Алгоритм обеспечивает бескомпромиссную скрытую связь
Новый алгоритм RDHEIAC, разработанный Минфаном Цзяном из Школы компьютерных наук Первого педагогического университета Хунани в Китае, представляет собой значительный прорыв в области информационной безопасности и скрытых коммуникаций. Этот инновационный алгоритм позволяет улучшить скрытую связь без ущерба для целостности данных.
Одной из ключевых особенностей RDHEIAC является его способность встраивать дополнительные данные в данные носителя без повреждения исходной информации. В отличие от традиционных методов, этот алгоритм использует адаптивную общую вариацию для создания изображения ошибки прогнозирования. Это значительно улучшает процесс внедрения секретных сообщений, уменьшая ошибки прогнозирования и повышая скорость процесса.
RDHEIAC объединяет различные методы, такие как перестановка битовой плоскости, кодирование длин серий, операция перекрестного циклического сдвига, операция диффузии на основе хаотических карт и замена битов, чтобы обеспечить безопасность, высокую способность встраивания и точность изображения. Этот алгоритм позволяет полностью восстановить исходную информацию без каких-либо повреждений.
Предварительные тесты показали, что RDHEIAC обеспечивает заметное увеличение скорости внедрения, примерно на 47%, по сравнению с предыдущими алгоритмами типа RDHEI. Это означает, что алгоритм может быть эффективно применен в различных областях, включая тайную военную и деловую связь, а также медицинскую визуализацию, где конфиденциальность играет важную роль.
Источник:
Минфан Цзян, Алгоритм обратимого сокрытия данных в зашифрованных изображениях с использованием адаптивной общей вариации и межциклического сдвига (Mingfang Jiang, Reversible data hiding algorithm in encrypted images using adaptive total variation and cross-cyclic shift), International Journal of Autonomous and Adaptive Communications Systems (2023). DOI: 10.1504/IJAACS.2023.134851
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Новый алгоритм RDHEIAC, разработанный Минфаном Цзяном из Школы компьютерных наук Первого педагогического университета Хунани в Китае, представляет собой значительный прорыв в области информационной безопасности и скрытых коммуникаций. Этот инновационный алгоритм позволяет улучшить скрытую связь без ущерба для целостности данных.
Одной из ключевых особенностей RDHEIAC является его способность встраивать дополнительные данные в данные носителя без повреждения исходной информации. В отличие от традиционных методов, этот алгоритм использует адаптивную общую вариацию для создания изображения ошибки прогнозирования. Это значительно улучшает процесс внедрения секретных сообщений, уменьшая ошибки прогнозирования и повышая скорость процесса.
RDHEIAC объединяет различные методы, такие как перестановка битовой плоскости, кодирование длин серий, операция перекрестного циклического сдвига, операция диффузии на основе хаотических карт и замена битов, чтобы обеспечить безопасность, высокую способность встраивания и точность изображения. Этот алгоритм позволяет полностью восстановить исходную информацию без каких-либо повреждений.
Предварительные тесты показали, что RDHEIAC обеспечивает заметное увеличение скорости внедрения, примерно на 47%, по сравнению с предыдущими алгоритмами типа RDHEI. Это означает, что алгоритм может быть эффективно применен в различных областях, включая тайную военную и деловую связь, а также медицинскую визуализацию, где конфиденциальность играет важную роль.
Источник:
Минфан Цзян, Алгоритм обратимого сокрытия данных в зашифрованных изображениях с использованием адаптивной общей вариации и межциклического сдвига (Mingfang Jiang, Reversible data hiding algorithm in encrypted images using adaptive total variation and cross-cyclic shift), International Journal of Autonomous and Adaptive Communications Systems (2023). DOI: 10.1504/IJAACS.2023.134851
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Оптическое волокно для лазеров высокой мощности
Увеличение мощности волоконных лазеров при сохранении качества луча – это значительный результат, который может иметь далеко идущие последствия в различных областях, включая оборонную промышленность и научные исследования. Ученые-оптики из Университета Южной Австралии, Университета Аделаиды и Йельского университета представили новый подход, используя многомодовое оптическое волокно, который позволяет увеличить мощность волоконных лазеров вплоть до девяти раз без потери качества луча.
Технология имеет значение в контексте защиты от дронов, особенно учитывая их все более широкое использование на современных полях битвы. Массовое появление недорогих беспилотных летательных аппаратов может создать проблемы для военных сил, искрометно истощая их ракетные ресурсы. Однако мощные волоконные лазеры, с их низкой стоимостью выстрела и высокой скоростью действия, могут представлять собой долгосрочное решение для защиты. Их способность эффективно нейтрализовывать дроны может обеспечить асимметричное преимущество, где более дешевая технология может преодолеть более дорогую и сложную систему.
Однако применение мощных волоконных лазеров не ограничивается только оборонной сферой. Эта технология также может быть использована в области дистанционного зондирования и обнаружения гравитационных волн. Увеличение мощности волоконных лазеров позволяет им фокусироваться на удаленных целях с высокой точностью и эффективностью. Это открывает новые возможности для научных исследований и помогает расширить наше понимание окружающего мира.
Источник:
Чун-Вей Чен и др., Смягчение вынужденного рассеяния Бриллюэна в многомодовых волокнах с фокусированным выходом посредством формирования волнового фронта (Chun-Wei Chen et al, Mitigating stimulated Brillouin scattering in multimode fibers with focused output via wavefront shaping), Nature Communications (2023), DOI: 10.1038/s41467-023-42806-1
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Увеличение мощности волоконных лазеров при сохранении качества луча – это значительный результат, который может иметь далеко идущие последствия в различных областях, включая оборонную промышленность и научные исследования. Ученые-оптики из Университета Южной Австралии, Университета Аделаиды и Йельского университета представили новый подход, используя многомодовое оптическое волокно, который позволяет увеличить мощность волоконных лазеров вплоть до девяти раз без потери качества луча.
Технология имеет значение в контексте защиты от дронов, особенно учитывая их все более широкое использование на современных полях битвы. Массовое появление недорогих беспилотных летательных аппаратов может создать проблемы для военных сил, искрометно истощая их ракетные ресурсы. Однако мощные волоконные лазеры, с их низкой стоимостью выстрела и высокой скоростью действия, могут представлять собой долгосрочное решение для защиты. Их способность эффективно нейтрализовывать дроны может обеспечить асимметричное преимущество, где более дешевая технология может преодолеть более дорогую и сложную систему.
Однако применение мощных волоконных лазеров не ограничивается только оборонной сферой. Эта технология также может быть использована в области дистанционного зондирования и обнаружения гравитационных волн. Увеличение мощности волоконных лазеров позволяет им фокусироваться на удаленных целях с высокой точностью и эффективностью. Это открывает новые возможности для научных исследований и помогает расширить наше понимание окружающего мира.
Источник:
Чун-Вей Чен и др., Смягчение вынужденного рассеяния Бриллюэна в многомодовых волокнах с фокусированным выходом посредством формирования волнового фронта (Chun-Wei Chen et al, Mitigating stimulated Brillouin scattering in multimode fibers with focused output via wavefront shaping), Nature Communications (2023), DOI: 10.1038/s41467-023-42806-1
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Просто добавь органики, и мы уже используем на практике магниты Ван-дер-Ваальса
Новое поколение материалов, которые могут хранить данные в меньшем физическом объеме, с меньшими затратами и энергопотреблением, является одной из главных задач учёных и инженеров. Доктор философии и доцент кафедры физики Техасского университета в Эль-Пасо Шриниваса Сингаманени вместе с коллегами представил новый тип магнита, который может стать решением этой задачи.
Магниты Ван-дер-Ваальса - это двумерные материалы, которые имеют привычные длину и ширину, но при этом толщину всего один атомный слой. И с магнитными свойствами. Их особенность заключается в их крошечном размере, что делает их потенциально важными для будущих вычислительных систем. Однако до сих пор они работали только при очень низких температурах.
Сингаманени и его команда ученых провели исследование, в котором они добавили недорогой органический материал, известный как тетрабутиламмоний, между атомными слоями такого магнита. Это позволило магниту работать при более высоких температурах до 77 градусов по Цельсию.
Это открывает новые возможности для применения магнитов Ван-дер-Ваальса в различных областях, включая вычислительные системы и хранение данных. Увеличение рабочей температуры делает эти материалы более практичными и полезными в реальном мире.
Однако, несмотря на все достижения, еще много работы предстоит сделать, чтобы полностью раскрыть потенциал магнитов Ван-дер-Ваальса. Дальнейшие исследования и разработки могут привести к созданию новых компьютерных систем и устройств, которые будут более эффективными, компактными и экономичными.
Источник:
Гектор Итурриага и др., Магнитные свойства интеркалированного квази-2D Fe3-xGeTe2 магнита Ван-дер-Ваальса (Hector Iturriaga et al, Magnetic properties of intercalated quasi-2D Fe3-xGeTe2 van der Waals magnet), pj 2D Materials and Applications (2023). DOI: 10.1038/s41699-023-00417-w
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Новое поколение материалов, которые могут хранить данные в меньшем физическом объеме, с меньшими затратами и энергопотреблением, является одной из главных задач учёных и инженеров. Доктор философии и доцент кафедры физики Техасского университета в Эль-Пасо Шриниваса Сингаманени вместе с коллегами представил новый тип магнита, который может стать решением этой задачи.
Магниты Ван-дер-Ваальса - это двумерные материалы, которые имеют привычные длину и ширину, но при этом толщину всего один атомный слой. И с магнитными свойствами. Их особенность заключается в их крошечном размере, что делает их потенциально важными для будущих вычислительных систем. Однако до сих пор они работали только при очень низких температурах.
Сингаманени и его команда ученых провели исследование, в котором они добавили недорогой органический материал, известный как тетрабутиламмоний, между атомными слоями такого магнита. Это позволило магниту работать при более высоких температурах до 77 градусов по Цельсию.
Это открывает новые возможности для применения магнитов Ван-дер-Ваальса в различных областях, включая вычислительные системы и хранение данных. Увеличение рабочей температуры делает эти материалы более практичными и полезными в реальном мире.
Однако, несмотря на все достижения, еще много работы предстоит сделать, чтобы полностью раскрыть потенциал магнитов Ван-дер-Ваальса. Дальнейшие исследования и разработки могут привести к созданию новых компьютерных систем и устройств, которые будут более эффективными, компактными и экономичными.
