Архив рубрики: Технологии

В переводе с греческого слово технология означают искусство, умение и мастерство. На страницах нашего сайта в рубрике технологии, мы будем описывать сегодняшние и значимые исторические открытия в науке, которые можно применить к производству устройств и высокотехнических продуктов.

Эти две загадки нужно решить, чтобы найти на Марсе жизнь

Эти две загадки нужно решить, чтобы найти на Марсе жизнь

В июне NASA раскрыло два умопомрачительных факта: на Марсе есть органическая материя, а уровень метана в атмосфере планеты меняется со временем. Это удивительные новости, которые потрясли наши представления об астробиологии. И хотя они определенно не доказывают существование инопланетян, большая часть метана на Земле все-таки производится живыми существами. И даже ребенок вам скажет, что если вы его почуяли, значит, кто-то должен был его сделать.

Последние находки метана «удивили нас надежными данными, которые требуют интерпретации», написала группа международных ученых в исследовании, опубликованном в начале месяца в Astrobiology. Авторы исследования, собственно, подкрепили этот тезис своей работой — они разобрали, какие измерения, эксперименты и миссии NASA и другие аэрокосмические организации должны поставить на первый план, чтобы найти больше доказательств, что Марс поддерживает (или поддерживал) жизнь.

Короче говоря, ученые хотят исследовать геологическую активность Марса. Они хотят понять, в чем связь между недавно обнаруженными органическими соединениями и флуктуациями метана в атмосфере. Их цель — найти следы других молекул и газов, которые могут позволить какой-нибудь примитивной микроскопической форме жизни выжить под поверхностью планеты. Вот, что они ищут.

Первое: редокс-градиент

Когда мы едим, наши тела вытягивают энергию из нашей пищи посредством химических реакций, которые создают поток электронов и атомов кислорода между молекулами. Эти качели необходимы подпитки наших тел — всем живым существам это нужно. Но из-за экстремальной атмосферы Марса, этого равновесия не существует. Атмосфера настолько сильно окисляется, что эти реакции происходят только в одном направлении. Любое живое существо на Марсе будет так сильно реагировать с воздухом, что не сможет выжить. Исследователи ищут компоненты в марсианской атмосфере, которые могли бы сбалансировать эту реакцию, тем самым дав жизни шанс на развитие.

Второе: источник метана

Следующий шаг в направлении пониманию того, может ли Марс поддерживать жизнь, по мнению ученых, заключается в том, чтобы раскопать поверхность Марса и выяснить, откуда берется весь этот метан. В то время как живые существа на Земле производят метан по мере переваривания пищи, это не единственный способ создать этот газ в атмосфере. Будущая миссия NASA InSight заглянет под поверхность Марса. Ее основная задача — разобраться в сейсмической активности планеты, но кто знает, что она найдет вместе с этим.

Почему уровень метана на Марсе колеблется? Сезонное замерзание и таяние льда, который постепенно захватывает и выпускает метан (мы знаем это из данных ровера «Кьюриосити»). Но нет никакого простого способа проверить, сколько этот метан там находится и становится ли его больше со временем. И это значит, что поиск источника марсианского метана куда сложнее, чем схватить за палец маленького зеленого человечка.

Исследуя химический состав подземных образцов и атмосферы, ученые могли бы узнать, откуда берется этот метан — из биологических процессов или сложных химически реакций, которые вовсе не подразумевают жизнь.

Ученые, которые это все рассматривают, впрочем не считают, что у нас есть убедительные доказательства существования жизни на Марсе. На самом деле, как однажды сказал Калеб Шарф, гораздо разумнее предположить, что она не существует нигде, кроме Земли. В конце концов, это единственное место, которое мы знаем наверняка.

Но если, по какой-то фантастической вероятности, под поверхностью укрылись микробы или если на Марсе была другая форма жизни, стратегия авторов этого исследования, вероятно, представляет наш лучший шанс найти их.

Согласны? Расскажите в нашем чате в Телеграме.

Boeing может финансировать кампанию против SpaceX

Boeing может финансировать кампанию против SpaceX

Да, компании Boeing и SpaceX обе работают над тем, чтобы выводить в космос американские ракеты собственного производства. Да, они не партнеры, но конкуренты, которые борются за важнейшие контракты 21 века. Они не друзья — и на этой неделе стало известно, что Boeing финансирует серию атак на SpaceX по всей стране. Впрочем, это еще предстоит доказать. Начиная с июля, несколько идентичных или почти идентичных настроенных негативно статей под авторством Ричарда Хагара появились в The Washington Times, Florida Today, Albuquerque Journal, Houston Chronicle и USA Today, пишет Ars Technica.

В этих статьях Хагар, работавший в NASA во времена эпохи «Аполлонов», утверждает, что NASA игнорирует уроки безопасности, которые должно было извлечь из аварий «Челленджера», «Колумбии» и «Аполлона-1», позволяя SpaceX использовать процедуру заправки с астронавтами в капсуле. Хотя SpaceX действительно потеряла ракету, которая заправлялась таким образом, NASA сертифицировало систему запуска компании — и не Маск писал правила этого процесса.

