PostHeaderIcon 1.Откуда мы знаем, что все состоит из атомов? 2.Из кишечной палочки сделали биокомпьютер.3.Польза проветривания вашего автомобиля.4.Ученые сравнили человека и суперкомпьютер.5.Астрономы выяснили некоторые особенности галактик.6.Всех тянет к земле, но по-разному.

Откуда мы знаем, что все состоит из атомов? 

Горы, звезды, люди — все, что мы видим вокруг, состоит из крошечных атомов. Атомы маленькие. Очень и очень. С детства мы знаем, что все вещество состоит из скоплений этих крошечных штучек. Также мы знаем, что их нельзя увидеть невооруженным глазом. Мы вынуждены слепо верить этим заявлениям, не имея возможности проверить. Атомы взаимодействуют друг с другом и по кирпичикам составляют наш мир. Откуда мы это знаем? Многие не любят принимать утверждения ученых за чистую монету. Давайте вместе с наукой пройдем путь от осознания атомов до непосредственного доказательства их существования. 
Может показаться, что есть простой способ доказать существование атомов: засунуть их под микроскоп. Но этот подход не сработает. Даже самые мощные микроскопы, фокусирующие свет, не могут визуализировать один атом. Объект становится видимым, поскольку отражает световые волны. Атомы настолько меньше длины волны видимого света, что они вовсе не взаимодействуют. Иными словами, атомы невидимы даже для света. Однако атомы все же оказывают наблюдаемые эффекты на некоторые вещи, которые мы можем увидеть. 
Сотни лет назад, в 1785 году, голландский ученый Ян Ингенхауж изучал странное явление, которое не мог понять. Мельчайшие частицы угольной пыли шныряли на поверхности какого-то спирта в его лаборатории. 
50 лет спустя, в 1827 году, шотландский ботаник Роберт Броун описал нечто удивительно похожее. Изучая пыльцевые гранулы под микроскопом, Броун обнаружил, что некоторые гранулы испускают крошечные частицы — которые затем удалялись от пыльцы в случайном нервном танце. 
Сначала Броун подумал, что частицы были каким-то неизвестным организмом. Он повторил эксперимент с другими субстанциями, вроде каменной пыли, которая явно была неживой, и снова увидел странное движение. 
Потребовалось почти сто лет, чтобы наука нашла объяснение. Пришел Эйнштейн и разработал математическую формулу, которая предсказывала тот самый особенный тип движения — тогда названный броуновским движением, в честь Роберта Броуна. Теория Эйнштейна заключалась в том, что частицы пыльцевых гранул постоянно перемещались, поскольку в них врезались миллионы крошечных молекул воды — молекул, состоящих из атомов. 
«Он объяснил, что это нервное движение, которое вы наблюдаете, на самом деле вызывалось воздействием отдельных молекул воды на частички пыли или что там у вас есть», — объясняет Гарри Клифф из Кембриджского университета, также куратор Музея науки в Лондоне. 
К 1908 году наблюдения, подкрепленные расчетами, показали, что атомы реальны. За десять лет физики существенно продвинулись вперед. Растягивая отдельные атомы, они начали понимать их внутреннюю структуру. 
Сюрпризом стало то, что атомы можно разделить — особенно в свете того, что само название «атом» вышло из греческого «атомос», означающего «неделимый». Но физики теперь знают, что атомы далеко не базовые кирпичи. Они состоят из трех основных частей: протонов, нейтронов и электронов. Представьте, что протоны и нейтроны вместе образуют «солнце», или ядро, в центре системы. Электроны находятся на орбите этого ядра, подобно планетам. 
Если атомы невообразимо малы, то эти субатомные частицы и вовсе. Забавно, но первой обнаружили самую малую частицу из трех — электрон. Чтобы понять разницу размеров, имейте в виду, что протоны в ядре в 1830 раз больше электрона. Представьте себе чупа-чупс на орбите воздушного шара — несоответствие будет примерно таким. 
Но как мы узнали, что эти частицы там? Ответ в том, что они хоть и маленькие, но имеют большое влияние. Британский физик Томсон, открывший электроны, использовал прекрасный метод, чтобы доказать их существование в 1897 году. 
У него была трубка Крукса — кусок стекла смешной формы, из которого машиной был высосан почти весь воздух. К одному концу трубки подводили отрицательный электрический заряд. Этого заряда было достаточно, чтобы выбить у молекул оставшегося в трубке газа часть электронов. Электроны заряжены отрицательно, поэтому летели к другому концу трубки. Благодаря частичному вакууму, электроны пролетали через трубку, не встречая на своем пути крупные атомы. 
Электрический заряд приводил к тому, что электроны двигались очень быстро — порядка 59 500 километров в секунду — пока не врезались в стекло на дальнем конце, выбивая еще больше электронов, которые прятались в его атомах. Удивительно, но столкновение между этими умопомрачительно крошечными частицами производило столько энергии, что порождало фантастическое зелено-желтое свечение. 
