Премьера рубрики. Физическая анимация. Наглядные, поучительные или же просто залипательные анимации физических процессов.

Теория хаоса это раздел нелинейной динамики, изучающий системы, поведение которых крайне чувствительно к начальным условиям. Один из излюбленных примеров таких систем - двойной маятник - два стержня, скрепленных шарниром. Представленная анимация иллюстрирует, что даже крошечное изменение начального положения маятников приводит к совершенно различным траекториям уже после первого колебания.

#animation

Сегодняшний (видео)-APOD. Анимация падения в черную дыру с возможностью обзора в 360 градусов. Особая атмосфера создаётся при просмотре с телефона. Анимация строилась с опором на реальные теоретические модели. Дополнительно - видео с пояснениями (на английском) - тыц. Автор - Alessandro Roussell, канал ScienceClic.

#apod

Забавная научная статья. Пугающим является порой полёт мысли учёного, которому нечем заняться. В 2018 году исследователь из Оксфордского университета Андерс Сандберг задался вопросом, что произойдёт, если всё вещество Земли мгновенно превратить в плотно упакованную, но не сжатую чернику. Для ответа на этот важнейший для науки вопрос ученый составил модель, учитывающую эффекты гравитации и термодинамики черничной материи. Результаты исследования показывают, что наблюдатель, находящийся на поверхности планеты в момент первращения, прежде всего ощутит значительное уменьшение гравитации - на 87%. Затем планета начнет стремительно сжиматься по мере того, как черника сдавливает себя, обращая недра в твёрдый черничный лёд, а поверхность - в океан черничного джема. Атомсфера же при этом превратится в практически чистый водяной пар, исторгнутый из недр планеты горячими потоками. Исследователь отмечает, что в модели остаётся ещё множество белых пятен, и необходимы дальнейшие исследования для её уточнения.

#paper

Математические этюды. Проблема 196.

#math

https://telegra.ph/Problema-196-09-27

Сегодняшний APOD. Это изображение Солнца. "Ну и что? Что мы, солнца не видели?" - спросит наш маленький любитель астрономии. А то, что это изображение получено ночью. Через всю толщу Земли. Солнце является очень интенсивным источником частиц под названием нейтрино. Их невероятно много, но в то же время они крайне слабо взаимодействуют с любой материей вокруг нас. Настолько слабо, что с лёгкостью пронзают всю нашу планету, не провзаимодействовав ни с одним её атомом. Очень редкие частицы всё же удаётся зафиксировать, но для этого приходится строить огромные детекторы, заполненные чувствительным веществом. Одним из таких детекторов является японский Супер-Камиоканде, на котором и было получено данное изображение. Для этого понадобилось всего 500 ночей экспозиции. Детекторы нейтрино приходится размещать глубоко под поверхностью Земли, чтобы прочие источники излучения не мешали измерениям.

#apod

Научное изображение дня. Демонстрационный опыт, иллюстрирующий отклонение заряженных частиц в магнитном поле. В роли частиц в данном случае выступает поток электронов, испускаемый нагретым катодом и ускоренный электрическим полем. Разогнанные частицы ионизуют разреженный газ, присутствующий в вакуумной камере, вызывая характерное свечение и делая траекторию частиц видимой. Магнитное поле, отклоняющее луч, создаётся катушками Гельмгольца, намотанными вокруг камеры. Фотография Andrew Lambert.

#scimage

Новости науки. Одним из самых больших вызовов при создании микроэлектроники является отвод выделяющегося тепла. На современных процессорах можно жарить яичницу, и с увеличением плотности устройств ситуация будет только ухудшаться. Ученые из университета Колорадо совершенно случайно открыли явление, которое может помочь справиться с подобными напастями. Они экспериментировали с нагревом микроскопических металлических брусков и обнаружили, что чем плотнее бруски размещены на подложке, тем лучше тепло отводится из системы, что, казалось бы, противоречит интуиции. С помощью симуляций им удалось понять причины явления - при плотной упаковке тепловые вибрации (квазичастицы, называемые фононами), производимые брусками, взаимодействуют друг с другом, благодаря чему распространяются в среде не равномерно во всех направлениях, но могут быть направлены в определенное русло. Явление получило название "направленный тепловой канал" и может послужить в повышении эффективности будущих поколений электронных микросхем.

#news

История науки. Альберт Эйнштейн читает лекцию о теории относительности студентам университета Линкольна в Пенсильвании, в котором обучались преимущественно чернокожие студенты, 3 мая 1946 года. К этому времени у самого известного физика в мире уже начались проблемы со здоровьем, и он редко давал лекции. Но для университета Линкольна он сделал исключение, чтобы продемонстрировать своё отношение к сегрегации чернокожих.

Эйнштейн вспоминал: "Моя поездка в этот институт была ради благого дела. В Соединенных Штатах черные люди отделены от белых. Это разделение вызвано не ущербностью черных, но ущербностью белых".

