Изображение. Внутренности вакуумной камеры электронно-лучевого испарителя. Несмотря на крайне простой принцип работы — находящийся в тигеле в нижней части камеры кусочек металла, часто золота, нагревается пучком электронов и испаряется во все стороны, немножко при этом попадает даже на карусель с полезными образцами в верхней части — устройство остается рабочей лошадкой почти всех лабораторий, занимающихся созданием микроэлектронных девайсов, и позволяет получать весьма неплохие по качеству покрытия (но это уже зависит от ауры аспиранта). Кажется, что процесс крайне неэффективный, ведь большая часть материала остается на стенках камеры, и это действительно так. Но не стоит расстраиваться — пленки ценных металлов будут тщательно соскоблены со стенок (а часть отвалится самостоятельно, может даже не в процессе работы) и отправлены на восстановление. Обратите внимание на прикольные “тени” от препятствий.

Что думаете?

#наука #scimage

История науки. Ну, или можно сказать, космоса. Инженер NASA починяет датчики на модели шаттла, установленный в аэродинамической трубе. Кучей эпичных фотографий с программы Space Shuttle можно насладиться по ссылке — тыц.

Что думаете?

#космос #scihistory

Цитата. "Движущей силой в начале является гравитация. Если бы она могла действовать без препятствий, то всё больше и больше материи собиралось бы в шары гигантских размеров. Противодействующей силой является давление излучения, несомненно поддерживаемое центробежной силой звезды. Его задача — предотвратить накопление чрезмерно больших масс. В какой-то точке устанавливается равновесие, и процесс скопления массы прекращается. Точная позиция этого равновесия в каждом отдельном случае зависит от вращения звезды и, возможно, от других возмущающих факторов. Но во всей Вселенной массы звёзд свидетельствуют о том, что под действием гравитации накопление материи продолжалось лишь до тех пор, пока противостоящая сила позволяла это.

До сих пор мы изображали внутренность звезды как хаотическую смесь атомов и эфирных волн. Теперь нам нужно ввести третью разновидность обитателей этого царства, участвующих в общем танце. Речь идёт о большом количестве свободных электронов — независимых единиц отрицательного электричества. Их, возможно, примерно в двадцать раз больше, чем атомов, и они движутся с в сотни раз большей скоростью, что соответствует их меньшей массе — всего лишь 1/1845 массы атома водорода. Электроны происходят из атомов, от которых они отделились при высокой температуре. Согласно общему закону, число электронов-спутников примерно равно половине атомного веса соответствующего элемента. Это избавляет нас от необходимости решать, какой атомный вес следует принять для вещества звезды.

Каждый из свободных электронов следует рассматривать как самостоятельную «молекулу» — он оказывает такое же давление, как молекула газа. В земных условиях несколько атомов соединяются в молекулу, но в газах звёзд каждый атом распадается на множество молекул. Поэтому молекулярный вес меньше атомного. При достаточно высокой температуре все электроны становятся свободными и ведут себя как самостоятельные молекулы; и поскольку их число примерно вдвое меньше атомного веса, средний вес каждой молекулы составляет около 2. Однако следует отметить, что водород ведёт себя иначе: его атом распадается на ядро и один электрон, что даёт молекулярный вес 0,5.

Иногда я склонен был предполагать, что самые молодые звёзды состоят преимущественно из водорода, который постепенно превращается в более тяжёлые элементы, и что выделяемая при этом энергия является главным источником звёздного излучения. Однако звезда, состоящая из водорода, из-за меньшего молекулярного веса отличалась бы настолько сильно от звёзд, состоящих из более тяжёлых веществ, что это предположение кажется несостоятельным. Я считаю, что можно допустить лишь весьма умеренное содержание водорода в звёздной материи и что превращение в более тяжёлые элементы зашло уже далеко прежде, чем звезда достигает своего современного состояния." (с) Артур Стэнли Эддингтон, "Звезды и атомы", 1925 г.

