Новости науки

[Scyther]

Ученые создали из бумаги и дрожжей простой прибор для измерения уровня радиации
https://hightech.fm/2018/08/14/yeast

Химики из университета Пердью создали из бумаги и дрожжей вида Saccharomyces cerevisiae простой прибор, способный измерить уровень радиации с той же точностью, что и современные дозиметры. Разработка описана в журнале Advances Biosystems.

Устройство состоит из бумажной подложки с двумя электродами, между которыми закрепляется одноразовая пластина с живыми дрожжами. Под действием радиации организмы постепенно погибают, а пластина смачивается водой: оставшиеся в живых дрожжи выделяют углекислый газ, который растворяется в воде и обогащает ее ионами.

В результате сопротивление смоченной пластины изменяется в зависимости от дозы излучения. Устройство способно определять дозы радиации, разница между которыми составляет около 1 тыс. рад — с той же точностью работают современные сложные дозиметры.

По словам ученых, прибор будет стоить дешевле аналогов, сможет измерять дозу излучения почти мгновенно и позволит напрямую изучать повреждения, нанесенные живым клеткам радиацией.

[Scyther]

Проведено беспрецедентно точное измерение разницы энергий двух квантовых состояний
https://naked-science.ru/article/sci/provedeno-besprecedentno-tochnoe

Прорывное открытие связано с нашим пониманием Вселенной и пространства-времени и составляет серьезную конкуренцию самому дорогому физическому проекту в мире — Большому адронному коллайдеру.

Наше понимание Вселенной и сил, которые ею управляют, основано на Стандартной модели физики частиц. Эта модель также помогает понять пространство-время и фундаментальные силы, удерживающие все во Вселенной. Это самая точная научная теория, известная человечеству. Однако Стандартная модель не предоставляет исчерпывающего объяснения всему. Например, она не объясняет гравитацию, темную материю, темную энергию или даже тот факт, что во Вселенной обычной материи намного больше, чем антиматерии.

Ученые не прекращают тестировать модель, манипулируя материей и контролируя ее на атомном уровне, в поисках эффектов, которые невозможно объяснить напрямую. Команда исследователей проводила эксперимент с атомом гелия — вторым по сложности атомом после водорода.

Самый последний эксперимент, проведенный доктором Маартеном Хугерландом из Оклендского университета и доктор Уим Вассен из Врийского университета в Голландии, сосредоточен на тестировании перехода атома гелия между двумя энергетическими состояниями. Это явление также называют квантовым скачком.

Так, ученые точно измерили существенное энергетическое изменение в атоме гелия для расчета диаметра ядра. И все это — в ходе эксперимента, который может уместиться на столе. Нужен только ультрахолодный газ, охлажденный ультрастабильным лазером с такой точностью, что, если бы вы измеряли при помощи него расстояние от Земли до Луны, погрешность составила бы всего долю миллиметра.

«Сам факт того, что переход произошел, редок. Это важный этап для исследования квантовой физики. Мы можем приумножить наши знания о составе атомов, а значит, и наши знания о пространстве-времени, — рассказывает доктор Хугерланд. — Новый результат — отличный тест для нашего понимания Стандартной модели: он позволяет определить размер ядра и атома гелия. На протяжении десятилетий это было предметом многочисленных исследований, так что успех нашего эксперимента — долгожданный результат».

Большой адронный коллайдер — крупнейшая машина из когда-либо построенных. Это также серьезный международный проект, в него вовлечены сотни ученых, работающих над поиском эффектов, которые Стандартная модель не может напрямую объяснить, а также новых частиц на высоких энергиях, не вписывающихся в модель.

[Scyther]

Астрономы объяснили неравномерную прозрачность молодой Вселенной
https://naked-science.ru/article/sci/astronomy-obyasnili-neravnomernuyu

Обширные регионы ранней Вселенной были непрозрачны для излучения — ученые объяснили это нехваткой звезд поблизости от таких облаков.

На звезды приходится лишь небольшая доля общего вещества Вселенной; в облаках межгалактического газа ее в разы больше. Это вещество почти прозрачно, поскольку ионизировано под действием ультрафиолета, который излучают те же звезды. Однако миллиарды лет назад, когда газ еще не был ионизирован, он образовывал обширные области разной степени прозрачности. Различия между ними указывают на неоднородность ранней Вселенной, о чем американские астрономы пишут в статье, опубликованной в Astrophysical Journal.

«Сегодня мы живем в практически однородной Вселенной. Куда бы мы ни взглянули, увидим приблизительно одно и то же количество галактик и одинаковые свойства межгалактического газа, — говорит Джордж Бекер (George Becker), один из авторов новой работы. — Однако на ранних этапах газ различался от одной области к другой».