Данное мероприятие почти никак не было освещено в прессе, которая, обычно, пристально следила за каждым шагом ученого. Фотография колоризована.

#scihistory

Новости науки. Ученые из Технического университета Чалмерса в Швеции создали микроскопические устройства, способные перемещаться в жидкости при облучении светом. У аппаратов нет собственных элементов питания или электроники, движение происходит лишь под действием давления света. Исследователям даже удаётся эффективно управлять корабликами. Для этого светоприёмная поверхность специальным образом обрабатывается, создавая микроскопические структуры (так называемые метаповерхности), которые по-разному реагируют на свет с различной поляризацией, отклоняя аппарат в нужном направлении. Размер такого кораблика составляет около 10 микрометров (примерно в пять раз меньше толщины человеческого волоса). Устройства даже научили направленно перемещать окружающие частицы. Ученые так же отмечают, что исследование проводилось из фундаментального интереса, и о практических применениях говорить пока рано. Работа опубликована в Nature Nanotechnology 22 июля 2021 года. Ну а полный текст, как всегда, по ссылке - тыц.

#news

Сегодняшний APOD. 27 августа 2015 года исландцы стали свидетелями совершенно фантасмагоричного полярного сияния, имевшего одновременно рекордную яркость и необычную спиральную форму. Явление стало возможным благодаря сочетанию двух факторов - яркой солнечной вспышки, породившей интенсивный поток заряженных частиц, и так называемой магнитосферной трещины - неоднородности в магнитосфере нашей планеты, в которую эти частицы неудержимым потоком устремились, возбуждая атмосферный газ. Ну а изображение явления увековечено астрофотографом Davide Necchi вблизи городка Сельфосс.

#apod

Научное изображение дня. Ну а сегодняшняя картинка, как не сложно догадаться, приурочена к вручению нобелевской премии по физике за 2021 год.

Сюкуро Манабэ и Клаус Хассельман получили по четвертинке премии за "физическое моделирование земного климата, количественную оценку изменчивости и надежное прогнозирование глобального потепления". Их теоретические модели позволили предсказать температуру поверхности Земли в зависимости от содержания углекислого газа в атмосфере, рассчитать взаимосвязь радиационного баланса и переноса воздушных масс, ну и в целом - понять, каким образом образуется стабильный планетарный климат, если локальная погода хаотична и непредсказуема. На сегодняшний день обоим призерам около 90 лет!

Вторая половина премии вручена итальянцу Джорджо Паризи за "открытие взаимодействия беспорядка и флуктуаций в физических системах от атомного до планетарного масштабов". Им сделан значительный вклад в теорию сложных систем, таких, как спиновые стекла.

#scimage

Новости науки. Человечество уже давно научилось делать крепкое стекло. Закаливание и ламинирование значительно повышают прочность материала, но это дорогие процедуры, эффект от которых значительно понижается, если материал повредить. Ученые из Университета Макгилла создали новый вид прочного стекла, структуру которого подсмотрели, как это часто бывает, у природы. Перламутр, составляющий внутренний слой раковины моллюсков необычайно прочен. Причиной этого является его слоистая структура - он состоит из параллельно упакованных пластинок арагонита, и это делает материал гораздо прочнее, чем прочность составляющих его минералов (см. изображение). Вдохновляясь этим, исследователи создали похожую структуру из смеси стекла и акрила, которая также оказалась удивительно прочной, прозрачной и, что немаловажно, довольно дешевой в производстве. Так что вполне вероятно, что скоро ваш новый смартфон сможет получить защитный экран из нанокомпозитного стекла. Исследование опубликовано в Science 10 сентября 2021 года.

#news

Физическая анимация. Свет имеет свойство отклоняться при взаимодействии с мелкими препятствиями (например, узкими щелями). Это явление называется дифракцией. Если на пути света поместить препятствие в виде фрактальной структуры, то и сам свет, дифрагируя на ней, породит фрактальный узор. На представленной анимации белый свет пропускается через решетку в виде квадрата Серпинского. Каждый следующий кадр показывает узор, образуемый светом чуть дальше от решетки. Размер решетки 20 мм, а расстояние до неё варьируется от нуля в начале анимации до 80 см в конце. Анимация создана Rafael Fuente. Больше роликов на youtube-канале автора - тыц.

#animation

История науки. Всеми любимый Ричард Фейнман был одним из первых, кто осознал перспективы нанотехнологий. В своей знаменитой лекции 1959 года "Там внизу ещё много места" он поделился своим визионерским представлением о возможностях миниатюризации. А ещё он учредил приз в 1000 долларов (неплохие деньги по тем временам) тому, кто сможет создать действующий мотор размером не более 1/64 дюйма (примерно 0.4 мм). К всеобщему удивлению, задание было выполнено уже через два с половиной месяца. Умельцем оказался инженер Уильям Маклелан, создавший мотор требуемого размера с помощью зубочистки и инструментов часовщика. Когда ему задавали вопрос, для чего настолько маленький мотор может использоваться, Уильям отвечал: "Его основное применение - управление каруселью в блошином цирке". Ну а на фото Фейнман рассматривает творение Маклелана в микроскоп и радуется. Кстати, ежегодная премия имени Фейнмана за достижения в области нанотехнологий до сих пор вручается.

