-
Вселенная атомов, атом во вселенной. На канале публикуются заметки по различным направлениям естественных наук, их истории и персоналиям. Проникнись духом науки! Наш чат: t.me/spacegateway
Явление. Составленная по спутниковым данным анимация одного из крупнейших снежных штормов, обрушившихся на Калифорнию.
#effect
APOD. Радужные облака (собственное свечение атмосферы) над Францией.
#apod
Изображение. Скелет морской звезды под сканирующим электронным микроскопом. С умом спроектированная ячеистая структура позволяет минимизировать вес, при этом поддерживая весьма себе неплохие прочностные характеристики. Диаметр отдельной ячейки навскидку оценен в пару десятков микрометров.
#scimage
Новости науки. Превзойти скорость света? Легко! Интересным способом сделать это поделились польские и сингапурские теоретики.
Как все мы знаем, согласно частной теории относительности скорость света является предельно допустимой скоростью распространения информации в нашем пространстве-времени. Если предположить, что это не так, начинают происходить всякие забавные и не очень забавные вещи с каузальностью. Однако, это справедливо лишь для привычной нам метрики пространства-времени - трёх пространственных размерностей и одной временной (метрика 3 + 1). Теоретики из Польши и Сингапура нашли способ обойти это ограничение, но для этого им пришлось поменять пространственные и временное измерения местами - они рассмотрели метрику с тремя временными измерениями и лишь одним пространственным (метрика 1 + 3). Если это сделать, то движение со сверхсветовыми скоростями неожиданно становится возможным! Правда, для этого приходится отказаться от привычного нам представления о частицах как о точечных объектах. Авторы замечают, что подобное рассмотрение не нарушает постулатов теории относительности, скорость света всё ещё остаётся постоянной, но теперь с другой стороны.
Стоит ли рассматривать данную модель как нечто большее, чем просто математический экзерсиз, и как вообще подобная метрика могла бы выглядеть для стороннего или внутреннего наблюдателя - думайте сами, наши полномочия тут всё. Статья с матаном опубликована в Classical and Quantum Gravity 30 декабря 2022 года.
#news
Цитата. "В то время многие ведущие университеты объявили о новых вакансиях, и Чарльз попросил меня подать заявку. Я решил отправить заявки почти в дюжину мест, и в конце концов, после собеседований и приятных визитов, мне предложили должность доцента во многих, включая Гарвард, Калтех, Чикаго, Райс и Северо-Западный университет. Мое собеседование в Калтехе прошло хорошо, несмотря на два изнурительных дня посещений, каждые полчаса с разными сотрудниками химии и химической инженерии. Посещение было захватывающим, неожиданным и запоминающимся. Собеседование прошло хорошо, и я даже получил несколько незаслуженных похвал за стиль. В какой-то момент я рассказывал о том, что известно как FVH, картина когерентности, где F означает Фейнмана, известного физика из Калтеха и лауреата Нобелевской премии. Я подошел к доске, чтобы написать его имя, и вдруг забыл, как оно пишется. На полпути я повернулся к аудитории и сказал: «Вы не знаете, как пишется Фейнман?». Раздался громкий смех, и зрители подумали, что я шучу - а это было не так! Спустя некоторое время у меня уже было несколько предложений, но ещё никаких известий от Калтеха. Я позвонил главе комиссии, ныне моему коллеге. Он ответил равнодушно, советуя мне принять другие предложения. Однако вскоре после этого со мной опять связался Калтех с очень привлекательным предложением, попросив меня приехать вместе с семьёй. Нас встретили на красной ковровой дорожке, и это был действительно дорогостоящий приём! Я ни разу не пожалел о своем решении принять их предложение." (с) Ахмед Зевейл
Фото: Ахмед Зевейл изучает стекло.
#цитата
Изображение. Прототип гигантской рогатки-центрифуги SpinLaunch от NASA, предназначенной для запуска небольших объектов в космос исключительно за счет начального импульса. Пока что диаметр прототипа, 30 м, примерно в три раза меньше требуемого для реальной установки, но он уже способен придавать ракеткам нчальную скорость в 8000 км/ч. Конечно, только лишь вертикального импульса для выхода на орбиту недостаточно, ведь нужна ещё и касательная скорость, так что аппаратам всё-равно понадобятся двигатели. Но, как ожидается, устройство сможет сократить количество требуемого топлива на 70% и, что тоже немаловажно, стоимость инфраструктуры. Умные пацаны, как обычно, критикуют, предлагая десятки причин, почему не взлетит, но ребята не унывают и уже проводят тестовые запуски на пониженной мощности.
