Анимация. Одна из возможных периодических конфигураций системы четырех гравитирующих тел с равной массой. Решение периодическое, но не устойчивое. То есть, малейшее смещение любого тела разрушит систему. Это значит, что в реальности такая система существовать не может.

#animation

Новости науки. Ученые из Стэнфорда разработали солнечную панель, вырабатывающую энергию ночью!

Днём устройство работает как обычная солнечная панель, поглощая энергию солнечного излучения напрямую. В ночное же время, как известно, Солнце гаснет, но поток энергии никуда не девается, он просто меняет знак - Земля отдаёт обратно в космос полученное за день тепло (на более низких частотах). Именно этот поток научились использовать ученые, установив под панель ячейку термоэнергогенератора, вырабатывающую энергию за счет градиента температуры между ещё горячей землёй и уже остывшей солнечной панелью. Панели остывают очень быстро, и их температура может опуститься на добрый десяток градусов ниже окружающей. С помощью этого нововведения исследователям удалось добиться выработки энергии в 50-100 мВт/м2, что, конечно, гораздо ниже дневной генерации, но всё же.

Работа опубликована в Applied Physics Letters 5 Апреля 2022 года.

#news

Изображение. Самый крупный из обнаруженных и сохранившихся метеоритов - шестидесятитонный Гоба, загорающий на песочке в Намибии. По совместительству самый крупный кусок железа природного происхождения, опережающий соперников (метеориты Мыс Йорк и Кампо-дель-Сьело) по массе в два раза. Столкновение с Гобой произошло около 80 тысяч лет назад, но кратер от него не сохранился, поэтому метеорит был случайно обнаружен фермером, вспахивающим своё поле, только в 1920 году. Объявлен национальным памятником Намибии.

#scimage

APOD. NASA поделились свежим видео солнечного затмения на Марсе. На видео, полученном ровером Персевирэнс, маленький Фобос пересекает диск Солнца. Напомним, что Фобос это очень маленькая луна неправильной формы с диаметром всего 22 км, находящаяся от Марса на расстоянии 10 000 км. Этого недостаточно, чтобы полностью заслонить светило, но всё же, тень спутника выглядит весьма внушительно для его размеров.

Предыдущие поколения роверов - Спирит, Оппортьюнити и Кьюриосити - уже снимали марсианские затмения, но в гораздо худшем качестве.

Помимо того, что это просто круто, подобные видео также помогают выяснить динамику Фобоса, ведь известно, что он постепенно приближается к Марсу и через какие-нибудь миллионы лет столкнётся с ним. Или же будет разрушен его гравитацией, а потом всё-равно столкнётся.

#apod

История науки. Геолог Мари Тарп работает над одной из составленных ею карт морского дна.

В середине прошлого века океанское дно представляло собой загадку и считалось в основном плоским и совершенно безликим. Именно Тарп с коллегой, Брюсом Хизеном, представили первую карту дна Атлантического океана в 1957 году, выяснив, что его рельеф ничуть не менее интересен, чем рельеф суши. Позже, в 1977 году Тарп и Хизен опубликовали полную карту дна всего мирового океана.

Как и многие женщины-ученые середины прошлого века, Тарп испытала множество проблем из-за своей принадлежности к женскому полу. До 1968 года ей даже запрещено было подниматься на борт исследовательского судна (составлять карты дна на суше не очень удобно).

По версии Библиотеки Кнгресса США Тарп входит в четвёрку крупнейших картографов ХХ века, а её исследования помогли гораздо лучше понять, как устроена наша планета, в частности - динамику и структуру литосферных плит.

#scihistory

Явление. Бородач раскручивает яблоко с помощью компрессора в слоумо.

Удержание предмета в воздухе осуществляется с помощью эффекта Коанда - поток набегающего газа стремится отклониться в сторону поверхности предмета, создавая область пониженного давления, в которой и удерживается объект. Сам предмет при этом раскручивается, ну а при определённой скорости вращения центробежные силы превышает прочностные пределы изделия типа "Яблоко", и то разрушается. Полное видео с пояснениями от бородача можно посмотреть на ютубе - тыц.

#effect

Цитата. "Что значит «понять» что-либо? Представьте себе, что сложный строй движущихся объектов, который и есть мир,— это что-то вроде гигантских шахмат, в которые играют боги, а мы следим за их игрой. В чем правила игры, мы незнаем; все, что нам разрешили,— это наблюдать за игрой. Конечно, если посмотреть подольше, то кое-какие правила можно ухватить. Под основными физическими воззрениями, под фундаментальной физикой мы понимаем правила игры. Но, даже зная все правила, можно не понять какого-то хода просто из-за его сложности или ограниченности нашего ума. Тот, кто играет в шахматы, знает, что правила выучить легко, а вот понять ход игрока или выбрать наилучший ход порой очень трудно. Ничуть не лучше, а то и хуже обстоит дело в природе." (с) Ричард Фейнман

#цитата

Новости науки. И вновь распускаются электромагнитные поля и начинают циркулировать токи в катушках сверхпроводящих магнитов Большого адронного коллайдера. После почти трёх лет перерыва на апгрейд установки, пандемию и прочие превратности жизни и науки самый мощный коллайдер человечества готов к запуску новой, третьей фазы экспериментов (Run 3). В этот раз протоны будут сталкиваться на ещё более высоких энергиях до 6.8 ТэВ (в сравнении с рекордом в 6.5 ТэВ в предыдущих сериях).

