Новости науки

[Scyther]

Сенсация: открыто новое фазовое состояние вещества

http://innovanews.ru/info/news/hightech/15719/

https://www.caltech.edu/news/caltech-physicists-uncover-novel-phase-matter-48573



Группа физиков во главе с Дэвидом Сихом из Калифорнийского технологического института открыла необычную форму вещества — не обычный металл, изолятор или магнит, например, а кое-что совершенно иное.

Эта фаза, характеризующаяся необычной упорядоченностью электронов, предлагает новые возможности для инновационных электронных устройств. Также она способна помочь решить давнюю задачу в физике сжатого вещества, имеющей дело со сверхпроводимостью — способностью некоторых материалов проводить электричество без сопротивления, даже при высоких температурах до 100 градусов по Цельсию.

«Открытие этой фазы стало совершенно неожиданным и не основано на каком-либо прежнем теоретическом предсказании», отметил доцент Сих, который ранее в составе исследовательской группы обнаружил другую форму вещества под названием топологический изолятор. „Целая область электронных материалов приводит к открытию новых фаз, которые обеспечивают сферу для поиска новых макроскопических физических свойств“.

Сих с коллегами описали результаты в издании Nature Physics. Ведущий автор исследования — постдок Лю Ван Чжао.

Прорыву способствовала лазерная техника

Физики совершили открытие, тестируя основанную на лазере недавно разработанную измерительную технику для поиска так называемого многополярного порядка. Чтобы понять, что это такое, представьте себе кристалл с электронами, которые перемещаются по нему. В определенных условиях он может стать энергетически благоприятным для накопления электрических зарядов внутри кристалла, формируя так называемую зарядово-упорядоченную фазу. Стандартный элемент этого типа упорядоченности под названием заряд — это просто скалярное количество, то есть описывается лишь числовым значением или величиной.

Помимо заряда электроны обладают степенью свободы, известной как спин. Когда спины выстраиваются в линию параллельно друг другу (в кристалле, например), они формируют ферромагнит — тип магнита, которые может оказаться в вашем холодильнике или на полоске банковской карты. Поскольку у спина есть одновременно величина и направление, спин-упорядоченная фаза описывается вектором.

За прошлые несколько десятилетий физики разработали сложные техники для поиска указанных типов фаз. Но что, если электроны в материале не упорядочены ни одним из этих способов? Другими словами, что если упорядоченность описывается не только скаляром или вектором, но и чем-то еще с большей размерностью, подобно матрице? Это может произойти, например, если элементом упорядоченной фазы является пара обращенных в противоположные стороны спинов — одного на юг и другого на север — описанных магнитным квадруполем. Такие примеры многополярно-упорядоченных фаз вещества сложно обнаружить с помощью традиционных экспериментальных анализов.

Эффект, невидимый невооруженным глазом

Как выясняется, новая фаза, обнаруженная группой Сиха, является именно такой многополярной упорядоченностью.

Для обнаружения последней группа Сиха использовала эффект генерации оптической гармоники, который наблюдается у всех твердых частиц, но обычно чрезвычайно слаб. Как правило, когда вы смотрите на объект, подсвеченный светом одной частоты, весь отраженный от объекта свет, который вы видите — именно этой частоты. Если светить красной лазерной указкой на стену, то глаз видит красный свет. Однако у всех материалов есть небольшое отклонение света, кратное входящей частоте. Так, вместе с красным светом от лазерной указки будет поступать немного синего света. Однако его не видно, поскольку доля синего света в красном крайне невелика. Такие явления называются оптической гармоникой.

В эксперименте группа Сиха использовала тот факт, что изменения симметрии кристалла повлияют на прочность каждой из гармоник иначе. Поскольку появление многополярной упорядоченности изменяет симметрию кристалла весьма специфическим путем, который практические невидим в обычных тестах, идея состоит в том, что реакция оптической гармоники кристалла может служить следом многополярной упорядоченности.

«Мы выяснили, что свет, отраженный на второй гармонической частоте, демонстрирует набор симметрий, совершенно отличных от симметрий известной кристаллической структуры, тогда как этот эффект полностью отсутствует для света, отраженного на фундаментальной частоте», сообщил Сих. „Это весьма четкий след специфического типа многополярной упорядоченности“.

В центре внимания — иридаты и купраты

Специфическое вещество, которое исследовали ученые — это оксид иридия стронция (Sr2IrO4), из ряда синтетических веществ под названием иридаты. Благодаря некоторым особенностям в последние несколько лет к Sr2IrO4 отмечен повышенный интерес. Аналогичные особенности есть у купратов — семейством материалов, которые демонстрируют сверхпроводимость при высоких температурах, превышающих 100 кельвинов (-173 градуса по Цельсию). Структурно иридаты и купраты очень похожи. Подобно купратам иридаты — это электрически изолирующие антиферромагниты, которые становятся металлическими, если в ходе химического легирования к ним добавляются или, напротив, из них удаляются электроны.

Легирование достаточно высокого уровня преобразует купраты в высокотемпературные сверхпроводники, а поскольку купраты из изоляторов становятся сверхпроводниками, для удаления электронов из материала требуется дополнительная энергия в ходе первого перехода через загадочную фазу под названием псевдозона.

Десятилетиями исследователи спорили о происхождении псевдозоны и ее связи со сверхпроводимостью, и выясняли, является ли она обязательным прекурсором сверхпроводимости или другой фазы с набором свойств симметрии. Если эту связь понять лучше, появится возможность развить материалы, которые являются сверхпроводимыми при температурах, близких к комнатной.

Недавно псевдозону наблюдали в Sr2IrO4, и группа Сиха выяснила, что многополярная упорядоченность, которую они установили, имеет место в окне легирования и температуры, где наблюдается псевдозона. Ученые продолжают выяснять, накладываются ли эти два момента друг на друга, однако Сих сообщил, что работа предполагает связь между многополярной упорядоченностью и феноменом псевдозоны.

    Ранее другие группы показали сигнатуры сверхпроводимости в Sr2IrO4 в том же многообразии, что и в купратах, заявил Сих. С учетом подобной феноменологии иридатов и купратов, возможно, иридаты помогут нам разрешить давние споры о связи между псевдозоной и высокотемпературной сверхпроводимостью.

По словам ученого, открытие подчеркивает важность развития новых инструментов для обнаружения новых явлений. Также, добавил Сих, многополярная упорядоченность может существовать во многих других материалах.

«Sr2IrO4 — первое вещество, которое мы исследовали в данном разрезе, а потому многополярные упорядоченности могут иметь место также и в других материалах, и в дальнейшем мы намерены это выяснить», заключил исследователь.

[Scyther]

Российские ученые создали самый быстрый в мире фотонный переключатель

http://innovanews.ru/info/news/internet/15720/



Международная группа ученых из МГУ имени Ломоносова и Австралийского национального университета в Канберре разработала ультрабыстрый оптический переключатель на кремниевых наноструктурах.

