InGenium
1.27K subscribers
96 photos
9 videos
670 links
Канал посвящён, главным образом, популяризации прикладных и технических наук, но не ограничивается ими! Здесь Вы найдёте новости науки, техники и технологий и другие интересные посты.

Поддержать проект
https://boosty.to/ingenium
Download Telegram
Новая технология светодиодов для иммерсивных дисплеев.

Дополненная реальность и другие иммерсивные технологии действительно преобразуют наш опыт игр, наблюдений и обучения. Они позволяют нам окунуться в виртуальные миры, где все кажется настоящим. Однако, для достижения максимального реализма и качества визуализации, необходимы улучшенные светодиоды.

В исследовании, проведенном группой исследователей из Университета Мейджо и Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST), были разработаны новые светодиоды, которые могут полностью раскрыть потенциал иммерсивных дисплеев. Они создали простые в изготовлении светодиоды с использованием доступных методов производства, что позволяет легко интегрировать их в современные приложения дополненной реальности.

Разрешение, детализация и широта цвета играют важную роль в создании реалистичного опыта дополненной и виртуальной реальности. Чтобы достичь этих характеристик, полупроводники из нитрида галлия и индия являются идеальными материалами для светодиодов. Исследователи разместили синие, зеленые и красные микросветодиодные массивы на одной пластине, соединив их туннельными переходами на основе квантовомеханического принципа транспорта электронов через тонкий изолирующий слой. Это создало сложную меза-архитектуру с пиксельной плотностью впечатляющих 330 пикселей на дюйм.

Светодиоды, разработанные исследователями, имеют длины волн излучения 486, 514 и 604 нанометра для синего, зеленого и красного света соответственно. Полная ширина спектра излучения на половине максимума позволяет достичь яркого и отчетливого отображения цветов. Это важно для создания реалистичных визуальных эффектов и глубокой иммерсии в виртуальных мирах.

Разработка улучшенных светодиодов является ключевым фактором для дальнейшего развития иммерсивных технологий. Они позволят нам еще глубже погрузиться в виртуальные миры, создавая невероятно реалистичные визуальные и зрительные эффекты. Благодаря этим улучшенным светодиодам, мы сможем наслаждаться играми, фильмами и обучающими программами с невероятной глубиной и качеством, которые ранее казались недостижимыми.

DOI: 10.35848/1882-0786/aced7c
👍21
Двухлитровый двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде.

Исследователи из Кореи разработали новую технологию для двигателя легкового автомобиля, работающего на водороде. Эта технология, известная как "водородный двигатель с непосредственным впрыском топлива", обеспечивает полную работу двигателя на водородном топливе.

Исследовательская группа, состоящая из ученых Корейского института машин и материалов (KIMM) и компании Hyundai-Kia Motor Company (HMC), успешно продемонстрировала превосходство этой новой технологии. Они осуществляли впрыск водорода непосредственно в камеру сгорания двигателя гибридного автомобиля HMC при давлении более 30 бар. С помощью турбонагнетателя, который оптимизирует работу двигателя, исследователи смогли поддерживать высокую тепловую КПД во всех режимах работы двигателя, обеспечивая стабильную работу на протяжении всего периода эксплуатации.

Одной из основных проблем, с которыми сталкиваются двигатели с впрыском в порт, является снижение топливной эффективности и производительности из-за обратного пламени водородного топлива и воздуха. Однако новая технология решает эту проблему путем впрыска водородного топлива под высоким давлением непосредственно в камеру сгорания. Высокая степень сжатия, расслоение топлива и сверхбедное сгорание содействуют максимальной эффективности работы двигателя.

Эта новая технология водородного двигателя может иметь значительный потенциал для применения в автомобильной промышленности и транспортной отрасли в целом. Работающий на водороде двигатель обладает рядом преимуществ, включая нулевые выбросы углерода и более высокую энергоэффективность по сравнению с двигателями, работающими на традиционных топливах.

DOI: 10.1016/j.ijhydene.2022.04.274
👍2🤔1
Будущее самообучающихся физических фотонных нейроморфных машин.

В последние годы искусственный интеллект (ИИ) и искусственные нейронные сети стали неотъемлемой частью нашей жизни. Однако, несмотря на значительные достижения, мы все еще далеки от создания систем, способных сравниться с возможностями человеческого мозга. Энергопотребление и вычислительная мощность цифровых эмуляций нейронных сетей ограничивают их применение в различных областях. В свете этих ограничений, ученые Виктор Лопес-Пастор и Флориан Марквардт предлагают новую концепцию нейроморфных вычислений, основанную на самообучающихся физических нейроморфных машинах.

Нейроморфные системы моделируют работу естественных нейронных сетей, позволяя выполнять вычисления параллельно, как это делает человеческий мозг. В отличие от цифровых эмуляций, нейроморфные компьютеры потребляют меньше энергии и требуют меньше времени для обучения.