Источник:
Гектор Итурриага и др., Магнитные свойства интеркалированного квази-2D Fe3-xGeTe2 магнита Ван-дер-Ваальса (Hector Iturriaga et al, Magnetic properties of intercalated quasi-2D Fe3-xGeTe2 van der Waals magnet), pj 2D Materials and Applications (2023). DOI: 10.1038/s41699-023-00417-w
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Постучи, и найдёшь эрозию колена трубопровода
Пришло время поговорить о… трубах! Вернее об их коленах. Так называют места, где трубы гнутся. Интуитивно, но не для всех.
Исследовательская группа инженеров Хьюстонского университета изобрела новый метод обнаружения эрозии колен трубопровода при помощи ударов. Колена трубопроводов подвержены значительной эрозии, особенно при транспортировке агрессивных сред. Исследования показали, что потеря массы колена трубопровода из-за эрозии может быть в 50 раз больше, чем у прямой трубы. А механическая эрозия, как известно, уменьшает толщину стенки колена с течением времени.
В настоящее время большинство методов обнаружения эрозии требуют установки датчика постоянного контакта, что ограничивает их применимость и требует профессионального оператора. Однако новый метод, предложенный исследователями, использует комбинацию ударного воздействия, вариационной модовой декомпозиции (VMD) и глубокого обучения, и позволяет обойтись без постоянного контактного датчика.
Профессор машиностроения Гангбинг Сонг, один аз авторов исслдования, объясняет: "Наш новый метод обнаружения эрозии колен трубопровода показывает большую применимость на различных коленах трубопровода одинаковой конструкции и размеров. Он прост в реализации, недорог и не требует установки постоянного контактного датчика."
Основой для этого метода служит анализ звука, производимого коленом трубопровода, с использованием вариационной модовой декомпозиции (VMD). VMD позволяет разложить сигнал на различные моды, что позволяет выявить изменения, связанные с эрозией. Далее, с использованием глубокого обучения, система определяет наличие эрозии и предупреждает о возможных проблемах.
Этот новый метод обладает рядом преимуществ перед существующими методами обнаружения эрозии. Он не требует установки постоянного контактного датчика, что делает его более гибким и экономически эффективным. Кроме того, он может быть использован на различных коленах трубопровода одинаковой конструкции и размеров, что упрощает его применение в различных промышленных секторах.
Источник:
Цзянь Чен и др., Обнаружение эрозии колена трубопровода с помощью ударного воздействия и глубокого обучения (Jian Chen et al, Detection of the pipeline elbow erosion by percussion and deep learning), Mechanical Systems and Signal Processing (2023). DOI: 10.1016/j.ymssp.2023.110546
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Пришло время поговорить о… трубах! Вернее об их коленах. Так называют места, где трубы гнутся. Интуитивно, но не для всех.
Исследовательская группа инженеров Хьюстонского университета изобрела новый метод обнаружения эрозии колен трубопровода при помощи ударов. Колена трубопроводов подвержены значительной эрозии, особенно при транспортировке агрессивных сред. Исследования показали, что потеря массы колена трубопровода из-за эрозии может быть в 50 раз больше, чем у прямой трубы. А механическая эрозия, как известно, уменьшает толщину стенки колена с течением времени.
В настоящее время большинство методов обнаружения эрозии требуют установки датчика постоянного контакта, что ограничивает их применимость и требует профессионального оператора. Однако новый метод, предложенный исследователями, использует комбинацию ударного воздействия, вариационной модовой декомпозиции (VMD) и глубокого обучения, и позволяет обойтись без постоянного контактного датчика.
Профессор машиностроения Гангбинг Сонг, один аз авторов исслдования, объясняет: "Наш новый метод обнаружения эрозии колен трубопровода показывает большую применимость на различных коленах трубопровода одинаковой конструкции и размеров. Он прост в реализации, недорог и не требует установки постоянного контактного датчика."
Основой для этого метода служит анализ звука, производимого коленом трубопровода, с использованием вариационной модовой декомпозиции (VMD). VMD позволяет разложить сигнал на различные моды, что позволяет выявить изменения, связанные с эрозией. Далее, с использованием глубокого обучения, система определяет наличие эрозии и предупреждает о возможных проблемах.
Этот новый метод обладает рядом преимуществ перед существующими методами обнаружения эрозии. Он не требует установки постоянного контактного датчика, что делает его более гибким и экономически эффективным. Кроме того, он может быть использован на различных коленах трубопровода одинаковой конструкции и размеров, что упрощает его применение в различных промышленных секторах.
Источник:
Цзянь Чен и др., Обнаружение эрозии колена трубопровода с помощью ударного воздействия и глубокого обучения (Jian Chen et al, Detection of the pipeline elbow erosion by percussion and deep learning), Mechanical Systems and Signal Processing (2023). DOI: 10.1016/j.ymssp.2023.110546
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Как из остатков тушёного масла получить авиационное топливо?
В китайском городе Чэнду, известном своей любовью к тушеному мясу, появился уникальный способ утилизации остатков пищи. Элитный ресторан, расположенный в этом городе, предлагает своим посетителям погружать нарезанное мясо и овощи в котлы с пряным маслянистым бульоном. Но то, что многие из них не знают, это то, что остатки этой еды обретают вторую жизнь в качестве топлива для реактивных двигателей.
Ежегодно рестораны города выбрасывают около 150 000 тонн отработанного растительного масла. Однако местное предприятие Sichuan Jinshang Environmental Protection нашло способ превратить эти отходы в ценный ресурс. Они занимаются сбором жирных отходов и экспортом их для дальнейшей переработки в авиационное топливо.
Генеральный директор компании, Е Бин, говорит: «Наш девиз: пусть нефть из сточной канавы взлетит в небо». Он рассказывает, что его компания, основанная в 2017 году, сейчас собирает до 150 000 тонн отходов масла ежегодно из ресторанов с тушеным мясом и других закусочных по всему Чэнду, включая рестораны сети KFC.
Процесс сбора начинается сразу после ухода клиентов, когда официанты сливают бульон из тушеного мяса в специальный фильтр, отделяющий масло от воды. Затем сборщики, надев толстые фартуки и резиновые перчатки, приходят за канистрами и переправляют в бизнес-парк на окраине города, где расположен завод Jinshang.
На заводе масло подвергается процессу очистки, в ходе которого удаляются остатки воды и примесей. В результате получается прозрачное масло промышленного класса с желтым оттенком. Это масло экспортируется клиентам, в основном в Европе, США и Сингапуре, которые далее перерабатывают его для производства экологичного авиационного топлива (SAF).
Инновационный подход компании Jinshang позволяет не только утилизировать отработанное масло, но и создавать экологически чистое топливо для авиации. Это имеет большое значение в эпоху, когда все больше людей стремятся к устойчивости и сокращению вредных выбросов.
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
В китайском городе Чэнду, известном своей любовью к тушеному мясу, появился уникальный способ утилизации остатков пищи. Элитный ресторан, расположенный в этом городе, предлагает своим посетителям погружать нарезанное мясо и овощи в котлы с пряным маслянистым бульоном. Но то, что многие из них не знают, это то, что остатки этой еды обретают вторую жизнь в качестве топлива для реактивных двигателей.
Ежегодно рестораны города выбрасывают около 150 000 тонн отработанного растительного масла. Однако местное предприятие Sichuan Jinshang Environmental Protection нашло способ превратить эти отходы в ценный ресурс. Они занимаются сбором жирных отходов и экспортом их для дальнейшей переработки в авиационное топливо.
Генеральный директор компании, Е Бин, говорит: «Наш девиз: пусть нефть из сточной канавы взлетит в небо». Он рассказывает, что его компания, основанная в 2017 году, сейчас собирает до 150 000 тонн отходов масла ежегодно из ресторанов с тушеным мясом и других закусочных по всему Чэнду, включая рестораны сети KFC.
Процесс сбора начинается сразу после ухода клиентов, когда официанты сливают бульон из тушеного мяса в специальный фильтр, отделяющий масло от воды. Затем сборщики, надев толстые фартуки и резиновые перчатки, приходят за канистрами и переправляют в бизнес-парк на окраине города, где расположен завод Jinshang.
На заводе масло подвергается процессу очистки, в ходе которого удаляются остатки воды и примесей. В результате получается прозрачное масло промышленного класса с желтым оттенком. Это масло экспортируется клиентам, в основном в Европе, США и Сингапуре, которые далее перерабатывают его для производства экологичного авиационного топлива (SAF).
Инновационный подход компании Jinshang позволяет не только утилизировать отработанное масло, но и создавать экологически чистое топливо для авиации. Это имеет большое значение в эпоху, когда все больше людей стремятся к устойчивости и сокращению вредных выбросов.
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Современный ИИ умён, но всё же не разумен
Искусственный интеллект (ИИ) вызывает разнообразные реакции среди людей, и это неудивительно. Одни видят в нем потенциал для положительных изменений в обществе, в то время как другие опасаются его возможного превосходства над человечеством. Действительно, понимание ИИ является сложной задачей, и профессор философии и психологии Антони Чемеро подчеркивает, что хотя ИИ может быть умным, он не обладает разумом, таким, как у людей.
Чемеро объясняет, что системы искусственного интеллекта, такие как ChatGPT, являются большими языковыми моделями, обученными на огромных объемах данных, собранных из Интернета. Однако, важно отметить, что большая часть этих данных содержит предубеждения и ошибки, которые люди вносят в свои публикации. В результате, хотя LLM способны создавать впечатляющие тексты, они также могут выдумывать и придумывать ситуации, не имея реального понимания того, о чем пишут.
Чемеро указывает на различия между искусственным интеллектом и человеческим познанием. Он говорит, что LLM не обладает телесным опытом, который является важной частью человеческого понимания. Они составляют предложения, добавляя наиболее вероятное следующее слово на основе статистических данных, но не обладают реальным пониманием смысла своих слов.
Таким образом, хотя искусственный интеллект может быть мощным инструментом, он все же ограничен в своем понимании и не обладает реальным разумом, как у людей. Важно учитывать эти ограничения и использовать ИИ с осторожностью, чтобы избежать нежелательных последствий.
