Вселенная Атомов
496 subscribers
724 photos
91 videos
1 file
684 links
Вселенная атомов, атом во вселенной.

На канале публикуются заметки по различным направлениям естественных наук, их истории и персоналиям. Проникнись духом науки!

Наш чат: t.me/spacegateway
Download Telegram
Изображение. Оказывается, голубика вовсе не голубика, а черника! В том смысле, что голубой цвет голубики (и ряда других ягод и фруктов) обусловлен, как оказалось, совсем не цветом содержащихся в ее кожуре пигментов, а особым восковым нанопокрытием, структура которого видна на электронно-микроскопическом изображении (для голубики, орегонского винограда и сливы, соответственно). Нанопокрытие структурировано таким образом, что активнее рассеивает электромагнитное излучение синего цвета, а если его стереть, то ягода станет черной, как и положено в соответствии с ее пигментным составом. По всей видимости, такие нанопокрытия это эволюционно выработанная черта, ведь глаза многих плодоядных насекомых и животных более чувствительны к синему цвету (а ягоды хотят, чтобы их скушали!).

Статья с исследованием опубликована в Science Advances 7 фераля 2024 года.

Что думаете?

#scimage
Изображение. Забавный девайс придумали ребята из ETH Zürich, чтобы изучать особенности взаимодействие коллоидных микрочастиц с поверхностями. Устройство основано на (приготовьтесь, сейчас будет страшное название) коллоидно-зондовом атомно-силовом микроскопе, который отличается от обычного AFM тем, что вместо иголочки кантилевера использует ту самую коллоидную микрочастицу, закрепленную в специальной держалке, благодаря которой частица может как скользить по поверхности, так и катиться по ней. Понимание характера взаимодествия частицы с поверхностью в ходе этих процессов имеет важное значение в разработке разного рода новых модных суспензий. Ну а прибор просто красивый.

Что думаете?

#scimage
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Изображение. Процесс нанесения отражающего покрытия на зеркало телескопа строящейся Обсерватории имени Веры Рубин в Чили. Площадь поверхности сложного зеркала с двумя оптическими поверхностями различной кривизны примерно соответствует размеру теннисного корта. Вкупе со здоровенной трехгигапиксельной камерой будущий телескоп будет изучать распределение темной энергии — силы, расширяющей нашу вселенную. Каждые три ночи в течение десяти лет синоптический (то есть, собирающий данные сразу с большой площади) телескоп будет делать снимок всего Южного Полушария небесной сферы. А вот тут еще побольше информации — тыц.

Что думаете?

#scimage
Изображение. Панорамное изображение решетчатого нейтронного интерферометра, установленного на линии холодных нейтронов в Институте Пауля Шеррера в Филлигене. Прибор предназначен для измерения верхнего предела заряда нейтрона с помощью отклонения нейтронного пучка во внешнем электрическом поле.

Даже о такой банальной сущности, как электрический заряд, мы до сих пор многого не понимаем. До сих пор не ясно, квантуется он или нет. Непонятно, почему все наблюдаемые заряды кратны некоторому минимально возможному (одной трети заряда электрона). Все это нстандартной моделью не объясняется. Так что, можно сказать, что прибор предназначен для исследования физики за рамками стандартной модели.

Что думаете?

#scimage
Изображение. Экспериментальный лунный микроровер от японской компании ispace, тестируемый в земном испытательном павильоне, имитирующем лунный рельеф. Цель испытаний — научить ровер принимать самостоятельные решения при поиске оптимального маршрута и исследовании лунной поверхности.

Лунная программа ispace разбита на несколько этапов, первый из которых — посадка лунного модуля Hakuto-R, пока что без ровера, зато с диском песни "SORATO" японской группы Sakanaction (там своя история) — к сожалению закончился неудачей в 2022 году — связь с модулем была потеряна в момент посадки. Второй этап миссии — тоже посадка модуля, но уже с умным ровером, запланирована на конец этого года. Болеем за ребят. На ровере, кстати, тоже будет диск, содержащий данные о 275 языках и другие артефакты культуры. Для потомков, так сказать.

Что думаете?

#scimage
Изображение. Атомы в кристаллической решетке ортоскандата празеодима (PrScO3), "сфотографированные" с помощью электронного микроскопа и техники, называемой птихографией. Это, вероятно, лучшее изображение атомов из возможных, потому что разрешение здесь ограничено не прибором, но колебаниями самих атомов в результате температурных и квантовых эффектов. Разрешение же самого прибора превышает 20 пм, что значительно меньше размеров большинства атомов. Электронная микроскопия сама по себе такого разрешения достичь не способна, но применение техники птихографии, заключающейся в сканировании одного и того же участка образца с разных позиций и последующем совмещении снимков, позволяет значительно улучшить разрешающую способность. Ну, измерение сделано при комнатной температуре, так что охлаждение образца, возможно, позволило бы еще улучшить качество.

Кстати, двойные атомы на изображении — празеодим, одинокие яркие точки — скандий, а размытые кляксы — кислород.

Что думаете?

