APOD. Спутник Сатурна Титан, одно из самых привлекательных тел для будущих астроисследователей и колонизаторов в нашей планетной системе. Это единственное, кроме Земли, тело, на поверхности которого существует жидкость в свободном состоянии, а его атмосфера настолько плотная, что пробиться через нее в видимом диапазоне решительно невозможно — в нем спутник представляется однородным желтоватым шариком. Однако аппарату Cassini, работавшему на орбите Сатурна с 2004 по 2017 гг. (а потом совершившему героический прыжок в его недра), удалось использовать инфракрасный диапазон, в котором атмосфера, не побоюсь этого слова, планеты гораздо прозрачнее и детали поверхности уже различимы. Cassini использовал для этого инфракрасный спектрометр VIMS, работающий на длинах волн порядка нескольких микрометров. На изображении — шесть инфракрасных карт поверхности Титана окружают его видимое обличье. В красном канале карт закодирована интенсивность длины волны в 1.59 мкм, в зеленом — 2.03 мкм и в синем — 1.08 мкм. Их комбинация отражает свойства материалов, составляющих вещества поверхности. Например, коричневые регионы в экваториальных областях представляют собой песчаные дюны, а голубоватые области могут содержать водяной лед. Снимки позволили выяснить, что Титан обладает сложной поверхностью с множеством геологических особенностей, что делает его еще привлекательнее для будущих миссий.

Что думаете?

#apod

Изображение. Семена пяти видов растений (батата, кукурузы, двух видов гороха и мари), заботливо собранные американскими индейцами чокто и отправленные на МКС в ноября 2023 года. Семена пробыли в космосе целых полгода и вернулись на Землю в апреле 2024. Следующей весной ребята из чокто высадят их рядом с земными аналогами, чтобы посмотреть, как изменилась их плодовитость в результате работы астронавтами. А вдруг повысилась — будем семена в космос отправлять для повышения урожайности!

Что думаете?

#scimage

Новости науки. Ого! Ребята из ETH Zürich реализовали первый в истории механический кубит.

Новость действительно интересная. Долгое время создание механических кубитов, то есть механически вибрирующей системы, находящейся в квантовой суперпозиции нескольких мод вибраций, считалось маловозможным. Трудности связаны в основном с очень коротким временем декогеренции механических систем из-за акустических потерь и взаимодействия со средой. Другая сложность в том, что резонансные частоты (фактически, энергетические уровни квантовой системы) равномерно распределены по шкале энергии, а для реализации кубита нужно как-то изолировать две частоты от всех остальных, то есть приблизить их друг к другу и отдалить от прочих.

Похоже, физикам из Цюриха удалось решить эти проблемы. Их устройство представляет собой небольшой куполообразный кусочек нитрида алюминия, нанесенный на сапфировую подложку, который совершает акустические колебания при подаче внешнего напряжения. Рядом с нитридноалюминиевым куполом расположен классический сверхпроводящий кубит с небольшой антенной, которая и индуцирует колебания в механической системе. Каким-то оразом взаимодействие этих двух систем (не буду притворяться, что даже примерно понимаю, как это работает) приводит к тому, что в мехническом осцилляторе получается изолировать и квантово суперпозиционировать два фононных энергетических уровня.

Ребята даже продемонстрировали функциональные свойства кубита, выполнив базовые квантовомеханические логические операции и простейшие квантовые алгоритмы. Пока не очень понятно, имеет ли такая система какие-то преимущества перед традиционными сверхпроводящими, оптическими или атомарными кубитами, но это как минимум совершенно новый принцип построения квантовых систем и новое измерение в фазовом пространстве возможных квантовых устройств. Будем следить за развитием.

Новость опубликована в Science 14 ноября 2024 года. Полный текст стати доступен в arXiv — тыц.

Что думаете?

#news

APOD. Интересная структура в верхней части изображения в виде совокупности тонких вытянутых линий, ориентированная перпендикулярно плоскости нашей галактики вблизи ее центра. Хорошо заметное в радиодиапазоне образование так и называется — центральная галактическая радиодуга. Считается, что она порождается разогретым межзвездным газом, текущим вдоль линий галактического магнитного поля. Ровная основная арка соединяется с центром галактики (в нижней части изображения) неоднородными нитями. Яркое радиопятно в центре галактики, кстати, порождается, как не сложно догадаться, окрестностями нашей сверхмассивной черной дыры.