#scihistory

Научное изображение дня. Тропические циклоны являются настоящей напастью для жителей прибрежных регионов тропических широт. Эти суровые штормы традиционно называются ураганами в Америке и тайфунами в Азии. Пользователь Nilfanion скомпилировал по данным Национального ураганного центра США карту с траекториями крупнейших циклонов с 1985 по 2005 годы. По карте видно, что циклоны всегда образуются над поверхностью воды и никогда не заходят далеко вглубь суши. И это неудивительно, ведь они черпают энергию из испаряющихся масс воды. Циклоны также никогда не пересекают экватор. Это связано с тем, что для их образования необходим эффект Кориолиса (возникающий благодаря вращению нашей планеты), который на экваторе отсутствует. По данным наблюдений, за последние 30 лет сила этих ураганов неуклонно растёт, и, вероятно, этот тренд продолжится в будущем.

#scimage

Сегодняшний (видео)-APOD. Несколько дней назад на крупнейшей планете Солнечной системы была замечена яркая двухсекундная вспышка. Событие было зафиксировано несколькими группами наземных наблюдателей и даже записано на видео. По всей вероятности, вспышка вызвана столкновением с планетой объекта размером примерно с автобус, возможно, обломка кометы. Подобные события, конечно, не редкость - Юпитер, обладая могучей гравитацией, выступает в роли этакого пылесоса, постоянно аккумулируя на себя мелкий межпланетный мусор. Самым известным из зарегистрированных происшествий подобного рода было, конечно, столкновение с обломками кометы Шумейкеров-Леви 9 в 1994 году. В правой части изображения, кстати, можно увидеть спутник Ио и отбрасываемую им тень.

#apod

Математические этюды. Последовательность Колакоски.

https://telegra.ph/Posledovatelnost-Kolakoski-10-12

#math

Новости науки. Группа астрономов из Сиднейского университета зарегистрировала необычный переменный радиосигнал, приходящий из центра нашей галактики. Переменные радиоисточники известны науке достаточно давно. К ним относятся, например, пульсары. Но характер нового сигнала не совпадает ни с одним ранее обнаруженным объектом. Самым необычным его свойством является высокая степень круговой поляризации (это значит, что радиоволна колеблется в строго определённой плоскости, но эта плоскость, к тому же, равномерно вращается). Кроме того, яркость источника изменяется в сотню раз, и кажется, что это происходит абсолютно случайным образом. Астрономы пока затрудняются классифицировать объект, и, вероятно, его отнесут к так называемым радиопереходным процессам в центре галактики (GCRT, galactic center radio transient) - новому классу необычных объектов, про которые пока мало что известно. Работа опубликована в The Astrophysical Journal 12 октября 2021 года. Ну а на видео художественное представление процесса.

#news

История науки. Знаменитая речь Роберта Оппенгеймера, отца американской атомной программы, произнесённая им в американском документальном фильме "The decision to drop the bomb" 1965 года, другие отрывки из которого можно найти тут - тыц (полная версия, по всей видимости, не сохранилась). В представленном отрывке ученый вспоминает первые в истории испытания атомного оружия - Trinity.

"Мы знали, что мир не будет прежним. Некоторые смеялись, кто-то плакал, большинство молчало. Я вспомнил строчку из индийского писания, Бхагават-Гиты. Вишну пытался убедить Принца, что он должен выполнить свой долг, и, чтобы произвести на него впечатление, принял свою многорукую форму и произнёс: «Теперь я стал Смертью, разрушителем миров». Полагаю, все мы так или иначе думали об этом."

#scihistory

Забавная научная статья. Каждый ученый знает, насколько назойливыми могут быть письма с предложениями принять участие в конференции или опубликовать статью в журнале. Ситуация эта усугубляется существованием так называемых хищнических журналов, публикующих за деньги практически что угодно, без учета научной ценности. Авторов нашей сегодняшней публикации это так достало, что они написали целую статью, выражающую их душевный порыв. Статья называется "Удалите меня из своего грёбаного списка рассылки" - тыц (рекомендуется к прочтению). Публикация содержит также ряд графиков и иллюстраций, выражающих идею в доступной форме. Авторы направили статью в хищнический журнал International Journal of Advanced Computer Technology, естественно в качестве шутки. А теперь вишенка на торте - статья была опубликована, и, по заверениям журнала, даже прошла процесс рецензирования. Ну а мораль сей истории такова - не доверяйте всему, что публикуется в научных источниках, и обращайте внимание на репутацию издания.

#paper