История науки. В определённый период своей жизни сэр Исаак Ньютон был необычайно плодовитым по части экспериментов. Желание проникнуть в суть вещей сподвигало его на поистине садистские вещи, которые он проворачивал, правда, с самим собой.

"Я брал шпильку (палочку с тупым концом) и вдавливал её между глазом и костью, как можно ближе к боковой части глаза. Нажатие глаза концом её (его место обозначено кривой abcdef) привело к появлению нескольких белых, тёмных и цветных кругов r, s, t, & c. Эти круги стали более четкими, когда я подолжил тереть глаз концом шпильки, но если я держал шпильку прямо, то хотя и продложал давить на глаз, но круги становились расплывчатыми и часто исчезали, пока я не возвращал их, двигая глазом или шпилькой" (с) Исаак Ньютон

Схема опыта талантливо нарисована самим Ньютоном в записной книжке. Опыт был призван выяснить соотношение между внешним миром и его восприятием с помощью зрения. Всё во имя науки!

#scihistory

Наука и искусство. "Нейролес". В 2013 году лондонскому нейробиологу Matteo Farinella надоела наука, и он решил начать рисовать комиксы. Его графический роман "Нейрокомикс" повествует о маленьком мужичке, попавшем в мозг. На этой иллюстрации из романа структура мозга представлена в виде леса, корни и кроны деревьев которого ораганизуют тесно переплетённую сеть нейронов. Наука в произведении также не забыта - с помощью элементов повествования автор поясняет устройство мозга и протекающие в нём процессы.

#art

Новости науки. Ученым из Университета Колорадо удалось синтезировать двумерную аллотропную модификацию углерода - графин, которая до этого дня существовала лишь в фантазиях теоретиков.

Вот уже больше десяти лет графен - двумерная гексагональная решетка из углерода толщиной в один атом - является королём физики твёрдого тела, привлекая внимание миллионов исследователей благодаря своей уникальной структуре и физическим свойствам. Тем не менее, графен не является необычным веществом, он повсеместно присутствует в природе в виде графита. Сложность заключается лишь в том, чтобы отделить его отдельные "листы" друг от друга.

Графен не единственная возможная двумерная модификация углерода. Его родственник графин (его можно представить, как бензольные кольца, соединённые цепочками атомов углерода различной длины) отличается типом гибридизации (sp и sp2 вместо чистой sp2 в графене) и в природе не встречается. Да и с его получением в лабораториях существуют сложности. Графин может существовать в нескольких формах и до описываемой работы была получена только одна из них - графдиин (или графин-2) в 2010-м году - в малых количествах и плохого качества.

И вот впервые удалось разработать метод синтеза другой модификации графина - γ-графина - с помощью динамической реакции метатезиса алкинов (что бы это ни значило). При этом, новая реакция позволяет синтезировать γ-графин в массе (по аналогии с графитом из графена). Графины обладают не менее уникальными физическим свойствами, чем графен и могут послужить будущим поколениям электронных устройств.

Статья опубликована в Nature Synthesis 9 мая 2022 года.

#news

Явление. Незапланированная быстрая деконструкция установки по созданию сверхвысоких магнитных полей, случившаяся в Токийском университете в 2018 году. До разрушения установка всё же успела поставить рекорд величины магнитного поля, созданного внутри помещения, в 1200 Тесла (это примерно в 400 раз больше, чем в установках МРТ и в 50 миллионов раз больше магнитного поля нашей планеты).

Создание сверхвысоких магнитных полей требует огромных затрат энергии, которая не всегда идёт по предусмотренным для этого каналам. Стоит отметить, что подобные установки генерируют поля в импульсном режиме на короткую долю секунды. Как видно, даже это приводит к взрывам, так что о постоянных полях такой величины можно и не мечтать.

#effect

Изображение. Эти прикольные ребята - рачки-бгомолы, отряд ракообразных размером от 10 до 34 см, обитающих на небольшой глубине. Они уникальны по беспрецедентной сложности устройства цветового зрения, не имеющего аналогов в природе. Рачки-богомолы в зависимости от вида обладают от 12 до 16 различных цветовых рецепторов (для сравнения, у человека их три, а у многих млекопитающих вообще всего два). Из-за этого долгое время считалось, что они видят необычайное богатство цветов. Однако, недавние исследования показывают, что это, вероятно, не так. Дело в том, что количество рецепторов компенсируется сравнительной простотой алгоритма обработки сигнала от них. У человека мозг взвешивает и комбинирует сигналы от трёх рецепторов, и это позволяет различать миллионы оттенков. У рачков же обработка информации более дискретна (грубо говоря, один или несколько рецепторов соответствуют одному цвету). Эта простота алгоритма может быть важна для рачков, так как позволяет обрабатывать зрительный сигнал очень быстро.

#scimage

APOD. Меркурий тоже немножко комета! На первый взгляд практически каждый подумает, что на снимке комета. На самом же деле это планета Меркурий, тоненькая натриевая атмосфера которого сдувается в космос солнечным ветром. Натриевый хвост простирается от планеты на 2.5 миллиона километров и на порядки более тусклый, чем хвосты комет. Чтобы его увидеть нужны очень хорошие условия наблюдения и специальный фильтр. Интересно, что доступны такие снимки даже астрономам-любителям, хотя и вовсе не просты. Ну а в верхней части изображения хорошо различимые Семь сестёр.

