Новости науки. Астрономы из Университета Аризоны впервые в истории сумели обнаружить признаки наличия магнитного поля у экзопланеты. Планета HAT-P-11b размером примерно с Нептун вращается вокруг оранжевого карлика в 123 световых годах от нас. Анализируя данные телескопа Хаббл в ультрафиолетовом диапазоне, ученые заметили выраженные хвосты из ионов углерода, расходящиеся от планеты на одну астрономическую единицу. Наилучшей моделью, объясняющей такое поведение частиц, является их взаимодействие с магнитосферой планеты и звёздным ветром, исходящим от звезды. Магнитное поле защищает планету от космической радиации, поэтому его наличие является важным фактором пригодности планеты для жизни. На самой HAT-P-11b жизни, вероятно, нет - она является слишком горячей из-за того, что находится близко к своей звезде. Но если мы научимся достоверно определять наличие магнитосферы у экзопланет, то сможем лучше оценивать их пригодность для жизни. Исследование опубликовано в Nature Astronomy 16 декабря 2021 года.

#news

История науки. Стивен Хокинг, Кип Торн и Джон Прескилл подписывают публичный спор об исчезновении информации в черных дырах, 1997 год. Торн и Хокинг утверждали, что информация, попадающая в черную дыру, пропадает в ней безвозвратно. Прескилл же полагал, что ей всё-таки каким-то образом открыт доступ во внешнюю вселенную, например, посредством излучения Хокинга. Спор этот затрагивает не только трех героев поста, но разбивает всех ученых на два лагеря и имеет краеугольное значение для структуры квантовой теории (более подробно - тыц). Наградой за выигрыш должна была стать любая энциклопедия на выбор победителя, из которой "можно будет свободно извлекать информацию". Позже, в 2004 году, Хокинг переосмыслил свои взгляды на теорию черных дыр и признал, что проиграл спор, вручив Прескиллу "Полную энциклопедию бейсбола". Кип Торн проигрыш не признал. Как бы то ни было, вопрос об исчезновении информации в черной дыре по-прежнему не решен и вызывает ожесточенные дебаты среди ученых.

#scihistory

Научная статья. В 2012 году физик Дмитрий Крюков, работавший в Калифорнийском университете в Сан-Диего, был оштрафован за неостановку у знака "Стоп". Дух физика взбунтовался, ведь он совершенно точно останавливался! К исправлению данной несправедливости ученый подошел основательно и научно, явившись на заседание суда с собственноручно написанной научной статьёй, в которой составил математическую модель дорожной ситуации. Физик показал, что при стечении определённых обстоятельств, у стороннего наблюдателя (дорожного инспектора) могло возникнуть кажущееся ощущение, что машина проехала знак без остановки. Физик апеллировал к тому, что при наблюдении со стороны измеряется не линейная, но угловая скорость, и что визуальный контакт был на долю секунды нарушен проезжающим третьим автомобилем. Всё это в совокупности привело к "кратковременному искажению восприятия пространства-времени сотрудником полиции". История умалчивает, внесла ли статья весомый вклад в судебное разбирательство, но процесс физик выиграл.

#paper

Сегодняшний APOD. Лунные затмения происходят, когда Земля отбрасывает на Луну тень, находясь между ней и Солнцем. При этом, угловой размер земной тени (умбры) гораздо больше, чем сама Луна. В частности поэтому не так просто увидеть, что эта тень круглая. Астрофотограф Jean-Francois Gout постарался показать истинные размеры и форму земной тени на этом композитном снимке лунного затмения 18 ноября. Пять фотографий различных фаз затмения были сделаны в течение полутора часов, а затем наложены друг на друга, позволяя нам увидеть практически полный полукруг земной тени. По счастливому совпадению, буквально краешек Луны остался не затронут затмением, позволив получить столь великолепную иллюстрацию. Внутри тени Луна не полностью затемнена, но имеет тусклый красноватый оттенок, благодаря свету преломленному земной атмосферой.