Исследователи также исследуют возможности использования фотонных схем для нейроморфных вычислений. Фотоны, частицы света, могут быть использованы для передачи и обработки информации вместо традиционных электрических сигналов. Это позволяет снизить энергопотребление в сравнении с традиционными цифровыми компьютерами. Фотонные схемы также обладают высокой скоростью передачи данных и могут обрабатывать большие объемы информации параллельно.

Однако, несмотря на все преимущества, самообучающиеся физические нейроморфные машины все еще находятся в стадии исследования и разработки. Ученые продолжают работать над разработкой новых подходов к обучению ИИ, чтобы сделать его более эффективным и устойчивым.

https://telegra.ph/Koncepciya-samoobuchayushchejsya-fizicheskoj-nejromorfnoj-mashiny-09-11
👍2
Поваренная соль - интересное открытие в области переработки пластиковых отходов.

Мухаммад Рабнаваз и его команда из Мичиганского государственного университета обнаружили, что хлорид натрия, или поваренная соль, может быть эффективной альтернативой дорогостоящим материалам, используемым для переработки пластика.

Одна из главных проблем с переработкой пластика заключается в том, что получаемые материалы не являются достаточно ценными для оправдания затрат на их переработку. В результате около 90% пластиковых отходов в Соединенных Штатах попадает на свалки или загрязняет окружающую среду. Однако поваренная соль может изменить эту ситуацию.

При использовании процесса переработки пластика, известного как пиролиз, поваренная соль демонстрирует удивительные результаты. Пиролиз - это процесс, в ходе которого пластик разлагается на более простые соединения на основе углерода, такие как газ, жидкое масло и твердый воск. Однако восковой компонент не всегда желателен.

Рабнаваз и его команда обнаружили, что поваренная соль превосходит дорогостоящие катализаторы, используемые в этом процессе. Она обладает отличной теплопроводностью, что способствует более эффективному расщеплению пластика. Это открытие может значительно снизить затраты на переработку пластика и привлечь внимание крупных компаний в этой отрасли.

Одна из таких компаний, Conagra Brands, уже поддержала исследование Рабнаваза и его команды. Это свидетельствует о потенциальной перспективе использования поваренной соли в промышленных масштабах.

Переработка пластика является огромной проблемой, и нахождение простого, недорогого и эффективного способа может сыграть решающую роль в сохранении окружающей среды. Открытие Рабнаваза и его команды представляет собой важный шаг в этом направлении и может стать ключевым фактором в борьбе с проблемой пластиковых отходов.

DOI: 10.1002/adsu.202300306
👍4
Радиочастотное зрение: новые возможности и потенциальные применения

Ваш роутер может подсматривать за Вами через стену! Хотя это звучит как шутка, но современные технологии радиочастотного зрения, разработанные учеными из Калифорнийского университета, делают это возможным. Используя геометрическую теорию дифракции и конусы Келлера, исследователи разработали метод, позволяющий получать высококачественные изображения объектов через стены.

Важным достижением исследователей стало отображение английского алфавита через стены с помощью Wi-Fi. Эта задача считалась сложной из-за ограничений радиочастотных сигналов. Однако, благодаря инновационному подходу, ученые смогли преодолеть эти ограничения и получить четкие изображения.

Основой для этой работы послужила предыдущая разработка лаборатории профессора Мостофи, которая также использовала радиочастотные сигналы, включая Wi-Fi, для различных приложений. Исследователи провели дополнительные исследования, чтобы изучить влияние различных параметров на систему визуализации на основе краев. Это позволило им улучшить качество изображений и расширить возможности новой технологии.

https://telegra.ph/Vash-router-mozhet-podsmatrivat-za-Vami-cherez-stenu-SHutka-No-ehto-vozmozhno-09-12
👍3
Новый метод исследования квантовых материалов.

Квантовые материалы обладают уникальными и экзотическими свойствами, которые могут быть использованы в будущих технологиях вычислений и в энергетике. Они обладают электронными, магнитными и оптическими характеристиками, возникающими из сложного взаимодействия электронов и атомных ядер в материале.

Для изучения этих взаимодействий исследователи используют короткие импульсы рентгеновских или электронных лучей. Однако, проблема возникает, когда речь идет о исследовании малых образцов квантовых материалов, которые имеют размеры всего несколько микрон и образуются в виде кристаллов шириной всего в одну десятую ширины человеческого волоса.

Для решения этой проблемы исследователи разработали новый метод, использующий специализированный источник электронов, который позволяет получать более качественные изображения и более точное понимание функционирования квантовых материалов в атомных масштабах пространства и времени.

Одна из технологий, применяемых в этом методе, - это использование сверхбыстрого электронного луча, который генерируется с помощью фотоэмиссии. Обычно, лазерный свет выбивает электроны из простого металла, такого как медь, и создает короткий электронный импульс. Однако, проблема заключается в том, что эти электроны могут двигаться в разных направлениях, что ограничивает разрешение и точность изображений.