Источник:
Энтони Чемеро, LLM отличаются от человеческого познания, поскольку они не воплощены (Anthony Chemero, LLMs differ from human cognition because they are not embodied), Nature Human Behavior (2023). DOI: 10.1038/s41562-023-01723-5
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Искусственный интеллект (ИИ) вызывает разнообразные реакции среди людей, и это неудивительно. Одни видят в нем потенциал для положительных изменений в обществе, в то время как другие опасаются его возможного превосходства над человечеством. Действительно, понимание ИИ является сложной задачей, и профессор философии и психологии Антони Чемеро подчеркивает, что хотя ИИ может быть умным, он не обладает разумом, таким, как у людей.
Чемеро объясняет, что системы искусственного интеллекта, такие как ChatGPT, являются большими языковыми моделями, обученными на огромных объемах данных, собранных из Интернета. Однако, важно отметить, что большая часть этих данных содержит предубеждения и ошибки, которые люди вносят в свои публикации. В результате, хотя LLM способны создавать впечатляющие тексты, они также могут выдумывать и придумывать ситуации, не имея реального понимания того, о чем пишут.
Чемеро указывает на различия между искусственным интеллектом и человеческим познанием. Он говорит, что LLM не обладает телесным опытом, который является важной частью человеческого понимания. Они составляют предложения, добавляя наиболее вероятное следующее слово на основе статистических данных, но не обладают реальным пониманием смысла своих слов.
Таким образом, хотя искусственный интеллект может быть мощным инструментом, он все же ограничен в своем понимании и не обладает реальным разумом, как у людей. Важно учитывать эти ограничения и использовать ИИ с осторожностью, чтобы избежать нежелательных последствий.
Источник:
Энтони Чемеро, LLM отличаются от человеческого познания, поскольку они не воплощены (Anthony Chemero, LLMs differ from human cognition because they are not embodied), Nature Human Behavior (2023). DOI: 10.1038/s41562-023-01723-5
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Хопфионы существуют!
Хопфионы, или магнитные спиновые структуры - это квазичастицы, представляющие собой топологические структуры в виде хорошо локализованных конфигураций полей, были предсказаны десятилетия назад. Это увлекательная и сложная тема исследований, которая привлекает внимание ученых всё это время. Недавно в журнале Nature были опубликованы первые экспериментальные данные, полученные в результате совместной работы шведских, немецких и китайских исследователей, подверждающие существование хопфионов. Эти результаты имеют огромное значение как с фундаментальной, так и с прикладной точки зрения, поскольку они помогают установить связь между экспериментальной физикой и абстрактной математической теорией, что может привести к новым открытиям в области спинтроники.
Спинтроника - это прикладная наука, изучающая вращение электронов. Она предлагает возможности для объединения электричества и магнетизма электронов, что может привести к созданию новых электронных устройств. Теоретические изыскания в этом направлени предсказали существования таких топологических структур с уникальными свойствами как магнитные скирмионы и хопфионы. Они привлекают такое большое внимание у исследователей в последнее десятилетие.
Образно выражаясь, скирмионы представляют собой двумерные вихревые струны, а хопфионы - трехмерные структуры внутри магнитного образца, которые напоминают скрученные струны скирмионов с формой бублика. Несмотря на то, что в последние годы проведено множество исследований, прямое наблюдение подобных магнитных топологических структур было зафиксировано только в синтетических материалах. Однако недавние эксперименты, проведенные с использованием просвечивающей электронной микроскопии и голографии на кристалле пластины FeGe типа B20, позволили впервые подтвердить существование таких структур в реальных материалах. Полученные результаты полностью соответствуют микромагнитному моделированию и обладают высокой воспроизводимостью.
Новые открытия открывают двери к новым возможностям в области спинтроники и могут привести к разработке передовых технологий электроники. Более тщательное изучение и понимание хопфионов и магнитных спиновых структур поможет нам использовать их в будущих приложениях, таких как более эффективные электронные устройства и системы хранения данных.
Источник:
Николай Киселев, Кольца Хопфиона в кубическом киральном магните (Nikolai Kiselev, Hopfion rings in a cubic chiral magnet), Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06658-5
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Хопфионы, или магнитные спиновые структуры - это квазичастицы, представляющие собой топологические структуры в виде хорошо локализованных конфигураций полей, были предсказаны десятилетия назад. Это увлекательная и сложная тема исследований, которая привлекает внимание ученых всё это время. Недавно в журнале Nature были опубликованы первые экспериментальные данные, полученные в результате совместной работы шведских, немецких и китайских исследователей, подверждающие существование хопфионов. Эти результаты имеют огромное значение как с фундаментальной, так и с прикладной точки зрения, поскольку они помогают установить связь между экспериментальной физикой и абстрактной математической теорией, что может привести к новым открытиям в области спинтроники.
Спинтроника - это прикладная наука, изучающая вращение электронов. Она предлагает возможности для объединения электричества и магнетизма электронов, что может привести к созданию новых электронных устройств. Теоретические изыскания в этом направлени предсказали существования таких топологических структур с уникальными свойствами как магнитные скирмионы и хопфионы. Они привлекают такое большое внимание у исследователей в последнее десятилетие.
Образно выражаясь, скирмионы представляют собой двумерные вихревые струны, а хопфионы - трехмерные структуры внутри магнитного образца, которые напоминают скрученные струны скирмионов с формой бублика. Несмотря на то, что в последние годы проведено множество исследований, прямое наблюдение подобных магнитных топологических структур было зафиксировано только в синтетических материалах. Однако недавние эксперименты, проведенные с использованием просвечивающей электронной микроскопии и голографии на кристалле пластины FeGe типа B20, позволили впервые подтвердить существование таких структур в реальных материалах. Полученные результаты полностью соответствуют микромагнитному моделированию и обладают высокой воспроизводимостью.
Новые открытия открывают двери к новым возможностям в области спинтроники и могут привести к разработке передовых технологий электроники. Более тщательное изучение и понимание хопфионов и магнитных спиновых структур поможет нам использовать их в будущих приложениях, таких как более эффективные электронные устройства и системы хранения данных.
Источник:
Николай Киселев, Кольца Хопфиона в кубическом киральном магните (Nikolai Kiselev, Hopfion rings in a cubic chiral magnet), Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06658-5
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Обновлённый мощный рентгеновский лазер на свободных электронах
Коллектив Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США завершили масштабную модернизацию первого в мире жесткого рентгеновского лазера на свободных электронах (XFEL), источника когерентного рентгеновского излучения Linac (LCLS).
Как только установку полностью введут в эксплуатацию, луч будет в среднем в 10 000 раз ярче и производить в 8 000 раз больше импульсов в секунду, чем до модернизации, то есть до миллиона импульсов в секунду. Это позволит получить новые фундаментальные знания в области материаловедения, физике, химии и биологии.
Однако модернизации самого лазера недостаточно. Для передовых научных исследований необходимы такие же передовые научные инструменты.
Одно из направлений будущей работы - исследование свойств материала путём перевода электронов атомов вещества в возбуждённое состояние, то есть на более высокий энергетический уровень. Когда электроны возвращаются на исходные позиции, они излучают обратно. Путь этот не такой, как при облучении рентгеном, он может быть в несколько стадий, и каждая сопровождается излучением фотонов. Изучая это излучение, можно получить ответы на многие вопросы о структуре и свойствах материала. Однако для проведения подобных экспериментов, необходимо рассеять рентгеновские импульсы на материале. Для этого в LCLS установили два новых прибора: chemRIXS и qRIXS, которые реализуют метод, называемый резонансным неупругим рассеянием рентгеновских лучей (RIXS).
«RIXS — это технология, которая развивалась довольно быстро», — сказал Георгий Даковски, ведущий научный сотрудник SLAC по этим инструментам. «Она способна сообщить нам много полезной информации о поведении материалов, которую невозможно получить никаким другим методом». Оборудование пригодится для изучения таких молекул, как фотосистема II (PS-II), ключевой белковый комплекс растений, водорослей и цианобактерий, который расщепляет воду, производя кислород, которым мы дышим.
Этот же инструмент можно использовать для исследования свойств квантовых материалов, которые приводят к сверхпроводимости при комнатной температуре и другим явлениям. Особый интерес представляют купраты, материалы на основе меди, которые обладают сверхпроводимостью при неожиданно высоких температурах. Причины таких удивительных свойств до конца всё ещё не известны, однако недавние исследования подчеркнули роль волн зарядовой плотности — статических полос с более высокой и более низкой плотностью электронов, проходящих через материал. С помощью RIXS учёные смогут детально изучить эти состояния, что позволит по-новому взглянуть на широко обсуждаемые механизмы высокотемпературной сверхпроводимости.
Другой прибор способен заглянуть внутрь химических процессов на уровне отдельных электронов. Прибор для атомных, молекулярных и оптических исследований с временным разрешением (The Time-resolved Atomic, Molecular and Optical Science instrument, TMO) даёт учёным способ измерения ультракоротких рентгеновских импульсов, длительность которых составляет всего несколько сотен аттосекунд (миллиардных долей секунды). Такие возможности позволяют получить представление о движении молекул и обмене электронами между ними, что играет центральную роль во многих плохо изученных на квантовом уровне важных процессах: фотосинтез, катализ, а также образование и разрыв химических связей.
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Коллектив Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США завершили масштабную модернизацию первого в мире жесткого рентгеновского лазера на свободных электронах (XFEL), источника когерентного рентгеновского излучения Linac (LCLS).
Как только установку полностью введут в эксплуатацию, луч будет в среднем в 10 000 раз ярче и производить в 8 000 раз больше импульсов в секунду, чем до модернизации, то есть до миллиона импульсов в секунду. Это позволит получить новые фундаментальные знания в области материаловедения, физике, химии и биологии.
Однако модернизации самого лазера недостаточно. Для передовых научных исследований необходимы такие же передовые научные инструменты.
Одно из направлений будущей работы - исследование свойств материала путём перевода электронов атомов вещества в возбуждённое состояние, то есть на более высокий энергетический уровень. Когда электроны возвращаются на исходные позиции, они излучают обратно. Путь этот не такой, как при облучении рентгеном, он может быть в несколько стадий, и каждая сопровождается излучением фотонов. Изучая это излучение, можно получить ответы на многие вопросы о структуре и свойствах материала. Однако для проведения подобных экспериментов, необходимо рассеять рентгеновские импульсы на материале. Для этого в LCLS установили два новых прибора: chemRIXS и qRIXS, которые реализуют метод, называемый резонансным неупругим рассеянием рентгеновских лучей (RIXS).