#apod

Анимация. Преобразование Фурье является едва ли не самой важной математической техникой, используемой в науке и инженерии. Оно позволяет разложить любую функцию - это может быть сигнал, кривая или изображение - на ряд гармонических сигналов (синусоид). Это можно представить, как набор векторов определенной длины, вращающихся с определенной частотой. Каждый следующий вектор прикреплён к концу предыдущего и символизирует более высокую гармонику. Самый последний вектор описывает некоторую кривую. Если векторов будет достаточное количество, и мы правильно подберём их длины и частоты вращения, то сможем начертить любой узор. Больше паттернов в видео по ссылке - тыц.

#animation

Явление. Многие атомы любят соединяться. Например, если два кусочка одного и того же металла поднести друг к другу, они предпочтут объединиться в единый кристалл. В повседневной жизни мы этого обычно не наблюдаем, ведь почти все металлы покрыты оксидными плёнками из-за взаимодействия с атмосферой. Однако, для очищенных поверхностей в условиях вакуума этот процесс, именуемый холодной сваркой, происходит с удивительной лёгкостью. Так, на представленном видео две нанопроволочки из золота свариваются в сверхвысоком вакууме. При этом, частицы действительно становятся одним целым, без каких-либо сварных швов. Видео получено с помощью просвечивающего электронного микроскопа.

#effect

Наука и искусство. Художественная инсталляция из дисков Биттера различных поколений и дизайна, установленная в прихожей Национальной лаборатории высоких магнитных полей в Флориде.

Подобные пластины из медного сплава сотнями укладываются в мощные цилиндрические катушки, служащие источником сверхвысоких магнитных полей. Для этого через пластины пропускается ток до 40 000 ампер, а через большое количество отверстий - охлаждающий раствор, без которого катушки расплавились бы за доли секунды.

#art

Изображение дня. Течь могут не только жидкости, но, при определенных условиях, и вполне себе твёрдые тела, например, коты металлы. В этом эксперименте 2012 года ученые из Университета Пердью наблюдали такие потоки вещества у металлической поверхности. Для этого медную пластинку тёрли об острый стальной уголок, который возбуждал на поверхности меди своего рода волну. Цветные линии отмечают траектории и скорости атомов в различных слоях металла. Ученые отметили, что наблюдаемое поведение вещества очень похоже на уже известные режимы течения жидкостей. Удалось даже провести различие между ламинарным и турбулентным течениями.

#scimage

История науки. Исследователи на борту научного судна USNS Kane в ходе его первой экспедиции по геологическому и геофизическому исследованию морского дна в 1967 году. Судно являлось частью десятилетней программы океанографических исследований США, основной целью которой было повышение конкурентоспособности страны в ходе холодной войны. Под завязку набитое научным оборудованием, оно было способно выполнять целый комплекс океанографических исследований. В 2001 году корабль был продан Турции и является частью её флота по сей день. Больше фотографий по ссылке - тыц.

#scihistory

Сегодняшний APOD. Где находится самый глубокий известный горный утёс в Солнечной Системе? Удивительно, но расположен он на совсем маленьком небесном теле - спутнике Урана Миранде с диаметром менее 500 км. Утёс (в правой нижней части изображения), носящий название Уступ Верона в честь итальянского города, простирается вверх на 20 км, что в 10 раз выше Гранд-Каньона и почти в 2 раза - каньонов долины Маринер на Марсе. Ускорение свободного падения на Миранде невелико - всего 8 см/с за секунду, поэтому для падения с уступа вниз потребовалось бы целых 12 минут, и находчивый астроисследователь вполне мог бы его пережить, обладая нехитрой подушкой безопасности. Единственные снимки Миранды вблизи сделаны аппаратом Вояджер 2 в 1986 году.