#scimage
Изображение. Иногда и графики красивы! Это изображение, полученное на синхротроне DESY, одном из ярчайших источников рентгеновского излучения в мире, представляет собой визуализацию частотной гребенки, состоящей из равномерно рапределенных квантовых состояний. График демонстрирует отсчеты одиночных фотонов в логарифмическом масштабе, от светлого к темному. В этом эксперименте частотная гребенка впервые получена в рентгеновском диапазоне, что подчеркивает её потенциальное применение в качестве квантовой памяти, способной хранить рентгеновские фотоны. Сложно, но красиво.

Что думаете?

#scimage
Изображение. Нано-круассаны на подложке из графена/Ni(100), измеренные с помощью сканирующего туннельного микроскопа. В роли нано-круассанов выступают наночастицы кобальта. Обратите внимание, что все наночастицы практически идентичной формы. Конечно же, это артефакт измерения — видимо, на иглу микроскопа налипла какая-то гадость, которая придает всем объектам на поверхности "свою" форму. Это хорошая иллюстрация того, как важна правильная интерпретация данных и как важно хорошо знать свое оборудование.

Что думаете?

#scimage
Изображение. А вот, как сотрудники Лаборатории реактивного движения NASA встретили Хэллоуин:
1) Групповое фото;
2) Астронавтка выгуливает зверька на поводке;
3) Инопланетянин, притворяющийся сотрудником лаборатории. Похож!
4) Ребята в костюме колбочек для образцов грунта запланированной миссии Mars Sample Return;
5) Сотрудник в костюме марсианского вертолетика Ingenuity управляет своим ровером (на самом деле, всё происходит наоборот);
6) Целая Луна и выводок приближающихся к ней мини-роверов CADRE из запланированной на 2025 г. миссии.

Что думаете?

#scimage
Изображение. Близится к завершению строительство китайского детектора нейтрино JUNO (Jiangmen Underground Neutrino Observatory) — огромной подземной сферы диаметром 35.4 метра, заполненной 20 000 тонн линейного алкилбензола (ЛАБ), играющего роль сцинтиллятора. При редких актах взаимодействия с нейтрино ЛАБ испускает фотоны, преобразуемые в электрический сигнал 43 200 фотоумножителей, вмонтированных в стальную оболочку сферы. Предполагается, что детектор будет ловить космические нейтрино, а также нейтрино, испускаемые находящимися поблизости атомными электростанциями.

Мы всё ещё многого не знаем об этих частицах-призраках. Например, как разные их сорта (всего их известно три — электронное, мюонное и тау) отличаются по массе, а эта информация крайне важна для дальнейшего развития наших моделей элементарных частиц. Будем надеяться, что детектор, запуск которого запланирован на конец года, поможет пролить немного фотонов на нейтринные тайны.

Что думаете?

#scimage
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
Изображение. Ребята из CERN поделились фотографиями с первых тестовых запусков уникального в своем роде компактного и транспортабельного ускорителя протонов ELISA (экспериментальный линейный ускоритель для анализа поверхности), предназначенного для работы в полевых условиях. Ускоряющая полость длиной всего 1 м позволяет разогнать протоны до энергии около 2 МэВ, что относительно немного. Однако больше и не нужно, ведь основная область применения ускорителя — исследование археологических и музейных экспонатов, в которых любое повреждение образца грозит утерей ценнейшего памятника человеческой культуры. А достигаемой энергии частиц как раз достаточно, чтобы и информацию собрать, и материал не повредить. Устройство облучает поверхность исследуемого тела сфокусированным пучком протонов, который возбуждает в материале вторичное рентгеновское излучение, анализ которого позволяет точно определить, из каких материалов состоит поверхность. Благодаря компактности ускорителя, его можно будет привозить, к примеру, прямо на место археологических раскопок и исследовать образцы, транспортировка которых в лабораторию невозможна. Протонно-лучевая археология грядет!

Что думаете?

#scimage
Изображение. Космический инфракрасный телескоп NEO Surveyor, запуск которого запланирован на 2027 год, станет первым устройством, полностью предназначенным для планетарной обороны (ого!). Будучи помещенным в точку Лагранжа L1 (это та, что между Землей и Солнцем), телескоп сможет обозревать просторы внутренней части Солнечной системы и искать потенциально опасные для нашей планеты астероиды с размером от 140 метров. Для этого устройство оснащено прикольными искривленными зеркалами, фокусирующими излучение от нагретых Солнцем небесных тел на систему инфракрасных детекторов. Хотя запуск еще не скоро, ребята из NASA уже успели установить и откалибровать зеркала устройства — работа над этим и показана на фотографиях.

Что думаете?

#scimage
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
Изображение. Совсем скоро, в конце февраля, NASA собирается запускать новый космический картограф — SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, спектро-фотометр для изучения истории вселенной!). Прибор просканирует всю небесную сферу на 102 инфракрасных длинах волн, чтобы определить или уточнить положения, красные смещения (сиречь, скорость) и, что самое важное, спектры 450 миллионов галактик, от самых далеких, а значит молодых, до самых близких и старых, чтобы головастые астрофизики могли построить новые модные модели эволюции вселенной. Сегодня примерно ту же задачу уже выполняет космический телескоп Euclid, ну а SPHEREx ему будет помогать некоторым более качественным оборудованием. В настоящий момент прибор собирают и тестируют в чистой комнате NASA в Боулдере, что и показано на фотографиях. Ждем запуск!