#scimage
Явление. Видео образования снежинки, но снежинки не простой, а инвертированной. Снежинкоподобные структуры образуются не только при застывании воды, но и при медленном внутреннем плавлении кристалла льда. То есть, образуется гексагональная водяная полость, окруженная льдом. Обычно лёд плавится снаружи, поэтому, чтобы пронаблюдать водяные снежинки, нужно создать источник тепла внутри самого кристалла, например, с помощью светового пучка. Кадры взяты из старого-старого образовательного фильма аж 1930-х гг, воспроизводящего более ранние эксперименты физика Джона Тиндаля.
#effect
Изорбражение. Новогодняя ёлочка из клеточных культур, изготовленная школой биологических наук Кардиффского Университета. К сожалению, авторы не делятся, какие именно клетки представлены на изображении. Но тем не менее, может кому-то приподнимет новогоднее настроение.
#scimage
Цитата. "Экспериментальная проверка нарушения неравенства Белла для случайно заданных измерений при пространственноподобном разделении — самый поразительный результат в истории физики. Теоретической физике ещё предстоит понять, что эти результаты означают для наших фундаментальных представлений о мире. Экспериментаторы, от Фридмана с Клаузером и до Аспе, заслуживают своей доли признания за постановку необходимых экспериментов и за неуклонное закрытие экспериментальных лазеек, отыскиваемых упорными скептиками. Но величайшее достижение принадлежит Беллу. Именно он понял глубокое значение этих явлений, предсказание которых может быть легко выведено даже новичком в физике. К сожалению, многие физики не оценили должным образом то, что доказал Белл: они считают цель его теоремы — то, что теорема исключает как невозможное, — гораздо более узкой и ограниченной, чем она есть на самом деле. Ранее часто писали, что он исключает детерминизм или скрытые переменные. В настоящее время иногда пишут, что он исключает или, по крайней мере, ставит под сомнение реализм. Но всё это ошибочно. То, что теорема Белла вместе с экспериментальными результатами доказала невозможным (с некоторыми оговорками, на которые мы обратим внимание), — это не детерминизм, не скрытые переменные или реализм, а локальность в совершенно ясном смысле. Что Белл доказал и что теоретическая физика ещё не усвоила должным образом, так это то, что сам физический мир нелокален." (с) Тим Маудлин о теореме Белла, из статьи "Что сделал Белл", 2014 г.
Фото: Джон Стюарт Белл с женой Мэри, 1990 г.
#цитата
Новости науки. Исследователям из Университета Копенгагена удалось обнаружить самые древние на сегодняшний день фрагменты ДНК, возраст которых оценивается в два миллиона лет. Это на целый миллион лет древнее, чем предыдущий рекорд - ДНК, извлеченная из зубов сибирских мамонтов.
Новая находка сделана на севере Гренландии, которая сегодня представляет собой арктическую пустыню, но два миллиона лет назад, когда климат был гораздо теплее, на том же месте росли густые леса, служившие обиталищем огромному разнообразию видов. И обнаруженный генетический материал принадлежит не какому-то одному организму, но большой их совокупности - по предварительному анализу там есть и десятки видов растений, как существующих ныне, так и вымерших, и животные, например, арктические зайцы. Сохраниться же всей этой информации помогло то, что молекулы как-то хитро законсервировались в минеральных отложениях, что воспрепятствовало доступу разрушающих ферментов.
Открытие предполагает, что мы можем находить сохранившийся генетический материал с гораздо более ранних времён, чем считалось ранее, ну а эти конкретные образцы помогут биологам восстановить детали экосистемы того времени, что тоже интересно.
Статья опубликована в Nature 7 декабря 2022 года.
#news
Изображение. Ранее в этом году недалеко от побережья Таити был обнаружен совершенно уникальный коралловый риф. Известковая структура из похожих на розы отложений простирается на три километра, что делает её одним из самых больших обнаруженных коралловых рифов. Но ещё более интересна глубина залегания. Обычно коралловые рифы можно обнаружить лишь до глубины в 25 метров, новая же структура погружена под поверхность океана на глубину до 65 метров. С учётом этого, исследователи кораллов уже подумывают обратить внимание на большие глубины при поиске объектов для изучения. Открытие сделано в рамках проекта UNESCO по картографированию океана. Ожидается, что к 2030 году в рамках проекта будет исследовано и картографировано до 80% океанического дна.