В новом методе исследователи использовали специальный источник электронов, который позволяет существенно улучшить качество электронного луча. Это позволяет получать более четкие изображения образцов квантовых материалов и наблюдать процессы, происходящие менее чем за триллионную долю секунды.

Этот прогресс в исследовании квантовых материалов может иметь важные последствия для развития будущих технологий. Более глубокое понимание свойств и взаимодействий квантовых материалов может помочь в создании новых вычислительных и энергетических систем, которые будут более эффективными и передовыми.

DOI: 10.1063/4.0000138
👍1
Специальное неизлучающее оборудование для километрового низкочастотного телескопа.

Команда исследователей, инженеров и техников разработала интересный и уникальный продукт под банальным названием "SMART-бокс", который обеспечивает питание крупнейшего в мире радиотелескопа. Он служит для распределения мощности и сигнала и является важным компонентом километрового низкочастотного телескопа (Square Kilometer Array Low frequency, SKA-Low), который в настоящее время строится в Западной Австралии.

Специалисты из Университета Кертина Международного центра радиоастрономических исследований (ICRAR) в течение 10 лет разрабатывали и в итоге построили первый комплект из 24 блоков SMART. Эти блоки обеспечивают электропитание 131 072 антенн телескопа SKA-Low и собирают сигналы, полученные с неба, для дальнейшей обработки. Однако, размещение электрических устройств среди антенн представляло серьезную проблему для чувствительного оборудования.

Телескоп SKA-Low будет принимать исключительно слабые сигналы, путешествующие по Вселенной миллиарды лет. Поэтому, чтобы обнаружить эти слабые сигналы, телескоп SKA-Low строится на территории, практически нетронутой техногенными радиосигналами, вдали от помех, создаваемых современными технологиями. Однако, самым большим потенциальным источником помех оказалась электроника, размещенная рядом с антеннами. Именно здесь вступает в действие блок SMART, разработанный командой ICRAR.

Основной задачей команды было создание "радиотихих" деталей, которые излучали бы минимальное количество помех, чтобы не влиять на работу телескопа. Более шумные детали были заменены на специально подобранные "тихие" компоненты. Затем эти детали были упакованы в специально разработанный футляр, чтобы предотвратить утечку случайных радиоволн.

Перед выпуском продукта на рынок блоки SMART были подвергнуты строгим испытаниям на электромагнитном испытательном стенде в Южной Африке. И результаты этих испытаний превзошли все ожидания, подтверждая высокие показатели радиотишины блоков SMART, разработанных ICRAR.

Телескоп SKA-Low сможет обнаруживать слабые сигналы, которые до этого были недоступны для исследования. Благодаря инновационным технологиям и уникальным разработкам, команда ICRAR сделала значительный вклад в развитие радиоастрономии и открытие новых горизонтов нашего понимания Вселенной.
👍1
Горячие перчатки против вирусов.

Новый композиционный материал, разработанный инженерами Университета Райса, потенциально может стать прорывом в области индивидуальной защиты и борьбы с вирусами. Этот материал накапливает смертельное тепло для вирусов на своей внешней поверхности и при этом сохраняет прохладу на обратной стороне. Такое свойство позволяет эффективно обеззараживать поверхность материала от вирусов, включая SARS-CoV-2, менее чем за 5 секунд, уничтожая почти 99,9% вирусов.

Одна из ключевых особенностей этого материала заключается в его потенциале для сокращения загрязнения окружающей среды и углеродного следа. Носимые предметы, изготовленные из этого материала, могут выдерживать сотни применений. Например, одна пара перчаток из этого материала может предотвратить почти 20 фунтов отходов, которые обычно возникают при использовании одноразовых нитриловых перчаток.

Для обеззараживания материал использует электрический ток, который быстро нагревает его внешнюю поверхность до температуры выше 100 градусов по Цельсию. При этом температура на обратной стороне, близкой к коже пользователя, остается близкой к нормальной температуре тела, около 36 градусов по Цельсию. Это гарантирует эффективное обеззараживание без повреждения защитного оборудования.

Разработка носимых устройств, способных быстро нагреваться до требуемых температур, была сложной задачей, но исследования, проведенные в лаборатории профессора Ижи Джейн Тао, показали впечатляющие результаты. Экспериментальные данные соответствуют предсказаниям, и перчатки успешно прошли тест на инфекционность, что делает их надежной защитой от различных вирусов.

Одним из важных достижений этого материала является его эластичность и легкость, несмотря на разницу в температуре между внешней и внутренней поверхностями. Это открывает новые перспективы для применения материала в различных областях, включая медицину, путешествия и общественные мероприятия.

В целом, этот новый материал представляет собой значительный прогресс в сфере индивидуальной защиты и борьбы с вирусами. Его способность быстро и эффективно обеззараживать поверхности, долговечность и потенциал для сокращения загрязнения окружающей среды делают его перспективным вариантом для будущих разработок и применений в борьбе с пандемиями и защитой здоровья людей.

