Воскресенье
24.09.2017
11:28
Приветствую Вас Гость
RSS
 
Вас вітає Мала академія наук Мелітопольської міської ради
Главная Регистрация Вход
Новини науки та техніки »
Меню сайту

Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Форма входу

Прогноз погоди

Вчені розробили матеріал з нульовим коефіцієнтом заломлення

Вчені з університету Каліфорнії у Берклі створили метаматеріал, який володіє нульовим коефіцієнтом заломлення. Шарувата структура з фториду магнію і кремнію може знайти застосування у фотоніці і квантових комп'ютерах.

Метаматеріалами називають об'ємні впорядковані структури, складені з деталей розміром менше довжини хвилі того випромінювання, для управління яким цей матеріал створений. Автори нової розробки використали послідовні шари з фториду магнію і золота. Кожен шар мав товщину близько 50 нанометрів (довжина хвилі видимого світла від 770 до 380 нанометрів) і був не суцільним, а з розташованими у вигляді квадратної сітки хрестоподібними отворами.

Параметри метаматеріалу були підібрані так, щоб виникаючі при проходженні світлової хвилі електричні заряди на його поверхні і між шарами заданим чином змінювали цю хвилю. У результаті вдалося домогтися того, що лазерний імпульс, який проходить крізь зразок, не зазнавав фазового зсуву, який виникає у звичайних матеріалах через те, що швидкість світла у речовині відрізняється від швидкості світла у вакуумі і світло неминуче запізнюється при проходженні крізь скло чи інший матеріал. Нульовий фазовий зсув може стати у нагоді для створення елементів оптичних обчислювальних систем.

Крім того, вчені показали можливість використовувати метаматеріал для підвищення ефективності оптичних елементів, що використовують явища нелінійної оптики. У перспективі це може стати в нагоді для отримання заплутаних пар частинок для квантових обчислень. При взаємодії двох променів від різних лазерів у зразку виникало випромінювання на інший довжині хвилі (якби використовувався видимий, а не інфрачервоний діапазон, то коректно було б говорити «іншого кольору») і воно однаково ефективно поширювалося в обох напрямках, хоча у звичайних матеріалах таке світло поширюється переважно в один бік.

Нульовий коефіцієнт заломлення у даній роботі відповідав зсуву фаз і не означав того, що швидкість світла у речовині була нескінченною, як це формально випливає з визначення показника заломлення через швидкість світла у середовищі. Це означає лише те, що фаза хвилі на виході збігалася з фазою хвилі на вході. Крім того, оскільки метаматеріал представляв собою стопку шарів заданої форми, його не можна було пристосувати для створення оптичних елементів довільної форми.

За матеріалами : http://infonova.org.ua/science/


Науковці створили комп'ютер, який використовує «електронну кров»

Машина, яка може точно емулювати людський мозок, є Святим Граалем інформатики. Як стверджує IBM, вона змогла зробити черговий крок до цієї мети, створивши комп'ютер, який використовує «електронну кров», передає «FederalPost».

Ця технологія використовується як паливо і для охолодження комп'ютера одночасно, подібно до функцій, які виконує кров у головному мозку. Як повідомляє BBC, система була продемонстрована в Цюриху в лабораторії IBM минулого тижня.

«Ми повинні зробити суперкомп'ютери, які будуть в 10 тисяч разів енергоефективніші, – сказав науковець IBM, доктор Бруно Мішель. – Створивши систему з рідинним охолодженням і електричними мережами, ми в IBM Research зробили перші кроки до біонічних комп'ютерів завтрашнього дня».

Мозок споживає таку ж кількість енергії, як 20-ватна лампочка, і займає обсяг дволітрової пляшки. Він приблизно в 10 тисяч разів ефективніший, ніж будь-який сучасний комп'ютер. Вся річ у тому, що він використовує тільки одну надзвичайно ефективну мережу капілярів і кровоносних судин для транспортування тепла та енергії. Близько 40% його обсягу використовується для підтримки функціональних можливостей, і тільки 10% – для постачання енергії та охолодження.