#apod

История науки. Подборка видеофрагментов с физиками ХХ века, скомпилированная из различных архивных данных. Сможете опознать всех ученых на видео?

#scihistory

Новости науки. Исследователям из Национального института стандартов и технологий (NIST) удалось передать видеосигнал, используя ридберговские атомы в качестве приёмника.

Если накачивать атом энергией, его электроны будут переходить на более высокие энергетические уровни, а размер атома, соответственно, увеличиваться (радиус атома пропорционален квадрату главного квантового числа n его внешних электронов). Таким образом можно раскачать атомы до весьма внушительных n порядка 1000 и радиусов в без малого десятые доли миллиметра. Эти сверхвозбуждённые состояния называются ридберговскими атомами.

Ридберговские атомы крайне чувствительны к внешним электромагнитным полям и могут быть использованы в качестве детекторов радиосигнала. С помощью лазерной накачки ученые создали ридберговские атомы рубидия в стеклянной ячейке и получили с их помощью цветной аналоговый видеосигнал на СВЧ-частоте 17 ГГц. Демонстрация этого процесса показана на видео.

Пока что исследование доступно лишь в arXiv - тыц.

#news

APOD. Колоссальное солнечное цунами, порождённое взрывом солнечного пятна размером с Землю в 2006 году. Такие ударные волны называются волнами Мортона и распространяются в солнечной короне со скоростью порядка миллиона километров в час, огибая всю солнечную поверхность за считанные минуты. Так как они представляют собой излучение от разогретого водорода, лучше всего их видно на длине волны H-альфа (656,28 нм), на которой и получены эти данные. Снимок сделан американским телескопом Optical Solar Patrol Network.

#apod

Новости науки. Мы уже поговорили практически обо всех аллотропных модификациях углерода, от графенов и графинов до нанотрубок и фуллеренов. Но героя сегодняшнего поста до настоящей работы в природе не существовало (по крайней мере в нашей части галактики). Речь идёт о наноремнях Мёбиуса.

Наноремни представляют собой просто узенькую полоску графена (или разрезанную нанотрубку). В них в принципе нет ничего особенного, и они были получены ещё в 2017 году. Но добавление топологии Мёбиуса всё существенно меняет.

Известный математический объект лента Мёбиуса характеризуется наличием только одной стороны, что достигается за счет перекручивания ленты на 180 градусов относительно самой себя. Объект очень интересен с точки зрения топологии и обладает рядом уникальных свойств. Возможность построения таких структур из углерода была предсказана несколько лет назад, но синтез не удавался из-за высоких внутренних напряжений, которыми должны обладать эти объекты. Но молодцы-японцы сумели преодолеть все технические трудности и сочинили сложную реакцию (а точнее серию из 14 химических реакций), которая позволяет синтезировать односторонние ремни и изолировать их для изучения.

Авторы признаются, что понятия не имеют, какую службу углеродные наноремни Мёбиуса могут сослужить человечеству, но саму возможность их получения мы уже находим невероятно классной.

Работа опубликована в Nature Synthesis 19 мая 2022 года.

#news

История науки. Американский физик Джозеф Вебер колдует над первым в мире детектором, призванным обнаружить гравитационные волны, предположительно 1968 год.

Гравитационные волны были предсказаны общей теорией относительности и являются колебаниями самого пространства-времени. Детектор Вебера представлял собой свободно подвешенный цилиндр весом в несколько тонн, колебания которого должны были возвестить о прохождении гравитационных волн. Конечно, у него ничего не вышло. Это сейчас мы знаем, что для обнаружения эффекта нужны километровые интерферометры с на десятки порядков большей чувствительностью. Но в те годы ещё даже само существование гравитационных волн было под вопросом.

Интересно, что сам Вебер волны всё-таки "обнаружил". Гравитационные волны Вебера стали результатом ошибки в программе обработки данных, и десятки лабораторий по всему миру доказали их ложность. Но сам Вебер до конца своих дней верил, что волны он всё-таки задетектировал, и не оставлял попыток отстоять свои результаты.

#scihistory

Явление. Многие не догадываются, но кислород, составляющий столь важную часть нашего существования, обладает довольно выраженными магнитными свойствами. Правда проявляются они только в жидком состоянии (для проявления эффекта в газообразном кислороде необходимы колоссальные поля). Жидкий кислород представляет собой приятную для глаза голубоватую жидкость. В опыте на видео полюса обычного постоянного магнита сначала охлаждаются жидким азотом, чтобы кислород не слишком быстро испарялся, и не возникал эффект Лейденфроста. При этом видно, что сам азот совершенно никак не реагирует на магнитное поле. Затем катушки поливают кислородом, и он, притягиваясь к ним, образует устойчивый мостик между полюсами, постепенно испаряясь. Происходит это благодаря наличию у него парамагнитных свойств - каждая молекула кислорода является маленьким магнитиком, реагирующим на источник внешнего поля.

#effect

Изображение. Одинокий скиталец, бредущий через нанопустыню. На этой микрофотографии, полученной под скользящим углом с помощью сканирующего электронного микроскопа, роль пустынного ландшафта выполняет наноплёнка из вольфрама, отслоившаяся от подложки из-за недостаточной адгезии. Путник же - просто случайный осколок (как и все мы), выброшенный в необъятные пространства непознанного при подготовке образца. Изображение получено в Федеральной политехнической школе Лозанны. Цвета, само-собой, искусственные.

#scimage