Осталось придумать, как не забыть, что твои перчатки могут вскипятить воду и не дотронуться до другого человека. Возможно, к этому материалу надо добавить возможность менять цвет в зависимости от температуры. Перчатки красные - можешь обжечь, синие - можно пёсика погладить )

DOI: 10.1021/acsami.3c09063
👍2
Новые супермагниты могут "разморозить" квантовые вычисления.

Квантовые вычисления представляют собой одну из самых волнующих и перспективных областей современной науки. Они обещают революционизировать различные отрасли, включая здравоохранение и науку, позволяя решать сложные вычислительные задачи значительно быстрее, чем с помощью классических компьютеров. Однако, квантовые компьютеры сталкиваются с ограничением — они могут работать только при очень низких температурах.

Недавно физики из Техасского университета в Эль-Пасо сделали важный прорыв в этой области. Под руководством доктора Ахмеда Эль-Генди они разработали высокомагнитный материал, который может использоваться для квантовых вычислений при обычной температуре. Этот материал обладает магнитными свойствами, превосходящими чистое железо в 100 раз. Исследование, описывающее этот материал, было опубликовано в летнем выпуске журнала Applied Physics Letters.

Магниты, которые используются в квантовых компьютерах, играют важную роль в увеличении скорости вычислений. Однако, до сих пор они могли работать только при низких температурах, близких к абсолютному нулю. Теперь, благодаря новому материалу, ученые смогут использовать магниты в квантовых вычислениях при комнатной температуре. Это открывает новые возможности для развития квантовых компьютеров и устраняет проблему дорогостоящего охлаждения.

Кроме того, команда из Техасского университета сосредоточилась на разработке магнитов, которые не требуют редкоземельных материалов. В настоящее время большинство магнитов изготавливаются из таких материалов, которые являются ограниченными ресурсами. Однако, по словам доктора Эль-Генди, скоро может возникнуть проблема нехватки этих материалов для производства магнитов в любой отрасли. Поэтому исследователи стремятся найти альтернативные материалы, которые были бы доступны и эффективны для использования в квантовых вычислениях.

Усилия команды из Техасского университета в Эль-Пасо окупились после нескольких лет исследований и экспериментов. Их смесь материалов, известная как "а-материал", стала окончательным победителем и открыла новые горизонты для развития квантовых вычислений. Этот прорыв может иметь далеко идущие последствия для различных отраслей и способствовать развитию новых технологий, основанных на квантовых вычислениях.

DOI: 10.1063/5.0153212
👍1
Огромные объёмы данных при обучении нейросетей больше не проблема для оперативной памяти.

Алгоритм машинного обучения, разработанный в Национальной лаборатории Лос-Аламоса, открыл новые перспективы в обработке огромных объемов данных, которые ранее превышали доступную память компьютеров. Этот высокомасштабируемый алгоритм позволяет определить ключевые характеристики больших наборов данных и разделить их на управляемые пакеты, которые могут быть обработаны без перегрузки компьютерного оборудования.

Во время тестового запуска на саммите Национальной лаборатории Ок-Ридж, этот алгоритм установил мировой рекорд по факторизации огромных наборов данных. Он продемонстрировал свою эффективность как на ноутбуках, так и на суперкомпьютерах, что делает его универсальным инструментом для обработки данных в различных областях исследований.

Одним из преимуществ этого алгоритма является его способность работать с приложениями, требующими обработки больших объемов данных в таких областях, как исследования рака, спутниковые изображения, социальные сети, наука о национальной безопасности и исследования землетрясений. Все это позволяет сделать более точные и быстрые анализы данных, что имеет огромное значение для различных научных и практических задач.

Интересный факт заключается в том, что данный алгоритм разбивает большие наборы данных на более мелкие сегменты, которые могут быть обработаны с использованием доступных ресурсов. Таким образом, он позволяет эффективно управлять и анализировать чрезвычайно большие объемы данных, преодолевая ограничения памяти, которые ранее существовали в традиционном анализе данных.

Исмаэль Бурейма, физик из Национальной лаборатории Лос-Аламоса, отмечает, что их реализация метода факторизации неотрицательной матрицы без использования памяти дает возможность факторизовать гораздо большие наборы данных, чем ранее было возможно на существующем оборудовании. Это открывает новые горизонты для работы с экспоненциально растущими объемами данных.

Таким образом, разработанный алгоритм машинного обучения представляет собой инновационное решение для обработки огромных объемов данных, которое преодолевает ограничения памяти и позволяет эффективно управлять и анализировать информацию. Это важный шаг вперед для научных исследований и практических применений, где требуется обработка больших объемов данных.

DOI: 10.1007/s11227-023-05587-4
👍2
Инновационный гель, превращающий горячий воздух в питьевую воду.

Возможность превращать горячий воздух в питьевую воду может стать настоящей мечтой для многих регионов, страдающих от нехватки воды. Исследователи из Техасского университета в Остине сделали значительный прорыв в создании питьевой воды из воздуха с помощью молекулярно-инженерного гидрогеля, использующего только солнечную энергию.

