PostHeaderIcon 1.Каким будет мир через 100 лет?2.Интересные факты-черных дыр.3.Темная энергия.4.Ученым впервые удалось запутать на квантовом уровне…5.Alpha — первый в мире коммерческий электробайк…6.Физики нашли у кубита свойства тепловой машины.

Каким будет мир через 100 лет?

Как будут жить наши дети и внуки, предсказал американский профессор Мичио Каку.
Так, Каку полагает, что уже к 2030 году в мире появится новый тип контактных линз — они будут способны выходить в Интернет. Над прототипом такого устройства уже работает профессор Бабак Парвиз из Университета Вашингтона.
В свободной продаже должны появиться также различные «запчасти» для человеческих организмов. Сегодня новейшие биотехнологии позволяют ученым без особых проблем «выращивать» в лабораторных условиях новые хрящи, носы, уши, кровеносные сосуды, сердечные клапаны, мочевые пузыри и т.д. На губкообразной пластиковой основе высеиваются стволовые клетки с ДНК пациента. Когда этим клеткам добавляетя катализатор, они начинают очень быстро расти и размножаться. Так появляются сначала живые ткани, а потом и целые органы.
Говорят, что уже через 20 лет общество овладеет возможностями телепатии. Сегодня ученые уже имеют вживлять в мозг парализованным специальные микросхемы, с помощью которых те могут только лишь при помощи силы управлять компьютерами, писать электронные письма, играть в видео-игры и пользоваться веб-браузерами. Инженеры из японской компании Honda уже научились создавать роботов, которые управляются пациентами силой мысли.
К 2070 году ученые планируют вернуть к жизни многих представителей фауны. По образцам ДНК, взятых спустя 25 лет после гибели животного, ученые смогли клонировать его в Бразилии. Геном неандертальца уже расшифрован. И в научных кругах всерьез говорят о возможном возрождении этого вида человека. Зачем это исследователям, правда, совершенно непонятно, но человеческое любопытство поистине безмерно.
Но что вне всяких сомнений ученые будут развивать, так это технологии, которые позволят в будущем замедлить наше старение. Соответствующие эксперименты уже проводят на насекомых и некоторых животных. Оказывается, 30%-е продление жизни очень просто: достаточно на 30% снизить потребление калорий средним американцем или европейцем. В будущем же продлевать жизнь можно будет сотней технологических способов.
Но самое интересное, что к 2100 году в мире появятся технологии «программируемой материи». Все помнят «Терминатор-2» и робота-убийцу Т-1000. Вот примерно об этом и идет речь: в мире появятся материалы, форму которых смогут программировать компьютеры. Уже созданы микро-чипы размером с булавочную головку, которые без проблем могут перегруппировываться по воздействием электрических разрядов. Они могут принимать то форму листа бумаги, то чашки, то тарелки.
Уверены также ученые, что большого прогресса достигнут и космические технологии. Уже через сто лет мы сможем на космических кораблях летать к звездам, говорят они. Начнется все с микрокомпьютеров «размером с ноготь», которые можно будет миллионами рассылать по всему космосу. Они будут перемещаться в пространстве со скоростью, близкой к скорости света. Будут искать внеземной разум и передавать ему послания от землян, исследовать пространство. Затем к колонизации звездных миров приступят люди.
Примерно через сто лет человечество окончательно поборет рак. Доподлинно известно, что предупредить болезнь и уничтожить ее можно только на ранних стадиях. В будущем в наши унитазы будут встраивать ДНК-чипы, которые смогут обнаруживать опухоли на самом начальном этапе. Затем в организмы будут запускать «чистильщиков» — специальные нано-компьютеры, которые станут чистить организм от раковых клеток.

__________________________________________________________________________

Интересные факты-черных дыр.