«Это был в некотором смысле один из первых ускорителей частиц, — говорит Клифф. — Он ускоряет электроны на одном конце трубки к другому, и они врезаются в экран на другом конце, производя фосфоресцирующее свечение». 
Поскольку Томсон обнаружил, что может управлять пучками электронов с помощью магнитов и электрических полей, он знал, что это были не просто странные лучи света, — это были заряженные частицы. 
И если вам интересно, как эти электроны могут летать независимо от своих атомов, то это благодаря процессу ионизации, в котором — в данном случае — электрический заряд меняет структуру атома, выбивая электроны в пространство поблизости. 
В частности, благодаря тому что электронами так просто манипулировать и двигать, стали возможны электрические схемы. Электроны в медном проводе движутся подобно поезду от одного атома меди к другому — потому-то провод передается по проводу. Атомы, как мы уже сказали, это не цельные кусочки вещества, а системы, которые можно модифицировать или разобрать на структурные элементы. 
Открытие электрона показало, что нужно узнать об атомах побольше. Работа Томсона показала, что электроны отрицательно заряжены — но он знал, что атомы сами по себе не имеют общего заряда. Он предположил, что они должны содержать загадочные положительно заряженные частицы, чтобы компенсировать отрицательно заряженные электроны. 
Эксперименты начала 20 века выявили эти положительно заряженные частицы и в то же время раскрыли внутреннюю структуру атома — похожую на солнечную систему. 
Эрнест Резерфорд и его коллеги взяли очень тонкую металлическую фольгу и поставили ее под луч положительно заряженного излучения — поток крошечных частиц. Большая часть мощного излучения прошла насквозь, как и полагал Резерфорд, учитывая толщину фольги. Но, к удивлению ученых, часть его отскочила. 
Резерфорд предположил, что атомы в металлической фольге должны содержать небольшие плотные области с положительным зарядом — ничто иное не обладало бы достаточным потенциалом, чтобы отразить такое мощное излучение. Он обнаружил положительные заряды в атоме — и одновременное доказал, что все они связаны в плотной массе, в отличие от электронов. Другими словами, он продемонстрировал существование плотного ядра в атоме. 
Оставалась проблема. К тому моменту уже могли рассчитать массу атома. Но учитывая данные о том, какими тяжелыми должны были быть частицы ядра, идея того, что все они положительно заряжены, не имела смысла. 
«Углерод имеет шесть электронов и шесть протонов в ядре — шесть положительных зарядов и шесть отрицательных зарядов, — объясняет Клифф. Но ядро углерода не весит шесть протонов, оно весит эквиваленту 12 протонов». 
Сначала предположили, что в ядре есть шесть других ядерных частиц с массой протона, но заряженных отрицательно: нейтроны. Но никто не смог это доказать. На самом деле, нейтроны не могли найти до 1930-х годов. 
Кембриджский физик Джеймс Чедвик отчаянно пытался открыть нейтрон. Он работал над этой теорией много лет. В 1932 году ему удалось осуществить прорыв. 
За несколько лет до этого другие физики экспериментировали с радиацией. Они запускали положительно заряженное излучение — того типа, который использовал Резерфорд в поисках ядра — в атомы бериллия. Бериллий испускал собственную радиацию: излучение, которое не было заряжено положительно или отрицательно и могло проникать глубоко в материал. 
К этому времени другие выяснили, что гамма-излучение было нейтральным и проникало глубоко, поэтому физики считали, что именно его испускают атомы бериллия. Но Чедвик так не считал. 
Он самостоятельно произвел новое излучения и направил его на вещество, которое, как он знал, было богатым на протоны. Неожиданно оказалось, что протоны были выбиты из материала словно бы частицами с идентичной массой — будто шарики для бильярда другими шариками. 
Гамма-излучение не может отражать протоны таким образом, поэтому Чедвик решил, что искомые частицы должны иметь массу протона, но другой электрический заряд: и это нейтроны. 
Все основные частицы атома были найдены, но на этом история не заканчивается. 
Хотя мы узнали об атомах много больше, чем знали раньше, их было трудно визуализировать. В 1930-х годах никто не располагал их снимками, и многие люди хотели их увидеть, чтобы принять их существование. 
Важно отметить, впрочем, что методы, используемые учеными вроде Томсона, Резерфорда и Чедвика, проложили путь к новому оборудованию, которое в конце концов помогло нам произвести эти снимки. Пучки электронов, которые Томсон генерировал в своем эксперименте с трубкой Крукса, оказались особенно полезными. 
Сегодня подобные пучки генерируются электронными микроскопами, и самый мощный из таких микроскопов может на самом деле делать снимки отдельных атомов. Это потому, что электронный пучок обладает длиной волны в тысячи раз короче пучка света — настолько короткой, по сути, что волны электронов могут отражаться от крошечных атомов и выдавать картинку, чего не могут световые пучки. 