Комп'ютер, тим часом, використовує 99% обсягу для охолодження і живлення, і тільки один відсоток для обробки інформації.

До 2060 року IBM планує створити настільний комп'ютер, продуктивність якого буде перевищувати продуктивність петафлопа, який сьогодні займає половину футбольного поля. Система IBM, відома як «окислювально-відновний потік», переміщує електроліти «крові», яка забезпечує енергією і відводить тепло.

«Примітно, що система рідинного охолодження, яка не тільки зберігає чіпи в межах робочих температур, а й забезпечує необхідну потужність, схожа на людську систему кровообігу, яка переносить тепло, а також енергію», – йдеться у звіті.

Як повідомив журналіст порталу «Cnet» Стівен Шенкленд, два типи рідини з електролітами, кожен з яких матиме протилежну полярність, будуть циркулювати через систему розподілу енергії. Електроліти будуть подорожувати по трубках, які ставатимуть все тоншими й тоншими. Їхня мінімальна товщина не перевищуватиме товщину людської волосини, а це означає, що їх можна буде використовувати там, де неможливо використовувати звичайні електричні дроти.

Зазначимо, що незабаром можна буде не боятися втопити або пошкодити телефон, адже науковці з каліфорнійського Інституту технологій розробили самовідновлювальні чіпи. Це означає, що мобільні гаджети та комп'ютери зможуть «лікувати» самі себе буквально за мікросекунди навіть у разі серйозних пошкоджень.

За матеріалами: http://nowyny.eu


Виявлено найхолодніший об'єкт у Всесвіті

Нещодавно введений у стрій субміліметровий телескоп ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array), що працює у високогірній чилійській пустелі Атакама у Південній Америці, виявив у Всесвіті об'єкт, який претендуватиме на звання найхолоднішого. Йдеться про Туманність Бумеранга. Судячи з даних телескопа, температура туманності складає всього 1 градус Кельвіна або мінус 272,15 градусів за шкалою Цельсія. Цей показник всього на один градус вище абсолютного нуля – мінімально можливої температури.

Фахівці, що працюють із ALMA, кажуть, що дана туманність ледь видна на тлі мікрохвильового фону Всесвіту, що є залишковим випромінюванням від Великого Вибуху, який стався 13,7 млрд років тому. Вважається, що мікрохвильовий фон володіє мінімальною з можливих температур і на його тлі всі інші об'єкти у Всесвіті тепліші, отже, вони володіють тепловим випромінюванням.

Однак Туманність Бумеранга тут практично не видно, телескоп передав лише бумерангоподібні обриси цієї туманності, що вказує на вкрай низьку температуру даного об'єкта. Вчені говорять, що низька температура туманності – це лише одна сторона медалі. Інша – у тому, що ця туманність володіє невеликим оптичним світінням, що неможливо пояснити сучасними науковими знаннями. Втім, вчені говорять, що сучасній фізиці відомо дуже мало про надхолодні космічні об'єкти і більшість даних тут або неповні, або засновані на непідтвердженій теорії.

Туманність Бумеранга являє собою об'єкт, віддалений від нас на 5000 світлових років у сузір'ї Кентавра. Він досить молодий, що додає інтриги, тому що неясно, як у сучасній частині Всесвіту міг виникнути настільки холодний об'єкт. Можливо, що у центрі туманності є кілька невеликих або вмираючих зірок, які дають йому світність, але поки що це не підтверджено.

 Вчені говорять, що туманність – це пре-планетарний об'єкт, тобто тут немає зоряних систем, схожих на нашу, отже, і планет тут також немає. Ймовірно, що настільки низька температура туманності обумовлена якраз роботою тих самих зірок. Тут створюється ефект, схожий на той, що існує в холодильниках. Зірки просто забирають усе тепло з туманності, залишаючи її у вигляді гігантської морозильної камери. При цьому, світло зірок пронизує всю туманність і газо-пилові хмари у ній починають світитися.