Бекер и его коллеги использовали работающий в Гавайях телескоп Subaru, рассмотрев удаленную на расстояние около 12,5 миллиарда световых лет область молодой Вселенной, заполненную непрозрачным веществом. Теоретически можно было бы ожидать, что здесь находятся особенно плотные скопления материи, однако учёные обнаружили ровно противоположное: регион содержал намного меньше среднего количества галактик. Нехватка ультрафиолета и, как следствие, медленная скорость ионизации не позволяла этой области стать прозрачной.

Сегодня эти различия играют мало роли: за миллиарды лет Вселенная уже заполнилась излучением. Даже если галактик поблизости недостаточно, межзвездное вещество будет ионизироваться ультрафиолетом, который прилетает от весьма далеких источников. Однако в молодой Вселенной его было еще недостаточно, и ионизация (а значит, и прозрачность) межзвездных облаков зависела от присутствия галактик в их непосредственном окружении.

[Scyther]

Профсоюз РАН потребовал в разы увеличить финансирование исследований
https://www.mk.ru/science/2018/08/16/profsoyuz-ran-potreboval-v-razy-uvelichit-finansirovanie-issledovaniy.html

Как сообщает «Коммерсантъ», в Профсоюзе работников РАН потребовали от властей страны в три раза увеличить траты бюджета на нацпроект «Наука».

Так, зампредседателя Правительства РФ по вопросам социальной политики Татьяна Голикова ранее указывала, что данный нацпроект получит около 546 млрд руб., эти средства планируется освоить в течение 6 лет. Однако, по подсчетам ученых, к 2024 году значительная часть этих средств будет «съедена» инфляцией, поэтому президентский указ о вхождении России в пятерку ведущих научных держав мира «обернется имитацией».

В руководстве РАН пояснили, что данный нацпроект еще проходит процедуру согласования, поэтому окончательную сумму называть преждевременно.

[Scyther]

Дана первая достоверная оценка количества богатых цезием микрочастиц после аварии на Фукусиме
https://scientificrussia.ru/articles/dana-pervaya-dostovernaya-otsenka-kolichestva-bogatyh-tseziem-mikrochastits-posle-avarii-na-fukusime

Ученым впервые удалось оценить количество радиоактивных микрочастиц, богатых цезием, выпущенных в результате катастрофы на электростанции Фукусима в 2011 году, - пишет eurekalert.org.

Затопление АЭС Фукусима после катастрофического землетрясения 11 марта 2011 года привело к выбросу значительного количества радиоактивного материала, в том числе изотопов цезия  ¹³⁴Cs (период полураспада 2 года) и ¹³⁷Cs (период полураспада 30 лет). Первоначально ученые думали, что все изотопы Cs были выпущены в растворимой форме. Однако теперь они поняли, что часть выпущенных Cs была в виде стеклянных микрочастиц, образовавшихся во время расплава реактора; эти частицы были распылены на большей площади, но до сих пор не было достоверной оценки того, сколько радиоактивных богатых цезием микрочастиц осело в окрестностях и как этот материал был распределен.

Теперь группа международных ученых во главе с доктором Сатоши Уцуномия (доцент Университета Кюсю - Фукуока, Япония) смогла дать первые точные оценки количества радиоактивных микрочастиц в окружающей среде. Эта работа описывает значимость микрочастиц для текущего уровня излучения и дает фундаментальные данные для будущей переоценки рисков для здоровья от высокорадиоактивных микрочастиц, которые остаются в локальной среде.

«Большинство стеклянных микрочастиц имеют размер всего лишь несколько микрон и распространяются вместе с растворимым цезием. Растворимый цезий обычно связывается с глинистыми минералами после влажного осаждения, причем глинистые минералы также образуют частицы, поэтому было трудно отличить богатые цезием микрочастицы от цезия, поглощенного глиной, - объясняет д-р Уцуномия. - Однако мы поняли, что богатая цезием микрочастица имеет чрезвычайно высокую радиоактивность ~ 1011 Бк/г по сравнению с гораздо меньшей радиоактивностью частиц, сорбирующих цезий, и это можно использовать для различения двух типов. Мы установили новую процедуру количественной оценки богатых цезием микрочастиц путем применения количественного авторадиографического метода».

Авторадиография предоставляет фотопленку или детектор радиоактивному источнику, который заставляет излучение проявляться на пленке (медицинское рентгеновское излучение является наиболее распространенным методом авторадиографии). Команда определила пороговую радиоактивность для Cs-богатых микрочастиц в просеянной фракции на основе соотношения между сигналом фотостимулированной люминесценции и радиоактивностью. Они применили этот метод для образцов почвы из 20 пострадавших районов.