Нил Скиппер из Университетского колледжа в Лондоне говорит, что такие изображения полезны для людей, которые хотят изучать атомную структуру специальных веществ — вроде тех, что используются в производстве батарей для электромобилей, к примеру. Чем больше мы знаем об их атомной структуре, тем лучше нам удается проектировать батареи, делать их эффективными и надежными. 
Можно также понять, как выглядят атомы, просто тыкнув в них. Так, по сути, работает атомно-силовая микроскопия. 
Идея в том, чтобы поднести кончик чрезвычайно малого зонда к поверхности молекулы или вещества. При достаточной близости зонд будет чувствителен к химической структуре того, на что указывает, и изменение сопротивления по мере движения зонда позволит ученым произвести снимки, к примеру, отдельной молекулы. 
Недавно ученые опубликовали прекрасные снимки молекулы до и после химической реакции с помощью этого метода. 
Скиппер добавляет, что многие атомные ученые исследуют, как структура вещей меняется при воздействии высокого давления или температуры. Большинство людей знает, что когда вещество нагревается, оно часто расширяется. Теперь можно обнаружить атомные изменения, которые происходят при этом, что зачастую оказывается полезным. 
«При нагревании жидкости можно заметить, как ее атомы принимают неупорядоченную конфигурацию, — говорит Скиппер. — Вы можете увидеть это непосредственно из структурной карты». 
Скиппер и другие физики также могут работать с атомами, используя нейтронные пучки, впервые обнаруженые Чедвиком в 1930-х. 
«Мы запускаем много пучков нейтронов в образцы материалов, и из возникающего паттерна рассеяния можно понять, что вы рассеиваете нейтроны в ядрах, — говорит он. — Можно грубо прикинуть массу и размер объекта, который просвечивался». 
Но атомы не всегда просто находятся там, в стабильном состоянии, ожидая, пока их изучат. Иногда они распадаются — то есть являются радиоактивными. 
Существует множество естественных радиоактивных элементов. Этот процесс генерирует энергию, которая легла в основу ядерной энергетики — и ядерных бомб. Физики-ядерщики, как правило, пытаются лучше понять реакции, при которых ядро проходит через фундаментальные изменения вроде этих. 
Лаура Харкнесс-Бреннан из Ливерпульского университета специализируется на изучении гамма-лучей — типа излучения, испускаемого распадающимися атомами. Радиоактивный атом определенного типа испускает особую форму гамма-луча. Это значит, вы можете идентифицировать атомы, только регистрируя энергию гамма-лучей — этим, собственно, Харкнесс-Бреннан и занимается в своей лаборатории. 
«Типы детекторов, которые вы должны использовать, представлены детекторами, которые позволят вам измерять одновременно присутствие излучения и энергии радиации, которая была отложена, — говорит она. — Все потому, что у всех ядер есть особый отпечаток». 
Поскольку в области, где была обнаружена радиация, могут присутствовать все типы атомов, особенно после крупной ядерной реакции, важно точно знать, какие радиоактивные изотопы присутствуют. Такое обнаружение обычно проводится на ядерных станциях или в зонах, где произошла ядерная катастрофа. 
Харкнесс-Бреннан и ее коллеги сейчас работают над системами обнаружения, которые можно разместить в таких местах, чтобы показать в трех измерениях, где может присутствовать радиация в конкретном помещении. «Вам нужны техники и инструменты, которые позволят составить трехмерную карту пространства и подскажут, где в этой комнате, в этой трубе радиация», — говорит она. 
Также можно визуализировать излучение в «камере Вильсона». В рамках этого специального эксперимента охлажденный до -40 градусов по Цельсию спиртовый пар распыляется облаком над радиоактивным источником. Заряженные частицы радиации, летящие от источника излучения, выбивают электроны из молекул спирта. Спирт конденсируется в жидкость рядом с дорожкой излучаемых частиц. Результаты такого типа обнаружения впечатляют. 
Мы мало работали непосредственно с атомами — разве что поняли, что это прекрасные сложные структуры, которые могут претерпевать удивительные изменения, многие из которых происходят в природе. Изучая атомы таким образом, мы улучшаем собственные технологии, извлекаем энергию из ядерных реакций и лучше понимаем природный мир вокруг нас. Мы также получили возможность защищать себя от радиации и изучать, как меняются вещества в экстремальных условиях. 
«Учитывая, насколько мал атом, просто невероятно, как много физики мы можем извлечь из него», — метко подмечает Харкнесс-Бреннан. Все, что мы видим вокруг себя, состоит из этих мельчайших частиц. И хорошо знать, что они там есть, поскольку именно благодаря им все вокруг стало возможным.