Сто лет назад человечество обладало еще зачаточными представлениями о строении светил. Особенным загадками были их внутреннее строение и источник энергии. Хотя от представлений, что Солнце это огромная куча горящего угля, уже отказались, до описания термоядерных циклов остается еще больше десятилетия. Тем не менее, гений Эддингтона как-то смог ухватить и предположение об атомных превращениях в звездах. Зато условие равновесия звезды описано им достаточно верно.

Что думаете?

#цитата #наука

Новости науки. А вот и первые изображения с Обсерватории им. Веры Рубин (той самой, с самой большой цифровой камерой в мире) подоспели, и сразу с открытиями! У классической галактики М61, открытой еще Барнабой Ориани в 1779 году (за шесть дней до Мессье. Говорят, Мессье впервые пронаблюдал ее в ту же ночь, что и Ориани, но ошибочно принял за комету), обнаружился звездный поток, который не заметили ни Хаббл, ни Джеймс Уэбб. Примечательно, что открытие сделано на тестовом изображении, то есть, никаких научных целей не ставилось, просто калибровалось оборудование. Звездный поток представляет собой здоровенный “хвост” из звезд, простирающийся на 180 000 световых лет от галактики. Появился он, скорее всего, в результате разрывания на части небольшой галактики-сателлита.

Кадр является частью первого (здоровенного) тестового изображения, которое содержит десять миллионов галактик, так что там, вполне вероятно, еще много чего интересного. Изображение можно посмотреть вот тут — тыц.

Заметка с открытием опубликована в Research Notes of the American Astronomical Society в октябре 2025 г.

Что думаете?

#космос #наука #news

Новости науки. Для понимающей общественности не секрет, что закон Мура сломался. Причиной этого является то, что размеры микроэлектронных компонент приближаются к атомарным, и уменьшать их еще дальше привычными методами уже невозможно. А делать это надо, потому что вычислительные структуры для наших AI overlords сами себя не создадут. Поэтому мужики подумали и решили, что если не получается уменьшать транзисторы до атомов, надо попробовать увеличить атомы до транзисторов. Ну, то есть, использовать bottom-up (снизу вверх) подход вместо классического top-down (сверху вниз).

В общем, перспективным исследовательским направлением в микроэлектронике сейчас является синтез электронных компонент на молекулярном уровне, за счет их самосборки. Например, ленты из графена очень перспективны в качестве проводников, а какие-нибудь хитрые молекулы можно использовать в качестве транзисторов и т.д.

И вот какую красивую штуку придумали сделать ребята из Empa (подразделение Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологий): они взяли графеновую ленту и присобачили к ней зигзагообразно порфириновые комплексы. Порфирины это компактные органические молекулы, в центре которых сидит атом металла. Они очень важны в быту, ведь даже гемоглобин, благодаря которому мы дышим, работает благодаря порфирину с атомом железа в центре. Так вот, если присобачить порфирины к графеновой ленте, а затем сажать в центры этих порфиринов различные металлы, то место контакта порфирина с графеном приобретает особые свойства. Грубо говоря, если посадить золото, то получится как бы n-легированная область, а если железо, то создастся регион с высоким обменным взаимодействием. Таким образом можно локально менять свойства ленты за счет всего одного атома, проектируя самую настоящую электронику.

Если получится все это масштабировать и развить, могут получиться очень неплохие штуки для спинтроники и квантовых вычислений (в качестве кубитов порфирины, говорят, тоже можно использовать). Ну а пока наслаждаемся офигенными изображениями устройства, полученными с помощью сканирующего туннельного микроскопа.

Статья опубликована в Nature Chemistry 21 августа 2025 года, а с полным текстом можно ознакомиться в ChemRxiv.

Что думаете? Круто же, ну.