Фахівці кажуть, що у майбутньому температура Туманності, скоріш за все, буде підніматися, оскільки тут будуть утворюватися інші гравітаційні центри, які зможуть акумулювати навколо себе регіональні точки теплого випромінювання.

За матеріалами: http://infonova.org.ua/space/


Знайдено дешевий спосіб виробництва водню з води

Опромінення вуглецевого порошку у воді дозволить виробляти дешевий водень. Це довела команда учених під керівництвом Ікуко Акімото (Ikuko Akimoto).

Дешевий спосіб виробництва водню з води є єдиною невирішеною проблемою на шляху до так званої водневої економіки, яка забезпечує енергетичні потреби за допомогою екологічно чистого водневого палива. На жаль, всі існуючі й освоєні промисловістю способи отримання водню з води або надто енерговитратні, або вимагають застосування дорогих каталізаторів, таких як платина. Таким чином, поки що водень на порядки дорожчий, ніж нафтове паливо, і воднева енергетика залишається справою невизначеного майбутнього.

Можливо, вченим нарешті вдалося вирішити цю проблему. Нова методика виробництва водню докорінно відрізняється від усіх існуючих. Для виробництва водню вона використовує розчинений у воді порошок високоякісного деревного вугілля або інших форм вуглецю. Цей порошок опромінюється наносекундними лазерними імпульсами, які допомагають розщепити молекули води і вивільнити корисний водень.

Новостворена методика дозволяє виробляти водень за кімнатної температури, без дорогих каталізаторів і електродів. Подробиці розробки опубліковані у виданні Journal of Physical Chemistry C.

За матеріалами: http://infonova.org.ua/science/


Створено автомобільну підвіску, яка виробляє електроенергію

 

Інженери розробили автомобільну підвіску, яка виробляє електроенергію і економить паливо.

Сьогодні автовиробники борються за кожен відсоток паливної ефективності, і у результаті багато автомобілів мають гібридну трансмісію з електроприводом. Такі трансмісії обладнані системою рекуперації енергії: при гальмуванні енергія руху перетворюється наелектрику. Таким чином,частина енергії, витраченої на розгін, заряджає акумулятор гібрида, а не перетворюється на даремне тепло, як у звичайних машинах.

Інженери компаній ZF Friedrichshafen AG і Levant Power Corp. обладнали системою рекуперації підвіску автомобіля, яка зазвичай також марно розсіює кінетичну енергію удару коліс об вибоїни. Адже цієї «дармової» енергії автомобіль поглинає багато, особливо у таких країнах,як наша. Нова підвіска  GenShock, не лише перетворює раніше марну і навіть шкідливу тряску на вибоїнах на електрику, а й різко підвищує плавність ходу автомобіля.

Підвіска GenShock забезпечує високу плавність ходу і при цьому виробляє електрику.

Перша у світі активна підвіска GenShock має активні амортизатори зі змінним тиском. Спеціальні клапани змінюють тиск всередині амортизатора залежно від типу і якості дорожнього покриття. Амортизатор обладнаний електронним блоком керування, шестерним насосом і електродвигуном, який керує рухом рідини всередині амортизатора. Коли створюється надлишок енергії, наприклад, при різкому гальмуванні або їзді по пересіченій місцевості, постійні удари виштовхують рідину з амортизатора. Рідина обертає шестерний насос, який у свою чергу крутить електродвигун. Таким чином, відбувається перетворення кінетичної енергії в електричну. При цьому, чим гірша дорога, тим більше електроенергії виробляється. Також, завдяки тому, що керування кожним амортизатором здійснюється індивідуально, забезпечується висока плавність ходу автомобіля, зменшення кренів при поворотах, розгойдування і «клювків» при розгоні або гальмуванні.

Невеликий блок керування поміщається на циліндр амортизатора і трохи збільшує його масу.