«RIXS — это технология, которая развивалась довольно быстро», — сказал Георгий Даковски, ведущий научный сотрудник SLAC по этим инструментам. «Она способна сообщить нам много полезной информации о поведении материалов, которую невозможно получить никаким другим методом». Оборудование пригодится для изучения таких молекул, как фотосистема II (PS-II), ключевой белковый комплекс растений, водорослей и цианобактерий, который расщепляет воду, производя кислород, которым мы дышим.
Этот же инструмент можно использовать для исследования свойств квантовых материалов, которые приводят к сверхпроводимости при комнатной температуре и другим явлениям. Особый интерес представляют купраты, материалы на основе меди, которые обладают сверхпроводимостью при неожиданно высоких температурах. Причины таких удивительных свойств до конца всё ещё не известны, однако недавние исследования подчеркнули роль волн зарядовой плотности — статических полос с более высокой и более низкой плотностью электронов, проходящих через материал. С помощью RIXS учёные смогут детально изучить эти состояния, что позволит по-новому взглянуть на широко обсуждаемые механизмы высокотемпературной сверхпроводимости.
Другой прибор способен заглянуть внутрь химических процессов на уровне отдельных электронов. Прибор для атомных, молекулярных и оптических исследований с временным разрешением (The Time-resolved Atomic, Molecular and Optical Science instrument, TMO) даёт учёным способ измерения ультракоротких рентгеновских импульсов, длительность которых составляет всего несколько сотен аттосекунд (миллиардных долей секунды). Такие возможности позволяют получить представление о движении молекул и обмене электронами между ними, что играет центральную роль во многих плохо изученных на квантовом уровне важных процессах: фотосинтез, катализ, а также образование и разрыв химических связей.
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Роботы в лабиринте: новый алгоритм помогает им найти выход
Роботам нелегко справиться с проблемой прохождения через лабиринт. Возьмем, к примеру, ситуацию, где роботы должны пройти через детскую игровую комнату, чтобы достичь кухни. В этом запутанном лабиринте они сталкиваются с разбросанными игрушками на полу и мебелью, которая блокирует некоторые потенциальные пути. Но что делать боту в такой ситуации?
Исследователи из MIT CSAIL разработали эффективную систему планирования движения для роботов, названную Graphs of Convex Sets (GCS) Trajectory Optimization. Этот алгоритм представляет собой комбинацию поиска по графу и выпуклой оптимизации, позволяющую роботам быстро находить оптимальные пути в лабиринтоподобных средах, избегая столкновений с препятствиями.
GCS может отображать траектории без столкновений в 14 измерениях и, возможно, даже в большем количестве. Это делает его идеальным для совместной работы роботов на складах, в библиотеках и даже в домашних условиях. Алгоритм GCS позволяет оптимизировать траекторию движения робота, учитывая заданную стоимость, и эффективно находить кратчайший путь к месту назначения.
В демонстрациях исследователи показали, как система GCS управляет двумя роботизированными руками, держащими кружку, вокруг полки. Алгоритм оптимизировал время и путь движения, и синхронные движения рук напоминали парный танец. Роботы плавно покачивались по краям книжного шкафа, не роняя ни одного предмета.
Исследователи провели дополнительные эксперименты, убрав полки и заменив их на баллончики с красками и коробки с сахаром. Роботы успешно обменялись местами предметами, демонстрируя потенциал алгоритма в областях, таких как производство. Например, две роботизированные руки, работающие в тандеме, могут снять товар с полки безопасно и эффективно. Также, этот алгоритм может быть использован для уборки книг в домашних условиях или в библиотеках, избегая столкновений с другими предметами.
Алгоритм Graphs of Convex Sets (GCS) Trajectory Optimization представляет собой мощный инструмент для роботизированной навигации в лабиринтоподобных средах. Он комбинирует поиск по графу и выпуклую оптимизацию, позволяя роботам быстро находить оптимальные пути без столкновений. Этот алгоритм имеет широкий потенциал применения в различных областях, от производства до домашней уборки.
Источник:
Тобиа Маркуччи и др., Планирование движения вокруг препятствий с помощью выпуклой оптимизации (Tobia Marcucci et al, Motion planning around obstacles with convex optimization), Science Robotics (2023). DOI: 10.1126/scirobotics.adf7843
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Роботам нелегко справиться с проблемой прохождения через лабиринт. Возьмем, к примеру, ситуацию, где роботы должны пройти через детскую игровую комнату, чтобы достичь кухни. В этом запутанном лабиринте они сталкиваются с разбросанными игрушками на полу и мебелью, которая блокирует некоторые потенциальные пути. Но что делать боту в такой ситуации?
Исследователи из MIT CSAIL разработали эффективную систему планирования движения для роботов, названную Graphs of Convex Sets (GCS) Trajectory Optimization. Этот алгоритм представляет собой комбинацию поиска по графу и выпуклой оптимизации, позволяющую роботам быстро находить оптимальные пути в лабиринтоподобных средах, избегая столкновений с препятствиями.
GCS может отображать траектории без столкновений в 14 измерениях и, возможно, даже в большем количестве. Это делает его идеальным для совместной работы роботов на складах, в библиотеках и даже в домашних условиях. Алгоритм GCS позволяет оптимизировать траекторию движения робота, учитывая заданную стоимость, и эффективно находить кратчайший путь к месту назначения.
В демонстрациях исследователи показали, как система GCS управляет двумя роботизированными руками, держащими кружку, вокруг полки. Алгоритм оптимизировал время и путь движения, и синхронные движения рук напоминали парный танец. Роботы плавно покачивались по краям книжного шкафа, не роняя ни одного предмета.
Исследователи провели дополнительные эксперименты, убрав полки и заменив их на баллончики с красками и коробки с сахаром. Роботы успешно обменялись местами предметами, демонстрируя потенциал алгоритма в областях, таких как производство. Например, две роботизированные руки, работающие в тандеме, могут снять товар с полки безопасно и эффективно. Также, этот алгоритм может быть использован для уборки книг в домашних условиях или в библиотеках, избегая столкновений с другими предметами.
Алгоритм Graphs of Convex Sets (GCS) Trajectory Optimization представляет собой мощный инструмент для роботизированной навигации в лабиринтоподобных средах. Он комбинирует поиск по графу и выпуклую оптимизацию, позволяя роботам быстро находить оптимальные пути без столкновений. Этот алгоритм имеет широкий потенциал применения в различных областях, от производства до домашней уборки.
Источник:
Тобиа Маркуччи и др., Планирование движения вокруг препятствий с помощью выпуклой оптимизации (Tobia Marcucci et al, Motion planning around obstacles with convex optimization), Science Robotics (2023). DOI: 10.1126/scirobotics.adf7843
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
⚡2👍1
Паруса и оптимизированные маршруты: новое решение для сокращения выбросов углекислого газа от судоходства
Сектор международного судоходства играет ключевую роль в мировой экономике, но его вклад в выбросы углекислого газа (CO2) становится все более ощутимым. Огромные грузовые суда, перевозящие товары по всему миру, сегодня выбрасывают в атмосферу столько же CO2, сколько вся Германия. С учетом этого, сокращение выбросов от судоходства на 34% к 2030 году становится необходимым для достижения целей Парижского соглашения.
Однако, как отрасль сможет достичь этой краткосрочной цели, особенно учитывая, что низкоуглеродистое топливо через трубопроводы не будет доступно в необходимых масштабах до 2030-х годов? Ответ может быть в древнем решении - паруса. Но необычайные полотна прошлых веков, а современные высокотехнологичные системы, способные использовать возобновляемую энергию ветра в дополнение к корабельному двигателю.
На сегодняшний день, судоходные компании обратили внимание на несколько передовых конструкций парусов, которые могут помочь снизить выбросы углекислого газа. Одним из претендентов являются роторы Флеттнера - цилиндры, вращающиеся для создания движущей силы. Другим вариантом являются «крылья», разработанные на основе конструкций, используемых в гонках на яхтах, и напоминающие крылья самолета. Оба варианта позволяют судам использовать меньше топлива и, следовательно, выделять меньше парниковых газов.
Группа учёных из Центра Тиндаля по исследованию изменения климата Манчестерского университета обнаружила, что реальная возможность сократить выбросы от судоходства в ближайшее десятилетие заключается в сочетании парусов с оптимальными маршрутами, проложенными с использованием систем спутниковой навигации. Это концепция оптимизированной маршрутизации, знакомая большинству из нас, когда мы используем Карты Google для нахождения самого быстрого пути к месту назначения.
Для судов процесс аналогичен. Вместо поиска самого быстрого пути, программное обеспечение моделирует поведение судна в воде, рассчитывая маршруты и скорости, которые минимизируют расход топлива. Путем комбинирования оптимизированного маршрута с использованием парусов, суда могут отклоняться от стандартного курса и использовать ветровую тягу для экономии топлива и снижения выбросов парниковых газов.
Сектор международного судоходства должен принять вызов и принять меры для сокращения выбросов углекислого газа. Паруса, в сочетании с оптимизированными маршрутами, предлагают новое решение, которое может помочь достичь краткосрочных целей сокращения выбросов. Однако для этого необходимо инвестировать в разработку и улучшение парусных систем, а также в обучение экипажей судов.
Источник:
Джеймс Мейсон и др. Количественная оптимизация рейса с использованием ветровой тяги для краткосрочного снижения выбросов CO 2 в судоходстве (James Mason et al, Quantifying voyage optimisation with wind propulsion for short-term CO2 mitigation in shipping), Ocean Engineering (2023). DOI: 10.1016/j.oceaneng.2023.116065
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Сектор международного судоходства играет ключевую роль в мировой экономике, но его вклад в выбросы углекислого газа (CO2) становится все более ощутимым. Огромные грузовые суда, перевозящие товары по всему миру, сегодня выбрасывают в атмосферу столько же CO2, сколько вся Германия. С учетом этого, сокращение выбросов от судоходства на 34% к 2030 году становится необходимым для достижения целей Парижского соглашения.
Однако, как отрасль сможет достичь этой краткосрочной цели, особенно учитывая, что низкоуглеродистое топливо через трубопроводы не будет доступно в необходимых масштабах до 2030-х годов? Ответ может быть в древнем решении - паруса. Но необычайные полотна прошлых веков, а современные высокотехнологичные системы, способные использовать возобновляемую энергию ветра в дополнение к корабельному двигателю.