Д-р Уцуномия продолжил: «В определенных областях эти стеклянные частицы имеют высокую концентрацию, поэтому они являются серьезной проблемой. Мы обнаружили до 318 из этих частиц на 1 грамм почвы вблизи электростанции Фукусима. Большинство частиц все еще находятся в окружающей среде, что указывает на их высокую стабильность».

Как и ожидали ученые, количество частиц возрастает по мере приближения к реактору. К югу от реактора доля стеклообразных частиц наиболее высока. Ученые рассчитали, что около 78% радиоактивного цезия выделяется в виде стекловидных частиц. Многие из микрочастиц были смыты с крыш и растений и сейчас собраны в радиоактивных горячих точках.

Теперь, когда у исследователей есть лучшее представление о количестве частиц и распределении излучения, они могут более эффективно оценить влияние на здоровье. Это не означает, что есть какая-либо дополнительная радиация, которая была упущена - общее количество цезия, выделенного на Фукусиме, осталась неизменным. Однако стеклянные частицы концентрируют больше излучения, а это означает, что еще предстоит понять, как это концентрированное излучение может повлиять на здоровье».

Комментируя эту работу, д-р Кен Бусселер из Океанографического института Вудс-Хоул сказал: «Идея о микрочастицах не была «упущена» при оценке общих уровней цезия в почве после Фукусимы, но в этой работе подчеркивается доля, обнаруженная в микрочастицах цезия. Поэтому мы не должны думать, что существует дополнительный повод для беспокойства, но, тем не менее, надо понимать, что в такой высококонцентрированной форме излучение может иметь разные последствия для здоровья. Исследователи отлично справились с разработкой новых инструментов для количественной оценки этих микрочастиц, и это очень важно.


Замечание Scyther-a: Остеклованные частицы могут содержать различные изотопы радионуклидов и вносить определенный вклад в коррелированность радиоактивных загрязнений, что может отражаться в виде матрицы ковариации загрязнения. В статье
СТАТИСТИКИ КОРРЕЛИРОВАННЫХ РАДИОАКТИВНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
https://elibrary.ru/item.asp?id=35104324
Разработан статистический подход для оценки дозовой нагрузки на население, учитывающий коррелированность выпадений различных радионуклидов при аварийных ситуациях на объектах ядерного топливного цикла. Сформулирована вычислительная процедура для расчета многомерной функции распределения парциальных дозовых нагрузок от загрязняющих территорию радионуклидов на основе матрицы ковариации. Тестовые расчеты показали, что учет корреляции между компонентами загрязнения позволяет избежать существенных ошибок в статистической оценке суммарной дозовой нагрузки.

[Scyther]

Бактерии будут превращать неразорвавшиеся бомбы с тротилом в удобрения
https://hightech.fm/2018/08/17/tnt

Ученые из Севастополя разработали новую экологически чистую технологию утилизации боеприпасов, содержащих тротил, гексоген и «морские смеси». Об этом пишут РИА «Новости».

При помощи технологии биодеструкции микроорганизмы, которые могут перерабатывать тротил, и содержащие гексоген отходы, превращают взрывоопасные вещества в компост. В дальнейшем его можно переработать в органические удобрения.

Всего процесс переработки занимает около 15 суток. Бомба с удаленным заранее взрывателем аккуратно помещается в бассейн, после этого бактерии самостоятельно вскрывают оболочку и перерабатывают ее содержимое.

Эта технология позволит отказаться от утилизации через подрыв или промышленной переработки. Кроме того, эти бактерии могут рекультивировать земли, содержащие остатки не прореагировавших взрывчатых веществ.

[Scyther]

Сибирский ученый нашел ключ к магнетизму нанолент из графена
http://www.sbras.info/articles/simply/sibirskii-uchenyi-nashel-klyuch-k-magnetizmu-nanolent-iz-grafena

Команда исследователей из разных стран мира впервые синтезировала графеновые наноленты со стабильным зигзагообразным краем и на практике доказала их магнитные свойства. Ученые получили воспроизводимые образцы с атомарной и магнитной точностью. Подобные  материалы в будущем могут стать “деталями” спинтронных приборов и квантового компьютера. Концепцию синтеза предложил сотрудник Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН доктор химических наук Евгений Викторович Третьяков. Работы велись в Институте исследований полимеров имени Макса Планка и Оксфордском университете. Статья об этом опубликована в журнале Nature.

Все внимание к краям графена
Графеновые наноленты – узкие полоски из двумерного кристалла графена –  хорошо изучены в теории. Интересно, что свойства графеновой наноленты зависят от формы ее краев. Если рассмотреть этот объект под электронным микроскопом, мы увидим сетку из правильных шестиугольников, образованных атомами углерода. При этом атомы на краях будут располагаться или зигзагом, или в виде «кресла». Это зависит от того, как ориентированы ячейки кристаллической решетки (условно говоря, по горизонтали или по диагонали).