Гидрогель, разработанный учеными, способен извлекать воду из атмосферы и очищать ее до уровня пригодности для питья при помощи солнечной энергии. Это достигается при температуре всего 40 градусов, что соответствует летней погоде в Техасе и других жарких регионах мира. Таким образом, люди, живущие в местах с высокой температурой и ограниченным доступом к чистой воде, смогут разместить устройство на открытом воздухе и получать воду без лишних усилий.

Один из ключевых аспектов этого исследования - способность гидрогеля превращаться в микрочастицы, известные как "микрогели". Это открывает новые возможности для увеличения скорости и эффективности устройства, делая его более практичным и доступным в реальных условиях.

Профессор Гуйхуа Юй, один из участников исследования, отмечает, что их гидрогель не только извлекает воду из воздуха, но и делает это быстро и с минимальным энергопотреблением. Он также подчеркивает, что главная особенность гидрогеля заключается в его способности использовать естественные колебания температуры, что особенно полезно в условиях жаркого лета, например, в Техасе.

Устройство, использующее гидрогель, способно производить от 3,5 до 7 килограммов воды на килограмм гелевых материалов, в зависимости от уровня влажности. Это означает, что в будущем люди смогут получать питьевую воду с помощью этого инновационного устройства, которое будет работать на солнечной энергии и не требовать дополнительных затрат.

Исследование ученых из Техасского университета в Остине открывает новые перспективы в области обеспечения питьевой водой регионов, страдающих от засухи. Это технологическое решение может стать настоящим маяком надежды для миллионов людей, предоставляя им доступ к чистой воде и улучшая их качество жизни.

DOI: 10.1073/pnas.2308969120
👍6
Если вы не шарите в искусственном интеллекте, искусственных нейронных сетях, машинном обучении и т.д., - не отчаивайтесь! Специалисты сделали для вас разъясняющую платформу!

Модели машинного обучения стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Они используются в различных профессиональных сферах и помогают нам взаимодействовать с приложениями на смартфонах, программным обеспечением и онлайн-сервисами. Но несмотря на широкое распространение их использования, мало кто полностью понимает, как они работают и какие процессы лежат в их основе.

В последние годы алгоритмы машинного обучения стали все более сложными, усложняя объяснение прогнозов, которые они делают. Это вызывает недоверие и сомнения у пользователей, особенно у тех, кто не является экспертами в области компьютерных наук. Чтобы решить эту проблему, исследователи из Калифорнийского университета в Ирвине и Гарвардского университета разработали интерактивную диалоговую систему под названием TalkToModel.

TalkToModel - это платформа, которая позволяет пользователям задавать вопросы о моделях машинного обучения и получать простые и понятные ответы. Она была создана с целью сделать объяснение искусственного интеллекта доступным и понятным как для инженеров, так и для неспециалистов. Эта система основана на исследованиях, проведенных ранее, исследователями в области объяснимого искусственного интеллекта и взаимодействия человека с ИИ.

Одной из главных целей TalkToModel является предоставление простого и доступного способа объяснения пользователю работы искусственного интеллекта. Она использует адаптивный диалоговый механизм, который позволяет системе взаимодействовать с пользователем и отвечать на его вопросы. Это подобно тому, как диалоговая платформа TurboText Всезнайка на базе ChatGPT отвечает на вопросы пользователей.

Однако, несмотря на все усовершенствования, некоторые методы объяснимого искусственного интеллекта все еще оставляют место для интерпретации. Исследователи продолжают работать над улучшением этих методов и созданием более достоверных и надежных объяснений для моделей машинного обучения.

TalkToModel - это шаг в развитии объяснимого искусственного интеллекта. Эта платформа поможет пользователям лучше понять, как работает искусственный интеллект, и повысит доверие к этим технологиям. В будущем ожидается, что объяснимый искусственный интеллект станет все более распространенным, что приведет к большей прозрачности и пониманию в области машинного обучения.

DOI: 10.1038/s42256-023-00692-8
👍2
Революционный метод переработки пластика: вместо отходов – водородное топливо.

Ученые из Сингапура разработали инновационный метод, который может кардинально решить проблему пластиковых отходов и позволит получить из них качественное химическое сырье и даже водородное топливо. Используя светодиоды и катализаторы, они превращают пластмассу в полезные химические ингредиенты.

Традиционные способы переработки пластика требуют огромных энергетических затрат и приводят к выбросу парниковых газов. Однако новый метод, основанный на использовании обычного света и ванадиевого катализатора, помогает без серьёзных энергетических затрат решить основную проблему переработки пластмасс: разрушение инертных углерод-углеродных связей. В результате получаются два ценных продукта: муравьиная кислота и бензойная кислота, которые могут быть использованы в качестве органических носителей водорода.

Одним из главных преимуществ нового метода является его энергоэффективность. Благодаря возможности использования возобновляемой энергии, при помощи которой можно запитать светодиоды или просто посветить солнышком, процесс переработки становится более экологически чистым и эффективным.