________________________________________________________________________________________________

Из кишечной палочки сделали биокомпьютер.

Как сообщает редакция журнала Nature, группе генетиков из Гарвардского университета удалось превратить кишечную палочку в своего рода биологический компьютер. На базе бактерии даже создали логическую схему, роль электрических сигналов в которой исполнили молекулы РНК. 
Стоит сказать, что созданием биологических компьютеров ученые занимаются достаточно продолжительное время. Уже удалось создать множество компьютеров на основе ДНК. Более того, в США уже успешно «собран» биокомпьютер, объединяющий в себе бактерии разных штаммов. Но, несмотря на все успехи в этой области, у ДНК-компьютеров есть один существенный недостаток. Все участвующие в процессе работы цепочки ДНК исполняют строго определенную функцию. То есть без изменения структуры молекулы ДНК заставить биологический компьютер выполнять новое действие не выйдет. Поэтому до сегодняшнего дня ученые собирали простые биокомпьютеры, выполняющие по одной логической операции за такт. 
Эксперты из Гарварда пошли иным путем. Вместо ДНК они использовали короткие молекулы РНК. Такой подход позволил им создать биокомпьютер, способный исполнять все функции полупроводниковых процессоров. Молекулы РНК бактерий имеют форму «булавок». Эти «булавки» меняют форму, когда к ним присоединяется другая молекула РНК с подходящим набором «булавок». Форма РНК определяет, может ли рибосома прочитать ее и собрать белковую молекулу, которая заставляет клетку подать определенный сигнал. Комбинируя разные типы «булавок» на концах молекулы РНК, можно добиться на выходе разных сигналов и, соответственно, создать аналоги логических элементов полупроводниковых схем. Ученые из Гарварда создали несколько универсальных вычислительных блоков из молекул РНК, способных обрабатывать все четыре базовых логических операции и проверять любые логические выражения. Затем, удостоверившись, что это работает, они объединили несколько блоков в систему из 444 звеньев, исполняющую 12 логических операций и обрабатывающую пять разных химических сигналов. Как рассказал один из авторов работы Ким Йонгмин, 
«Нам даже удалось встроить два независимых друг от друга логических устройства в одну бактерию, которые выделяют два разных типа светящихся белков. Это открывает дорогу для создания биосенсоров, целиком умещающихся в одну клетку. Кроме того, подобную систему легко трансплантировать и в другие виды микробов». 
Подобные биокомпьютеры могут быть использованы для наблюдений за процессами, происходящими внутри живых клеток, а также для создания датчиков мониторинга за состоянием здоровья человека. Источник: hi-news.ru