На сегодняшний день, судоходные компании обратили внимание на несколько передовых конструкций парусов, которые могут помочь снизить выбросы углекислого газа. Одним из претендентов являются роторы Флеттнера - цилиндры, вращающиеся для создания движущей силы. Другим вариантом являются «крылья», разработанные на основе конструкций, используемых в гонках на яхтах, и напоминающие крылья самолета. Оба варианта позволяют судам использовать меньше топлива и, следовательно, выделять меньше парниковых газов.
Группа учёных из Центра Тиндаля по исследованию изменения климата Манчестерского университета обнаружила, что реальная возможность сократить выбросы от судоходства в ближайшее десятилетие заключается в сочетании парусов с оптимальными маршрутами, проложенными с использованием систем спутниковой навигации. Это концепция оптимизированной маршрутизации, знакомая большинству из нас, когда мы используем Карты Google для нахождения самого быстрого пути к месту назначения.
Для судов процесс аналогичен. Вместо поиска самого быстрого пути, программное обеспечение моделирует поведение судна в воде, рассчитывая маршруты и скорости, которые минимизируют расход топлива. Путем комбинирования оптимизированного маршрута с использованием парусов, суда могут отклоняться от стандартного курса и использовать ветровую тягу для экономии топлива и снижения выбросов парниковых газов.
Сектор международного судоходства должен принять вызов и принять меры для сокращения выбросов углекислого газа. Паруса, в сочетании с оптимизированными маршрутами, предлагают новое решение, которое может помочь достичь краткосрочных целей сокращения выбросов. Однако для этого необходимо инвестировать в разработку и улучшение парусных систем, а также в обучение экипажей судов.
Источник:
Джеймс Мейсон и др. Количественная оптимизация рейса с использованием ветровой тяги для краткосрочного снижения выбросов CO 2 в судоходстве (James Mason et al, Quantifying voyage optimisation with wind propulsion for short-term CO2 mitigation in shipping), Ocean Engineering (2023). DOI: 10.1016/j.oceaneng.2023.116065
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Робот-экскаватор строит стены из камня
Стена из сухого камня, построенная исследователями ETH Zurich с использованием автономного экскаватора HEAP, является прекрасным примером инновационного применения технологий в строительстве. Этот проект, разработанный в Национальном центре компетенций в области исследований цифрового производства (NCCR dfab), представляет собой интересное направление в автономной конструкции.
Основной принцип работы экскаватора HEAP заключается в его способности создавать 3D-карту строительной площадки и определять расположение уже существующих строительных блоков и камней. Благодаря специально разработанным инструментам и методам машинного зрения, экскаватор может сканировать и захватывать большие камни в непосредственной близости от него. Кроме того, он способен определить приблизительный вес и центр тяжести каждого камня.
С помощью алгоритма, разработанного исследователями, экскаватор HEAP определяет наилучшее положение для каждого камня и автоматически размещает его в нужном месте. Это позволяет ему размещать от 20 до 30 камней за одну партию, что эквивалентно количеству, которое может доставить одна партия. Таким образом, автономная машина значительно увеличивает эффективность и скорость строительного процесса.
Этот проект имеет огромный потенциал для применения в различных областях строительства и ландшафтного дизайна. Например, автономные экскаваторы могут использоваться для создания декоративных стен, ограждений или даже искусственных водных преград. Благодаря своей автономности и точности, они могут значительно сократить время и затраты на строительство.
Исследования ETH Zurich и их публикация в журнале Science Robotics подчеркивают важность развития технологий в строительной отрасли. Автономные системы, такие как экскаватор HEAP, не только улучшают процесс строительства, но и открывают новые возможности для архитекторов и дизайнеров. Будущее строительства обещает быть увлекательным и инновационным благодаря таким проектам и исследованиям.
Источник:
Райан Джонс и др., Рамка для роботизированных раскопок и строительства из сухого камня с использованием материалов на месте (Ryan Johns et al, A framework for robotic excavation and dry stone construction using on-site materials), Science Robotics (2023). DOI: 10.1126/scirobotics.abp9758
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Стена из сухого камня, построенная исследователями ETH Zurich с использованием автономного экскаватора HEAP, является прекрасным примером инновационного применения технологий в строительстве. Этот проект, разработанный в Национальном центре компетенций в области исследований цифрового производства (NCCR dfab), представляет собой интересное направление в автономной конструкции.
Основной принцип работы экскаватора HEAP заключается в его способности создавать 3D-карту строительной площадки и определять расположение уже существующих строительных блоков и камней. Благодаря специально разработанным инструментам и методам машинного зрения, экскаватор может сканировать и захватывать большие камни в непосредственной близости от него. Кроме того, он способен определить приблизительный вес и центр тяжести каждого камня.
С помощью алгоритма, разработанного исследователями, экскаватор HEAP определяет наилучшее положение для каждого камня и автоматически размещает его в нужном месте. Это позволяет ему размещать от 20 до 30 камней за одну партию, что эквивалентно количеству, которое может доставить одна партия. Таким образом, автономная машина значительно увеличивает эффективность и скорость строительного процесса.
Этот проект имеет огромный потенциал для применения в различных областях строительства и ландшафтного дизайна. Например, автономные экскаваторы могут использоваться для создания декоративных стен, ограждений или даже искусственных водных преград. Благодаря своей автономности и точности, они могут значительно сократить время и затраты на строительство.
Исследования ETH Zurich и их публикация в журнале Science Robotics подчеркивают важность развития технологий в строительной отрасли. Автономные системы, такие как экскаватор HEAP, не только улучшают процесс строительства, но и открывают новые возможности для архитекторов и дизайнеров. Будущее строительства обещает быть увлекательным и инновационным благодаря таким проектам и исследованиям.
Источник:
Райан Джонс и др., Рамка для роботизированных раскопок и строительства из сухого камня с использованием материалов на месте (Ryan Johns et al, A framework for robotic excavation and dry stone construction using on-site materials), Science Robotics (2023). DOI: 10.1126/scirobotics.abp9758
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍4
Из угольных отходов в углеродное волокно
Инновационные исследования ученых Центра прикладных энергетических исследований (CAER) Университета Кентукки по превращению отходов угля штата Кентукки в высокоценные углеродные продукты вызывают все больший интерес в научном сообществе. В недавней статье, опубликованной в журнале Carbon, исследовательская группа углеродных материалов CAER представила свои последние результаты исследований в области использования угольных отходов.
Одним из ключевых достижений исследователей является производство углеродного волокна из восстановленных угольных отходов. Это означает, что углеродное волокно может быть получено из материала, который ранее считался просто отходом и подвергался сжиганию. Такая технология имеет огромный потенциал для создания недорогих углеродных волокон и восстановления угольных отходов.
Углеродное волокно имеет широкий спектр применений, включая использование в автомобильной и авиационной промышленности, строительстве, производстве спортивных товаров и многих других отраслях. Поэтому возможность получения углеродного волокна из угольных отходов может привести к созданию новых экономически выгодных цепочек поставок и способствовать развитию глобальной экономики.
Одной из основных проблем, которую исследователи CAER решают, является использование отходов угля как ресурса. В процессе обогащения угля перед его сжиганием для производства электроэнергии образуется суспензия, называемая нижним потоком. Этот поток состоит из мелкого угля, камней и глинистых частиц, которые ранее считались просто отходами. Однако исследователи CAER разработали методы, позволяющие использовать этот нижний поток для производства углеродного волокна.
Такой подход не только позволяет утилизировать отходы угля, но и создает дополнительные возможности для использования угля в качестве недорогого прекурсора для углеродных продуктов, включая графит и углеродное волокно. Это открывает новые перспективы для энергетической отрасли, транспорта, национальной безопасности и развития возобновляемых источников энергии.
Исследования ученых CAER являются важным шагом в создании устойчивой экономики и снижении негативного воздействия на окружающую среду. Превращение угольных отходов в ценные углеродные продукты не только помогает решить проблему их накопления, но и способствует развитию инновационных технологий и созданию новых рабочих мест.
Источник:
Джон Д. Крэддок и др., Изотропное углеродное волокно, полученное из пека, из угольных отходов (John D. Craddock et al, Isotropic pitch-derived carbon fiber from waste coal), Carbon (2023). DOI: 10.1016/j.carbon.2023.118590
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Инновационные исследования ученых Центра прикладных энергетических исследований (CAER) Университета Кентукки по превращению отходов угля штата Кентукки в высокоценные углеродные продукты вызывают все больший интерес в научном сообществе. В недавней статье, опубликованной в журнале Carbon, исследовательская группа углеродных материалов CAER представила свои последние результаты исследований в области использования угольных отходов.
Одним из ключевых достижений исследователей является производство углеродного волокна из восстановленных угольных отходов. Это означает, что углеродное волокно может быть получено из материала, который ранее считался просто отходом и подвергался сжиганию. Такая технология имеет огромный потенциал для создания недорогих углеродных волокон и восстановления угольных отходов.
Углеродное волокно имеет широкий спектр применений, включая использование в автомобильной и авиационной промышленности, строительстве, производстве спортивных товаров и многих других отраслях. Поэтому возможность получения углеродного волокна из угольных отходов может привести к созданию новых экономически выгодных цепочек поставок и способствовать развитию глобальной экономики.
Одной из основных проблем, которую исследователи CAER решают, является использование отходов угля как ресурса. В процессе обогащения угля перед его сжиганием для производства электроэнергии образуется суспензия, называемая нижним потоком. Этот поток состоит из мелкого угля, камней и глинистых частиц, которые ранее считались просто отходами. Однако исследователи CAER разработали методы, позволяющие использовать этот нижний поток для производства углеродного волокна.
Такой подход не только позволяет утилизировать отходы угля, но и создает дополнительные возможности для использования угля в качестве недорогого прекурсора для углеродных продуктов, включая графит и углеродное волокно. Это открывает новые перспективы для энергетической отрасли, транспорта, национальной безопасности и развития возобновляемых источников энергии.
Исследования ученых CAER являются важным шагом в создании устойчивой экономики и снижении негативного воздействия на окружающую среду. Превращение угольных отходов в ценные углеродные продукты не только помогает решить проблему их накопления, но и способствует развитию инновационных технологий и созданию новых рабочих мест.