Инновационная технология уже получила патент на фотокаталитический процесс, и команда ученых активно ищет партнеров для коммерциализации своего изобретения. Это открывает широкие перспективы для внедрения метода в промышленность и снижения негативного воздействия пластика на окружающую среду.

https://telegra.ph/Vmesto-plastikovyh-othodov-vodorodnoe-toplivo-09-15
👍4🔥2
Физики смогли дольше наблюдать конденсат Бозе-Эйнштейна при помощи микроволн.

Конденсаты Бозе-Эйнштейна (БЭК) - уникальное состояние материи, предсказанное физиками Сатьендрой Натом Бозе и Альбертом Эйнштейном почти столетие назад. В этом состоянии отдельные частицы конденсируются в неразличимое целое при чрезвычайно низких температурах и низкой плотности. Создание и изучение БЭК позволяет получить макроскопический взгляд на микроскопический мир квантовой механики.

В 1995 году теоретические БЭК стали экспериментальной реальностью, что принесло Нобелевскую премию физикам, которые их создали. С тех пор лаборатории по всему миру, и даже в космосе, продолжают создавать БЭК для решения фундаментальных вопросов квантовой механики. Однако, все БЭК, созданные до сих пор, были составлены из атомов. Создание БЭК из молекул является гораздо более сложной задачей.

Молекулы требуют более низкой температуры, чтобы приблизиться к состоянию БЭК, и их стабильность должна быть поддержана достаточно долго для проведения экспериментов. В статье, опубликованной в журнале Nature Physics, команда Уилла представляет новый подход к созданию БЭК из молекул натрия-цезия. Они использовали микроволны, излучаемые специальной антенной, чтобы продлить срок жизни бозонного газа молекул с нескольких миллисекунд до более чем одной секунды. Это является важным первым шагом в охлаждении молекул до состояния БЭК.

Методика, использованная лабораторией Уилла, была предложена физиком-теоретиком Тийсом Карманом из Университета Радбауд в Нидерландах, который также участвовал в работе над статьей. Микроволны, которые используются в этом подходе, заставляют молекулы вращаться. Это создает экран, предотвращающий прилипание молекул друг к другу и потерю из образца. Удерживаемые на месте молекулы могут быть успешно охлаждены до очень низкой температуры.

Этот процесс можно сравнить с обдуванием горячей чашки кофе. После удаления верхнего слоя "горячих" молекул, оставшийся материал остывает. Аналогично, микроволны удаляют "горячие" молекулы, позволяя остальным охладиться. Это позволяет достичь температуры, необходимой для образования БЭК, и проводить эксперименты с молекулярными БЭК.

Этот новый подход к созданию молекулярных БЭК открывает возможности для дальнейших исследований и понимания квантовой механики. Он может привести к новым открытиям и применениям в различных областях, включая информационные технологии и квантовые вычисления.

DOI: 10.1038/s41567-023-02200-6
👍5
Ну вот, квантовый процессор теперь можно поставить как обычный на что-то похожее на материнскую плату.

Квантовые компьютеры представляют собой потенциально революционную технологию, способную решать сложные вычислительные задачи гораздо быстрее, чем традиционные компьютеры. Они основаны на использовании квантовых свойств, таких как суперпозиция и квантовая запутанность, для обработки информации. Однако, чтобы эффективно использовать эти свойства, необходимо иметь надежные и точные способы управления и считывания состояний квантовых битов, или кубитов.

Одной из главных проблем, с которой сталкиваются исследователи в области квантовых компьютеров, является подключение классической электроники к квантовым системам. Кубитам требуются высокочастотные электромагнитные сигналы для управления и считывания их состояний. Традиционные системы генерации и захвата таких сигналов обычно сложны и дорогостоящие, что затрудняет масштабирование и коммерциализацию квантовых компьютеров.

Однако команда исследователей из кафедры физики и электронных систем IISc в Индии представила новое исследование, в котором они разработали масштабируемую квантовую систему управления и считывания (SQ-CARS) с использованием платы Xilinx RFSoC FPGA. Эта система объединяет функциональность традиционного оборудования на одной плате, что делает ее более компактной, доступной и удобной в использовании.

Команда исследователей провела ряд экспериментов, в которых они сравнили свою систему SQ-CARS с традиционной установкой. Результаты показали, что SQ-CARS успешно справилась с задачами управления и считывания состояний сверхпроводящих трансмонных кубитов. Она оказалась универсальной платформой, обеспечивающей высокую скорость, масштабируемость и доступность при работе с многокубитными устройствами в микроволновой области.

"SQ-CARS представляет собой значительный прогресс в разработке квантовых систем управления и считывания", - отметил один из авторов исследования, доцент кафедры физики IISc, Вибхор Сингх. "Эта разработка является первой в своем роде и открывает новые возможности для применения квантовых компьютеров в различных областях".