_____________________________________________________________________________________________

Польза проветривания вашего автомобиля.

В автомобиле, припаркованном в тени в течение дня с закрытыми окнами может содержаться 400-800 мг бензола. Если вы припаркованы на солнце при температуре выше 16 градусов, уровень бензола достигает до 2000-4000 мг, что в 40 раз выше допустимого уровня. Люди, входящие в машину с закрытыми окнами, вдыхают чрезмерное количество бензола. Бензол — это токсин, который поражает почки, кости и печень. Хуже того, организму очень трудно удалить эту токсичное вещество. В инструкции по эксплуатации автомобилей сказано, что перед включением кондиционера следует открыть окна на 2 минуты, но не сказано для чего, а только данный намек на лучшую производительность автомобиля.
А вот медицинские причины:
Согласно исследованиям, прежде чем кондиционер начнет охлаждать воздух, он выбрасывает весь нагретый в пластике, перед отправкой горячего воздуха, содержащего бензол — токсин, который вызывает рак (нужно время, чтобы заметить запах нагретого в машине пластика). Поэтому важно удостовериться в этом и оставлять окна открытыми на несколько минут.
Не включайте кондиционер сразу же после старта двигателя.
Прежде всего, необходимо открыть окна на несколько минут, а затем включить кондиционер. Подержите окна открытыми еще несколько дополнительных минут после старта двигателя. Многие из найденных в бензине несвязанных углеводородов —(особенно ароматических, вроде бензола), а также различные добавки являются канцерогенами.

_______________________________________________________________________________________________

Ученые сравнили человека и суперкомпьютер.

Ученые нашли несколько доказательств того, что человеческий организм гораздо мощнее любого суперкомпьютера. По словам исследователей, на сегодняшний день человеческий организм является самой совершенной системой на планете.
Ученые сравнивали человеческий организм с различными супергаджетами и поделились своими выводами в научных журналах. По словам исследователей, секунда зрения человека будет равна объему в 21,45 Гб, та же секунда видео на iPhone 7 займет 375 Мб. 
В мозгу около 100 миллиардов нейронов, каждый из которых создает около 1 000 потенциальных синапсов, которые в значительной степени и хранят данные. 
Если все перемножить, получается, что мозг теоретически располагает 100 терабайт информации. Для сравнения, один из мощнейших суперкомпьютеров мира «Титан» имеет общую системную память 710 терабайт. 
Генетическая информация человека занимает всего 1,5 гигабайта памяти. Примерно, как операционная система iOS 10. Чтобы быть наравне с мозгом, со стандартной мощностью примерно 20 Вт, в производительности, нужен суперкомпьютер, потребляющий около 1,4 МВт. 
Также ученые отметили важную особенность — несмотря на повреждения, человеческий организм продолжит функционировать, в отличии от сломанного суперкомпьютера.

________________________________________________________________________________________________

Астрономы выяснили некоторые особенности галактик, появившихся самыми первыми во Вселенной.