Источник:
Джон Д. Крэддок и др., Изотропное углеродное волокно, полученное из пека, из угольных отходов (John D. Craddock et al, Isotropic pitch-derived carbon fiber from waste coal), Carbon (2023). DOI: 10.1016/j.carbon.2023.118590
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Быстрозарядные литиевые аккумуляторы с графитовыми электродами
Исследователи из Технологического университета Хуачжун в Китае представили новую стратегию разработки быстрозаряжающихся литий-ионных батарей (LiB), которая может привести к значительному прогрессу в области энергетики и электроники. Их работа, опубликованная в журнале Nature Energy, открыла новые перспективы для увеличения скорости зарядки и улучшения емкости LiB.
Одной из основных проблем, ограничивающих быструю зарядку LiB, является десольватация Li+ в электролите и диффузия на границе твердого тела и электролита (SEI). Исследователи обнаружили, что использование материала на основе графита, а именно Li3P, может существенно снизить эти проблемы. Li3P способен обеспечить более низкий барьер десольватации Li+ и более быструю диффузионную способность Li+ через SEI по сравнению с обычными компонентами SEI.
Это открытие имеет огромное значение для развития электроники и энергетического сектора. Быстрозаряжающиеся LiB могут значительно улучшить эффективность электромобилей, позволяя им быстро заряжаться и ездить на большие расстояния без необходимости долгого ожидания зарядки. Кроме того, это также может привести к развитию новых портативных устройств, которые будут иметь более длительное время работы и меньше зависеть от постоянного подключения к источнику питания.
Однако, несмотря на все преимущества, исследователи признают, что еще предстоит провести дополнительные исследования и тесты, чтобы определить практическую применимость и эффективность новой стратегии. Возможно, потребуется время для коммерциализации этой технологии и ее внедрения в широкомасштабное производство.
Источник:
Шуйбин Ту и др., Возможность быстрой зарядки литий-ионных батарей на основе графита, обеспечиваемая межфазной фазой кристаллического твердого тела и электролита на основе Li3P (Shuibin Tu et al, Fast-charging capability of graphite-based lithium-ion batteries enabled by Li3P-based crystalline solid–electrolyte interphase), Nature Energy (2023). DOI: 10.1038/s41560-023-01387-5
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Исследователи из Технологического университета Хуачжун в Китае представили новую стратегию разработки быстрозаряжающихся литий-ионных батарей (LiB), которая может привести к значительному прогрессу в области энергетики и электроники. Их работа, опубликованная в журнале Nature Energy, открыла новые перспективы для увеличения скорости зарядки и улучшения емкости LiB.
Одной из основных проблем, ограничивающих быструю зарядку LiB, является десольватация Li+ в электролите и диффузия на границе твердого тела и электролита (SEI). Исследователи обнаружили, что использование материала на основе графита, а именно Li3P, может существенно снизить эти проблемы. Li3P способен обеспечить более низкий барьер десольватации Li+ и более быструю диффузионную способность Li+ через SEI по сравнению с обычными компонентами SEI.
Это открытие имеет огромное значение для развития электроники и энергетического сектора. Быстрозаряжающиеся LiB могут значительно улучшить эффективность электромобилей, позволяя им быстро заряжаться и ездить на большие расстояния без необходимости долгого ожидания зарядки. Кроме того, это также может привести к развитию новых портативных устройств, которые будут иметь более длительное время работы и меньше зависеть от постоянного подключения к источнику питания.
Однако, несмотря на все преимущества, исследователи признают, что еще предстоит провести дополнительные исследования и тесты, чтобы определить практическую применимость и эффективность новой стратегии. Возможно, потребуется время для коммерциализации этой технологии и ее внедрения в широкомасштабное производство.
Источник:
Шуйбин Ту и др., Возможность быстрой зарядки литий-ионных батарей на основе графита, обеспечиваемая межфазной фазой кристаллического твердого тела и электролита на основе Li3P (Shuibin Tu et al, Fast-charging capability of graphite-based lithium-ion batteries enabled by Li3P-based crystalline solid–electrolyte interphase), Nature Energy (2023). DOI: 10.1038/s41560-023-01387-5
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍5
Квантовое скремблирование - вопросов стало меньше
Квантовое скремблирование - это явление, которое за последние годы привлекло внимание физиков, так как они стремятся лучше понять, как квантовая информация распространяется в системах взаимодействующих частиц. В закрытых системах, где обмен энергией возможен только между частями системы, скремблирование является характерной чертой хаотической квантовой динамики. Однако в открытых системах, которые могут обмениваться энергией и веществом с окружающей средой, на скремблирование влияют дополнительные факторы, такие как шум и ошибки.
Два исследователя из Калифорнийского университета в Беркли и Гарвардского университета представили новую структуру, которая дает универсальную картину скремблирования информации в открытых квантовых системах. Их исследование, опубликованное в Physical Review Letters, предлагает простую точку зрения на распространение ошибок в открытых квантовых системах и может помочь объяснить некоторые ранее загадочные наблюдения, полученные в экспериментах по магнитному резонансу.
Ключевая идея исследования заключается в том, что шифрование информации в открытой системе зависит от влияния ошибок на "распределение размеров операторов" - характеристику сложности оператора с течением времени. Ранее было намекнуто на эту связь в некоторых исследованиях, но Шустер и Яо впервые ясно сформулировали это. Они обнаружили, что взаимодействие между ошибками может привести к изменению размеров операторов и, следовательно, к изменению шифрования информации в системе.
Это исследование открывает новые перспективы для понимания и моделирования скремблирования информации в квантовых системах. Понимание влияния ошибок на распределение размеров операторов может помочь улучшить квантовую коммуникацию и защиту информации от внешних воздействий. Будущие исследования в этой области могут привести к новым прорывам в развитии квантовых технологий и улучшению наших знаний о квантовой физике.
Источник:
Томас Шустер и др., Рост операторов в открытых квантовых системах (Thomas Schuster et al, Operator Growth in Open Quantum Systems), Physical Review Letters (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.160402
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Квантовое скремблирование - это явление, которое за последние годы привлекло внимание физиков, так как они стремятся лучше понять, как квантовая информация распространяется в системах взаимодействующих частиц. В закрытых системах, где обмен энергией возможен только между частями системы, скремблирование является характерной чертой хаотической квантовой динамики. Однако в открытых системах, которые могут обмениваться энергией и веществом с окружающей средой, на скремблирование влияют дополнительные факторы, такие как шум и ошибки.
Два исследователя из Калифорнийского университета в Беркли и Гарвардского университета представили новую структуру, которая дает универсальную картину скремблирования информации в открытых квантовых системах. Их исследование, опубликованное в Physical Review Letters, предлагает простую точку зрения на распространение ошибок в открытых квантовых системах и может помочь объяснить некоторые ранее загадочные наблюдения, полученные в экспериментах по магнитному резонансу.
Ключевая идея исследования заключается в том, что шифрование информации в открытой системе зависит от влияния ошибок на "распределение размеров операторов" - характеристику сложности оператора с течением времени. Ранее было намекнуто на эту связь в некоторых исследованиях, но Шустер и Яо впервые ясно сформулировали это. Они обнаружили, что взаимодействие между ошибками может привести к изменению размеров операторов и, следовательно, к изменению шифрования информации в системе.
Это исследование открывает новые перспективы для понимания и моделирования скремблирования информации в квантовых системах. Понимание влияния ошибок на распределение размеров операторов может помочь улучшить квантовую коммуникацию и защиту информации от внешних воздействий. Будущие исследования в этой области могут привести к новым прорывам в развитии квантовых технологий и улучшению наших знаний о квантовой физике.
Источник:
Томас Шустер и др., Рост операторов в открытых квантовых системах (Thomas Schuster et al, Operator Growth in Open Quantum Systems), Physical Review Letters (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.160402
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Странный металл: новые открытия в мире квантовой физики
В последних экспериментах, проведенных в Университете Райса, квантовый материал, известный как "странный металл", продемонстрировал необычно низкий уровень шума при работе с квантовыми флуктуациями. Опубликованные результаты исследования в журнале Science предоставили первое прямое свидетельство того, что электричество, вероятно, течет через странные металлы в форме необычной жидкости, которую трудно объяснить с точки зрения квантовых пакетов заряда, известных как квазичастицы.
Один из соавторов исследования, Дуг Нательсон, поделился своими мыслями: "Шум значительно подавляется по сравнению с обычными проводами. Возможно, это свидетельство того, что квазичастицы не являются четко определенными вещами или что их просто нет, и заряд движется более сложным образом. Нам нужно найти правильный словарь, чтобы говорить о том, как заряд может двигаться коллективно".
Эксперименты проводились на наноразмерных нитях материала с точным соотношением иттербия, родия и кремния (YbRh2Si2) 1-2-2, который является хорошо изученным квантово-критическим материалом. Этот материал обладает высокой степенью квантовой запутанности, что приводит к температурно-зависимому поведению. Например, при охлаждении ниже критической температуры, материал мгновенно переходит из немагнитного состояния в магнитное. При температурах чуть выше критического порога, YbRh2Si2 представляет собой "тяжелый фермионный" металл с квазичастицами, несущими заряд, которые в сотни раз массивнее голых электронов.
В металлах каждая квазичастица или дискретная единица заряда является продуктом сложных взаимодействий между электронами. Квазичастица - это концепция, которую физики используют для объяснения совокупного эффекта этих взаимодействий как единого квантового объекта для целей квантово-механических расчетов. Однако некоторые предыдущие теоретические исследования предполагали, что странные металлические носители заряда могут не быть квазичастицами.
Эти новые результаты открывают двери для дальнейших исследований в области странных металлов и их поведения. Понимание того, как заряд движется в таких материалах, может иметь важные практические применения в различных областях, включая разработку новых технологий передачи электричества с меньшими потерями и более эффективных электронных устройств.
Источник:
Лиян Чен и др., Дробовой шум в странном металле (Liyang Chen et al, Shot noise in a strange metal), Science (2023). DOI: 10.1126/science.abq6100
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
В последних экспериментах, проведенных в Университете Райса, квантовый материал, известный как "странный металл", продемонстрировал необычно низкий уровень шума при работе с квантовыми флуктуациями. Опубликованные результаты исследования в журнале Science предоставили первое прямое свидетельство того, что электричество, вероятно, течет через странные металлы в форме необычной жидкости, которую трудно объяснить с точки зрения квантовых пакетов заряда, известных как квазичастицы.