#apod

Новости науки. Ученые из австралийской Cortical Labs научили "мини-мозг" из 800 000 человеческих нейронов, выращенный в чашке Петри, играть в игру Pong и выигрывать! Для общения с нейронами использовалась привычная кремниевая электроника - массив электродов, посылающих сигналы в определенные части мини-мозга и принимающих его решения. Чтобы обучить нейроны, как играть "правильно", в случае верных решений на определенный электрод посылался хорошо детерминированный сигнал, а в случае ошибок - случайный шум (характерно, что шум мини-мозгу очень не нравился). Ученые отметили, что мини-мозг схватил правила игры на лету, сделав это гораздо быстрее, чем существующие нейросети. Вообще говоря, выращивание подобных массивов нейронов в чашках Петри не новинка, но это первый случай, когда их научили делать что-то осмысленное.

Пока доступен только препринт статьи - тыц. Обычно мы публикуем только статьи, прошедшие рецензирование, поэтому в случае, если выяснится что-то нехорошее, - опубликуем опровержение.

#news

Явление. Треки из капелек жидкости, оставляемые пролетающими альфа-частицами в камере Вильсона. Источником частиц является минерал, содержащий уран. Камера заполнена паром переохлажденного спирта, которому для конденсации не хватает лишь незначительного воздействия. Это воздействие и оказывается испущенной радиацией - заряженные альфа-частицы ионизируют вещество на своём пути, а ионы уже служат точками конденсации, вызывая образование тысяч крошечных пузырьков жидкости, которые и отмечают трек частицы. Камера реагирует не только на минерал внутри, но и на внешнюю радиацию - несколько внешних треков можно увидеть на видео. Альфа-частицы обладают довольно низкой проникающей способностью, средняя длина их пробега в воздухе составляет лишь пару сантиметров, в твёрдых веществах - микрометры.

#effect

Цитата. Притча о яблоке.

#цитата

https://telegra.ph/Pritcha-o-yabloke-01-06

Анимация. Ещё древние астрономы заметили, что в течение года планеты движутся по небесной сфере не равномерно, но выписывают разнообразные кренделя. Одно время года планета может двигаться вперёд (проградно), а затем без видимой причины оборачиваться и двигаться в обратном направлении (ретроградно). Для объяснения этого поведения в геоцентрической системе пришлось вводить сложные системы эпициклов. Как возникает ретроградное движение в гелиоцентрической картине мира можно увидеть на этой небольшой анимации на примере Земли и Марса. Анимация не поясняет, почему планета также опускается вниз - это происходит из-за несовпадения плоскостей эклиптики планет.

#animation

Научная статья. Когда-то мы писали про кота, ставшего соавтором научной публикации. Однако, кот Честер не единственный представитель царства животных (отличный от человека), которому это удалось. В 2001 году небезызвестный Андрей Гейм, один из первооткрывателей графена, опубликовал статью "Обнаружение вращения Земли с помощью диамагнитно левитирующего гироскопа". В то время Гейм занимался подвешиванием диамагнитных объектов в сильных магнитных полях (занименитая левитирующая лягушка тоже его авторства). Помимо Гейма в авторах статьи числится некто H.A.M.S ter Tisha (что на русский можно вольно перевести как "Х.О. мяк Тиша"). Гейм утверждает, что Тишка принимал самое непосредственное участие в экспериментах. Осмелимся предположить, что отважный хомяк протестировал установку по магнитной левитации перед тем, как в неё был помещён дорогостоящий гироскоп. С текстом статьи можно ознакомиться по ссылке - тыц.

#paper

Изображение. Регистрация самых неуловимых из известных частиц - нейтрино - действительно сложная задача. Нейтрино настолько слабо взаимодействуют с веществом, что могут пройти через всю толщу нашей планеты, не заметив её. Чтобы зарегистрировать крайне редкие акты взаимодействия приходится строить исполинские детекторы и располагать их очень глубоко под землёй, чтобы оградить от фонового излучения. Такова нейтринная обсерватория IceCube, построенная на антарктической станции Амундсен-Скотт, на самом Южном полюсе. Нити, на которые бусинами нанизаны 5160 детекторов-фотоумножителей, расположены на глубине в пару километров в толще льда. Детекторы не регистрируют нейтрино напрямую - они ищут мюоны, приходящие из недр планеты. По современным представлениям, такие мюоны могут родиться только в результате взаимодействия нейтрино со льдом или горной породой. Изображение, конечно, рендер. Реальными фото с обсерватории можно насладиться по ссылке - тыц.