Международная группа, в состав которой вошли ученые-астрономы из Японии, Чехии и Венгрии, обнаружила, что в составе горячего газа, заполняющего пространство между галактиками, появившимися самыми первыми во Вселенной, наблюдается гораздо большая концентрация железа, чем было принято считать ранее. Это, в свою очередь, служит доказательством теории, что основная масса железа и некоторых других тяжелых элементов сформировалась еще до того, как во Вселенной начали формироваться первые галактики и скопления галактик, т.е. более 10 миллиардов лет назад. 
В своих исследованиях ученые провели изучение состава горячего газа, заполняющего пространство меду десятью соседствующими скоплениями галактик. Полученные результаты показали, что концентрация железа и других тяжелых элементов в газе составляет одну треть от концентрации этих элементов в солнечной материи на сегодняшний день. Эти элементы были выработаны в недрах первых больших звезд и разбросаны по пространству Вселенной многочисленными взрывами сверхновых и вспышками от поглощения больших масс материи сверхмассивными черными дырами. 
Согласно теории, в момент Большого Взрыва во Вселенной образовался только водород, гелий и небольшое количество лития. Все более тяжелые химические элементы были выработаны позже внутри термоядерных реакторов массивных звезд и разметаны по космическому пространству взрывами сверхновых. Однако, причина весьма равномерного распределения тяжелых элементов по пространству Вселенной долго оставалось и остается неразрешенным вопросом. 
«Если бы тяжелые элементы были произведены относительно недавно, то концентрация железа сильно бы разнилась от одного скопления галактик к другому. Однако, наблюдаемое нами равномерное распределение концентрации железа говорит о том, что оно было выработано звездами, появившимися самыми первыми после Большого Взрыва» — рассказывает Ондредж Урбан, ученый из Стэнфордского университета, который принимал участие в анализе обширного массива имеющихся научных данных. 
«Удивительно однородное распределение железа также означает, что совокупная энергия от взрывов большого количества сверхновых и джетов черных дыр создавала в молодой Вселенной бурную ветреную погоду, что позволило разнести вновь образованные тяжелые элементы по всему пространству» — рассказывает Норберт Вернер. «Это все уже было определено в рамках некоторых теорий. И сейчас эти теории получили свои первые экспериментальные подтверждения». Источник: dailytechinfo.org

_______________________________________________________________________________________________

Всех тянет к земле, но по-разному.

Аппарат GOCE, запущенный Европейским космическим агентством, построил самую точную карту гравитации Земли. На ней четко видно, что сила притяжения работает на нашей планете неравномерно. Есть точки, где гравитация заметно сильнее нормы, есть, где слабее. Полностью объяснить этот феномен ученые пока не в состоянии
Взрослый индийский слон, живущий в Мос­ковском зоопарке, весит 5400 кг. Однако если отправить его на родину, в Шри-Ланку, то вес животного уменьшится на 700 г, а в Исландии увеличится на 300 г. Изменение веса связано с гравитационными аномалиями.
Если бы Земля была идеально круглым шаром, то аномалий никаких не было бы. Но наша планета неоднородна. И сила тяжести может различаться даже на участке в несколько метров, правда, лишь на стотысячные доли значения.
Спутник GOCE фиксирует малейшие отклонения значения ускорения свободного падения в разных точках Земли по отношению к известной величине g, равной 9,80665 м/c².
Причин появления аномалий много. Например, форма планеты. Кстати, из-за того что сила тяжести на экваторе меньше, запуски космических ракет делают как можно ближе к экватору.
Еще один немаловажный фактор — положение гор и океанских траншей, а также разница в плотности земных пород. Изменение уровня моря, движение материкового льда и вулканические извержения также влияют на гравитацию.
Если где-либо на глубине есть карстовая пещера и весной ее заполняют талые воды, то сила тяжести увеличивается, а летом, когда полость освобождается, сила тяжести уменьшается.
Таким образом, гравитация может изменяться не только в пространстве, но и во времени.

 

Комментарии запрещены.

Мой электронный адрес

Если кто хочет со мной связаться, или есть какие то предложение, информации. Об пожеланиях, ошибках и.т.д.. Пишите, вот моя электронная почта:
alavka907@gmail.com

Свежие записи
Январь 2018
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Дек    
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031  
Архивы

Январь 2018
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Дек    
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031