Звісно, устрій амортизатора GenShock складніший, ніж у звичайного авто, але не більш, ніж у сучасних регульованих підвісок люксових автомобілів. Розробники поки що не називають конкретних цифр щодо того,скільки електроенергії виробляє їхнясистема. Але навіть якщо підвіска-генератор забезпечить енергією лише фари, то це вже буде хорошим результатом, враховуючи, що покращитьсяплавність ходу.

За матеріалами: http://infonova.org.ua/technology/inzhenery


Вчені розкрутили об'єкт до 10 мільйонів обертів за секунду

Група фахівців з Університету Сент-Ендрюс  стверджує, що їм вдалося створити «об'єкт, що обертається швидше будь-чого у світі». Вони сконструювали літаючу мікроскопічну сферу, яка здійснює до 600 млн обертів щохвилини. Це приблизно у 500 000 разів швидше, ніж барабан пральної машини під час віджимання білизни.

Вчені описали свою розробку в останньому номері наукового журналу Nature Communications. Вони говорять, що з наукової точки зору їхня робота надзвичайно цікава, тому що поєднує у собі властивості атомної фізики і класичної фізики в одній системі. Швидкість обертання у 10 млн обертів за секунду характерна для понять з атомної чи квантової фізики, таких як атоми або молекули, тоді як сама по собі фізична мікросфера – це об'єкт макросвіту.

Розробники кажуть, що їм і самим вкрай цікаво зрозуміти, що саме відбувається на стику двох фізичних світів.

Щоб реалізувати описану систему, вчені створили крихітну сферу з карбонату кальцію, її розмір складає всього чотири мільйонних частки метра у діаметрі. Потім група використала лазерний промінь невеликої потужності, щоб утримувати сферу за допомогою тиску світла і змусити її «літати» у повітрі. Далі вчені використали властивість поляризації лазерного світла, яке допомогло надати незначний крутний момент сфері. За рахунок того, що сфера була розміщена у вакуумному середовищі, вона зазнавала майже нульового опору і ніщо не заважало їй розкручуватися все швидше і швидше під впливом лазерної поляризації.

У підсумку фахівці стверджують, що їм вдалося досягти феноменальних показників щодо швидкості обертання. Також вони відзначають, що коли сфера набрала 10 млн обертів за секунду, вони спостерігали ефект «охолодження» руху, коли атоми її речовини втрачали кінетичну енергію і практично переставали коливатися у просторі. По суті, у вчених у розпорядженні з'явився найменший у світі гіроскоп, який може стабілізуватися по осі обертання.

За словами дослідників, у загальній фізиці є розділ – фізика обертових тіл, проте у ньому майже нічого немає про фізичну природу тіл з надшвидким обертанням, і в університеті планують це виправити. Перше відкриття фахівці вже зробили: з досягненням дуже високої швидкості обертання кутове прискорення на поверхні сфери приблизно у 1 млрд разів перевищило силу тяжіння Землі, що звело майже нанівець вплив відцентрових сил і не дозволило сфері розвалитися на частини.

Можливо, саме тому у Всесвіті деякі чорні діри, швидкість обертання яких близька до швидкості світла, теж не розпадаються.

За матеріалами: http://infonova.org.ua/science/

Календар
«  Сентябрь 2017  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930

Корисні посилання
  • МОН України
  • НЦ МАН України
  • Кафедра інформатики ЗОІППО
  • КЗ "ЗОІППО" ЗОР
  • КЗ "Центр туризму" ЗОР
  • КЗ "Січовий колегіум" ЗОР
  • КЗ "ЗОЦ НТТУМ Грані" ЗОР
  • Мелітопольський державний педагогічний університет імені Б.Хмельницького
  • Управління освіти Мелітопольської МР ЗО
  • Портал превентивної освіти
  • Всеукраїнська акція «Слова допомагають»
  • Офіційний сайт м.Мелітополя
  • Національна дитяча гаряча лінія

    Національна гаряча лінія

    Пошук