На этот заход запланировано много интересного. В частности, будет предпринята попытка ответить на вопрос, который уже десятилетия ставит в тупик ученых: почему нейтрино, в отличие от большинства других частиц, наблюдаются только с левой хиральностью (это значит, что их спин всегда антипараллелен направлению импульса). Стандартная модель не налагает никаких запретов на существование этих так называемых стерильных нейтрино, так же как и не выделяет нейтрино среди других фермионов. Однако, покамест все обнаруженные нейтрино были левшами.

Кроме того, новые эксперименты попытаются пролить свет на проблему асимметрии между материей и антиматерией, вопрос о происхождении очень маленькой, но всё же отличной от нуля массы нейтрино, а может даже наконец раскроют загадку тёмной материи (но это только если очень повезёт!).

Ожидается, что коллайдер выйдет на расчетную мощность к июню-июлю, а сама сессия Run 3 продлится до конца 2025 года. Ну а неугомонные ученые уже строят планы на последующие апгрейды установки и эксперименты для Run 4.

#news

Математические этюды. Крестики-нолики.

https://telegra.ph/Krestiki-noliki---X-O-04-26

#math

Изображение. Надеемся, никто не станет спорить, что это самый красивый вид созданных человечеством электростанций. Сфотографированная ещё во время строительства (ряд зеркал справа частично отсутствует) в 2015 году солнечная электростанция Crescent Dunes в Неваде насчитывает 17500 зеркал-гелиостатов, фокусирующих солнечный свет на башню, через которую протекает расплавленная соль. Раскаленная соль затем поступает в хранилище, а её тепло используется для вращения паровой турбины. К сожалению, проект столкнулся с гораздо большим количеством технических проблем, чем предполагалось, и был приостановлен в 2019 году.

#scimage

APOD. Два снимка телескопа Хаббл одного и того же места в далёкой-далёкой галактике NGC 6946 с разницей в несколько лет. Звезда в центре - красный сверхгигант N6946-BH1 с массой 25 солнечных, пребывавший на исходе своего жизненного цикла. По всем астрономическим понятиям звезда должна была стать сверхновой, но этого не произошло. Нет, в 2009 году её яркость всё же многократно увеличилась, но это увеличение было гораздо менее интенсивным, чем бывает у сверхновых. А затем, в 2015 году, звезда просто пропала. Если всё произошло так, как предполагают ученые, то на этом примере нам впервые в истории удалось пронаблюдать образование чёрной дыры. Хотя и по несколько необычному сценарию. По сегодняшним моделям полагается, что коллапс в черную дыру происходит в результате вспышки сверхновой. Здесь же, по всей видимости, процесс был обратным - сначала ядро звезды схлопнулось в черную дыру, а уже затем последовавшая вспышка нейтрино разорвала внешние оболочки, породив многократное повышение яркости.

#apod

Новости науки. Физики из Технического университета в Делфте, Нидерланды сделали то, что долгое время считалось невозможным - создали устройство, которое пропускает сверхпроводящий ток только в одном направлении без приложения внешнего поля.

Асимметрия проводимости как таковая давно не новость - именно на ней основано функционирование полупроводниковых диодов, а значит и всей современной электроники. Реализуется она за счет создания в материале областей с избытком и недостатком заряженных частиц, что приводит к образованию электрических полей, нарушающих симметрию протекания зарядов.

В сверхпроводящих веществах - в которых ток за счет квантовых эффектов может протекать без какого-либо электрического сопротивления - аналогичная концепция тоже имеется, только в этом случае асимметрия достигается не за счет создания электрических диполей, а за счет приложения внешнего магнитного поля. И такого рода магнитные сверхпроводящие диоды уже были реализованы в некоторых материалах. Однако, считалось, что наличие магнитного поля является необходимым условием нарушения симметрии, и без него это совершенно невозможно.

Доказать обратное физикам помогли так называемые квантовые материалы. Квантовые материалы отличаются от "обычных" (к которым относятся почти все металлы и сверхпроводники) тем, что в них электроны гораздо сильнее взаимодействуют друг с другом, за счет чего порождается множество интересных эффектов. Чтобы добиться однонаправленной сверхпроводимости ученые поместили тоненький барьер (см. эффект Джозефсона) из квантового материала бромида ниобия (Nb3Br8) между двумя сверхпроводниками селенида ниобия (NbSe2). Кристаллическая структура и квантовые свойства бромида ниобия действуют таким образом, что сверхпроводящие куперовские пары электронов могут протекать через контакт только в одном направлении, а в обратном наблюдается совершенно обычная классическая проводимость.