 Зигзагообразные края графеновых нанолент давно интересовали ученых как потенциальные обладатели магнитных свойств, но протестировать такие наноленты на практике не выходило. Дело в том, что их края получались нестабильными и быстро портились при взаимодействии с окружающей средой – происходила реакция с кислородом. Другая сложность состояла в том, что не удавалось создать «стандартную» графеновую наноленту. Каждый из получаемых образцов был уникален, и это влияло на их характеристики, а значит, результаты каждой конкретной работы нельзя было повторить. Для того чтобы продвинуться в исследованиях, требовались другие образцы: воспроизводимые и достаточно устойчивые, с которыми легко проводить манипуляции, например, наносить на поверхности и изучать методами сканирующей электронной спектроскопии.
 
Молекулярный магнетизм: на стыке химии и физики
Решение пришло неожиданно, благодаря встрече российских и немецких химиков разных научных школ. Во время профессорского визита в Институт исследований полимеров имени Макса Планка (Германия) Евгений Третьяков участвовал в семинаре, где обсуждалась проблема высокой химической активности зигзагообразных краев нанолент из графена. Там и появилась идея, впоследствии оказавшаяся более чем удачной.
 
«В этой работе встретились два направления, которые раньше не пересекались: химия стабильных органических радикалов, а также физика и химия графена, – рассказывает Евгений Третьяков. – В институт я приехал с другой научной задачей, но раньше много лет занимался нитроксильными радикалами. У меня возникло предложение: что, если специально завести в края стабильные радикальные группировки молекул нитронилнитроксида? Было решено попробовать».  Меньше чем за месяц ученые синтезировали долгожданные образцы нанолент – с атомарно и магнитно точным зигзагообразным краем и воспроизводимыми свойствами. Причем удалось получить впечатляющее количество экземпляров (счет идет на миллиграммы). Средняя длина синтезированных нанолент около 100 нанометров, ширина – 7,1 ангстрем.
 
Нитроксильные группы, которые «пришивали» к краям графена, сами являются магнитно активными. Поэтому для чистоты эксперимента их присоединили не только к графеновым нанолентам, но и к их полимерным предшественникам, края которых точно не имеют магнитных свойств. Затем к исследованиям подключилась группа ученых из Оксфордского университета под руководством профессора Лапо Богани. Используя самые современные приборы, они увидели существенную разницу в магнитном поведении графеновых и полимерных образцов.
 
Выяснилось, что в графеновом материале нитроксильные группы индуцируют значительную по сравнению с полимером спиновую плотность на атомах углерода, с которыми они связаны. Из-за этого на краях нанолент появляются магнитные состояния, обусловленные неспаренными электронами радикальных групп и краевых спинов. Именно в силу наличия последних графеновый остов может быть использован в качестве когерентного канала, обеспечивающего взаимодействие радикальных спинов, и служить основой двухкубитового логического вентиля в квантовых компьютерах.

Квантовые перспективы
Сейчас в НИОХ СО РАН под руководством Евгения Третьякова графеновыми нанолентами занимается целая команда молодых сотрудников. Продолжается работа с Институтом исследований полимеров и Оксфордским университетом. В планах сибирских ученых создать целую область молекулярного дизайна графеновых магнетиков (это не только наноленты, но и другие геометрические структуры из графена). В перспективе должны получиться материалы, решающие такие задачи спинтроники, как электронное детектирование спиновых состояний или реализация квантовых операций посредством одного проводящего электрона.
 
Сегодня в электронных устройствах для передачи, обработки и хранения информации используются электроны как носители заряда. Однако электроника практически не рассматривает собственный магнитный момент элементарной частицы, или спин. Спиновыми свойствами электрона занимается новая быстроразвивающаяся область науки и технологии – спинтроника.
 
Спин электрона, в частности, может быть полезен для создания производительных и менее энергоемких элементов микросхем. Его можно очень быстро изменить, и это требует совсем мало энергии по сравнению с аналогичными операциями, производимыми над движущимися зарядами. Такие свойства спина открывают перспективы создания новых приборов, схожих с обычными транзисторами, но более эффективных. Они будут располагаться в микросхемах гораздо плотнее, а значит, сохранится закон Мура: тенденция к миниатюризации устройств при увеличении их производительности.
 
Особый интерес спинтроника представляет для реализации идеи квантовых вычислений. Под воздействием магнитного поля спин принимает одно из двух направлений, которые могут быть использованы для кодирования состояний 0 и 1 квантового бита (кубита) – единицы информации потенциального квантового компьютера. Правда, исследования в этой области пока далеки от конкретного применения.
 