Представьте материю, упакованную так плотно, что ничто не может покинуть ее пределы. Ни луна, ни планета, ни даже свет. Таковые черные дыры — точки, в которых гравитационная сила настолько велика, что представляет собой опасность для всего, что случайно перейдет роковую черту рядом с черной дырой. Мы часто говорим о том, откуда берутся черные дыры и почему они так важны. Ниже вы найдете десять фактов о черных дырах — освежите в памяти свои знания этих прекрасных объектов.
1. Вы не можете увидеть черную дыру напрямую.
Поскольку черная дыра воистину черная — свет не может покинуть ее пределы — ее невозможно увидеть напрямую, используя наши инструменты, вне зависимости от того, какой тип электромагнитного излучения вы видите (видимого света, рентгеновских лучей, чего угодно). Но мы можем наблюдать эффекты, которые черная дыра оказывает на ближайшее окружение. Допустим, звезда оказалась слишком близко к черной дыре. Черная дыра, естественно, притягивает звезду и разрывает ее на части. Когда материя звезды начинает всасываться черной дырой, она ускоряется, становится горячее и ярко светится в рентгеновском спектре.
2. В Млечном Пути, скорее всего, есть черная дыра.
Очевидно, многих заботит вопрос, насколько опасна черная дыра и угрожает ли Земле хоть какая-нибудь возможность быть поглощенной этим объектом? Ответ: нет, говорят астрономы, хотя есть определенная вероятность, что огромная сверхмассивная черная дыра прячется в центре нашей галактики. К счастью, мы достаточно далеки от этого монстра — примерно в две трети нашей галактики от центра, — но можем наблюдать его эффекты издалека. Европейское космическое агентство утверждает, что черная дыра в центре Млечного Пути в миллион раз массивнее нашего Солнца и окружена удивительно горячим газом.
3. Умирающие звезды создают звездные черные дыры.
Допустим, у вас есть звезда в 20 раз массивнее нашего Солнца. Наше Солнце медленно выгорает; когда ядерное топливо закончится, Солнце медленно превратится в белого карлика. Но в случае с более массивными звездами такого не происходит. Когда у них заканчивается топливо, гравитация подавляет естественное давление звезды и выдавливает ее внутрь. Когда давление ядерных реакций коллапсирует, гравитация жестоко стискивает звезду в ядро, внешние ее слои разлетаются в космосе. Это называется сверхновая. Оставшееся ядро коллапсирует в сингулярность — точку с бесконечной плотностью и с почти нулевым объемом. Сингулярность — сердце черной дыры.
4. Черные дыры бывают разных размеров.
Есть по меньшей мере три разных типа черных дыр, утверждает NASA, начиная от относительно небольших до тех, которые размещаются в центрах галактик. Первичные черные дыры — самые маленькие, их размеры бывают от одного атома до целой горы. Звездные черные дыры, самый распространенный тип, до 20 раз массивнее нашего Солнца. И есть монстры в центрах галактик — сверхмассивные черные дыры. Они достигают миллионов масс Солнца и больше. Как эти чудища образуются, до сих пор толком неясно.
5. Вокруг черных дыр происходят странные вещи.
Это лучше всего иллюстрируется следующим примером. Один человек (назовем его Неудачник) падает в черную дыру, в то время как другой человек (Счастливчик) — смотрит. С точки зрения Счастливчика, часы Неудачника будут тикать все медленнее и медленнее. Это потому, что в соответствии с общей теорией относительности Эйнштейна время зависит от того, с какой скоростью вы движетесь, когда вы подбираетесь к экстремальным околосветовым скоростям. Черная дыра искажает пространство и время настолько, что время Неудачника идет медленнее. Однако с его точки зрения часы идут нормально, а у Счастливчика — спешат.
6. Первую черную дыру нашли только с появлением рентгеновской астрономии.
Cygnus X-1 впервые обнаружили во время полетов на воздушном шаре в 1960-х годах, но еще десять лет этот объект не был идентифицирован как черная дыра. По данным NASA, эта черная дыра в 10 раз более массивна, чем Солнце. Рядом с ней находится голубой звездный сверхгигант, примерно в 20 раз более массивный, чем Солнце. Черная дыра засасывает эту звезду, и та ярко светится в рентгеновском спектре.
7. Считалось, что ближайшая черная дыра — в 1600 световых годах.
Ошибочное измерение V4641 Sagitarii привело к появлению новостей о том, что ближайшая к нам черная дыра находится слишком близко к Земле, всего в 1600 световых годах. Недостаточно близко, чтобы создавать опасность, но намного ближе, чем думалось. Дальнейшие исследования показали, что черная дыра находится куда дальше. Глядя на вращение ее звезды-компаньона, а также на другие факторы, ученые в 2014 году предоставили более точные результаты — 20 000 световых лет.
8. Мы не знаем, существуют ли червоточины.
Популярная тема для научно-фантастического сюжета — это когда кто-то падает в черную дыру. Некоторые люди считают, что эти объекты являются своего рода червоточинами, кротовыми нормами, в другие части Вселенной, позволяющими путешествовать быстрее скорости света. Но правда в том, что мы до сих пор не знаем, как описать их с точки зрения физики. «У нас пока нет теории, которая объединила бы общую теорию относительности с квантовой механикой, мы не знаем всего зоопарка возможных структур пространства-времени, в которых могли бы разместиться червоточины», — говорит Ави Лоеб, физик Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.
9. Черные дыры опасны, только если вы окажетесь слишком близко.
Как люди в зоопарке, мы можем наблюдать за черными дырами только если находимся за пределами горизонта событий — можно представить его в качестве гравитационного поля планеты. Эта зона является точкой не возврата, если вы подойдете слишком близко, у вас уже не будет шансов спастись. Но за пределами этой области за черной дырой можно безопасно наблюдать. В более широком смысле это означает, что черная дыра вряд ли поглотит всю Вселенную (если, конечно, в нашем понимании физики космоса не произойдет серьезный переворот).
10. Черные дыры — любимчики научной фантастики.
Снято так много фильмов с участием черных дыр, что невозможно перечислить их всех. Из последних можно отметить «Интерстеллар» Кристофера Нолана — в нем люди путешествуют через Вселенную, чтобы взглянуть на черную дыру. «Горизонт событий» исследует феномен искусственных черных дыр — что-то похожее обсуждалось и в «Звездном пути». Очевидно, эти загадочные объекты, искажающие наше восприятие реальности и попросту не укладывающиеся в голове обычного человека, пользуются успехом у писателей, сценаристов и режиссеров — тоже, в общем-то, не самых обычных людей.