Что думаете?

#apod

История науки. Не очень много науки в этой фотографии, но понравилась она мне своей атмосферностью. Жанна Тинг, дочь американского физика Сэмюэла Тинга, щелкает на фотокамеру нынешнюю королеву Швеции Сильвию на нобелевском ужине, 1976 г. В этом году Сильвия только-только взошла на трон и восседает на нем по сей день.

Ну а на ужине чествовали папку Жанны за открытие частицы с забавным названием джей-пси мезон (джей — потому что эта буква напоминает китайскую запись фамилии Тинга, а пси — в честь одного из ускорителей — SPEAR — на котором частицу открыли. Там мутная история — сначала частицу назвали SP в честь первых двух букв ускорителя, а потом решили поменять порядок букв на PS, что напоминает произношение греческой “пси”). Джей-пси мезон позволил подтвердить существование очарованного с-кварка, он собственно и состоит из с-кварка и с-антикварка.

Что думаете?

#scihistory

Анимация. В 2022 году аппарат миссии NASA DART (Double Asteroid Redirection Test) прибыл к двойной системе астероидов, состоящей из Дидима диаметром 800 метров и его младшего братишки, 170-метрового Диморфа. Миссия позволила собрать большое количество информации о структуре тел и даже предложить модель формирования подобных систем. В частности, было обнаружено, что поверхность Дидима более каменистая в высоких широтах и более плоская вблизи экватора. Объединив эти данные со скоростью вращения Дидима, которая достаточно высока, было выдвинуто предположение, что каменистая фракция поверхности Дидима в результате воздействия центробежной силы образовала гребень на его экваторе, который постепенно сбрасывался с астероида, формируя что-то вроде кольца вокруг него. В конечном итоге это кольцо и собралось в Диморфа. Этакое формирование планетной системы в миниатюре. Симуляция этого процесса в виде красивой анимации из шариков показана на видео.

Что думаете?

#animation

Новости науки. Физики из Университета Буффало в Нью-Йорке предложили новый интересный способ обнаружения первичных черных дыр.

В отличие от черных дыр, которые мы себе обычно представляем, — черных дыр звездных масс, образующихся в результате коллапса звезд, — первичные черные дыры достаточно невзрачны. Считается, что это объекты микроскопического размера, образовавшиеся в хаосе ранней вселенной и снующие по ней с тех пор туда-сюда в виде своего рода частиц. Экспериментально их пока никто не наблюдал, но они являются одним из кандидатов на роль пресловутой темной материи, так что если бы их удалось обнаружить, то, возможно, мы бы разрешили одну из главных загадок современной физики.

Но как их можно было бы пронаблюдать экспериментально? Интересный способ предложили физики из Университета Буффало. Они рассчитали, что первичные черные дыры, движущиеся с большими скоростями, должны оставлять обнаружимые туннели в твердых веществах. К примеру, первичная черная дыра с массой 10^19 кг оставила бы в куске металла туннельчик диаметром 0.1 микрометра, что вполне обнаружимо современными микроскопами. Они даже могли бы проходить через наши тела без каких-либо последствий для оных. Осложняется все тем, что события эти предсказываются достаточно редкими. Вероятность наличия такого “трека” в камешке возрастом в миллиард лет оценивается в 0.000001. Поэтому авторы говорят, что искать их намеренно особого смысла нет, но мы могли бы иметь их в виду при проведении иных микроскопических исследований — глядишь, что-нибудь случайно попадется на глаза в электронный пучок.

Работа опубликована в Physics of the Dark Universe 19 сентября 2024 года.

Что думаете?

#news

Явление. Мужик собрал в гараже камеру, способную визуализировать распространение света в пространстве. На видео — лазерный луч от наносекундного лазера начинает свой путь в левой части изображения, падает на стену помещения справа и отражается обратно, освещая всю комнату примерно через 50 наносекунд после испускания.