#наука #news

Цитата. “Высшая задача физика — открыть такие универсальные элементарные законы, из которых весь космос можно было бы вывести чисто дедуктивно. Логического пути к этим законам нет; достичь их можно только интуицией, основанной на чутком понимании опыта. При такой методологической неопределённости можно было бы предположить, что существует множество возможных систем теоретической физики, одинаково хорошо обоснованных; и это мнение, несомненно, теоретически верно. Но развитие физики показывает, что в каждый данный момент из всех мыслимых построений одно неизменно оказывается значительно превосходящим все остальные.” (с) Альберт Эйнштейн в предисловии к книге Макса Планка “Where is Science Going”, 1933.

Что думаете?

#цитата #наука

Цитата. “Мне кажется, в науке слишком много пессимизма. Если бы ты вернулся на 30 000 лет назад — представь, мы сидим в пещере и разговариваем, — мы бы, наверное, рассуждали так: вот эти маленькие белые точки на небе… выглядят забавно, и нет никакого Netflix, чтобы отвлекать нас. Мы бы знали, что кто-то из наших придумал классные мифы о том, что это за точки, и, мол, вон та похожа на лучника или ещё на кого. Но так как ты любишь думать, у тебя бы наверняка возникла лёгкая меланхолия от того, что мы никогда не узнаем, что это на самом деле. До них не допрыгнуть, на самое высокое дерево залезь — они всё равно далеко. Мы как бы застряли на своей планете, и, возможно, мы вообще умрём от голода, а через 50 000 лет, если люди ещё будут существовать, их жизнь будет более или менее такой же, как наша.

И насколько же пессимистичными мы бы оказались! Мы были мастерами преуменьшений! Мы недооценивали масштаб существующего, ведь всё, что мы знали, было лишь маленькой частью этой огромной вращающейся Земли, которая сама была лишь частью более крупной структуры — Солнечной системы, галактики, скопления галактик, сверхскопления, Вселенной… возможно, иерархии параллельных вселенных. Но ещё важнее то, что мы недооценивали силу собственного разума. Нам даже не пришлось лететь к звёздам, чтобы понять, чем они являются. Нам лишь нужно было позволить “улететь” туда нашему разуму.” (с) Макс Тегмарк в интервью Курту Джаимунгалу

Что думаете?

#цитата #наука

Новости науки. Прикольную идею телескопа для прямого наблюдения экзопланет предложили мужики из NASA. Вернее, оригинальная идея принадлежит итальянскому астроному Клаудио Макконе (почившему этим летом), предложившему ее еще в 1993 году. Суть в том, что можно попробовать использовать гравитационную линзу Солнца, чтобы значительно улучшить разрешение телескопа при наблюдении далеких объектов. По расчетам, даже диски столь малых объектов, как экзопланеты земного типа, можно будет наблюдать с разрешением в 800 на 800 пикселей, что, конечно, звучит, как фантастика.

Проблема в том, что для этого телескоп должен быть размещен в гравитационном фокусе Солнца, который находится на расстоянии в 550 а.е., в десять раз дальше, чем орбита Плутона (и в три раза дальше, чем самый далекий рукотворный объект — Вояджер 1). Именно на таком удалении пучок фотонов, “преломляясь” в солнечной гравитации сходится в одну точку (вернее, в кольцо Эйнштейна). Понятно теперь, почему идею Макконе зарубили? Добраться туда в разумные сроки пока что не представляется возможным. Но блин, идея очень вкусная, и, кажется, получила какие-то подвижки.

На 2027 год планируется запуск тестового зонда Sundiver с солнечным парусом площадью 20 квадратных метров, который пройдет вблизи Солнца, использует его гравитационную пращу, и отправится в наружные регионы Солнечной системы. После такого маневра ему понадобится “всего” 80 лет, чтобы достичь солнечного фокуса. Это уже что-то, но все еще очень долго. И чтобы вывести туда полноценный телескоп, парус должен быть гораздо-гораздо больше. Тем не менее, если первый тест пройдет успешно, то возможно уже к 2034 году мы сможем увидеть и запуск полноценного телескопа.