Это устройство может стать платформой для будущих компьютеров и позволить передачу данных на ультравысокой скорости.

Статья с описанием устройства опубликована в издании Nano Letters и анонсирована в Nature Materials.

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.5b02989

Все началось в 1960-х…

Работа относится к области фотоники — оптической дисциплины, которая появилась в 1960-х, одновременно с изобретением лазеров. У фотоники те же цели, что и у электроники, но используются фотоны — частицы света — а не электроны. Важнейшим преимуществом использования фотонов является отсутствие между ними какого-либо взаимодействия. Как следствие, фотоны лучше электронов позволяют решить проблему передачи данных. Это свойство может, прежде всего, использоваться в вычислениях, где основным атрибутом являются инструкции в секунду (IPS). Типичный масштаб электронных транзисторов — основы современных электронных устройств — составляет менее 100 нанометров, в то время как обычный масштаб фотонных транзисторов сохраняется в диапазоне нескольких микрометров.

Наноструктуры, способные конкурировать с электронными структурами, например, плазмонные наночастицы — характеризуются низкой эффективностью и значительными потерями. Именно поэтому так сложно было изобрести компактный фотонный переключатель.

… и изменилось три года назад

Три года назад несколько групп ученых одновременно открыли важный эффект: они выяснили, что кремниевые наночастицы демонстрируют значительные резонансы в видимом спектре — так называемые магнитные дипольные резонансы. Этот тип резонансов характеризуется существенной локализацией световых волн в субдлинноволновом масштабе, внутри наночастиц. Этот эффект оказался интересен ученым, но, по словам первого автора публикации Максима Щербакова, никто не думал, что данное открытие способно создать основу для развития компактного и очень быстрого фотонного переключателя.

Наночастицы были изготовлены в Австралийском национальном университете методом электронно-лучевой литографии, сопровождаемой плазменным травлением. Производством занимался Александр Шорхов, который в тот момент находился в интернатуре университета в рамках президентской программы по обучения за рубежом. Образцы доставили в Москву, и все эксперименты проводились уже на физфаке МГУ, в лаборатории нанофотоники и метаматериалов.

    В нашем экспериментальном исследовании я и коллега Полина Вабищевич использовали набор нелинейных оптических методов, пояснил Максим Щербаков. Мы применили собственный фемтосекундный лазер, приобретенный МГУ в рамках программы развития.

Тысячи HD-фильмов за секунду

В итоге ученые разработали устройство — диск диаметром 250 нанометров, способный переключать оптическую пульсацию на фемтосекундном уровне (фемтосекунда — это одна биллионная доля секунды). Высокоскоростное переключение позволит добиться передачи данных и создать устройства обработки, которые будут работать с десятками и сотнями терабит в секунду. Тысячи фильмов с HD-качеством на такой скорости будут скачиваться менее чем за секунду.



Управление таким переключателем базируется на взаимодействии между двумя фемтосекундными импульсами. Взаимодействие становится возможным вследствие магнитного резонанса кремниевых наноструктур. Если импульсы достигают наноструктур одновременно, один из них взаимодействует с другим и амортизирует его вследствие эффекта двухфотонного поглощения. Если между двумя импульсами имеется задержка продолжительностью 100 фемтосекунд, взаимодействие не происходит, и второй импульс проходит через наноструктуру без изменений.

    Мы сумели развить структуру с подавленными нежелательными эффектами свободных носителей, заявил Максим Щербаков. Свободные носители — электроны и электронные дыры — накладывают на скорость преобразования сигнала серьезные ограничения в традиционной интегрированной фотонике. Наша работа представляет важный шаг к инновационным и эффективным активным фотонным устройствам — транзисторам, логическим устройствам и др. Особенности используемой технологии допускают ее применение в кремниевой фотонике. В ближайшем будущем мы намерены испытать такие наночастицы на интегральных микросхемах.

[Scyther]

С юмором и технологией мокрого сжигания

http://ecodelo.org/rossiyskaya_federaciya/sibirskiy_fo/krasnoyarskiy_kray/38385-s_yumorom_i_tehnologiey_mokrogo



Сибирские ученые из красноярского Института биофизики создали автоматическую установку для переработки органических отходов, в том числе жидких и твердых выделений человека, в питательный раствор. Разработанная полупромышленная система с шестилитровым реактором за сутки способна превратить в удобрение экскременты 24 человек. Конечный продукт можно использовать для выращивания растений. По биохимическим свойствам урожай не будет отличаться от полученного обычным способом. Установка создана в рамках долгосрочного проекта по созданию замкнутых систем жизнеобеспечения – основы будущих космических поселений на других планетах.
Исследователи создали установку, применив технологию мокрого сжигания отходов с использованием перекиси водорода и переменного электрического тока. В статье, опубликованной в журнале Life Sciences in Space Research, красноярские биофизики представили результаты масштабирования этой технологии и данные о выращивании растений на полученном после переработки растворе. Выяснилось, что при увеличении размера реактора резко падает энергоемкость процесса и повышается его эффективность. По словам одного из создателей системы, научного сотрудника ИБФ СО РАН кандидата биологических наук Сергея Трифонова, шестилитровый полупромышленный реактор потребляет около 800 Ватт-час (меньше, чем утюг или чайник) и, в случае непрерывной работы, за сутки способен справиться с испражнениями 24 человек.



— Мы сделали основную часть установки – реактор по переработке отходов – из сливного бачка для унитаза. Решили добавить нотку юмора в наши исследования. Правда руководству института это не очень понравилось. Сейчас готовим новую, более мощную установку в «приличном» исполнении, —  рассказал нам Сергей. 
 
Полученный раствор использовали для выращивания редиса. Овощи, собранные с опытной плантации, по своему биохимическому составу ничем не отличались от контрольной группы, которую выращивали на стандартной питательной среде. Традиционно, как и во всех экспериментах по созданию систем жизнеобеспечения, собранный урожай съели сами испытатели.
 
— У редиски был отличный вкус, — делится впечатлениями Сергей Трифонов.
 
Основной проблемой для внедрения этой системы является необходимость использовать в больших количествах перекись водорода.
 
— Наши коллеги из Института химии и химической технологии СО РАН (Красноярск) предложили оригинальную технологию электросинтеза перекиси водорода, но она еще требует совершенствования. Наши эксперименты показали, что для переработки экскрементов человека требуется в несколько раз меньше перекиси, чем для того же количества растительной массы. Возможно, в системах жизнеобеспечения мы будем использовать комбинацию методов:  быстрого и эффективного мокрого сжигания отходов людей и медленной биологической переработки останков растений, —  говорит Сергей Трифонов.
 
Система, испытанная исследователями, является частью долгосрочного проекта по созданию замкнутых систем жизнеобеспечения, необходимых в дальних космических перелетах и при основании поселений на других планетах.
 