К сожалению, такое невозможно снять на смартфон. Как и на любую другую камеру. Реализация камеры, способной снимать со скоростью света, вообще несколько… затруднительна. Поэтому приходится идти на ухищрения. В этом процессе происходит своего рода усреднение множества снимков, сделанных для разных, но идентичных световых импульсов через разное время после их испускания. Все, что для этого требуется — очень хорошая синхронизация между импульсным лазером и записывающей системой, что уже достижимо с помощью доступной широким слоям населения измерительной электроники. Собственно, установка, представленная на видео, стоит меньше тысячи американских долларов. Конечно, в написание алгоритма обработки информации придется вложить еще немножечко мозгов, а это уже более дефицитный товар.

По ссылке ролик, в котором автор сам все объясняет — тыц.

Что думаете?

#effect

Изображение. Science поделился лучшими, по cвоему мнению, научно-популярными книгами 2024 года. Все пока только на английском, само собой. Вот эти ребята:

1. Zoё Schlanger. “The light eaters” (”Поедатели света”) — книга о том, как растения воспринимают мир, коммуницируют с ним и друг с другом, а может даже обладают собственным своеобразным интеллектом (но это не точно);

2. Adam Higginbotham. “Challenger: A True Story of Heroism and Distater on the Edge of Space” (”Челленджер: истинная история героизма и трагедии на рубеже космоса”) — история и предыстория катастрофы, случившейся с шаттлом “Челленджер” 28 января 1986 и приведшей к гибели семи астронавтов;

3. Charan Ranganath. “Why we remember: Unlocking Memory’s Power to Hold On to What Matters” (”Почему мы помним: раскрытие силы памяти, позволяющей удерживать то, что имеет значение”) — путешествие в доступные нашему пониманию на сегодняшний день механизмы работы памяти. Почему мы запоминаем события и, что еще важнее, почему мы их забываем. Ведь забывание, по мнению автора, является на багом, а фичей, критической для правильной работы нашего мозга;

4. George Andrews. “How to Kill an Asteroid” (”Как убить астероид”) — повествование об обороне нашей планеты от потенциальных угроз со стороны космических камушков и о миссии DART — первой попытке изменения орбиты астероида с помощью космического аппарата;

5. Daniel Levitin. “I Heard There Was a Secret Chord” (”Я слышал, что есть секретный аккорд”) — нейрофизиолог и музыкант совмещает обе свои профессии, изучая как музыка влияет на состояние нашего организма, помогает бороться с травмами и депрессиями, воздействовать на иммунитет, помогать в лечении болезней;

6. Elizabeth Johnson. “What If We Get It Right? Visions of Climate Futures” (”Что если мы все сделаем правильно? Представления о будущем климата”) — морской биолог рассуждает о том, какие меры должно предпринять наше общество, чтобы побороть вызовы, бросаемые человечеству изменением глобального климата;

7. Daniel Lewis. “Twelve Trees: The Deep Roots of Our Future” (”12 деревьев: глубокие корни нашего будущего”) — рассказ о 12 деревьев, каждое из которых представляет уникальные качества и свойства природы и жизни;

8. Rebecca Boyle. “Our Moon: How Earth’s Celestial Companion Transformed the Planet, Guided Evolution and Made Us Who We Are” (”Наша Луна: как небесная спутница Земли изменяла планету, направляла эволюции и сделала нас теми, кто мы есть”) — повествование о роли нашего уникального спутника в формировании жизни и экосистемы нашей планеты;

9. Steven Mithen. “The Language Puzzle: Piecing Together the Six-Million-Year Story of How Words Evolved” (”Загадка языка: собираем воедино шестимиллионолетнюю историю эволюции слов”) — археолог рассказывает о результатах новейших исследований в областях лингвистики, антропологии, психологии и генетики, связанных с развитием человеческих языков, от самых первых слов, до комплексных лингвистических систем сегодняшнего дня;

10. Ferris Jabr. Becoming Earth: How Our Planet Came to Life (”Становление Земли: как наша планета стала живой”) — книга рассказывает, как живая и неживая природа взаимодействуют друг с другом и как земные экосистемы, от микробов в глубоких шахтах до лесов Амазонки, видоизменяют тело планеты.

Что думаете? Что хотели бы почитать?

#scimage #книги