Что думаете?

#scimage
Изображение. Nature в рубрике “Где я работаю” иногда делится зарисовками из рабочего быта рядовых ученых.

Румынский палеоботаник Михай Эмилиан Попа (ведем себя прилично) примерно три месяца в течение каждого года проводит “в полях”, собирая интересные ископаемые образцы по всей стране. Оставшееся время он проводит в лаборатории, изучая и классифицируя образцы — рассматривая их под микроскопом, пытаясь найти в минералах включения окаменевших растений, сверяясь с литературой XIX в., пытаясь выдумать идеи для публикаций. В общем, культурно и цивилизованно проводит время. Сей скучный (как и вся наука, по большей части) процесс и представлен на серии снимков.

Что думаете?

#scimage
Изображение. Хотя ее никто никогда не видел (sic), темная материя с высокой вероятностью существует. Над реализацией задачи ее обнаружить работает множество групп физиков и астрономов по всему миру. Одним из крутых проектов занимаются ребята из Университета Цюриха — они работают над детектором DARWIN, на который возлагаются призрачные надежды детектирования частиц темной материи. По принципу обнаружения DARWIN очень похож на детекторы нейтрино — есть здоровенный бак, заполненный жидким ксеноном, и система электродов, создающих в этой жидкости равномерное электрической поле. Такие устройства еще называют время-проекционными камерами. Если волею судеб какая-то частица темной материи (или нейтрино, на них детектор тоже рассчитан) все же соизволит провзаимодействовать с атомом ксенона, то электрические поле усилит сигнал от соударения и событие будет задетектировано. Сам DARWIN пока находится в разработке, а вот его уменьшенная копия, призванная продемонстрировать принцип, — детектор Xenoscope — уже монтируется (или даже смонтирован) в Цюрихских лабораториях. Детектор представляет собой трубку длиной 2.6 м, состоящую из (видимо) медных колец-электродов, погруженную в бак, наполненный 40 тоннами жидкого ксенона. Когда маленький прототип будет откалиброван и сможет детектировать хотя бы нейтрино, опыт от работы с ним можно будет перенести на более солидный DARWIN.

Что думаете?

#scimage
Изображение. Ну а пока суд да дело, можно бросить последний оценивающий взгляд на новый космический картограф SPHEREx, который только-только упаковали под обтекатель ракеты-носителя Falcon 9, и вполне возможно, что уже завтра он отправится на место несения научного дежурства на низкой околоземной орбите. SPHEREx придет на подмогу телескопу Euclid — он будет измерять инфракрасные спектры и красные смещения сотен миллионов галактик по всей небесной сфере, а также поможет уточнить распределение темной материи во вселенной. Ну, про него я уже писал чуть ранее вот тут — тыц. Смотрим запуск?

Что думаете?

#scimage
Изображение. Перекресток динозавровых троп возрастом 166 миллионов лет обнаружили на известняковом карьере в Оксфордшире. Беспрецедентное по размерам “шоссе” сохранило цепочки следов длиной до 150 метров, оставленных как минимум тремя видами здоровяков — хищным мегалозавров и травоядными диплодоком и цетиозавром. В одном месте цепочки следов хищника и травоядного даже пересекаются, что может помочь понять, как эти ребята взаимодействовали друг с другом.

Следы были покрыты слоем почвы, но обнаружены работником карьера, почувствовавшим твердые неровности под поверхностью. После этого на место выехал оперативный отряд из 100 оксфордских и бирмингемских специалистов, которые аккуратно все зачистили, отыскали около 200 следов, составили их 3D модели для дальнейшего изучения, ну и попутно сделали парочку атмосферных фотографий.

Что думаете?

#scimage
Изображение. Физики из Саудовской Аравии и Китая получили красивейшие снимки красивейших веществ — металл-органических каркасов (MOF). MOF представляют собой гибрид металлических кластеров и сложных полимерных молекул, в котором полимеры служат каркасом, связывающим металлические кластеры в кристаллическую структуру. В данном исследовании изучалось двумерное вещество (нанолисты) Zr-BTB, в котором металл это, как несложно догадаться, цирконий, а полимер — некто 1,3,5-три(4-карбоксифенил)бензол или попросту BTB.

Электронографировать такие вещества сложно. Дело в том, что полимерные цепочки MOF очень хрупкие и распадаются от малейшего электронного пошлепывания (недотроги). Поэтому их сложно вообще как-либо измерить, а уж с атомарный разрешением так вообще. Но работягам удалось подобрать щадящие параметры для электронной птихографии и провести кропотливое сканирование, полностью обнажающее структуру соединения. Яркие кляксы на изображениях это собственно циркониевые кластеры, ну а все, что между ними, — полимеры.

Зачем MOF нужны? А низачем. У природы нет цели, она просто существует.

Статья опубликована в Nature Communication 22 января 2025 года.

Что думаете?

#scimage