Идею начали разрабатывать в Красноярске в 60-70-х годах прошлого века. Целью проекта было создание замкнутой системы, в которой возможно поддержание жизни человека за счет экологического круговорота воды и воздуха и воспроизводства пищи. В результате экспериментов появилась установка БИОС-3,  где  растения удовлетворяли все потребности человека в кислороде и производили до 50% пищи, необходимой для жизни экипажа.
 
Одной из нерешенных проблем этого комплекса была сложность с вовлечением в круговорот твердых отходов человека и несъедобной биомассы растений. Даже в недавно вышедшем голливудском блокбастере «Марсианин» исследователи высушивали и складировали свои испражнения. С точки зрения замкнутой системы жизнеобеспечения и законов сохранения, любой непереработанный отход — тупик, он нарушает самодостаточность системы. В случае космического поселения на другой планете такие тупики означают необходимость регулярной доставки грузов. Именно для решения этой задачи красноярские ученые разработали технологию мокрого сжигания органических отходов.
 
В настоящее время в Институте биофизики СО РАН разрабатывают лишь элементы будущей системы жизнеобеспечения нового поколения. Для запуска полномасштабного эксперимента, аналогичного проведенным 40 лет назад, требуется крупный заказчик и соответствующее финансирование. Сейчас институт задумался о земных приложениях технологий замкнутого цикла.
 
— Идея замкнутого, а значит — экологически чистого жилья, может быть реализована, например, при создании арктических поселений, — говорит советник РАН, один из разработчиков системы БИОС-3, академик Иосиф Исаевич Гительзон. — Мы можем использовать подсистемы переработки отходов, очистки воды и выращивания растений, для строительства жилых поселений нового типа на Земле. Такие дома или даже комплексы практически не загрязняют окружающую среду, и в то же время у их обитателей всегда будет свежая зелень.
 
Японские исследователи планируют к 2017 году создать  полностью роботизированные теплицы, стоимость выращивания растений в которых будет ниже рыночной. Исследователи ИБФ СО РАН знают, как возделывать пищевые культуры с использованием безотходных технологий. Красноярские биофизики уверены: даже если мы не полетим на Марс в ближайшем будущем, принципы создания замкнутых систем жизнеобеспечения сделают наше существование более комфортным и экологически чистым здесь, на Земле.

[Scyther]

Российский ученый обвинил Китай в подмыве берегов Дальнего Востока

http://www.vladtime.ru/obsh/453007-rossiyskiy-uchenyy-obvinil-kitay-v-podmyve-beregov-dalnego-vostoka.html



Изменение реки Сунгачи в Китае стало причиной разлива крупнейшего на Дальнем Востоке озера Ханка. Соответствующий вывод был опубликован директором дальневосточного отделения Биолого-почвенного института, академиком Юрием Журавлевым. Далее он рассказал о том, что озеро затопило все окружающие его низменности, транспортное сообщение было прервано, а дороги размыты. Экспертами уже было выдвинуто предложение, относительно которого будет восстановлен естественный порядок вещей. Для этого, однако, нужно будет построить канал. Российский ученый в качестве причин назвал действия Китая, которые, по его словам, спровоцировали природный дисбаланс. «Трансграничная проблема была вскрыта: вероятнее всего, Ханка переполнялась из-за того, что китайская сторона решила сменить направление реки Сунгачи. Так как сброс ранее происходил несколько севернее Лесозаводска, то сейчас – «удар» приходится на Приханкайскую долину, а оттуда уже в озеро. Точная цифра на данный момент устанавливается» - осветил проблему Журавлев.


Справка
Сунгача́ — пограничная река между Китаем и Россией. Вытекает из озера Ханка в северо-восточной его части, устье — река Уссури.
Сунгача́ — пограничная река между Китаем и Россией. Вытекает из озера Ханка в северо-восточной его части, устье — река Уссури.
Собственно, фарватер реки на всём её протяжении и является российско-китайской границей. Каждый год он может перемещаться то в одну, то в другую сторону.
Единственный российский населённый пункт на Сунгаче — село Марково Лесозаводского городского округа, находится примерно в 5 км до её устья.


Река Сунгача

http://diala.ru/thread-723-1-1.html



Река Сунгача.
Река Сунгача вытекает из северо-восточной части оз. Ханка и впадает в р. Уссури с левого ее берега, в 450 км от устья последней. Длина реки 212 км, площадь водосбора 25600 км2 (в том числе в пределах России – 21000 км2). Река Сунгача имеет два основных притока – р. Белая (дл. 87 км), р. Черная (дл. 37 км), протекает по широкой заболоченной Приханкайской низменности. На всем своем протяжении р. Сунгача является государственной границей; левобережье ее принадлежит Китайской Народной Республики.

Река не имеет собственной долины; пойма реки широкая, двухсторонняя, с трудно уловимыми очертаниями границ, постепенно сужается вниз по течению. Пойма реки глинистая, уступы ее обрывистые, высота их в верхнем течении реки 0.5-2.0 м, несколько возрастает к низовьям реки и характеризуется высотой 1.5-3.0 м. Пойма обычно открытая луговая, либо покрыта кустарниками. Заболоченные участки чередуются с суходолами, имеющими ширину до 1.0-1.5 км и длину в несколько километров. Суходолы обычно покрыты кустарниками и представляют собой супесчаные гряды. На правобережье реки, к северо-востоку от устья р. Черной, находится обширное болото травяно-мохового типа с редкими зарослями камыша. Мощность торфяного слоя болота определяется примерно в 1.5-2.5 м. Наличие болот на местности, прилегающей к реке, объясняется периодическим затоплением местности паводками и весьма слабым стоком дождевых вод по поверхности, с весьма ничтожными уклонами и торфяными почвами.



Русло реки сильно извилистое, неразветвленное и устойчивое. Ширина реки изменяется от 30 до 60 м. Глубины реки 2.3-4.0 м (на отдельных плесах до 8.0 м). Скорости течения при этом незначительны и характеризуются величиной от 0.3 до 0.6 м/с.

Дно реки ровное, в верхнем течении илистое, вязкое, в среднем и нижнем - песчано-илистое. Берега низкие высотой 0.5-1.0 м. В истоке реки, у озера находится песчаная отмель (бар), весьма неустойчивая и подверженная деформациям. При сильных и продолжительных ветрах юго-западного направления происходит размещение наносов вдоль восточного берега озера и рост бара в истоке р. Сунгача. При ветре западного и особенно западного-северо-западного направлений под действием нагонных течений и сильного штормового волнения происходит, наоборот, размыв и понижение гребня бара.