Исследование команды из IISc является важным шагом в развитии квантовых компьютеров и их интеграции с классической электроникой. Оно подтверждает потенциал FPGA-платформы для создания эффективных и масштабируемых систем управления квантовыми компьютерами. В будущем, такие разработки могут способствовать более широкому распространению квантовых компьютеров и их применению в различных сферах, включая науку, финансы, логистику и многие другие.

DOI: 10.1109/TIM.2023.3305656
👍3
Новый нанокатализатор для производства водорода, разработанный исследователями из Городского университета Гонконга, открывает новые перспективы в области производства водорода. Использование нанолистов дихалькогенида переходного металла (TMD) в качестве подложек для катализаторов открывает новые перспективы для производства водорода.

Одной из ключевых особенностей нового катализатора является его кристаллическая фаза TMD, которая играет важную роль в его активности и стабильности. Исследователи разработали инновационные методы получения высококачественных кристаллических материалов TMD с высокой фазовой чистотой. Это открывает новые возможности для использования наноматериалов TMD в различных областях, таких как оптоэлектроника, катализ, хранение энергии и сверхпроводимость.

Особый интерес вызывает катализатор на основе дисульфида молибдена (s-Pt/1T'-MoS2), который содержит одноатомно дисперсные атомы Pt. Этот катализатор прошел испытания и продемонстрировал высокую массовую активность и стабильность в водном электролизере. Это открывает новые перспективы для использования наноматериалов TMD в качестве эффективных носителей для катализаторов.

https://telegra.ph/Novyj-nanokatalizator-dlya-proizvodstva-vodoroda-09-15
👍3
Трёхмерные процессоры ещё не продают. но охлаждение для них уже придумали!

Трехмерная электроника, состоящая из соединенных между собой вертикальных слоев микросхем, представляет собой новое поколение энергоэффективных высокопроизводительных устройств. Однако, как указано в исследовании "Микроструктурированные композиты BN с внутренними путями высокой теплопроводности для 3D-электронной упаковки" в журнале Advanced Materials, 3D-устройства страдают от проблемы перегрева из-за плотной упаковки компонентов, которая препятствует утечке тепла.

Одним из решений этой проблемы является использование теплорассеивающего материала, такого как гексагональный нитрид бора (BN), чтобы устройство оставалось холодным. Группа ученых под руководством доцента Наньяна Гортензии Ле Ферран из Школы машиностроения и аэрокосмической техники НТУ разработала метод, использующий магнитные поля для выравнивания и ориентации микроскопических частиц BN, чтобы отвести тепло от источников и предотвратить перегрев.

Исследователи начали с покрытия частиц BN оксидом железа, чтобы сделать их чувствительными к магнитным полям. Затем они суспендировали покрытые частицы в растворителе и использовали магнитное поле для выравнивания частиц в разных ориентациях. Они провели эксперименты, чтобы проверить способность различных конфигураций рассеивать тепло и обнаружили, что вертикально расположенные частицы наиболее эффективно передают тепло вверх. Ориентацию частиц также можно адаптировать для направления тепла вбок, например, когда частицы зажаты между двумя электронными компонентами, излучающими тепло.

Этот новый метод точного и легкого выравнивания и ориентации частиц BN предлагает новые решения для эффективного управления теплом мощных электронных устройств. В будущем, такая технология может быть применена для создания более эффективных систем охлаждения в трехмерной электронике, что позволит устройствам работать на более высоких производительностях без риска перегрева. Это открывает новые перспективы для развития более мощных и энергоэффективных устройств, которые могут применяться в различных областях, включая медицину, автомобильную промышленность, информационные технологии и другие.

DOI: 10.1002/adma.202205120
👍3
Воздушное такси над Иерусалимом: будущее транспорта уже здесь

В среду город Иерусалим стал свидетелем уникального эксперимента, который может изменить будущее транспортной системы. Воздушное такси, разработанное китайской компанией, пролетело над городом, демонстрируя потенциал беспилотных летательных аппаратов для оказания транспортных услуг и решения проблем с пробками на дорогах.

Этот автономный летательный аппарат с электроприводом и белой кабиной способен преодолевать расстояние более 35 километров, что составляет более 20 миль. "То, что вы видите здесь, - это воздушное такси, которое в будущем сможет перевозить людей с места на место", - поделилась Даниэлла Партем, старший директор Израильского управления инноваций.

Израиль активно развивает программу дронов с 2019 года, в рамках Израильской национальной инициативы по дронам. Целью этой программы является создание воздушных такси для перевозки пассажиров и грузов с целью облегчения постоянных проблем с дорожным движением. За это время Израиль провел более 20 000 испытательных полетов дронов разных размеров, но только сейчас эксперимент стал известен широкой общественности.

Программа дронов, поддерживаемая инвестициями в размере 60 миллионов израильских шекелей (16 миллионов долларов США), получила поддержку как от государственных, так и от частных компаний. Благодаря этой программе несколько операторов смогут одновременно летать из одного и того же места, что открывает новые возможности для использования дронов в различных сферах.