________________________________________________________________________

Темная энергия.

Темная энергия — гораздо более странная субстанция, чем темная материя. Начать с того, что она не собирается в сгустки, а равномерно «разлита» во Вселенной. В галактиках и скоплениях галактик её столько же, сколько вне их. Самое необычное то, что темная энергия в определенном смысле испытывает антигравитацию.
Показать полностью.. Астрономические наблюдения свидетельствуют о том, что сегодня (и в недалеком прошлом) Вселенная расширяется с ускорением: темп расширения растет со временем. В этом смысле и можно говорить об антигравитации: обычное гравитационное притяжение замедляло бы разбегание галактик, а в нашей Вселенной, получается, всё наоборот.
Такая картина, вообще говоря, не противоречит общей теории относительности, однако для этого темная энергия должна обладать специальным свойством — отрицательным давлением. Это резко отличает её от обычных форм материи. Не будет преувеличением сказать, что природа темной энергии — это главная загадка фундаментальной физики XXI века.
Один из кандидатов на роль темной энергии — вакуум. Плотность энергии и вакуума не изменяется при расширении Вселенной, а это и означает отрицательное давление вакуума. Другой кандидат — новое сверхслабое поле, пронизывающее всю Вселенную; для него употребляют термин «квинтэссенция». Есть и другие кандидаты, но в любом случае темная энергия представляет собой что-то совершенно необычное.
Другой путь объяснения ускоренного расширения Вселенной состоит в том, чтобы предположить, что сами законы гравитации видоизменяются на космологических расстояниях и космологических временах. Такая гипотеза далеко не безобидна: попытки обобщения общей теории относительности в этом направлении сталкиваются с серьезными трудностями.
По-видимому, если такое обобщение вообще возможно, то оно будет связано с представлением о существовании дополнительных размерностей пространства, помимо тех трех измерений, которые мы воспринимаем в повседневном опыте.
К сожалению, сейчас не видно путей прямого экспериментального исследования темной энергии в земных условиях. Это, конечно, не означает, что в будущем не может появиться новых блестящих идей в этом направлении, но сегодня надежды на прояснение природы темной энергии (или, более широко, причины ускоренного расширения Вселенной) связаны исключительно с астрономическими наблюдениями и с получением новых, более точных космологических данных. Нам предстоит узнать в деталях, как именно расширялась Вселенная на относительно позднем этапе её эволюции, и это, надо надеяться, позволит сделать выбор между различными гипотезами.