Питание р. Сунгача водами озера Ханка обусловливает, благодаря естественной зарегулированности стока, равномерность расходов воды. Сгонно-нагонные явления на озере вызывают либо увеличение стока реки, либо даже наличие обратного течения реки в озеро. В верхнем течении резких изменений уровней воды в реке не бывает. В нижнем течении р. Сунгача ход уровней имеет более выраженную амплитуду колебаний под влиянием весеннего половодья и дождевых паводков, вызванных дождями, которые выпали в бассейне р. Уссури выше впадения в нее р. Сунгача, а также и в бассейне собственно р. Сунгача. Во время сильных паводков на р. Уссури заливается не только пойма р. Сунгача, но и вся прилегающая к ней местность на много километров в обе стороны. При прохождении очень высоких паводков на р. Уссури наблюдается подпор воды и кратковременное обратное течение по пойме и руслу р. Сунгача. Насколько далеко вверх по р. Сунгача продвигается это противотечение, не прослежено.

Река богата рыбой.

Замерзание реки происходит в конце ноября, толщина льда к концу зимы достигает 0.5-1.0 м. Вскрытие реки происходит в середине марта.

В прошлом до постройки железной дороги р. Сунгача являлась водным транспортным путём, по которому пароходы из Хабаровска проходили до с. Камень-Рыбалов на оз. Ханка. В конце 80-х годов прошлого века вследствие непрерывного падения уровня воды оз. Ханка произошло сильное уменьшение глубин в озере и в истоке р. Сунгача (на баре). В результате было нарушено сквозное судоходство.

[Scyther]

В Японии выплавили небьющееся стекло

http://www.strf.ru/material.aspx?CatalogId=222&d_no=107897#.VjdW9G4S8Zw

Японским ученым удалось выплавить небьющееся стекло, по прочности сравнимое со сталью. Такого эффекта, как пишут местные СМИ, удалось добиться за счет увеличения доли оксида алюминия в составе материала, передаёт ТАСС.

«Мы в скором времени разработаем методы массового производства такого уникального стекла», – обещает один из разработчиков, профессор Токийского института индустриальных наук Ацунобу Масуно. Как ожидается, новинку удастся вывести на рынок в течение пяти лет.

«Предшественником» этого материала является другой вид прочного стекла, который называют оксидным. Главным составным элементом при его создании является диоксид кремния. Прочность достигается за счет добавления в его состав оксида алюминия. Главной задачей, которую пришлось решить ученым, стала модернизация процесса производства - теперь компоненты смешиваются не в контейнере, а в воздухе – буквально на лету, где, благодаря нейтральной среде, не возникает кристаллизации, мешающей завершить изготовление стекла.

В итоге, как утверждают изобретатели, удалось добиться получения абсолютно прозрачного плотного стекла, наполовину состоящего из оксида алюминия. Прочность нового материала почти в два раза выше, чем у его оксидного аналога и находится на одном уровне со сталью и железом.

[Scyther]

В Вайоминге за месяц образовался огромный загадочный разлом

http://lenta.ru/news/2015/11/02/wyoming/





В американском штате Вайоминг два охотничьих гида обнаружили в земле огромный таинственный разлом. В ширину он достигает 45 метров, а длина превышает 350 метров. Об этом сообщает издание The Washington Post.

Наблюдатели, посещая место разлома в прошлом месяце, заметили его, но из-за небольших размеров не придали ему значения. Во время последнего посещения стало очевидно, что необычная трещина значительно увеличилась. В районе разлома не добывают нефть или газ.

Местная пресса успела создать из случившегося сенсацию, сообщив, что разлом может быть предвестником землетрясения или даже предстоящего извержения вулкана.

По мнению ученых, образованию дыры способствовали дожди, под тяжестью которых грунт обвалился. По словам экспертов, явление не представляет опасности для местных жителей.

В России также обнаруживаются необычные природные явления. В частности, около села Бованенково в Ямало-Ненецком автономном округе образовалась необычная воронка.

Однако, по мнению ученых, она возникла в результате пневмохлопка, вызванного разложением газогидратов. Схожие явления, как отмечают эксперты, наблюдаются в знаменитом Бермудском треугольнике









Статья в Dailymail

http://www.dailymail.co.uk/news/article-3297035/The-gigantic-crack-earth-Wyoming-Landslide-Big-Horn-Mountains-causes-canyon-like-gash-bigger.html?ITO=1490&ns_mchannel=rss&ns_campaign=1490

Пишут, что это очень похоже на гигантский оползень.

[Scyther]

Топливо из высушенных нечистот принесет миру 10 млрд долларов ежегодно

http://ria.ru/science/20151103/1312951852.html


Уголь

Экономисты из ООН показали, что высушенные нечистоты можно использовать в качестве выгодного и экологически чистого источника топлива, чье использование будет приносить Земле около 10 миллиардов долларов дохода ежегодно.

МОСКВА, 3 ноя – РИА Новости. Ученые из университета ООН предлагают использовать высушенные нечистоты и человеческие фекалии в качестве главного источника топлива для обогрева домов, что позволит миру экономить около 10 миллиардов долларов ежегодно, говорится в отчете, опубликованном на сайте Организации объединенных наций.

"Мы уже научились повторно использовать нутриенты из человеческих фекалий в агрикультуре, но мы почти не задумывались о возможности использовать их энергетический потенциал. На пути к реализации такой идеи есть много препятствий, но, как мы показали, у нас есть вполне четкий финансовый аргумент для того, чтобы извлекать энергию из нечистот", — заявил Крис Меткалф (Chris Metcalfe) из университета Трента (Канада).
Меткалф и его коллеги по университету ООН провели исследование, в рамках которого они попытались оценить привлекательность переработки фекалий и нечистот в топливо с экономической точки зрения.

Сегодня, по статистике ООН, свыше 2,4 миллиарда людей не имеет постоянного доступа к туалетам и другим санитарно-техническим сооружениям, и примерно миллиард из них справляет нужду прямо на улице. Большая часть таких людей живет в развивающихся странах, в основном в Индии. Это создает массу гигиенических и санитарных проблем, на решение которых у этих стран просто нет денег.

Авторы статьи нашли потенциальный источник финансирования для решения этой проблемы в том, что ее создает – в самих нечистотах. Их расчеты показывают, что только извлечение метана и других горючих газов из фекалий при помощи микробов способно принести миру около 10 миллиардов долларов дохода, чего хватит на отопление и освещение свыше 140 миллионов домов в Бразилии, Индонезии и других развивающихся странах.

После извлечения газа остатки переработанных нечистот можно переработать и дальше – их хватит для производства около двух миллионов тонн углеподобного вещества, сжигание которого на тепловых электростанциях и в домашних печах позволит снизить темпы вырубки лесов и замедлит извлечение угля из недр Земли.

Через две недели, 19 ноября, состоится Всемирный день туалета, в рамках которого ученые попытаются привлечь внимание мировых лидеров к этой проблеме и возможности превратить отходы в источник доходов.