Работа проводилась в сотрудничестве с  Оксфордским университетом, Великобритания (проф. Лапо Богани (Lapo Bogani), Институтом исследований полимеров им. Макса Планка, Германия (д-р Акимицу Нарита (Akimitsu Narita), проф. Мартин Баумгартен (Martin Baumgarten). Профессорский визит Е.В. Третьякова  в  Институт исследований полимеров им. Макса Планка, Германия состоялся благодаря гранту DAAD (Немецкой службы академических обменов).  В настоящее время исследования в НИОХ СО РАН выполняются при поддержке Российского научного фонда (проект № 18-13-00173).
 

[Scyther]

Магнит и сверхпроводник вместе – это сила!
https://www.nkj.ru/news/34331/

Физики обнаружили новое состояние ферромагнитных сверхпроводников.

 Сверхпроводники и ферромагнетики по отдельности давно нашли широкое применение в науке и технике. А вот взаимодействие сверхпроводимости и ферромагнетизма в одном материале – одна из самых интересных проблем физики твердого тела. Дело в том, что достаточно сильное магнитное поле, которое создают ферромагнетики, разрушает сверхпроводящее состояние. Ферромагнитные сверхпроводники – вещества, одновременно сочетающие свойства сверхпроводника и ферромагнетика, были открыты лишь в начале XXI века.

Российские физики совместно с иностранными коллегами экспериментально исследовали ферромагнитный сверхпроводник, представляющий собой соединение европия, железа, мышьяка и фосфора EuFe2(As0.79P0.21)2. Особенность этого вещества в том, что при понижении температуры оно сначала приобретает сверхпроводящие свойства, а уже потом ферромагнитные. Сверхпроводящее состояние наступает при температуре 24 Кельвин (–249°С), а ферромагнитные свойства появляются при дальнейшем охлаждении ниже 19 К (–254°С). Точка Кюри – температура, при нагревании выше которой исчезают ферромагнитные свойства, находится между 18 и 19 К.

В сверхпроводящем состоянии внешнее магнитное поле порождает в тонком приповерхностном слое проводника токи, которые мешают проникновению магнитного поля внутрь материала. Сверхпроводник как бы выталкивает из себя магнитное поле. Это явление получило название эффект Мейсснера (Мейсснера–Оксенфельда). Соответственно эти токи часто называют мейсснеровскими.

Ферромагнетики обладают способностью самопроизвольно (спонтанно) намагничиваться. При этом в них появляются области с разным направлением магнитного поля, получившие название доменов. Обычно мейсснеровские токи не имеют доменной структуры, то есть не разбиваются на области с различным протеканием. Однако благодаря сочетанию сверхпроводящих и ферромагнитных свойств при температуре образца в диапазоне 17,8–18,25 К (то есть чуть ниже точки Кюри), токи в нем приобретают доменную структуру в виде наноразмерных полосок. Исследователи назвали их мейсснеровскими доменами. Подобное состояние сверхпроводящего вещества, физики называют его фазой, ранее известно не было. По всей видимости, возникновение такой фазы связано с тем, что данный материал переходит к ферромагнитное состояние, уже находясь в сверхпроводящем состоянии.

При еще более низкой температуре, при достижении критического для данного сверхпроводника значения магнитного поля, система спонтанно генерирует квантовые пары вихрь-антивихрь сверхпроводящего тока (вихри Абрикосова) и переходит в доменное вихре-антивихревое состояние. Это происходит благодаря магнитным потокам, направленным в противоположные стороны внутри мейсснеровских доменов. Это явление также обнаружено впервые, хотя и было предсказано теоретически.

Для получения информации о том, что происходит вблизи поверхности изучаемого кристалла, физики использовали магнитно-силовую микроскопию. Измеряя силу, действующую на перемещаемый вдоль поверхности зонд (микромагнит в форме иглы), можно получить карту пространственного распределения магнитного поля с высоким разрешением и увидеть магнитные домены и вихри Абрикосова при различных температурах.

Результаты экспериментов опубликованы в журнале Science Advances. Первый автор статьи Василий Столяров (МФТИ) прокомментировал полученные результаты так: «Впервые в мире мы продемонстрировали, что происходит на поверхности недавно открытых ферромагнитных сверхпроводников. Впервые были обнаружены так называемые „мейсснеровские домены“, а также фазовый переход от „мейсснеровских доменов“ к „вихревым доменам“. Наши результаты открывают новую страницу в современной физике сверхпроводимости, они дают почву для будущих фундаментальных теоретических и экспериментальных исследований процессов, протекающих в сверхпроводниках на атомном масштабе. Мы готовим ряд научных статей по проведённым исследованиям на такого типа материалах, и данная публикация является первой в своем роде».