Пока что все эксперименты проводятся при сверхнизких температурах около 20 мК. Напомним, что получение сверхпроводимости при комнатной температуре является влажной мечтой всех физиков-твердотельщиков, которая произведёт революцию не меньшую (а вероятно большую), чем позволило изобретение полупроводниковой электроники. Пока что ни одного сверхпроводящего материала, который оставался бы таковым при комнатной температуре и нормальном давлении не обнаружено. Ну а создание же сверхпроводящих диодов позволит дальше продвинуться в создании электронных и вычислительных систем на основе сверхпроводников.

Статья опубликована в Nature 27 апреля 2022 года, а полный текст доступен по ссылке - тыц.

#news

Явление. Демонстрация эффекта Коанда с помощью шлирен-установки, позволяющей визуализировать воздушные потоки. Как мы уже писали ранее, эффект заключается в том, что поток газа при огибании препятствия отклоняется в сторону препятствия. Это происходит потому что вблизи стенок создаётся область разреженного давления, "оттягивающая" поток на себя. Если поток огибает объект с обеих сторон, то получается карман пониженного давления, в котором возможно удержание предметов. Первая часть видео демонстрирует сам эффект - отклонение воздушного потока при взаимодействии с бумажным цилиндром, а вторая - его применение для стабилизации шарика для настольного тенниса.

#effect

История науки. "Такого существа быть не может" написал Дан Шехтман (на фото слева) в лабораторном журнале в 1982 году рядом со странной электронной дифрактограммой. Электронные дифрактометры используются для определения кристаллической структуры веществ, и тот результат, который получил Шехтман, обладал осью симметрии пятого порядка, что совершенно невозможно с точки зрения классической кристаллографии (она разрешает только симметрии второго, третьего, четвертого и шестого порядков). Однако, икосаэдрические фазы, обнаруженные им в сплаве алюминия и марганца, были реальными. Впоследствии их назовут квазикристаллами, а Шехтман столкнётся с огромным сопротивлением кристаллографического сообщества, пытаясь доказать истинность своего открытия. Но всё же заслуженно получит Нобелевскую премию по химии в 2011 году.

#scihistory

Научная статья. Изменение климата и антропогенное воздействие на окружающую среду ломают привычные экосистемы и подвергают опасности существование многих видов. В частности, большой урон понесли братья наши меньшие, но очень для нас важные, пчёлы, многие виды которых находятся под угрозой исчезновения, а популяции драматически сокращаются. Но не унывают польские биологи! Они вознамерились решить проблемы пчел с помощью конопли! Включив в рацион пчел вида A. mellifera carnica сахарный сироп с небольшим количеством экстракта конопли, они обнаружили, что продолжительность их жизни существенно увеличилась - при стандартной продолжительности жизни в 35 дней улучшенные конопляные пчёлы несли службу от 49 до 52 дней, в зависимости от тестовой группы. По заверению исследователей, связано это исключительно с высокими антиоксидантными свойствами растения, и ни с какими другими эффектами! Слава науке о7!

Статья опубликована в Antioxidants 2 апреля 2022 года.

#paper

Изображение. Сосудистое дерево миничеловека возрастом 18 недель, измеренное с помощью рентгеновской микротомографии. Основой сети кровообращения зародышей является пупочная артерия, хорошо различимая на снимке, а особую плотность система сосудов имеет в зарождающемся головном мозге. Будущим матерям посвящается!

#scimage

APOD. Историческое изображение вулканической активности на спутнике Юпитера Ио, снятое аппаратом Galileo в 1996 году. Ио довольно внушительный спутник с радиусом 1800 км, слегка превосходящий по размерам Луну, и тем не менее вулканический шлейф выглядит весьма солидно на его фоне, возвышаясь на добрую сотню километров над поверхностью тела. Состоит синеватое вулканическое вещество в основном из диоксида серы, а голубоватое свечение обусловлено флуоресценцией при разрушении молекул под действием высокоэнергетических частиц в юпитерианской магнитосфере.

Галилео стал первым в линейке юпитерианских аппаратов (с последователем Juno и запланированной на 2023 год миссией JUICE) и нёс службу по изучению Юпитера и его спутников с 1995 по 2003 год, после чего был упокоен в атмосфере гиганта.

#apod

Цитата. "Единственный раз я был напуган студентом. Я вёл семинар для продувинутых студентов в Цюрихе, и фон Нейман был в аудитории. Я пришел к определённой теореме, и сказал, что она ещё не доказана и может быть сложной. Фон Нейман ничего не сказал, но спустя пять минут поднял руку. Когда я обратил на него внимание, он вышел к доске и записал доказательство теоремы. После этого я боялся фон Неймана" (с) Дьёрдь Пойа о Джоне фон Неймане.

Фото: фон Нейман и Джон Мэнли в Лос-Аламосе.

#цитата

Кристаллы. Немножко кристаллизующейся серы. Расплав элементарной серы затвердевает в тонком зазоре между предметными стёклами микроскопа при охлаждении. Видео получено с помощью оптического микроскопа в поляризованном свете со стократным увеличением.

#crystal

История науки. Американские мальчишки и девчонки, а также их родители, рассматривают образец лунного грунта, доставленный экспедицией Аполлон-11 в 1969 году.

#scihistory