[Scyther]

03.11.2015   Свет превратили в электричество с помощью ректенны

http://www.nanojournal.ru/events.aspx?cat_id=224&d_no=38200



Внешний вид оптической ректенны. Фотография: Rob Felt, Georgia Tech



Строение ректенны. Изображение: Thomas Bougher, Georgia Tech

Физики из Университета Джорджии разработали устройство, способное напрямую превращать свет в электричество. Несмотря на то, что по смыслу устройство представляет собой солнечную батарею, принцип его работы кардинально отличается. Описание устройства опубликовано в журнале Nature Nanotechnology, кратко о нем рассказывает пресс-релиз университета.

Ректенна, так называется новое устройство, сочетает в себе антенну – многослойную углеродную нанотрубку – и диод-выпрямитель. Когда свет попадает на нанотрубку, в ней возникает переменный ток. Выпрямители, расположенные на ней включаются и выключаются с частотой в петагерцы (миллион миллиардов переключений в секунду), преобразуя его в небольшой постоянный ток.

На проводящей поверхности устройства исследователи выращивают миллиарды подобных ректенн, которые вместе производят уже больший ток. Однако коэффициент полезного действия устройства на данный момент не превышает одного процента. Авторы разработки надеются, что в течение года им удастся значительно увеличить эффективность устройства и представить прототип коммерчески выгодного преобразователя. По словам Баратунде Кола, адъюнкт-профессора в университете Джорджии, технология позволяет добиться эффективности в два раза выше, чем у современных солнечных батарей при стоимости на порядок меньшей.

Впервые ректенны начали разрабатывать в 1960-х годах. Эти устройства функционировали на длинах волн порядка десятков микрон. До нынешнего момента создать ректенну для оптического диапазона не удавалось – она требовала антенну достаточно маленького размера, чтобы взаимодействовать с видимым светом, а также разработки выпрямителя, способного переключаться с огромной частотой.


Оригинал статьи

http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2015.220.html

[Scyther]

НАСА против EmDrive, раунд второй: и всё-таки он работает

http://geektimes.ru/post/265230/



Захватывающая в своей странности ситуация с «невозможным» двигателем EmDrive на электромагнитных волнах получила развитие после очередного теста НАСА, вновь принесшего положительные результаты. Инженеры агентства уверяют, что провели работу над ошибками и устранили все недочёты, которые могли повлиять на полученный результат в прошлый раз. Тем не менее, работающий на непонятном принципе двигатель продолжает выдавать тягу.

На форуме НАСА инженер Пол Марч [Paul March] 31 октября рассказал о достигнутом на сегодняшний день. Инженеры, в частности, установили в тестовой камере дополнительную электромагнитную изоляцию, по меньшей мере на порядок уменьшившую влияние паразитных магнитных полей, и тем самым исключили возможное влияние на двигатель силы Лоренца. Также было усовершенствовано заземление крутильного маятника, и проведены другие работы над улучшением тестовой установки.

Тем не менее, при мощности излучателя в 80 Вт в установке всё ещё присутствует тяга порядка 100 мкН — как выразился Марч, наблюдаются «аномальные признаки тяги». Инженеры готовят новые тесты и новые усовершенствования – в частности, для компенсации теплового расширения, которое в условиях вакуума достаточно сильно влияет на опытную установку.

Исаак Исаакович Ньютон выражает своё недовольство тем, что отражающиеся внутри конусовидной металлической камеры электромагнитные волны создают тягу безо всяких реактивных компонентов. Но если, в конце концов, работоспособность двигателя будет неопровержимо подтверждена, то станет возможным делать космические корабли по схеме «солнечные панели + аккумуляторы + магнетрон + эм-камера», или заменить солнечную энергию ядерной. При наличии источника энергии такой двигатель сможет работать неограниченно долго, постоянно придавая аппарату ускорение.

Придумал EmDrive британский инженер Роджер Шойер. В 2001 году он основал компанию Satellite Propulsion Research Ltd специально для разработки электромагнитного двигателя собственной конструкции. В 2003 году об их работе стало известно общественности, а первое стороннее подтверждение пришло в 2008 году от наших китайских товарищей. Правда, тогда им ещё никто не верил.

Энтузиасты со всего мира строили свои версии двигателя и подтверждали наличие тяги, но настоящая популярность пришла к нему только после того, как в прошлом году инженеры уважаемого агентства НАСА подтвердили эти выводы в своих тестах. В их выводах было указано, что двигатель производит тягу, которую «нельзя связать с классическими эффектами электромагнитных явлений» – иными словами, неизвестного происхождения. Этим летом немецкие физики также независимо подтвердили работоспособность EmDrive.

По этой теме также:

Немецкие физики подтвердили работоспособность «невозможного» двигателя на электромагнитной тяге

http://geektimes.ru/post/259460/



A CRITICAL STUDY OF THE WORK “VYMANIKA SHASTRA”

http://cgpl.iisc.ernet.in/site/Portals/0/Publications/ReferedJournal/ACriticalStudyOfTheWorkVaimanikaShastra.pdf

[Scyther]

Этап энергопуска блока №4 с реактором БН-800 начат на Белоярской АЭС

http://ria.ru/atomtec/20151111/1318605423.html



Этап энергопуска включает мероприятия по постепенному подъему мощности реактора до уровня, обеспечивающего начало выработки электроэнергии (35% от номинальной) и далее до уровня 50%

МОСКВА, 11 ноя — РИА Новости. Специалисты Белоярской АЭС начали этап энергетического пуска четвертого блока станции с опытно-промышленным реактором на быстрых нейтронах БН-800, который является прототипом более мощного коммерческого "быстрого" реактора, идет набор его мощности и подготовка к началу выработки электроэнергии, сообщило в среду управление информации и общественных связей атомной станции.

"Десятого ноября 2015 года…. на энергоблоке № 4 с реактором БН-800 Белоярской АЭС начался этап энергетического пуска и освоения мощности. Накануне из государственного надзорного органа — "Ростехнадзора" получено изменение условий действия лицензии на эксплуатацию, дающее разрешение начать процедуры по набору мощности на очередном этапе ввода в работу нового энергоблока", — говорится в сообщении.

Этап энергопуска включает мероприятия по постепенному подъему мощности реактора несколькими ступенями от 1% (достигается при физическом пуске) до уровня мощности, обеспечивающего начало выработки электроэнергии (35% от номинальной) и далее до уровня мощности, обеспечивающего готовность блока к опытно-промышленной эксплуатации (50% от номинальной).

При достижении мощности реактора до величины примерно 35% от номинальной станет возможно впервые включить турбогенератор энергоблока в сеть, поскольку только с такой мощности парогенераторы энергоблока вырабатывают достаточно пара для запуска турбины и обеспечения нормального режима ее работы. Далее последует длительный этап постепенного набора мощности до номинальной в рамках опытно-промышленной эксплуатации нового энергоблока.