Сосуществование ферромагнетизма и сверхпроводимости давно привлекает внимание как теоретиков, так и исследователей, занятых поиском перспективных материалов для обычной и сильноточной, рассчитанной на управление очень большими токами электроники. Переход материала из одной фазы в другую можно использовать для управления процессами внутри сверхпроводника. В частности, это явление может помочь управлять вихрями Абрикосова в кристалле и создавать отдельные пары вихрь — антивихрь, что может быть использовано при разработке электронных устройств на основе гибридных сверхпроводящих материалов.

С российской стороны в работе приняли участие исследователи из МФТИ, МИСиС, Института физики твердого тела РАН, МГУ и Казанского университета.

[Scyther]

Александр Сергеев: Регламент взаимодействия РАН и Минобрнауки РФ будет утвержден в ближайшие дни
https://scientificrussia.ru/articles/aleksandr-sergeev-reglament-vzaimodejstviya-ran-i-minobrnauki-rf-budet-utverzhden-v-blizhajshie-dni

Регламент взаимодействия Российской академии наук (РАН) и Минобрнауки РФ будет утвержден в ближайшие дни, сообщил журналистам на форуме "Технопром" в Новосибирске глава РАН Александр Сергеев.

"Согласование находится на самой финальной стадии. Фактически ожидаем со дня на день согласования до последней буквы, сейчас фактически осталось два последних слова", - сказал Сергеев, отвечая на вопрос ТАСС.

По словам Сергеева, согласование затянулось из-за позиции Минюста. "По существу уже все было согласовано, но получили с опозданием позицию Минюста, которая немного подлила масла в огонь с точки зрения трактовки отдельных моментов", - добавил он, не уточнив подробностей.

Ранее сообщалось, что РАН и Минобрнауки РФ создали рабочую группу для доработки регламентов двустороннего взаимодействия, которые были ранее у академии с Федеральным агентством научных организаций (ФАНО).

Международный форум технологического развития "Технопром" ежегодно проводится в Новосибирске. Главные темы форума - технологическое лидерство российской экономики на основе разработки и внедрения наукоемких технологий в промышленности. В числе организаторов форума - правительство РФ, правительство Новосибирской области и Сибирское отделение Российской академии наук.

[Scyther]

Ученые предлагают обогреть Академгородок газом из пластиковых бутылок
http://www.sbras.info/articles/overview/uchenye-predlagayut-obogret-akademgorodok-gazom-iz-plastikovykh-butylok
Безотходную технологию переработки мусора физики представят на «Технопроме-2018» в Новосибирске.
 
Новосибирские учёные из Института теплофизики предлагают сжигать ненужные полиэтиленовые пакеты и пластиковые бутылки в плазменных печах. В результате вместо отходов получится полезный газ и шлак. Газ можно использовать как топливо для тепло- и электростанций, а шлаком отсыпать дороги. Выгода очевидна — не нужно выделять сотни гектаров земли под свалки.
 
«Были выполнены экономические расчёты для такой системы Академгородка. Мусорный полигон там принимает по 50 000 тонн отходов в год. В 2022-2023 годах ожидается его закрытие. При использовании нашей технологии полигон не нужен. Отходов нет. Для утилизации синтез-газа предполагается построить тепловую станцию. Мы получаем тройную выгоду: не занимаем огромные территории мусором, отапливаем дома, к тому же мы испытываем новое оборудование, которое имеет высокий экспортный потенциал», — отмечает начальник отдела инновационной, прикладной и внешнеэкономической деятельности Института теплофизики СО РАН Людмила Перепечко.
 
Сибирские учёные представят свою разработку на форуме «Технопром-2018». Он пройдёт в Новосибирске с 27 по 30 августа. Свои лучшие проекты покажут учёные и предприниматели из России и из-за рубежа. В прошлом году в «Технопроме» участвовали представители 30 регионов России и 17 стран мира.

[Scyther]

Новый материал изменяет форму на свету и при нагревании
https://naked-science.ru/article/sci/novyy-material-izmenyaet-formu-na

Создан материал, который под действием света или температуры может переходить в ту или другую сложную, заранее «запрограммированную» форму.

«Способность материала переходить под действием света туда и обратно между двумя совершенно разными формами открывает возможности его применения в самом широком спектре областей, включая промышленность, робототехнику, биомедицину», — говорит профессор Колорадского университета в Боулдере Кристофер Боуман (Christopher Bowman), один из авторов разработки, представленной учеными в журнале Science Advances.