#scimage
APOD. То, что на первый взгляд выглядит, как обычная фотография звёздного неба, представляет на самом деле картину куда более выдающуюся. Ведь каждая точка на изображении, полученном в рамках проекта LOFAR (о котором уже был пост ранее - тыц), представляет собой целую сверх-мать-её-массивную черную дыру. 25 000 их, умещенных в области неба размером в 4% от площади небесной сферы (несколько десятков угловых диаметров Луны в поперечнике). Для сбора данных понадобилось 256 часов наблюдений в длинных радиоволнах и применение сложных алгоритмов для компенсации влияния ионосферы Земли, которая эти самые волны искажает. Но астрономы не останавливаются на достигнутом, в дальнейшем процент покрытия небесной сферы будет постоянно увеличиваться. Напомним, что сверхмассивные черные дыры это исполинские объекты с массами в миллионы и миллиарды солнечных, которые можно обнаружить в центрах многих галактик.
#apod
Цитата. "Только в Лос-Аламосе у меня появилась возможность встретиться со Швингером. У него уже была превосходная репутация, ведь он проделал так много работы, и мне очень не терпелось увидеть, что из себя представляет этот человек. Я всегда думал, что он старше меня, потому что он сделал гораздо больше. В то время я ещё практически ничего не добился. И он приходил и читал нам лекции. Если я правильно помню, они были по ядерной физике. Я не очень хорошо помню конкретную тему, но это была сцена, которую вы все, вероятно, когда-то видели. Красота одной из его лекций. Он входит, немного склонив голову набок. Он выходит, как бык на арену, кладёт свой блокнот и начинает. И красивый, организованный способ изложения одной идеи за другой. Всё очень ясно от начала и до самого конца... По мнению некоторых людей, я являюсь хорошим лектором, но это был действительно шедевр... Так что я был очень впечатлён, и за время, которое мне впоследствии удалось провести за разговорами с ним, я узнал ещё больше." (с) Ричард Фейнман о Джулиане Швингере
Фото: Эйнштейн вручает первую Премию Эйнштейна Курту Гёделю и Джулану Швингеру, 1951 год
#цитата
История науки. Тренировочный модуль, использовавшийся астронавтами NASA для отработки процедур предстоящих посадок на поверхность Луны, 1967 год. Из-за своего своеобразного вида ласково назывался астронавтами "летающими кроватями". Позже Нил Армстронг вспоминал, что без этого и подобных агрегатов об успехе миссии не могло быть и речи. Ну а мы ждём возвращения человека на Луну, а то что-то уже засиделись.
#scihistory
Изображение. Рождественская ёлочка из микрокристаллов глутарового альдегида, измеренная в Университете Базеля с помощью сканирующего электронного микроскопа. С высотой около 15 мкм является самой высокой зарегистрированной ёлочкой в наностране. А теперь утренник!
#scimage
История науки. Инженер ЦЕРН Герберт Бродманн проектирует интегральную схему на мейнфрейме CDC, 1970 год.
#scihistory
Ребята из Университета Юты предложили интересный способ борьбы с глобальным потеплением. Они хотят установить на северном полюсе Луны устройство, которое будет запускать лунную пыль в точку Лагранжа L1 между Солнцем и Землёй. Несколько миллионов тонн пыли могут ослабить солнечное излучение и способствовать охлаждению планеты. Ну что может пойти не так?
Читать полностью…
История науки. Фриц Цвикки глядит в окуляр паломарского 18-дюймового телескопа и печалится, 1930-е гг. Инструмент был сконструирован по заказу Цвикки и предназначался для поиска вспышек сверхновых, для чего требовалось большое поле зрения. Судя по печальности астронома, ни одной сверхновой пока не нашел. В более позднее время телескоп также использовался для поиска малых объектов Солнечной системы. В девяностые был отправлен в отставку и сделан музейным экспонатом.
#scihistory
APOD. Лучшее на сегодняшний день изображение звезды, отличной от Солнца, полученное с помощью Очень Большого Телескопа в 2017 году. На изображении красный сверхгигант Антарес, одна из самых ярких звёзд неба, расположенный в 550 световых лет от нас в созвездии Скорпиона. Не в последнюю очередь "сфотографировать" его позволил, конечно, его выдающийся размер - звезда больше Солнца примерно в 680 раз (это значит, что если его поместить на место Солнца, то он скушал бы и Землю, и Марс, и даже ещё немножечко за ними скушал бы). В дополнение, учёным удалось составить карту скоростей вещества в атмосфере звезды, что тоже интересно, ведь старые звёзды могут быть гораздо активнее нашего спокойного Солнца и менять свои размеры и светимость на десятки процентов. В частности, было выяснено, что турбулентные завихрения атмосферы звезды простираются гораздо дальше, чем может объяснено с помощью конвекции. Это предполагает действие каких-то иных механизмов, которые мы пока не учитываем.