Энергоблоки с реакторами на быстрых нейтронах могут существенно расширить топливную базу атомной энергетики и минимизировать радиоактивные отходы за счет организации замкнутого ядерно-топливного цикла. Подобными технологиями обладают лишь некоторые страны, и РФ, по признанию экспертов, является мировым лидером в этой области.

Реактор БН-800 (от "быстрый натриевый", электрической мощностью 880 мегаватт) — опытно-промышленный реактор на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем, натрием. Он должен стать прототипом коммерческих, более мощных энергоблоков с реакторами БН-1200, которые планируется использовать в атомной энергетике будущего. Пуск БН-800 состоялся летом 2014 года. Позже была модернизирована конструкция топливных сборок для этого реактора. Тридцатого июля 2015 года БН-800 был вновь запущен и выведен на минимально контролируемый уровень мощности. Тем самым был завершен так называемый этап физического пуска.

[Scyther]

Аспирант-физик проломил голову сторожу МГУ

http://lifenews.ru/news/169083

Молодой человек устроил дебош в здании МГУ им. Ломоносова. Аспирант разгуливал по коридорам размахивая ножом и трубой.

— Он был невменяем, кричал, что за ним ведётся слежка и выглядел как человек, принимавший психотропные вещества, — утверждают очевидцы событий.

Люди были сильно напуганы происходящим. Отпор нарушителю дала женщина-охранник, она же вызвала на место полицию. Аспирант-физик Владимир К. ударил 62-летнюю женщину трубой по голове, проломив череп.

Валентину Григорьевну Л. немедленно доставили в реанимационное отделение Первой градской больницы. Сейчас с ней работают врачи. Молодого человека осматривают специалисты, ведётся работа с психологами и психиатрами.

[Scyther]

«Жизненная сила марксизма». Статья доктора исторических наук Ю.Ю. Ермалавичюса

http://kprf.ru/party-live/opinion/148416.html



Историческая эпоха новейшего времени, содержанием которой является революционный переход человечества от капитализма к социализму, отличается постоянным возрастанием роли науки в жизни общества. Поскольку адекватным восприятием и научным пониманием жизни народов земного шара характеризуется марксизм, его творческий потенциал безграничен.

Оценивая жизненную силу марксизма, В.И. Ленин писал: «Марксизм завоевал себе своё всемирно-историческое значение как идеологии революционного пролетариата тем, что марксизм отнюдь не отбросил ценнейших завоеваний буржуазной эпохи, а, напротив, усвоил и переработал всё, что было ценного в более чем двухтысячелетнем развитии человеческой мысли и культуры».

Своими идеями концепциями, теориями В.И. Ленин существенно обогатил учение К. Маркса и Ф. Энгельса. Его вклад в эту идейно-теоретическую систему касался не только актуальных проблем новейшей исторической эпохи, но и основополагающих элементов методологического ядра марксизма — диалектического материализма. В итоге сложился марксизм-ленинизм — наука о революционном преобразовании жизни человечества на коммунистических началах.

Более того, под руководством В.И. Ленина революционная партия рабочего класса России приступила в начале ХХ века к практическому осуществлению в исторической действительности научных теорий и концепций марксизма-ленинизма. Это воплощалось в использовании объективных законов общественного развития, открытых основоположниками марксизма-ленинизма, в революционной практике.

Научный подход ленинской партии большевиков к общественному развитию увенчался всемирно-историческими завоеваниями. Такими, как победа Великой Октябрьской социалистической революции, построение социалистического общества в Советском Союзе, разгром фашистской реакции империализма, прорыв социалистического общественного жизнеустройства из капиталистического окружения на международную арену, развал колониальной системы империализма, образование мировой социалистической системы, достижение равновесия в мировом общественном развитии между капиталистической и социалистической системами.

Построенный в Советском Союзе первоначальный социализм соответствовал концепции К. Маркса о социализме как низшей фазе коммунистической формации общества. О социализме как историческом этапе между капитализмом и коммунизмом К. Маркс писал: «Мы имеем здесь дело не с таким коммунистическим обществом, которое развилось на своей собственной основе, а, напротив, с таким, которое только что выходит как раз из капиталистического общества и которое поэтому во всех отношениях, в экономическом, нравственном и умственном, сохраняет ещё родимые пятна старого общества, из недр которого оно вышло». Тем не менее, советский социализм по своей цивилизованности и культурности олицетворял вершину исторического прогресса человечества в ХХ столетии.

Советский социализм не смог подняться до требования В.И. Ленина «создания таких условий, при которых бы не могла ни существовать, ни возникать вновь буржуазия». Советское общество отставало в осуществлении главного критерия В.И. Ленина «создания высшего, чем капитализм, общественного уклада, именно: повышение производительности труда». В.И. Ленин представлял себе социализм как общество качественно новой ступени цивилизации. По его мнению, новизна состоит в том, «чтобы наука действительно входила в плоть и кровь, превращалась в составной элемент быта вполне и настоящим образом». Такого общества, полностью соединяющего социализм с наукой, ещё не знала всемирная история.

В процессе социалистического строительства в СССР обнаружила себя определённая догматизация марксизма-ленинизма. Её последствием в 1950-е годы стал отказ советского руководства от научного подхода к жизни общества. Практическое воплощение этого оппортунистического уклона в хозяйственной реформе 1965 года обернулось губительным ударом по экономической основе социализма в Советской стране. Незамедлительно появились и первые признаки реставрации капитализма — нетрудовые доходы в условиях безраздельного господства общественной собственности на средства производства.

Всемирно-исторические сдвиги, рождённые Великим Октябрём, побудили к середине ХХ века такое могущественное явление новейшей исторической эпохи, как мировая научно-техническая революция. Она представляла собой качественное преобразование совокупных производительных сил человечества на основе постепенного превращения науки в непосредственную производительную силу общества. Под воздействием научно-технической революции производительные силы общества обрели совершенно новый уровень развития и закономерно потребовали соответствующего преобразования характера производственных отношений. Наступил переломный этап новейшей исторической эпохи, а заодно и всемирной истории. Соответственно откликнулась человеческая мысль.

Общественная жизнь Советского Союза в условиях мировой научно-технической революции нашла своё отражение в концепции развитого социализма, которая оказалась неадекватной в отношении действительности и не могла претендовать на научность. Эта концепция пренебрегала учётом антагонистических противоречий, нараставших в стране при реанимации капиталистических элементов в советской социально-экономической системе.