Для этой цели ученые использовали жидкокристаллические эластомеры (Liquid Crystal Elastomers, LCE). Сходный подход используется в ЖК-дисплеях, содержащих жидкие кристаллы, меняющие поляризацию под действием внешней силы — приложенного напряжения. Только в этом случае заключенные в материал жидкие кристаллы меняют свою форму — под действием излучения или повышения температуры. Располагая их в нужных частях материала, можно добиваться его обратимого перехода в ту или иную форму.

Авторы продемонстрировали свою концепцию в лаборатории на нескольких примерах. Внедренная в упругий материал сеть «жидкокристаллических приводов» срабатывала при облучении его излучением определенной длины волны или нагревании выше 90 °С. Например, журавлик, сложенный из такого материала, раскладывался, а после снятия внешнего воздействия — складывался обратно сам собой.

В будущем такие технологии могут лечь в основу создания роботов, исследовательских зондов и биомедицинских устройств, способных контролируемо менять форму и пробираться в самые труднодоступные участки. «Мы собираемся продолжать совершенствование этой технологии и изучить перспективы ее будущего применения», — добавляют разработчики.

[Scyther]

NASA разработало карту, показывающую пылевые облака, окутывающие Землю
https://naked-science.ru/article/sci/nasa-razrabotalo-kartu

Карта пылевых облаков, разработанная Земной обсерваторией NASA. Синим обозначена морская соль, красным - черный углерод, фиолетовым - пыль

Ученые из Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США создали карту, отображающую облака, состоящие из мелких свободных частиц над поверхностью планеты.

Ежедневно мы передвигаемся от одного облака пыли к другому. В воздухе полно всего: соль, приносимая ветром с моря, черная углеродная сажа от лесных пожаров и пылевые выделения от тяжелой промышленности. Обычно мы не видим этого распыленного мусора. Но его очень ясно видят спутники и наземные сенсоры NASA. Снимки, сделанные при помощи Земной обсерватории NASA, четко показывают облака, невидимые нам — мелкие частицы, парящие над поверхностью планеты.

Космическое агентство совместило данные множества датчиков разных спутников, включая MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, спектрорадиометр с умеренным разрешением) на спутниках Aqua и Terra, а также данные наземных датчиков для создания цветного изображения пылевых масс и их распространения.

Некоторые из этих пылевых облаков образуются из-за погодных явлений. Ураган «Лейн» рядом с Гавайями и тайфуны «Сулик» и «Симарон» у берегов Японии подняли в атмосферу морскую соль. Ветра, не имеющие выхода к морю над пустыней Сахара на северо-западе Африки и над пустыней Такла-Макан на северо-западе Китая, также образовали облака из мелких частиц.

На западе Северной Америки и юге Центральной Африки заметен другой тип образований: дым от лесных пожаров, которые зачастую вспыхивают из-за человека — либо нарочно, как часть ежегодных сельскохозяйственных циклов в Африке, либо по неосторожности — преимущественно в Северной Америке. Часть такого дыма из Северной Америки перенеслась на восток и парит над Атлантическим океаном.

В NASA отмечают, что этот снимок не был сделан при помощи только одной камеры и не составлен из группы изображений, напрямую сделанными спутниками и наземными датчиками. Напротив, агентство использовало точные математические вычисления для сведения данных из разных типов источников, чтобы определить места наиболее плотных концентраций свободных частиц в атмосфере на данный момент.

[Scyther]

Размерность пространства можно выяснить при помощи абстрактных сетевых структур
https://naked-science.ru/article/sci/razmernost-prostranstva-mozhno

Все в мире находится в пространстве и взаимодействует с ним. Ученый из Гейдельбергского университета исследует феномен пространства на основе сетевых структур в реальном мире.

Сети описывают отношения между объектами. Они показывают, как объекты относятся друг к другу и какие из них друг на друга влияют. Но как в этом контексте пространство влияет на структуру? Геоинформатик доктор Франц-Бенджамин Мокник из Гейдельбергского университета решил найти ответ непосредственно на этот вопрос. В своем исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports, он продемонстрировал, что пространственный отсчет можно определить в ряде наборов данных различных тематических сетей. Таким образом, размерность пространства — его распространение в разных направлениях — можно получить из абстрактной сетевой структуры.

Структуры, описываемые сетями, мы находим повсеместно, включая дорожное движение, коммуникации, интернет, социальные сети и биологию. Многие из этих сетей существуют в пространстве, тем самым заимствуя его свойства. Одно из основных свойств пространства — его измерение, то есть то, как оно распространено по длине, ширине и, если применимо, по высоте. К примеру, сеть автобусных маршрутов Манхэттена двухмерна, однако сети мозговых структур — трехмерны. Согласно доктору Мокнику, влияние пространства на структуру сетей мало изучено.