#apod
Наука и искусство. Биоарт. Похожая ни зимний лес композиция из колоний плесени Trichodérma и Athelia rolfsii.
#art
История науки. Сотрудники Лаборатории Белла Юджин Гордон и Конвей ЛеКроу обсуждают свойства активно изучаемого материала, железо-иттиревого граната - сложного синтетического кристалла из иттрия, железа и кислорода. На приборе покоится модель элементарной ячейки материала, а маленький шарик из него держит в руках ЛеКроу, видимо, пытаясь объснить коллеге, куда делся второй. Сегодня железо-иттиревый гранат находит широкое применение в науке и технике благодря своим интересным магнитным (он относится к не очень многочисленному классу ферримагнетиков) и ряду других свойств. 1962 год.
#scihistory
APOD. Малютка Уран стыдливо выглядывающий из-за диска кровавой Луны во время недавнего полного лунного затмения. Всего через несколько мгновений планета скроется за диском Луны или, как говорят астрономы, произойдёт покрытие Урана Луной. Сочетание покрытия и затмения достаточно редкое событие, ведь для этого нужно, чтобы все четыре небесных тела - Солнце, Земля, Луна и Уран - выстроились в одну линию.
#apod
Кристаллы. Марафон новогодних ёлочек продолжается! На этот раз у нас ёлочка из слоистого кристаллического хлорита, включённая в чистейший кристалл кварца. Высота образца, добытого в бразильском Коринто, примерно 13 см. Подобные включения одного кристалла в другой (или разных фаз одного и того же вещества) иногда называют фантомами, и наиболее часто они встречаются именно в кварце.
#crystal
Изображение. Кто ещё не успел поставить ёлочку, может позаимствовать одну из этого леса. Правда, ёлочка получится совсем маленькая. И полидиметилсилоксановая (в простонародии силикон), микроструктурированная на подложке с помощью лазерной гравировки и покрытая "снегом" из наночастиц серебра. Подобные леса используются в качестве рабочих поверхностей различных резистивных сенсоров, ну а мы просто наслаждаемся красотой изображения.
#scimage
История науки. Физики и техники монтируют первый в своём роде экспериментальный ядерный реактор-размножитель EBR-1 в Национальной лаборатории Айдахо, 1951 год. До 1964 года реактор трудился на благо науки, при этом он полностью обеспечивая здание лаборатории электричеством. По сути, именно благодаря этому парню была доказана работоспособность концепции данного типа реакторов. Он также стал одним из первых реакторов, в принципе вырабатывавших электричество с полезной нагрузкой. Сегодня реактор покоится в качестве музейного экспоната и открыт для посещения в определённые дни.
#scihistory
Новости науки. Настоящая драма космического масштаба разворачивается прямо перед взором международной группы астрономов. Дело происходит у экзопланеты Kepler-1658b, обращающейся вокруг пожилой звезды спектрального класса F в 2600 световых годах от нас. Планета относится к классу горячих юпитеров и вращается по весьма близкой орбите с радиусом в восемь раз меньшим, чем расстояние от Солнца до самой близкой к нему планеты, Меркурия. Драма же заключается в том, что планета падает на звезду, приближаясь к ней медленно, но неумолимо. Происходит это с довольно низкой скоростью - орбитальный период сокращается всего на 131 миллисекунду в год. Уже этот факт сделал обнаружение процесса непростым, ученым понадобились долгие 13 лет наблюдения, чтобы заметить отклонение орбитального периода всего лишь в одну секунду. Потеря энергии планетой происходит за счет приливных сил - по сути гравитационного взаимодействия со звездой. Согласно современным теориям старые и расширяющиеся звёзды меняют свою внутреннюю структуру каким-то особым образом, который способствует гравитационному отъему энергии. То есть, как считают исследователи, процесс падения ускорился именно из-за старения звезды. Но, как можно догадаться, наши теории могут быть неточны, ведь подобных объектов для их проверки у нас до сих пор не было. И именно поэтому дальнейшее наблюдение за системой представляет большой интерес для астрофизиков.