_________________________________________________________________________

Ученым впервые удалось запутать на квантовом уровне макромасштабные объекты.

Нам, живущим в макроскопическом мире, многое, происходящее в микроскопическом мире, где царят законы квантовой механики, кажется странным и бессмысленным. Взять, к примеру, квантовую запутанность, явление, при котором два объекта могут быть связаны друг с другом так, что изменение состояния одного объекта моментально отражается изменением состояния второго объекта, невзирая на разделяющее их расстояние, которое может быть сколь угодно большим. Это, как показывают эксперименты, возможно на уровне фотонов, атомов и даже отдельных молекул, но недавно ученым из университета Аальто, Финляндия, удалось перенести квантовую запутанность на уровень большего масштаба, уровень, который уже начинает пересекаться с миром, в котором мы живем. 
Несмотря на то, что квантовая запутанность происходит в соответствии с законами и вычислениями, произведенными в свое время Альбертом Эйнштейном, он сам охарактеризовал это явление, как «призрачное действие на расстоянии». Спустя приблизительно 80 лет после теоретического обоснования это явление было воспроизведено экспериментальным путем. И сейчас квантовая запутанность является ключевым моментом ряда новых технологий, таких, как квантовые вычисления, квантовое шифрование и квантовые коммуникации. 
Тем не менее, до последнего времени квантовая запутанность продолжала быть ограниченной лишь микроскопическим уровнем. Однако, как упоминалось выше, группе ученых, наконец, удалось запутать на квантовом уровне объекты, которые обладатели очень острого зрения уже смогут разглядеть невооруженным глазом. Это достижение является большим шагом к практической реализации некоторых квантовых технологий, и что является более интересным, это то, что ученым удалось добиться сохранения состояния квантовой запутанности на протяжении 30 минут, гораздо больше, чем те доли секунды, на которые удавалось получить квантовую запутанность ранее. 
Запутанные макрообъекты представляют собой вибрирующие мембраны резонаторов, изготовленных из металлического алюминия и установленных на кремниевом чипе. Диаметр одного резонатора близок к толщине человеческого волоса, тем не менее, это — самые большие объекты, которые удавалось запутать на квантовом уровне. Отметим, что в предыдущих экспериментах по созданию макро-квантовой запутанности, ученые использовали объекты, состоящие из электронов и ядер атомов, которые формировали объекты с размерами, сопоставимыми с размерами клетки-эритроцита. 
Во время экспериментов мембраны резонаторов были охлаждены до температуры -273 градуса Цельсия для уменьшения влияния на них теплового движения собственных атомов. После этого две мембраны были запутаны при помощи квантов микроволнового излучения. «Кроме этого, вибрирующие объекты были частью микроволновой схемы, которая позволяет управлять их состоянием при помощи электромагнитного излучения соответствующего диапазона» — рассказывает профессор Мика Силланпаа, ведущий исследователь. — «Специальные электромагнитные поля, циркулирующие в этой схеме, удаляют из нее любые тепловые помехи, оставляя только колебания квантово-механической природы». 
Данное достижение, со слов исследователей, открывает массу новых возможностей для более точных манипуляций со свойствами макро-объектов, которые, в свою очередь, могут быть использованы в качестве активных компонентов различных датчиков, квантовых передатчиков, маршрутизаторов и т.п. А в ближайшем будущем исследователи планируют использовать технологию квантовой телепортации информации, закодированной в виде колебаний мембран резонаторов, которые будут запутаны на квантовом уровне.

_______________________________________________________________________

Alpha — первый в мире коммерческий электробайк на водородных топливных ячейках.

