтоне, расположенном недалеко от Манчестера. Он был старшим из четырех детей в семье Джона Джозефа Чедвика, прядильщика хлопка, и Энн Мэри Ноулс, работавшей в качестве прислуги. После завершения обучения в местной начальной школе, он продолжил своё образование в манчестерской муниципальной средней школе, где проявил выдающиеся способности в математике. В 1908 году Чедвик зачислился в Манчестерский университет с намерением изучать математику, однако по ошибке ему провели собеседование по физике. Слишком скромный, чтобы указать на ошибку, он внимательно выслушал вопросы, которые ему задавали, и решил сменить специализацию. Через три года он окончил университет с отличием по физике.

Читать далее

Доказана возможность создания гамма-лазера на позитрониях внутри пузырей в жидком гелии

Физики представили теоретический анализ, в рамках которого доказали потенциальную осуществимость получения высокой плотности позитронов внутри камер с жидким гелием при помощи современных технологий. Реализация данной концепции откроет прямой путь к осуществлению аннигиляционных процессов под контролем, что обусловит генерацию согласованного гамма-излучения, являющегося аналогом лазера гамма-квантов. Об этом пишет автор работы в журнале Physical Review A. Лазер является устройством, которое генерирует когерентные электромагнитные волны. Такие колебания отличаются согласованностью амплитуды и фазы, что позволяет фокусировать их в небольшие области, при этом они способны распространяться на большие расстояния без значительного уширения пучка, а также обладать исключительно узкой полосой частот. Условия для генерации когерентного излучения существенно отличаются для различных частотных диапазонов, из-за чего в узком смысле лазерами называют источники лишь видимого света или близких длин волн.

Читать далее

Предложен метод измерения давления в газах через определение его электрической емкости

Исследователи впервые разработали метод определения давления газа посредством замеров электрической ёмкости конденсатора при его наполнении газом. Данный подход относится к группе первичных измерительных техник и предлагает возможность проведения точной независимой проверки показаний обыкновенных грузопоршневых манометров, что значительно повышает качество контроля давления. Об этом пишут авторы в журнале Nature Physics. Физические величины можно измерить различными способами. Некоторые позволяют сразу получить оценку искомой величины — такие методы называются прямыми, но они существуют не для всех величин и, как правило, обладают значительными ограничениями. Поэтому обычно проводят косвенные измерения, при которых непосредственно определяется вспомогательная величина, которая затем позволяет вычислить искомую. Процесс пересчета в рамках косвенного измерения также может проходить по-разному.

Читать далее