Ранее специалисты уже исследовали, как пространственные аспекты отражаются в наборах данных сети, когда известно ее точное расположение в пространстве. Доктор Мокник применил другой подход. Используя различные сети из реального мира, он продемонстрировал, что измерение пространства можно вывести исключительно из структуры этой сети, не имея предварительных знаний о ее точном пространственном отсчете. Например, не зная расположения автобусных маршрутов Манхэттена, наборы данных сети указывают на ее пространственный отсчет и продолговатую форму.

«Хотя это и может звучать тривиально, такой факт обретает совершенно новое значение, учитывая то, что даже соцсети находятся в пространстве по отношению к интернет-пользователям, даже если аспект измерения не первостепенный, — говорит Франц-Бенджамин Мокник. — То же касается маршрутов авиакомпаний: хотя у них есть пространственные компоненты, в них преобладают другие аспекты».

Исследователь также продемонстрировал, что некоторые факторы могут уменьшать или даже скрывать влияние пространства на структуру сети.

«До определенной степени, однако, это воздействие достаточно стабильно. Даже при наличии иерархий они не уничтожают пространственную структуру в сети. Сети в реальном мире служат доказательством структурообразующих механизмов», — объясняет доктор Мокник.

Ученый также отмечает, что структурная идентификация пространственного отсчета крайне важна для анализа таких глобальных проблем, как изменение климата, доступ к воде и энергии, а также борьба с эпидемиями.

[Scyther]

Southern Company совместно с Биллом Гейтсом запускают работу по созданию мини-реактора
https://www.innoros.ru/news/18/08/southern-company-sovmestno-s-billom-geitsom-zapuskayut-rabotu-po-sozdaniyu-mini-reaktora

Крупнейший игрок американского энергетического рынка Southern Company запускает совместный проект с TerraPower Билла Гейтса. Цель - разработка небольших ядерных энергетических реакторов, которые должны стать более эффективными и дешевыми, чем существующие крупные аналоги.

В настоящее время разработка реакторов на самом начальном этапе. Обе компании сейчас ведут сотрудничество с лабораториями Ок-Риджа, Айдахо, университетом Вандербильта. Идет оценка коммерческого потенциала будущего устройства, рассказывает "Хайтек".

Издание уточняет, что конструкция использует соли жидкостного хлорида и топливо, проходящее через сердечник реактора. Далее смесь проходит уже через теплообменник, и может использоваться для теплофикации или выработки электроэнергии. Так как устройство работает при высокой температуре, это сделает процесс особенно эффективным при производстве электроэнергии.

Также есть планы по оптимизации устройства для работы в качестве коммерческого реактора, который способен вырабатывать до 110 мегаватт электроэнергии. Однако по плану испытательный экземпляр пока продемонстрирует более скромный потенциал.

Тесты реакторов стоимостью в 20 млн долларов стартуют в следующем году. Данные, которые будут получены во время цикла испытаний, будут использованы для проверки тепловой гидравлики и кодов анализа безопасности во время лицензирования реактора.

[Scyther]

Появился метод шумоподавления без блокировки ушного канала
https://hightech.fm/2018/08/26/no-distraction

Исследования, проводимые в Иллинойском университете в Чикаго, привели к тому, что ученые смогли улучшить шумоподавление, не используя блокировку ушного канала с помощью наушников.

Современная технология шумоподавления использует наушники в качестве блокатора. Для уменьшения уровня шума наушники излучают антишумовой сигнал, чтобы контрастировать с раздражителем, при этом время, которое нужно для создания этого антишумового сигнала, чрезвычайно короткое. Тем не менее, пользователь какое-то время слышит шум. Кроме того, носить такие устройства в течение длительного времени неудобно и может быть даже вредным.

«Наша цель — не блокировать слуховой проход, — отметил глава исследовательской группы Шэн Шен. — Мы представляем устройство, которое по-прежнему обеспечивает подавление шума так же хорошо, как лучшие наушники, доступные сегодня».

Основная идея этой разработки заключается в объединении беспроводных сетей IoT с шумоподавлением. Микрофон помещается в окружающую среду, воспринимает звуки и передает их по беспроводным сигналам на наушник. Поскольку беспроводные сигналы движутся в миллион раз быстрее, чем звук, наушник может получать информацию о нем намного эффективнее, чем сам звук.

«Это похоже на задержку между молнией и громом — что позволяет людям подготовиться к громкому грохоту, — отметил участник исследовательской группы Рой Чоудхури. — Точно так же наше устройство получает информацию о звуке заранее и имеет гораздо больше времени для создания лучшего антишумового сигнала».