Boeing травит SpaceX?

Нет, Илон Маск не пишет правила безопасности для астронавтов. NASA требует, чтобы компании, которые желают строить транспорт, удовлетворяли стандартам безопасности NASA, а не каким-нибудь еще. Ars связался с автором статей, но выяснилось, что он написал только две статьи из шести. Четыре другие работы были сделаны людьми, связанными с Law Media Group, пиар-компанией с историей размещения заказных статей в работах, не раскрывающих, в чьих интересах они написаны. И Boeing есть в списке LMG, правда, работа затрагивала самолеты, а не космические аппараты.

Boeing отказалась комментировать участие LMG в процессах компании, но всем известно, что Boeing борется со SpaceX за право отправлять людей на Марс. Вполне возможно, что Boeing борется со SpaceX черными методами.

Как вы думаете, может ли это быть правдой? Расскажите в нашем чате в Телеграме.

Мощный компьютер Google — уже послезавтра. Видео, изображения и характеристики

Мощный компьютер Google — уже послезавтра. Видео, изображения и характеристики

Вскоре компания Google порадует пользователей целым рядом своих новых устройств, в числе которых не только умные телефоны Pixel. Ведь порой производительности телефона недостаточно для всех задач пользователя и тогда возникает потребность в более мощных, но при этом достаточно компактных, устройствах. Не исключено, что в одной из новинок Google производительный процессор Intel и большой объем ОЗУ, характерные для ПК, станут сочетаться с основной особенностью телефонов — поддержкой сотовой связи.

Помимо новых смартфонов Pixel, пользователи ждут от компании Google и другого, возможно, не менее интересного устройства — Pixel Slate, планшетного компьютера с подключаемой клавиатурой. Слухи о первом Chrome-планшете, которым порадует Google, за минувшие недели уже не раз появлялись в Сети. Считается, что публике будет показан планшет с соотношением сторон дисплея 3:2. Новинку оснастят двумя камерами, одна из которых расположится на задней, а вторая — на передней панели устройства. В комплекте поставки будет стилус. Предусмотрены также порт USB-C и динамики на каждой стороне планшета. Более того, не исключается даже вероятность поддержки еще не представленным планшетом сотовых соединений. Намеком на это стали черные секции на задней панели устройства. Новые, размещенные mysmartprice.com изображения Pixel Slate были рассмотрены Эндрю Липтэком (Andrew Liptak) на страницах ресурса The Verge со ссылкой на 9to5google.com.

Google Pixel Slate — мощный планшетный компьютер

Дополнительно отмечается, что съемная физическая клавиатура еще не анонсированного устройства станет характеризоваться необычными круглыми кнопками. На ней предусмотрена и специальная кнопка для Google Assistant.

Мощный компьютер Google — уже послезавтра. Видео, изображения и характеристики

Предполагается, что новый планшет, который сможет также использоваться и в качестве ноутбука, станет предлагаемой Google альтернативой iPad Pro от Apple и Microsoft Surface Pro. По слухам, максимальный объем оперативной памяти рассматриваемого устройства будет достигать 16 гигабайт. Pixel Slate станет базироваться на процессоре Intel i7. Не исключается также возможность оснащения новинки сканером отпечатков пальцев. Его операционной системой станет Chrome OS.

Мощный компьютер Google — уже послезавтра. Видео, изображения и характеристики

Как уже широко известно, долгожданная презентация будет преведена компанией Google в предстоящий вторник, 9 октября 2018 года. На ней пользователи ожидают увидеть телефоны Pixel 3, коврик для зарядки, планшет Slate, Google Home Hub, а также обновленные Pixelbook, Chromecast и многое другое.

Обсудить планшеты с поддержкой физических клавиатур читатели могут в Telegram-чате.

Новая компьютерная архитектура по типу мозга может улучшить методы обработки данных

Новая компьютерная архитектура по типу мозга может улучшить методы обработки данных

Ученые из IBM разрабатывают новую компьютерную архитектуру, которая будет лучше приспособлена для обработки растущих объемов данных, поступающих с алгоритмов искусственного интеллекта. Вдохновение они черпают из человеческого мозга, а их наработки уже значительно превосходят традиционные компьютеры в сравнительных исследованиях. Результаты работы были опубликованы в последнем выпуске Journal of Applied Physics. Современные компьютеры построены на архитектуре фон Неймана, разработанной в 1940-х годах.

Вычислительные системы фон Неймана включают центральный процессор, который управляет логикой и арифметикой, память, накопитель, устройства ввода и выводы. Вместо этой достаточно примитивной «индустриальной» схемы ученые предлагают использовать компьютеры, созданные по типу мозга, в которых центры обработки и памяти будут совмещены.

Компьютер по типу мозга

Абу Себастьян, автор работы, объясняет, что выполнение определенных вычислительных задач в памяти компьютера может повысить эффективность системы и сохранить энергию.