Статья с описанием концепции выложена в arXiv 21 ноября 2025 года. А про Sundiver можно почитать тут — тыц.

Что думаете?

#news #наука

Цитата. “Проблему построения современного определения обычно обходят, определяя энтропию через её традиционные свойства. Типичное и вполне удачное определение такого рода звучит так: “мера недоступности тепловой энергии системы для превращения во внешнюю работу; мера деградации или дезорганизации Вселенной”. Однако специалист потребовал бы определения, применимого к изолированной системе с более или менее заданной энергией и числом частиц. Поскольку энтропия на самом деле не является классической величиной, в определение необходимо включить квантовую механику.

Ландау и Лифшиц формулируют это очень точно: “Лишь понятие числа дискретных квантовых состояний, которое неизбежно связано с ненулевой квантовой постоянной, позволяет определить безразмерный статистический вес и тем самым дать однозначное определение энтропии”.

Достаточно определить энтропию как логарифм числа квантовых состояний, доступных системе. Эта формулировка в основном известна по устной традиции, вероятно, начиная с лекций Толмена и Оппенгеймера, но она встречается и в отдельных учебниках. Величина, определённая таким образом, обладает всеми необходимыми свойствами.

Подсчёт состояний большой системы в ещё не вполне заданном энергетическом интервале может быть пугающим занятием, но на практике нам редко приходится вычислять энтропию непосредственно из определения. Обычно мы идём от температуры и химического потенциала, которые являются производными энтропии по энергии и числу частиц, к распределениям Гиббса или Больцмана, из которых энтропия затем легко вычисляется.” (с) Чарльз Киттель, “How to define entropy”, 1989 г.

Что думаете?

#наука #цитата

Статья. В 1896 году в французском журнале Comptes-rendus de l'Académie des sciences (”Труды Академии наук”) выходит две короткие заметки Антуана Анри Беккереля, озаглавленные (почти идентично) “Sur les radiations émises par phosphorescence” (”О радиациях, испускаемых фосфоресцирующими телами”). В них Беккерель докладывает о результатах самых обычных для того времени экспериментов с фосфоресценцией — вторичным излучением веществами фотонов после воздействия света. Беккерель брал соли урана, известные яркой фосфоресценцией, облучал их солнечным светом и фиксировал вторичное излучение на фотопластинку. В первой заметке он пытался выяснить, а не излучает ли вещество кроме света еще что-нибудь, например, рентгеновские лучи, открытые за пару лет до этого, и действительно обнаружил излучение, проникающее через непрозрачный для света экран. А вот во второй заметке он докладывает нечто на самом деле странное:

“Особо я хочу подчеркнуть следующий факт, который представляется мне весьма важным и выходящим за рамки явлений, которые можно было ожидать: те же самые кристаллические пластинки, помещённые напротив фотографических пластинок при тех же условиях и за теми же экранами, но в отсутствие возбуждения падающим излучением и находясь в темноте, всё же продолжают давать те же фотографические отпечатки.

Вот каким образом я пришёл к этому наблюдению. Некоторые из предыдущих опытов были подготовлены в среду 26 и четверг 27 февраля, и поскольку в эти дни солнце появлялось лишь периодически, я оставил все опыты в подготовленном виде и убрал кассеты в темноту, в ящик мебели, оставив на месте пластинки соли урана. Поскольку в последующие дни солнце больше не появлялось, я проявил фотографические пластинки 1 марта, ожидая обнаружить очень слабые изображения. Однако силуэты проявились, напротив, с большой интенсивностью. Я сразу подумал, что действие должно было продолжаться в темноте, и поставил следующий опыт.