Марксисты Китайской Народной Республики обратили внимание на многократные замечания В.И. Ленина о том, что в процессе объективного движения человечества к коммунизму необходимо учитывать отличительные свойства каждой конкретной страны. Возглавляемые одарённым пролетарским революционером Китая Дэн Сяопином, они приступили в 1970-е годы к разработке теории социализма с китайской спецификой. Раскрывая сущность этой теории, Генеральный секретарь ЦК Коммунистической партии Китая Си Цзиньпин подчеркнул: «Социализм с китайской спецификой — это диалектическое единство теоретической логики научного социализма и исторической логики развития китайского общества. Это научный социализм, вросший своими корнями в китайскую землю, отражающий чаяния китайского народа, отвечающий требованиям развития и прогресса как Китая, так и всей эпохи».

В теории социализма с китайской спецификой ведущую роль играет концепция научного развития, разработанная Дэн Сяопином. Эта концепция охватывает проблемы научного обоснования управления общественным развитием с учётом, соблюдением, использованием объективных экономических и социальных законов. Эффективной также оказалась концепция реформ и открытости, предусматривающая рычаги постоянного обеспечения гармонического соответствия характера производственных отношений общества уровню развития его производительных сил, а также заимствования китайским обществом ценных достижений исторического прогресса человечества и обогащения их китайским опытом. Практическая реализация этих теоретических концепций обеспечила за три десятилетия прорыв в экономическом развитии страны.

В процессе мировой научно-технической революции капитализм полностью исчерпал все свои конструктивные возможности и естественно вступил в историческую полосу необратимого прекращения своего существования. Общий кризис капитализма перерос во всемирный кризис всей частнособственнической цивилизации. В ответ на это империалистическая реакция развязала в 1980-е годы глобальную агрессию против человечества, нацеленную на разграбление общественного богатства народов и природных ресурсов планеты, а также контрреволюционную реставрацию безраздельного господства капитала во всемирном масштабе. Разрушение Советского Союза и подрыв при этом мировой социалистической системы диалектически обернулись значительным ускорением распада мировой капиталистической системы и всего частнособственнического общественного жизнеустройства народов земного шара. На планете стала свирепствовать империалистическая контрреволюция, угрожающая человечеству вселенской катастрофой.

Империалистическая контрреволюция характеризуется воинствующим антикоммунизмом, атаками против любых проявлений исторического прогресса человечества. Антимарксизм контрреволюции отмечен пещерной антинаучностью, диким примитивизмом средневековым маразмом, умственным невежеством, духовным убожеством и подобными проявлениями антикультуры. В столь критической ситуации советские марксисты развернули «умственную войну» против антикоммунизма, способствующую использованию разрушительных потуг контрреволюции в целях дальнейшего ускорения развала мировой капиталистической системы и всего старого общественного устройства мира. В трудах Председателя ЦК КПРФ Г.А. Зюганова, ряда учёных-обществоведов коммунистической ориентации раскрываются антиисторический характер капиталистической реставрации, проблемы глобализации мирового общественного развития, перспективы грядущего будущего человечества.

Китайские марксисты поднимаются на высоту решения назревших стратегических задач современного человечества, обусловленных мировой научно-технической революцией. С целью должного овладения наукоёмким видом материального производства они приступили к разработке концепции инновационного развития производства, рассчитанной на его подъём на качественно новый научно-технический уровень развития, а заодно и дальнейшее обогащение достижений этой величайшей революции в развитии производительных сил общества. Наряду с этим анализируется проблема гармонизации общественных отношений, направляя эту разработку на укрепление позиций социализма в стране. Новаторский, творческий поиск идёт и по многим другим направлениям, что способствует выходу Китая не только в лидеры дальнейшего общественного прогресса человечества, но и к открытию грядущей исторической эпохи коллективистского и гуманистического развития населения земного шара.

Жизненная сила марксизма-ленинизма заключается в его научном содержании и революционном характере. Коммунистическая идеология предлагает человечеству проект качественно нового общественного жизнеустройства, достойного высокого звания человека, освободившегося от социального неравенства и антагонизма, отличающегося социальной свободой и гармонией. Поэтому материалистическая диалектика — теоретическая и методологическая основа марксизма-ленинизма — оказалась в современном мире единственном учением, которое не поддается разрушительному воздействию глобального кризиса, а способствует научному познанию причин его возникновения и способов его преодоления. Только научное понимание и научное обоснование жизни общества может обеспечить успешный выход человечества из глобального кризиса старого общественного устройства мира к дальнейшему поступательному развитию вперёд путём исторического прогресса.

[Scyther]

Роскосмос вывел на орбиту спутники, которые проверят теорию Эйнштейна

http://www.strf.ru/material.aspx?CatalogId=222&d_no=108131#.VkWyLF4S8Zw

Согласно ОТО, гравитация замедляет ход времени. В частности, время идет медленнее на поверхности Земли, и быстрее — при удалении от нее. Спутники выведены не на круговую, а на вытянутую орбиту (26 тысяч километров в апогее и около 14 тысяч километров в перигее). На них установлены атомные часы.

Это позволило ученым выдвинуть идею проведения самой точной в истории проверки ОТО. Специалисты из Центра прикладных космических технологий и микрогравитации в Бремене и Парижской обсерватории намерены отслеживать положение пары спутников на орбите, сравнивая ход часов на Земле и аппаратах Galileo.

Предсказания ОТО ученые собираются проверить с точностью до 0,0004 процента. Результаты эксперимента физики планируют получить до конца 2017 года. По мнению специалистов ЕКА, в случае успеха получится самая точная, быстрая и дешевая проверка эффекта замедления времени, предсказываемого ОТО.

«Даже неудача (некорректный вывод на орбиту спутников Galileo — прим. "Ленты.ру") может быть превращена в нечто полезное и увлекательное. Это классический случай, когда жизнь дает вам лимоны, чтобы вы могли приготовить лимонад», — заметил физик Джеральд Гвиннер из Манитобского университета в Канаде, не участвующий в эксперименте.

Ранее эффект замедления времени при помощи атомных часов, запущенных в космос на специальном аппарате Gravity Probe A, проводился в 1976 году в США. Тогда аппарат на высоте 10 тысяч километров использовался для эксперимента в течение двух часов, и удалось подтвердить предсказание ОТО с точностью 0,0007 процента .

Новый эксперимент — первый такого рода с того времени. В отличие от предыдущего, спутники в распоряжении ученых будут не пару часов, а целый год. Также в 2017 году ЕКА планирует отправить на МКС атомные часы, позволяющие проверить замедление времени с точностью до 0,0002 процента.

Первая пара рабочих спутников европейской навигационной системы Galileo запущена 22 августа с космодрома Куру во Французской Гвиане российской ракетой-носителем «Союз-СТ-Б» с разгонным блоком «Фрегат-МТ». Через 35 минут после пуска аппараты не вышли на запланированную орбиту.

Причиной случившегося экспертная группа, в состав которой входили представители Arianespace, ЕКА и Европейской комиссии, назвала неполадки в разгонном блоке «Фрегат-МТ», возникшие из-за замерзания ракетного топлива (гидразина). Ракета «Союз-СТ-Б» , согласно выводам экспертов, отработала в штатном режиме.

