На иллюстрации: Схематическое изображение этапов миссии по сближению с межзвездным объектом. Darren Garber et al. / arXiv.org. Американские физики разработали концепцию космической миссии, где для перемещения используется уникальный солнечный парус, который позволит космическому аппарату быстро реагировать на внезапное обнаружение разных межзвездных объектов в радиусе 10 астрономических единиц от Солнца. Как сообщается в препринте на arXiv.org, аппарат сможет развивать скорость более 6 астрономических единиц в год, что даст возможность сблизиться с этими объектами и получить данные о их размерах, составе и происхождении за срок миссии менее пяти лет. Открытие астероида ‘Оумуамуа’ в 2017 году и кометы ‘Борисова’ в 2019 году стало первым свидетельством посещения нашей Солнечной системы макроскопическими межзвездными объектами. Изучение состава таких объектов и механизмов, придающих им ускорение, позволит глубже понять структуру и формирование нашей звездной системы и ее окрестностей.
Архив рубрики: Наука
Коллайдер и поиски загадочной материи в составе нейтронных звезд: старпельки на острие науки
Из-за продолжающейся пандемии ремонт и запуск Большого Адронного Коллайдера (БАК) испытывают задержки. Как нам известно, в середине 2010-х годов работа БАК привела к momentous открытию бозона Хиггса в 2012 году, завершая Стандартную модель физики. Это достижение сравнимо по масштабу с открытием гравитационных волн. Оба открытия пополнили знания о фундаментальных законах Вселенной, обозначая завершение эпохи “старой” физики и начало новой эры исследований. Однако, при этом часто упускается из виду важное звено, соединяющее эти достижения – странная материя. Возможное существование этой экзотической формы материи обсуждалось еще в 1980-х годах. Именно появление мельчайших частиц странной материи, так называемых “страплеков”, вызвало определенные опасения во время проектирования БАК.
Впервые удалось добиться стабильной работы лазерно-плазменного ускорителя электронов в течение более чем 27 часов
Фото: Sören Jalas / Universität Hamburg. Немецкие ученые достигли значительного прорыва в области лазерно – плазменного ускорения электронов. Установка работала стабильно более 27 часов, что позволило ученым получить точные данные о параметрах ускорения и выявить всю корреляцию между характеристиками лазера и стационарными колебаниями предельно максимальной энергии электронов. В результате, физики смогли смоделировать колебания конечной энергии частиц с точностью до десятых процента. Данный метод может стать основой для активной стабилизации пучка электронов в процессе ускорения, что является ключевым фактором для практического применения лазерно-плазменных ускорителей в научных исследованиях и разных промышленных приложениях. Результаты исследования опубликованы в авторитетном журнале Physical Review X. В настоящее время заряженные частицы ускоряются в радиочастотных резонаторах, которые являются сложными и дорогими устройствами.
Впервые теоретически и экспериментально изучена механика трения в рессорах
Иллюстрация представлена EPFL / Youtube. Физики провели интересное теоретическое и экспериментальное исследование процесса сгибания пачки обычных пластиковых листов, направленное на выявление роли трения между слоями в данном процессе. Для этой цели была разработана модель пачки, в которой обычное трение рассматривалось как незначительное отклонение от идеальных условий. Полученная модель позволила адекватно описать поведение реальной системы листов и пролить свет на механизмы интенсивного рассеивания энергии в подобных структурах. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters. Слоистые структуры встречаются во многих областях науки и техники, от наноматериалов, таких как графен, до геологических формаций. Взаимодействие между слоями существенно влияет на свойства всей структуры. С точки зрения прикладной механики, слоистые структуры обладают способностью рассеивать энергию, что нашло применение, например, в рессорных системах.
Обнаружена важная роль волосков на пчелином брюшке в повышении его механической износостойкости
На фото: Электронная микрофотография волосков на пчелином брюшке. Mingyue Wang et al. / Applied Materials & Interfaces. Китайские инженеры провели исследование и установили функциональное назначение волосков на брюшке пчелы. Оказалось, что эти волоски уменьшают контакт между отдельными пластинами брюшка, что приводит к снижению силы трения. Такое строение позволяет пчелам выполнять телескопические движения брюшком с экономией энергии до 40%. Для теоретического описания поверхности брюшка ученые разработали модель упруго-пластической деформации волосатых поверхностей, в которой волоски выступают в качестве упругих амортизаторов. Результаты данного исследования опубликованы в журнале Applied Materials & Interfaces. Ранее было известно, что пчелы для уменьшения трения при телескопических движениях брюшка покрывают свою поверхность воском. Однако, как выяснили ученые, волоски играют не менее важную роль в снижении трения.
Специалист по статистике решил одну из важнейших задач выпуклой геометрии в высших измерениях
Неожиданно для всего экспертного сообщества специалист в области статистики решил одну из ключевых задач выпуклой геометрии в пространствах высокой размерности. В середине 1980-х годов бельгийский математик Жан Бургейн сформулировал простой вопрос, касающийся фигур в пространствах высших размерностей, которому посвятил всю оставшуюся жизнь. Ушедший из жизни в 2018 году, Бургейн был одним из выдающихся математиков современности. Лауреат Филдсовской премии 1994 года – высшей награды в области математики, он был известен своим талантом решать задачи высшего уровня сложности. Несмотря на свои блестящие способности, Бургейну не удалось найти решение собственной задачи о фигурах в пространствах высших размерностей. «Жан однажды сказал мне, что на эту задачу он потратил больше времени и усилий, чем на какую-либо другую за всю свою карьеру», – вспоминал Виталий Милман из Тель-Авивского университета.