Компания Pragma Industries представила электробайк Alpha, имеющий электрический двигатель с источником энергии в виде водорода. В основе силовой установки лежит топливный элемент Pedelec собственной разработки. Проект создан как универсальный ответ на современные запросы в области «экомобильности» и рационального использования энергии. 
Версия Alpha 2.0 без ложной скромности позиционируется как «убийца электробайков». Проще говоря, превосходит по эксплуатационным характеристикам аналогичные машинки с литий-ионными аккумуляторами. Притом, что этот агрегат сам оснащен точно такой же батареей на 150 Втч – разница в том, что запас энергии в ней восполняется от водородного топливного элемента, а не от розетки электросети. 
На одной заправке (2 литра сжатого водорода) он проезжает 100 км против 50 км у электробайка с батареей на 360 Втч. А сам процесс пополнения энергии длится 2 минуты вместо 3-4 часов для сугубо электрических систем. Потолок скорости, правда, всего 25 км/ч, зато нет проблемы быстрой разрядки аккумулятора на холоде – энергия ведь хранится в виде сжатого газа. 
Но откуда брать водород? Школьный курс физики говорит, что достаточно чистой воды и электричества, чтобы начать процесс гидролиза. Поэтому в Pragma Industries совместно с компанией Atawey спроектировали простенькую заправочную станцию – она может заправлять байки Alpha, покуда есть подключение к водопроводу и электросети. И никаких выбросов в атмосферу. Осталась самая малость, найти инвесторов и наладить производство новинки в промышленных масштабах.
______________________________________________________________________

Физики нашли у кубита свойства тепловой машины.

Кубиты, созданные на основе джозефсоновского контакта, можно рассматривать как квантовые тепловые машины. Ученые из Бразилии смогли показать, что такой подход позволяет управлять динамикой образования и нарушения когерентных связей между элементами квантово-компьютерной цепи. 
Квантовые компьютеры используют в своей работе многие необычные свойства квантового мира, такие как запутанность, туннелирование или суперпозицию состояний. Единичным элементом квантового компьютера является кубит, представляющий собой или зафиксированный в ионной ловушке ион, или кольцо из сверхпроводника с джозефсоновским контактом, ток по которому может течь в одном из двух противоположных направлений. Согласно принципу Ландауэра, в любой вычислительной системе при стирании информации выделяется тепло. Поэтому и квантово-вычислительные системы могут рассматриваться как тепловые машины, в которых происходят процессы обмена энергии и изменения энтропии. Однако непонятно, от чего зависит КПД такой тепловой машины, и чем определяются ее тепловые потери. 
В своей работе физики из Бразилии исследовали энергетические изменения, происходящие при циклических процессах в простейшей квантово-вычислительной цепи из двух сверхпроводниковых кубитов. Моделью такой цепи является система из двух квантовых ям, между которыми возможно туннелирование. Ученые предложили рассмотреть систему как тепловую машину, в которой рабочим телом является идеальный квантовый газ, а рабочий объем ограничивается стенками квантовой ямы. Управлять энергией такой системы можно с помощью изменения ширины одной из квантовых ям. Этот процесс аналогичен совершению работы при изменения рабочего объема тепловой машины. 
Оказалось, что изменение энергии и выполнение работы в такой «тепловой машине» происходит по двум механизмам: первый связан непосредственно с заселенностью энергетических уровней, а второй относится к образованию и нарушению когерентных связей между квантовыми частицами в системе. При этом именно динамика процессов когеренции и декогеренции приводит в неадиабатических условиях к возникновению «трения», тепловым потерям и снижению КПД. 
Отдельно физики изучили динамику изменения когерентности между двумя квантовыми частицами в неадиабатичесих условиях. Для этого они рассмотрели систему, в которой к основному периодическому колебанию стенки квантовой ямы, которое запускает работу «квантовой тепловой машины», был добавлен классический гауссовский шум. Оказалось, что это действительно приводит к экспоненциальному затуханию амплитуды когерентности, которая через 80 циклов работы не превышает уровень шума. 
По словам ученых, приведенные ими оценки для энергетических потерь в процессе работы квантово-вычислительной цепи помогут создать системы для управления процессами образования и нарушения когерентной связи между квантовыми элементами. Это может оказаться важно, например, для молекулярных машин, в которых квантовая когерентность может повысить эффективность работы, как это происходит, например, в биологических системах, осуществляющих фотосинтез. 
Термодинамика определяет работу и других квантовых систем, работа которых основана на использовании кубитов, например, именно термодинамические принципы приводят к ограничению точности работы квантовых часов.

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
Ноябрь 2018
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Окт    
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930  
Архивы

Ноябрь 2018
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Окт    
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930