#scimage #telescope

APOD. Ещё немножко об утёсах Солнечной системы. Имеются они не только на планетах и спутниках, но и на весьма небольших небесных телах. В 2014 году космический зонд Rosetta сблизился с кометой Чурюмова-Герасименко, подарив нам множество потрясающих фотографий этого объекта. Данный утёс возвышается над кометой на целый километр, что немало, ведь диаметр всей кометы всего около 5 км. Интересно, что несмотря на немаленькие размеры утёса даже по земным меркам, на него вполне смог бы запрыгнуть самый неспортивный астроисследователь, учитывая слабую гравитацию кометы.

#apod

История науки. Эдвин Хаббл устанавливает переносной телескоп на лужайке дома своих друзей, готовясь к ночным наблюденями со студентами, предположительно 1914 год. Это самая ранняя известная фотография Хаббла с телескопом.

Хабблу, пожалуй самому выдающемуся астроному XX века, удалось в корне перевернуть наши представления о вселенной. Именно он додумался, что вселенная поистине огромна и состоит из миллиардов галактик, а также расширяется и эволюционирует. Да, до Хаббла все думали, что вселенная ограничена галактикой Млечный Путь и является вечной и неизменной. А ещё он летал в космос.

"Вооружённый пятью чувствами, человек исследует вселенную вокруг себя и называет это приключение наукой" (с) Эдвин Хаббл

#scihistory

Премьера рубрики. Кристаллы. Кристаллы представляют собой огромное многообразие химических соединений с самыми разными формами и свойствами. Они не только приятны глазу, но и несут в себе интереснейшую физику. Тот телефон, с которого вы читаете этот пост, обязан своим существованием именно изучению физических свойств кристаллов. В этой рубрике мы постараемся не только показывать красивые картинки, но и рассказывать о кристаллах что-нибудь интересное.

Металлические самородки не обязательно скучны и неказисты. Часто, при правильных условиях, они формируются в настоящие произведения искусства. Ростом таких дендритных кристаллов из чистых металлов управляют те же законы, которые создают сложную форму снежинок или ледяные узоры на окне. Этот золотой самородок длиной 12 мм, выросший на кварцевой матрице, принял приятную фрактальную форму, напоминающую веточку. Образец хранится геологическом музее в Лозанне.

#crystal

Новости науки. Двумерные материалы, состоящие всего-лишь из одного слоя атомов, - например графен - давно стали обыденностью в науке. Но что будет, если взять два графеновых листочка и положить их друг на друга? Тогда электроны в материале будут взаимодействовать не только со своими товарищами в плоскости, но и испытывать воздействие соседнего слоя. Более того, оказывается, что если начать поворачивать один слой относительно другого, материал может начать вести себя совершенно необычным образом. Например, при определенном угле, называемом магическим, в системе из двух слоёв графена возникает сверхпроводимость - электроны могут двигаться в материале, не испытывая никакого электрического сопротивления. Этого никогда не происходит в однослойном графене.

Такое поведение уже само по себе очень интересно, но учёные из Брауновского университета пошли дальше и поместили двуслойный графен на подложку из диселенида вольфрама - материала, который запутывает электроны в графене ещё сильнее, наделяя их так называемым спин-орбитальным взаимодействем, при котором электрон начинает взаимодействовать с собственным квантовым спином. Оказалось, что при этом двуслойный графен не только становится сверхпроводящим, но и приобретает магнитные свойства! И это удивительно, ведь обычно сверхпроводимость и магнетизм лежат по разные стороны спектра свойств твёрдых тел, почти никогда не встречаясь в одном и том же веществе. Вполне возможно, что подобные заигрывания со свойствами электронов в двумерных системах лягут в основу следующих поколений электронных устройств.

Исследование опубликовано в Science 6 января 2022 года.

#news