Один из соавторов исследования, Дуг Нательсон, поделился своими мыслями: "Шум значительно подавляется по сравнению с обычными проводами. Возможно, это свидетельство того, что квазичастицы не являются четко определенными вещами или что их просто нет, и заряд движется более сложным образом. Нам нужно найти правильный словарь, чтобы говорить о том, как заряд может двигаться коллективно".
Эксперименты проводились на наноразмерных нитях материала с точным соотношением иттербия, родия и кремния (YbRh2Si2) 1-2-2, который является хорошо изученным квантово-критическим материалом. Этот материал обладает высокой степенью квантовой запутанности, что приводит к температурно-зависимому поведению. Например, при охлаждении ниже критической температуры, материал мгновенно переходит из немагнитного состояния в магнитное. При температурах чуть выше критического порога, YbRh2Si2 представляет собой "тяжелый фермионный" металл с квазичастицами, несущими заряд, которые в сотни раз массивнее голых электронов.
В металлах каждая квазичастица или дискретная единица заряда является продуктом сложных взаимодействий между электронами. Квазичастица - это концепция, которую физики используют для объяснения совокупного эффекта этих взаимодействий как единого квантового объекта для целей квантово-механических расчетов. Однако некоторые предыдущие теоретические исследования предполагали, что странные металлические носители заряда могут не быть квазичастицами.
Эти новые результаты открывают двери для дальнейших исследований в области странных металлов и их поведения. Понимание того, как заряд движется в таких материалах, может иметь важные практические применения в различных областях, включая разработку новых технологий передачи электричества с меньшими потерями и более эффективных электронных устройств.
Источник:
Лиян Чен и др., Дробовой шум в странном металле (Liyang Chen et al, Shot noise in a strange metal), Science (2023). DOI: 10.1126/science.abq6100
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2🤔1
Современные технологии помогли раскрыть загадку доломита
Доломит - это минерал, который встречается в различных географических областях, таких как Доломитовые Альпы в Италии, Ниагарский водопад, Белые скалы Дувра и Худу в штате Юта. Однако, несмотря на его широкое распространение в породах возрастом более 100 миллионов лет, он почти отсутствует в более молодых образованиях. Эта загадка, известная как "Проблема Доломитов", долгое время беспокоила ученых.
Недавно команде исследователей из Мичиганского университета и Университета Хоккайдо в Японии удалось разрешить эту геологическую загадку благодаря новой теории, основанной на атомном моделировании. В течение 200 лет ученым не удавалось вырастить доломит в лаборатории в условиях, аналогичных естественному процессу его формирования. Однако теперь, благодаря новым исследованиям, они смогли достичь успеха.
Секрет заключался в устранении дефектов минеральной структуры доломита по мере его роста. При естественном образовании доломита в воде атомы аккуратно осаждаются на краю растущей поверхности кристалла. Однако, край роста доломита состоит из чередующихся рядов кальция и магния, и атомы этих элементов случайным образом прикрепляются к растущим кристаллам, создавая дефекты. Эти дефекты препятствуют образованию дополнительных слоев доломита, замедляя его рост.
Исследователям удалось решить эту проблему, проводя многократное смывание дефектов, например, с помощью дождя или приливов. Неупорядоченные атомы, которые менее стабильны, чем атомы в правильном положении, растворяются первыми при промывании минерала водой. Таким образом, слой доломита может сформироваться всего за несколько лет.
Для точного моделирования роста доломита исследователям пришлось рассчитать силу взаимодействия между атомами и существующей поверхностью доломита. Это требовало оценки энергии каждого отдельного взаимодействия между электронами и атомами в растущем кристалле.
Источник:
Джунсу Ким и др. Растворение обеспечивает рост кристаллов доломита в условиях окружающей среды (Joonsoo Kim et al, Dissolution enables dolomite crystal growth near ambient conditions), Science (2023). DOI: 10.1126/science.adi3690
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Доломит - это минерал, который встречается в различных географических областях, таких как Доломитовые Альпы в Италии, Ниагарский водопад, Белые скалы Дувра и Худу в штате Юта. Однако, несмотря на его широкое распространение в породах возрастом более 100 миллионов лет, он почти отсутствует в более молодых образованиях. Эта загадка, известная как "Проблема Доломитов", долгое время беспокоила ученых.
Недавно команде исследователей из Мичиганского университета и Университета Хоккайдо в Японии удалось разрешить эту геологическую загадку благодаря новой теории, основанной на атомном моделировании. В течение 200 лет ученым не удавалось вырастить доломит в лаборатории в условиях, аналогичных естественному процессу его формирования. Однако теперь, благодаря новым исследованиям, они смогли достичь успеха.
Секрет заключался в устранении дефектов минеральной структуры доломита по мере его роста. При естественном образовании доломита в воде атомы аккуратно осаждаются на краю растущей поверхности кристалла. Однако, край роста доломита состоит из чередующихся рядов кальция и магния, и атомы этих элементов случайным образом прикрепляются к растущим кристаллам, создавая дефекты. Эти дефекты препятствуют образованию дополнительных слоев доломита, замедляя его рост.
Исследователям удалось решить эту проблему, проводя многократное смывание дефектов, например, с помощью дождя или приливов. Неупорядоченные атомы, которые менее стабильны, чем атомы в правильном положении, растворяются первыми при промывании минерала водой. Таким образом, слой доломита может сформироваться всего за несколько лет.
Для точного моделирования роста доломита исследователям пришлось рассчитать силу взаимодействия между атомами и существующей поверхностью доломита. Это требовало оценки энергии каждого отдельного взаимодействия между электронами и атомами в растущем кристалле.
Источник:
Джунсу Ким и др. Растворение обеспечивает рост кристаллов доломита в условиях окружающей среды (Joonsoo Kim et al, Dissolution enables dolomite crystal growth near ambient conditions), Science (2023). DOI: 10.1126/science.adi3690
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2🔥1
Цельнометаллический фуллерен, но нестабильный
Недавно группа химиков из Нанкайского университета, Нанкинского технологического университета, Шаньсийского университета и Университета Сан-Себастьяна в Чили совместно провели удивительное исследование, результатом которого стало создание фуллереноподобной молекулы, состоящей полностью из атомов металлов. Этот прорыв был опубликован в журнале Science и может иметь большое значение для научных исследований.
Фуллерены - это особые формы углерода, образующие закрытую клеточную структуру. Ранее уже были созданы неорганические фуллерены, но ни один из них не был полностью металлическим. В новой работе исследователи смогли создать фуллереноподобную молекулу, состоящую из 20 атомов сурьмы, 12 атомов золота и одного атома калия. Это достигнуто путем кристаллизации и использования метода синтеза, объединяющего высокотемпературный твердофазный синтез с металлоорганической химией.
Структура молекулы представляет собой додекаэдрический кластер, где атом калия находится в центре, а атомы сурьмы образуют вершины. Атомы золота расположены в центре каждой грани. Это открытие было совершенно неожиданным для исследователей, которые, хотя и знали, что создают что-то новое, не предполагали, что получат такую уникальную структуру.
К сожалению, молекула оказалась крайне нестабильной, что делает ее малопригодной для практического использования. Однако, это открытие дает ценную информацию о взаимосвязи между металлами в целом, что может быть полезным для различных исследований. Например, ученые обратили внимание на часть структуры, где две грани соединяются бок о бок, образуя форму бабочки. Это наблюдение может иметь важное значение для дальнейших исследований в области металлогенетики и катализа.
Источник:
Ю-Хе Сюй и др., Цельнометаллический фуллерен (Yu-He Xu et al, An all-metal fullerene), Science (2023). DOI: 10.1126/science.adj6491
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Недавно группа химиков из Нанкайского университета, Нанкинского технологического университета, Шаньсийского университета и Университета Сан-Себастьяна в Чили совместно провели удивительное исследование, результатом которого стало создание фуллереноподобной молекулы, состоящей полностью из атомов металлов. Этот прорыв был опубликован в журнале Science и может иметь большое значение для научных исследований.
Фуллерены - это особые формы углерода, образующие закрытую клеточную структуру. Ранее уже были созданы неорганические фуллерены, но ни один из них не был полностью металлическим. В новой работе исследователи смогли создать фуллереноподобную молекулу, состоящую из 20 атомов сурьмы, 12 атомов золота и одного атома калия. Это достигнуто путем кристаллизации и использования метода синтеза, объединяющего высокотемпературный твердофазный синтез с металлоорганической химией.
Структура молекулы представляет собой додекаэдрический кластер, где атом калия находится в центре, а атомы сурьмы образуют вершины. Атомы золота расположены в центре каждой грани. Это открытие было совершенно неожиданным для исследователей, которые, хотя и знали, что создают что-то новое, не предполагали, что получат такую уникальную структуру.
К сожалению, молекула оказалась крайне нестабильной, что делает ее малопригодной для практического использования. Однако, это открытие дает ценную информацию о взаимосвязи между металлами в целом, что может быть полезным для различных исследований. Например, ученые обратили внимание на часть структуры, где две грани соединяются бок о бок, образуя форму бабочки. Это наблюдение может иметь важное значение для дальнейших исследований в области металлогенетики и катализа.
Источник:
Ю-Хе Сюй и др., Цельнометаллический фуллерен (Yu-He Xu et al, An all-metal fullerene), Science (2023). DOI: 10.1126/science.adj6491
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Нейросети из света: новые достижения
Глубокое обучение привнесло значительные изменения в обработку и использование данных. Однако с ростом объемов данных и возрастающими вычислительными требованиями нам необходимы более эффективные методы обработки, хранения и анализа информации. В этой области оптические вычисления представляют собой следующий прорыв в компьютерных технологиях. Вместо использования электронных сигналов, оптические вычисления основываются на свойствах световых волн, таких как длина волны и поляризация. Дифракционные глубокие нейронные сети (D2NN) используют эти свойства для выполнения задач, таких как распознавание изображений и объектов. Такие сети состоят из двумерных массивов пикселей, представленных в виде дифракционных слоев. Каждый пиксель является настраиваемым параметром, который влияет на свойства проходящих через него световых волн. Это уникальная конструкция позволяет сетям выполнять вычисления, манипулируя информацией, содержащейся в световых волнах. До сих пор D2NN использовали свойства световых волн, такие как интенсивность, фаза, поляризация и длина волны.