"Итак, если вы хотите одновременно управлять медицинским дроном и доставлять еду, вы сможете это сделать", - пояснила Даниэлла Партем. Она также отметила, что это поможет создать экономически жизнеспособный рынок. Однако безопасность остается главным приоритетом для всех участников программы.

Либби Бахат из Управления гражданской авиации Израиля подчеркнула, что безопасность является первоочередной задачей. Она уточнила, что параметры безопасности должны учитывать дороги, здания и железные дороги, чтобы обеспечить безопасность не только людей на земле, но и пассажиров, которых эти воздушные такси будут перевозить в будущем.

Организаторы программы также отмечают, что после полного развития сеть дронов будет полезна для транспортировки медикаментов и других неотложных грузов. Это откроет новые возможности для сферы медицины и поможет обеспечить более эффективную доставку лекарств и медицинской помощи.

Воздушное такси над Иерусалимом - это лишь начало революции в транспортной системе. Беспилотные летательные аппараты обещают стать неотъемлемой частью нашей будущей мобильности, облегчая пробки на дорогах и повышая эффективность транспортных услуг. Израиль, благодаря своей национальной инициативе по дронам, становится пионером в этой области, и мы можем ожидать еще большего прогресса и инноваций в ближайшие годы.
👍4
Словесная чепуха раскрывает ограничения чат-ботов с искусственным интеллектом.

В статье, опубликованной в журнале Nature Machine Intelligence, ученые провели интересное исследование, направленное на проверку различных языковых моделей. Они использовали сотни пар предложений и просили участников определить, какое из двух предложений звучит более естественно и вероятно в повседневной жизни.

Результаты исследования показали, что более сложные ИИ, основанные на нейронных сетях-трансформерах, работали лучше простых моделей рекуррентных нейронных сетей и статистических моделей. Это говорит о том, что сложные модели лучше отражают некоторые важные аспекты языка, которые простым моделям не хватает.

Однако, независимо от сложности моделей, все они допускали ошибки. Иногда ИИ выбирал предложения, которые для человеческого уха звучали как бессмыслица. Это указывает на то, что в вычислениях моделей что-то отличается от того, как люди обрабатывают язык.

Давайте рассмотрим пример пары предложений, которые были оценены и участниками, и ИИ. Первое предложение звучит как "Это история, которую нам продали", а второе - "Это неделя, когда ты умирал". Участники исследования считали, что первое предложение более вероятно, но модель BERT, одна из лучших моделей, считала второе предложение более естественным. С другой стороны, GPT-2, широко известная модель, правильно определила первое предложение как более естественное, соответствующее человеческим предпочтениям.

В итоге, все модели имели свои слепые пятна, где некоторые предложения, согласно моделям, были значимыми, хотя люди считали их бредом. Это показывает, что существуют определенные нюансы в обработке языка, которые моделям еще предстоит улучшить.

Таким образом, исследование подтверждает важность развития более сложных языковых моделей, которые могут лучше соответствовать естественному языку и предпочтениям людей. Однако, остается еще много работы, чтобы устранить слепые пятна и сделать модели еще более точными и надежными в своих оценках.

DOI: 10.1038/s42256-023-00718-1
👍3
Химики решили давнюю загадку науки о полимерах.

Ученые из Ливерпуля использовали механохимию для изучения того, как полимерная цепь в растворе реагирует на внезапное ускорение потока растворителя вокруг нее.

Это исследование, опубликованное в журнале Nature Chemistry и помещенное на обложку, отвечает на фундаментальный и технологический вопрос, который беспокоил ученых-полимерщиков последние 50 лет. С 1980-х годов исследователи пытались понять, как растворенные полимерные цепи реагируют на внезапное ускорение потоков растворителей, но их возможности были ограничены простыми моделями, которые не давали полного понимания поведения реальных систем.

Однако новое открытие ливерпульских химиков, профессора Романа Булатова и доктора Роберта О'Нила, не только даёт ответ на этот вопрос. но и имеет важное научное значение для нескольких областей физических наук. Оно также имеет практическое применение в реологическом контроле на основе полимеров, который используется во многих промышленных процессах, стоимостью в несколько миллионов долларов. Некоторые из таких процессов включают увеличение добычи нефти и газа, строительство трубопроводов на большие расстояния и производство фотоэлектрических элементов.

Профессор Роман Булатов отметил, что их открытие затрагивает фундаментальные и технические вопросы в науке о полимерах и потенциально может изменить наше нынешнее понимание поведения полимерных цепей в кавитационных потоках растворителей. Доктор Роберт О'Нил добавил, что их исследование демонстрирует, что прежнее понимание реакции полимерных цепей на внезапное ускорение потоков растворителя было слишком упрощенным для систематического проектирования новых полимерных структур и композиций. Это открытие позволяет эффективнее и экономичнее контролировать реологию в различных сценариях и получить более глубокое молекулярное понимание механохимии, вызванной потоком.

DOI: 10.1038/s41557-023-01266-2
👍3