На дно непрозрачной картонной коробки я поместил фотографическую пластинку, затем на чувствительную сторону положил выпуклую пластинку соли урана, которая касалась желатино-бромистого слоя лишь в нескольких точках; рядом, на той же пластинке, я разместил другую пластинку той же соли, отделённую от поверхности желатино-бромистого слоя тонкой стеклянной пластинкой. Эта операция была выполнена в тёмной комнате; затем коробка была закрыта, помещена в другую картонную коробку и убрана в ящик.

Я проделал то же самое с кассетой, закрытой алюминиевой пластиной, внутри которой находилась фотографическая пластинка, а снаружи — пластинка соли урана. Всё было помещено в непрозрачную картонную коробку и убрано в ящик. По истечении пяти часов я проявил пластинки, и силуэты кристаллических пластинок появились в чёрном цвете, как в предыдущих опытах, словно они были приведены в фосфоресцирующее состояние светом.” (с) Антуан Анри Беккерель

Сам Беккерель предлагает такое объяснение этого явления: “Гипотеза, которая довольно естественно приходит на ум, состояла бы в том, чтобы предположить, что это излучение, эффекты которого имеют большое сходство с эффектами излучений, изученных гг. Ленардом и Рентгеном, является невидимым излучением, испускаемым при фосфоресценции, и что их продолжительность существования бесконечно больше, чем продолжительность светового излучения, испускаемого этими телами. Однако настоящие опыты, не противореча этой гипотезе, не дают оснований для её формулирования. Опыты, которые я продолжаю в настоящее время, надеюсь, смогут пролить некоторый свет на этот новый порядок явлений.” (с) Антуан Анри Беккерель

Еще несколько лет активной экспериментальной работы понадобится, чтобы выяснить, что источником этого излучения служит превращение одних атомов вещества в другие, то, что мы сегодня называем радиоактивностью.

Что думаете?

#наука #статья

Новости науки. Медузы примечательны не только тем, что похожи на арбузы, но и тем, что спят практически как люди!

На первый взгляд, удивительно, ведь у них почти нет нервной системы, а ранее считалось, что сон это поведение, характерное для относительно сложных мозгов. Тем не менее, ещё в 2017 году выяснилось, что состояния, напоминающие сон, испытывают и относительно простые живые существа, в частности, медузы.

Теперь ученые из Университета имени Бар-Илана в Израиле подробнее изучили паттерны сна медуз вида Cassiopea andromeda, а также морских анемон Nematostella vectensis. Они создали в аквариуме искусственную смену дня и ночи — 12 часов облучали аквариум светом и на 12 часов его гасили — и использовали инфракрасные камеры, чтобы наблюдать за поведением животных. В ночное время, в течение примерно шести часов, медузы пульсировали в пять раз реже, чем днем, что соотносится с состоянием сна. Также ученые рандомно создавали медузам разные тревожащие факторы, например, вспышки света, и замеряли, как быстро они отреагируют — в периоды сна реакция замедлялась на 20 секунд. Интересно, что анемоны, наоборот, спали днем и ураганили ночью. Более того, если медузы плохо поспали одну ночь, то следующей им требовалось больше времени для отдыха.

Затем у ученых возник вопрос, повлияет ли на медуз мелатонин, ответственный за циркадные ритмы у человека и других спящих животных. Оказалось, что да — добавление мелатонина в аквариум усыпляло животных даже в то время суток, в которое они обычно не спали.

Ранее другая группа исследователей также показала, что сон у человека, мышей и мух связан с уровнем повреждений ДНК в нейронах (якобы, когда нейроны бодрствуют, активно стреляя ионами направо и налево, их ДНК быстрее повреждается). Ученые попробовали индуцировать подобные повреждения в медузах с помощью ультрафиолетового облучения и химикатов и действительно, следующей ночью атакованные особи спали на 30% дольше.

Таким образом, исследователи делают вывод, что сон мог возникнуть на самых ранних этапах эволюции нервных систем, и нужен, чтобы чинить ДНК активно изнашивающихся клеток.

Исследование опубликовано в Nature Communications 6 января 2026 года.

Что думаете?

#наука #news