Выведенные на нецелевую орбиту аппараты Galileo были признаны ЕКА непригодными для навигации. Позднее специалистам ЕКА удалось повысить нижнюю точку орбиты первого спутника на 3,5 тысячи километров и сделать ее менее вытянутой. Европейские специалисты в настоящее время не оставляют попыток самостоятельного довыведения спутников на целевые орбиты.

Носитель «Союз-СТ-Б» разработан и произведен в ракетно-космическом центре «Прогресс» в Самаре, разгонный блок «Фрегат-МТ» – в «Научно-производственном объединении Лавочкина» в подмосковных Химках. Тот пуск стал единственным нештатным для российских носителя и разгонного блока с космодрома Куру.

[Scyther]

Время оказалось необратимым и на квантовом уровне

http://www.strf.ru/material.aspx?CatalogId=222&d_no=108127#.VkWzlF4S8Zw



Спины электронов в углероде хлороформа и два импульса-близнеца: прямой и обращенный.

Международная группа физиков впервые измерила производство энтропии в микроскопической квантовой системе, представлявшей собой спин ядра углерода-13. Тем самым было доказано, что необратимость процессов во времени возникает уже на квантовом уровне. Результаты эксперимента опубликованы в журнале Physical Review Letters, передаёт nplus1.ru.

Проблема существования определенного направления течения времени — или, как его часто называют, стрелы времени — является одной из фундаментальных в физике. Заключается она в том, что как в классической механике, так и в квантовой все фундаментальные законы, управляющие движением элементарных частиц, обратимы во времени, то есть если поменять направление течения времени на обратное, эти законы не изменятся, и оба направления должны быть равноправны. На практике, однако, мы хорошо знаем, что целая чашка от падения на пол разбиться может, а вот разбитая чашка, сколько ее не кидай, обратно в целую не соберется никогда.

Наличие стрелы времени в физике связывают со вторым законом термодинамики, согласно которому существует такая величина как энтропия, и она не может уменьшаться со временем. То есть в одном направлении течения времени энтропия увеличивается — и это и есть направление из прошлого в будущего, и именно из-за роста энтропии возникает необратимость процессов. Особенностью понятия энтропии является то, что она строго может быть введена только для большого числа частиц, то есть только для макроскопических объектов. Поэтому возникает вопрос, где же тогда возникает необратимость? Существует ли какая-то граница между микро- и макромиром, ниже которой необратимости не существует? Или же что-то аналогичное энтропии существует и на уровне отдельных частиц?

Чтобы разобраться с этими вопросами необходимо научиться измерять изменение энтропии — или, как его называют ученые, производство энтропии — для квантовых систем. Именно это и было впервые проделано в обсуждаемой работе. В качестве квантовой системы авторы выбрали спины ядер углерода-13, входивших в состав хлороформа, охлажденного до жидкого состояния. Образец с хлороформом помещали в сильное магнитное поле и охлаждали до сверхнизких температур.

Известно, что если состояние системы изменять адиабатически, то есть очень медленно, то все изменения обратимы, а производство энтропии равно нулю. Чтобы система претерпела необратимое изменение, ее надо вывести из равновесия сильным и коротким воздействием. В условиях обсуждаемого эксперимента ученые должны были повернуть спины ядер за времена меньше десятых долей миллисекунды. Для этого они воспользовались явлением ядерного магнитного резонанса. Спины ядер в сильном магнитном поле совершают небольшие осцилляции, называемые прецессией, на частоте в сотни мегагерц. Если на них послать радиочастотный импульс той же частоты, то в результате резонанса можно внести большое возмущение в движение спинов даже коротким импульсом.

Экспериментаторы, однако, посылали на систему не один импульс, а два, причем второй был точной копией первого, но обращенной во времени. Этот импульс пытался вернуть систему в первоначальное состояние. И если бы производство энтропии равнялось нулю (как в медленных процессах), то спины ядер должны были бы вернуться в свои изначальные положения. Именно это и наблюдалось в случае, когда импульсы были длинными — больше 300 микросекунд. Однако для импульсов порядка 100 микросекунд ученые наблюдали производство энтропии, и спины в начальное положение не возвращались.

Конечно, из-за квантовых и отчасти тепловых флуктуаций измеренное производство энтропии в некоторых случаях было отрицательным, и только в среднем получилось строго положительным. Однако именно этого и следовало ожидать из законов квантовой термодинамики. Таким образом, опубликованная работа стала первым прямым экспериментальным подтверждением этих законов, показав, что и на квантовом уровне наблюдается возникновение стрелы времени.

Однако главным достижением работы стала сама по себе демонстрация метода, с помощью которого можно проводить контролируемые термодинамические эксперименты в квантовом режиме. Существование такого метода позволит в будущем подробнее изучить происхождение стрелы времени, а также ответить на ряд других фундаментальных вопросов в области квантовой информации и квантовой термодинамики. Например, выяснить: имеет ли отношение явление необратимости к потере квантовой информации и квантовой когеренции, может ли квантовая термодинамика дать новый критерий, для того, чтобы отсечь хотя бы часть существующих интерпретаций квантовой механики, влияет ли необратимость на энергетическую стоимость квантовых вычислений и так далее.

По теме квантовая термодинамика
Квантовый двигатель, или как обмануть законы термодинамики

http://naked-science.ru/article/sci/quantum-engine-frictionless-is-possible



Четыре стадии цикла Отто, адаптированного к квантовым масштабам, в котором теплота (heat) входит в осциллятор, затем выходит, совершая механическую работу (work) / © A. del Campo, et al

Комментарий Scyther-а:
Флуктуационную теорему квантовой термодинамики можно понимать как физическую интерпретацию одного из следствий Закона Scyther-a, а именно:

http://bolshoyforum.com/forum/index.php?topic=390682.msg4615228#msg4615228

Второй закон экодинамики Джекоба
Неразбериха в экологическом сообществе постоянно возрастает. Только очень упорным трудом можно ее несколько уменьшить. Однако сама эта попытка приведет к росту совокупной и окончательной неразберихи.

[Scyther]

Ученые изобрели пористую жидкость

http://www.popsci.com/scientists-invent-liquid-with-permanent-holes



“Вещества, которые способны иметь множество дырок или пор, технологически важно. Они применяются для разнообразных целей, начиная с пластиковых бутылок и кончая топливом. Но до сих пор все такие известные материалы - это твердые вещества. Мы изобрели особую жидкость ‘изнутри’ – то есть такие формы молекул, которые которые составляют жидкость, которая не способна заполнять сплошное пространство. Благодаря этому получилась жидкость, способная растворять необычно большое количество газа."

Оригинал статьи
Liquids with permanent porosity
http://www.nature.com/nature/journal/v527/n7577/full/nature16072.html