Статья опубликована в The Astrophysical Journal Letters 19 декабря 2022 года.
#news
Явление. Электрические сигналы постоянно заставляют сердце сокращаться, но когда что-то идёт не по плану, в сердечной мышце могут образовываться спиральные волны, приводящие к неприятным состояниям, например, к фибриляции или тахикардии. Ученые из Технологического института Джорджии разработали специальную методику, позволяющую с высоким разрешением визуализировать такие состояния в функционирующем сердце. Так, на представленной визуализации экспериментальных данных слева показано изменение потенциала сердечной мышцы, а справа поток ионов кальция через клетки при возникновении спиральных волн. Для получения изображений в кровь (вернее, в её заместитель, ведь опыты, конечно, проводятся не на живых людях, а на извлеченных и подключенных к хитрым аппаратам сердцах, предназначенным для трансплантации) вводятся специальные красители, реагирующие на изменение потенциала. Если исследователи будут молодцами и доведут всё это дело до ума, то может мы научимся лучше справляться с заболеваниями сердца.
#effect
APOD. Вторая по величине луна Солнечной системы, Титан, долго скрывала свои секреты благодаря обширной (400 км, на минуточку, это в 4 раза толще, чем на Земле), насыщенной углеводородами атмосфере. Проникнуть под её покровы и наконец рассмотреть, что же там происходит, помогли инфракрасные камеры и апертурные радары космических аппаратов. Например, великий Кассини (аппарат, а не астроном) в течение 13 лет своей службы и 100 близких пролётов около спутника снимал его в низкочастотном оптическом диапазоне, что позволило составить полную карту поверхности небесного тела. Так мы увидели экваториальные дюны из застывших углеводородов (ржавым), обнажённые залежи водяного льда (пурпурным), и многие другие особенности поверхности тела (цвета, само собой, ненастоящие). Ну и будем надеяться, что посмотреть на всё это с более близкого расстояния мы сможем уже "совсем скоро", в 2034 году, если запуск вертолётика-титанолёта Dragonfly пройдёт успешно.
#apod
Новости науки. Принципиально новый способ синтеза квантовых точек сумели применить химики из Принстона.
Всё биологическое состоит из белков, а белки, в свою очередь, являются последовательностями аминокислот. Хотя различных белков огромное множество, не все возможные варианты комбинации аминокислот встречаются в природе. Группа химиков из Принстона занимается тем, что конструирует новые, ранее не наблюдаемые белки, и изучает их свойства. Последний объект их интереса - белок с названием ConK, у которого обнаружилось одно интересное свойство - он помогает синтезировать квантовые точки.
Квантовые точки это малюсенькие кристаллы чего-нибудь. Настолько малюсенькие, что электронам, живущим в них, становится тесно, и они начинают вести себя иначе, чем на "открытых пространствах", всячески демонстрируя свой квантовый характер. Традиционные методы синтеза квантовых точек довольно сложны - это либо многоступенчатое наноструктурирование с применением сложных методик напыления, травления и литографии; либо химические методы, включающие использование дорогих и токсичных реагентов.
Новый же белок позволяет производить квантовые точки из сульфида кадмия с гораздо меньшими затратами. Воздействуя на аминокислоту цистеин, он расщепляет её с выделением сероводорода, который в свою очередь реагирует с металлическим кадмием, образуя квантовый кристаллик. Более того, небольшое изменение условий реакции, позволяют менять размер получившихся точек, а значит и их свойства. Квантовые точки из сульфида кадмия могут использоваться в качестве излучателей света для дисплеев или же в медицине, ведь они очень хорошо умеют проникать через клеточные мембраны.
Статья опубликована в PNAS 12 декабря 2022 года.
#news
Научная статья. Продолжаем наш марафон сверхкоротких научных статей. На этот раз вашему вниманию предлагается статья Фридриха Ленца, присланная им в Physical Review в 1951 году.
Перевод полного текста публикации "Отношение масс протона и электрона" приводится:
"Наиболее точное известное на сегодняшний день значение отношения масс протона и электрона составляет 1836.12 ± 0.05. Может быть интересным отметить, что это число совпадает с 6π⁵ = 1836.12."
Да, когда-то публиковать статьи даже в передовых журналах было не очень сложно. Значение отношения масс протона и электрона с той поры было уточнено, и сегодня оно принимается равным 1836.152, так что статья более не актуальна.
#paper