В последнем исследовании, опубликованном в Advanced Photonics Nexus, ученые из Китайского университета Миньцзу, Пекинского университета и Шаньсийского университета представили новое развитие в области D2NN. Они разработали три D2NN с дифракционными слоями, способными распознавать объекты, используя информацию, содержащуюся в орбитальном угловом моменте (ОАМ) света. ОАМ - это свойство световых волн, связанное с их вращением или скручивающим движением. Оно может принимать бесконечное количество независимых значений, каждое из которых соответствует определенному режиму света. Благодаря широкому спектру возможных состояний или режимов, ОАМ может передавать пространственную информацию, такую как положение, расположение или структура объектов.
Предложенные в исследовании D2NN с дифракционными слоями и кодировкой ОАМ имеют большой потенциал для решения задач классификации. Однодетекторные D2NN с кодировкой ОАМ могут использоваться для одно- и многозадачной классификации, а многодетекторные D2NN с кодировкой ОАМ - для повторяемой многозадачной классификации. Это открывает новые возможности для применения оптических вычислений в различных сферах, таких как компьютерное зрение, обработка изображений и распознавание образов.
Источник:
Куо Чжан и др., Расширенная полностью оптическая классификация с использованием дифракционных сетей, кодированных по орбитальному угловому моменту (Kuo Zhang et al, Advanced all-optical classification using orbital-angular-momentum-encoded diffractive networks), Advanced Photonics Nexus (2023). DOI: 10.1117/1.APN.2.6.066006
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Глубокое обучение привнесло значительные изменения в обработку и использование данных. Однако с ростом объемов данных и возрастающими вычислительными требованиями нам необходимы более эффективные методы обработки, хранения и анализа информации. В этой области оптические вычисления представляют собой следующий прорыв в компьютерных технологиях. Вместо использования электронных сигналов, оптические вычисления основываются на свойствах световых волн, таких как длина волны и поляризация. Дифракционные глубокие нейронные сети (D2NN) используют эти свойства для выполнения задач, таких как распознавание изображений и объектов. Такие сети состоят из двумерных массивов пикселей, представленных в виде дифракционных слоев. Каждый пиксель является настраиваемым параметром, который влияет на свойства проходящих через него световых волн. Это уникальная конструкция позволяет сетям выполнять вычисления, манипулируя информацией, содержащейся в световых волнах. До сих пор D2NN использовали свойства световых волн, такие как интенсивность, фаза, поляризация и длина волны.
В последнем исследовании, опубликованном в Advanced Photonics Nexus, ученые из Китайского университета Миньцзу, Пекинского университета и Шаньсийского университета представили новое развитие в области D2NN. Они разработали три D2NN с дифракционными слоями, способными распознавать объекты, используя информацию, содержащуюся в орбитальном угловом моменте (ОАМ) света. ОАМ - это свойство световых волн, связанное с их вращением или скручивающим движением. Оно может принимать бесконечное количество независимых значений, каждое из которых соответствует определенному режиму света. Благодаря широкому спектру возможных состояний или режимов, ОАМ может передавать пространственную информацию, такую как положение, расположение или структура объектов.
Предложенные в исследовании D2NN с дифракционными слоями и кодировкой ОАМ имеют большой потенциал для решения задач классификации. Однодетекторные D2NN с кодировкой ОАМ могут использоваться для одно- и многозадачной классификации, а многодетекторные D2NN с кодировкой ОАМ - для повторяемой многозадачной классификации. Это открывает новые возможности для применения оптических вычислений в различных сферах, таких как компьютерное зрение, обработка изображений и распознавание образов.
Источник:
Куо Чжан и др., Расширенная полностью оптическая классификация с использованием дифракционных сетей, кодированных по орбитальному угловому моменту (Kuo Zhang et al, Advanced all-optical classification using orbital-angular-momentum-encoded diffractive networks), Advanced Photonics Nexus (2023). DOI: 10.1117/1.APN.2.6.066006
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Необычное поведение экситонов: на шаг ближе к бытовым квантовым компьютерам
Новый вид "провода" для перемещения экситонов, разработанный в Мичиганском университете, открывает новые перспективы в создании устройств, включая квантовые компьютеры при комнатной температуре. Экситоны - это электроны, связанные с положительно заряженным пространством в решетке материала, и их перемещение может быть ограничено различными факторами, такими как паразитные емкости и потери энергии.
Однако исследователи обнаружили резкое нарушение соотношения Эйнштейна, которое обычно используется для описания движения частиц в пространстве, и использовали это для перемещения экситонов в более компактных упаковках. Это открывает возможности для создания более эффективных устройств, которые могут использовать комбинацию оптики и экситоники вместо электроники.
Экситоны также обладают способностью преобразовываться в свет и обратно, что делает их идеальными для использования в квантовых вычислениях. Они могут кодировать квантовую информацию и удерживать ее дольше, чем электроны в полупроводниках. Однако время удержания экситонов до сих пор измерялось в пикосекундах (10^-12 секунд), исследователи пытаются использовать фемтосекундные лазерные импульсы (10^-15 секунд) для обработки информации.
Ранее было предложено использовать акустические волны для перемещения экситонов через полупроводники. Теперь с помощью новой пирамидальной структуры удалось обеспечить более точный транспорт экситонов, ограниченных одним измерением, похожим на провод. Это открывает новые возможности для создания устройств, которые могут использовать экситоны для передачи информации.
Источник:
Зидонг Ли и др., Улучшенный дрейфовый транспорт экситонов посредством подавленной диффузии в одномерных направляющих (Zidong Li et al, Enhanced Exciton Drift Transport through Suppressed Diffusion in One-Dimensional Guides), ACS Nano (2023). DOI: 10.1021/acsnano.3c04870
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Новый вид "провода" для перемещения экситонов, разработанный в Мичиганском университете, открывает новые перспективы в создании устройств, включая квантовые компьютеры при комнатной температуре. Экситоны - это электроны, связанные с положительно заряженным пространством в решетке материала, и их перемещение может быть ограничено различными факторами, такими как паразитные емкости и потери энергии.
Однако исследователи обнаружили резкое нарушение соотношения Эйнштейна, которое обычно используется для описания движения частиц в пространстве, и использовали это для перемещения экситонов в более компактных упаковках. Это открывает возможности для создания более эффективных устройств, которые могут использовать комбинацию оптики и экситоники вместо электроники.
Экситоны также обладают способностью преобразовываться в свет и обратно, что делает их идеальными для использования в квантовых вычислениях. Они могут кодировать квантовую информацию и удерживать ее дольше, чем электроны в полупроводниках. Однако время удержания экситонов до сих пор измерялось в пикосекундах (10^-12 секунд), исследователи пытаются использовать фемтосекундные лазерные импульсы (10^-15 секунд) для обработки информации.
Ранее было предложено использовать акустические волны для перемещения экситонов через полупроводники. Теперь с помощью новой пирамидальной структуры удалось обеспечить более точный транспорт экситонов, ограниченных одним измерением, похожим на провод. Это открывает новые возможности для создания устройств, которые могут использовать экситоны для передачи информации.
Источник:
Зидонг Ли и др., Улучшенный дрейфовый транспорт экситонов посредством подавленной диффузии в одномерных направляющих (Zidong Li et al, Enhanced Exciton Drift Transport through Suppressed Diffusion in One-Dimensional Guides), ACS Nano (2023). DOI: 10.1021/acsnano.3c04870
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Тепловые энергоэффективные вычисления
В последние десятилетия физики и инженеры искали способы повторного использования потерянной энергии, которая возникает при нагреве электронных устройств. Теперь, благодаря совместным усилиям ученых из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Центрально-Южного университета в Китае, появился новый подход, который может изменить игру в области энергоэффективной обработки данных.
Доктор Джамал Беракдар, профессор физики в Университете Мартина Лютера, объясняет, что одной из проблем было сложное направление и контроль тепловых сигналов. Однако именно это необходимо для использования тепловых сигналов в надежной обработке данных. Результаты исследования команды были опубликованы в журнале Advanced Electronic Materials.
Идея состоит в использовании непроводящих магнитных полос вместе с обычными металлическими проставками вместо обычных электронных схем. Эта необычная комбинация позволяет контролируемо проводить и усиливать тепловые сигналы для питания логических вычислительных операций и тепловых диодов. Однако, как отмечает Беракдар, одним из недостатков нового метода является его скорость, которая в настоящее время не соответствует требованиям современных смартфонов.
Тем не менее, этот новый метод может стать перспективным для использования в компьютерах следующего поколения, которые будут предназначены для выполнения энергосберегающих расчетов. Вместе с тем, он может способствовать экономии энергии в сфере информационных технологий путем эффективного использования избыточного тепла.
Источник:
Си-гуан Ван и др., Спинтронные термодиоды и логические элементы с поддержкой PT-симметрии (Xi‐guang Wang et al, PT‐Symmetry Enabled Spintronic Thermal Diodes and Logic Gates), Advanced Electronic Materials (2023). DOI: 10.1002/aelm.202300325
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
В последние десятилетия физики и инженеры искали способы повторного использования потерянной энергии, которая возникает при нагреве электронных устройств. Теперь, благодаря совместным усилиям ученых из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Центрально-Южного университета в Китае, появился новый подход, который может изменить игру в области энергоэффективной обработки данных.
Доктор Джамал Беракдар, профессор физики в Университете Мартина Лютера, объясняет, что одной из проблем было сложное направление и контроль тепловых сигналов. Однако именно это необходимо для использования тепловых сигналов в надежной обработке данных. Результаты исследования команды были опубликованы в журнале Advanced Electronic Materials.
Идея состоит в использовании непроводящих магнитных полос вместе с обычными металлическими проставками вместо обычных электронных схем. Эта необычная комбинация позволяет контролируемо проводить и усиливать тепловые сигналы для питания логических вычислительных операций и тепловых диодов. Однако, как отмечает Беракдар, одним из недостатков нового метода является его скорость, которая в настоящее время не соответствует требованиям современных смартфонов.
Тем не менее, этот новый метод может стать перспективным для использования в компьютерах следующего поколения, которые будут предназначены для выполнения энергосберегающих расчетов. Вместе с тем, он может способствовать экономии энергии в сфере информационных технологий путем эффективного использования избыточного тепла.
Источник:
Си-гуан Ван и др., Спинтронные термодиоды и логические элементы с поддержкой PT-симметрии (Xi‐guang Wang et al, PT‐Symmetry Enabled Spintronic Thermal Diodes and Logic Gates), Advanced Electronic Materials (2023). DOI: 10.1002/aelm.202300325
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1