«Если посмотреть на людей, мы производим расчеты, расходуя 20-30 Ватт энергии, в то время как ИИ, основанные на суперкомпьютерах, требуют киловатт или мегаватт энергии», говорит Себастьян. «В мозге синапсы одновременно рассчитывают и хранят информацию. В новой архитектуре, которая отходить от фон-неймановской, память играет более активную роль в вычислениях».

Команда IBM трижды заимствовала идеи у мозга человека. Первый уровень задействует динамическое состояние устройства памяти, чтобы производить расчеты непосредственно в самой памяти, подобно тому, как память мозга и обработка информации работают вместе в мозге. Второй уровень заимствует структуры синаптических сетей мозга для создания памяти со сменной фазой (PCM) для ускорения обучения глубоких нейронных сетей. Наконец, динамическая и стохастическая природа нейронов и синапсов вдохновила команду на создание мощных вычислительных субстратов для прорывных нейросетей.

Как думаете, что еще мы должны взять у мозга человека? Расскажите в нашем чате в Телеграме.

Неандертальцы пережили Ледниковый период благодаря заботе

Неандертальцы пережили Ледниковый период благодаря заботе

То, каким образом неандертальцы сумели пережить суровый Ледниковый период — до сих пор остается для ученых нерешенной до конца загадкой. До 2018 года было известно, что для выживания они принимали несколько стратегий, включая групповую охоту на крупную дичь, совместное воспитание детей и использование продуктов питания. Новое исследование, опубликованное в научном журнале Quaternary Science Reviews, доказывает, что неандертальцы в большей степени выжили благодаря заботе друг о друге.

Исследование проводили профессора из Йоркского университета. По их словам, из-за активной охоты и риска нарваться на хищников, травмы были неотъемлемой частью жизни неандертальцев. Если бы они пренебрегали ранеными и относились к ним как к ненужному бремени, они бы попросту не выжили. Как правило, неандертальцы держались группами, и потеря даже одного члена считалась катастрофой.

Мы считаем, что забота друг о друге была не просто культурной чертой, а адаптацией к уникальным условиям проживания рядом с плотоядными животными. Взаимопомощь, возможно, помогла неандертальцам занять нишу хищников. — объяснила Пенни Спикинс, одна из авторов исследования.

Чтобы доказать свое утверждение, исследователи изучили останки 30 неандертальцев. Образцы демонстрировали раны средней и тяжелой степени, которые, по словам палеонтологов, были впоследствии вылечены. Вероятность того, что раненые могли бы выжить без сторонней помощи, крайне мала.

Хорошим примером стал неандерталец, найденный в пещере Шанидар. Он, будучи слепым на один глаз, был лишен правой руки и ранен в ногу. Несмотря на это, он был жив даже в свои 40 лет, что было хорошим результатом по стандартам Каменного века. Также примечательны останки неандертальца La Chapelle-aux-Saints 1, который выжил при явных проявлениях остеоартрита.

Неандертальцы пережили Ледниковый период благодаря заботе

Также исследователи думают, что у неандертальцев были собственные акушеры. Сложные роды могли быть частым явлением из-за формы таза и размеров головы младенцев.

Считается, что для лечения раненых использовались разные методы в зависимости от тяжести ранений. Например, тяжелые травмы наподобие сломанной ноги требовали изменения положения костей, тщательной гигиены и в некоторых случаях предотвращения кровопотери.

В будущих исследованиях авторы работы хотят выяснить подробнее, какие методы лечения использовали неандертальцы. Также им интересно, в какое именно время они начали проявлять заботу. А что вы об этом думаете? Делитесь в нашем Telegram-чате.

NASA хочет просверлить дырку в супервулкане для того, чтобы спасти человечество

NASA хочет просверлить дырку в супервулкане для того, чтобы спасти человечество
На нашей планете существует множество вулканов и при их извержении пострадают те, кто находится в непосредственной близости. Но это не относится к суперулканам. Если они начнут пробуждаться — пострадает не только округа, но и вся наша планета. Согласно данным ученых, на Земле есть около 20 супервулканов, способных в один миг уничтожить все живое. Один из них расположен в штате Вайоминг (США). И именно его хочет «успокоить» NASA… просверлив в нем дырку.

О весьма интересной затее сообщает издание Business Insider, но для начала давайте разберемся, чего же боится NASA. Дело в том, что супервулкан — это вулкан, извержение которого может спровоцировать изменение климата на планете, что приведет к гибели большинства живых организмов. Как сообщают эксперты, из-за извержения произойдет резкое охлаждение нижних слоев атмосферы, что вместе с огромной тучей пепла может вызвать наступление вулканической зимы. При этом по оценкам ООН, в случае непредвиденной ситуации, запасов еды для всей Земле хватит человечеству всего на 74 дня. Дальнейшие последствия представить нетрудно.

Расположенный на территории Йеллоустоуна вулкан имеет огромный «бассейн» магмы, которая подогревает местные гейзеры. Некоторые данные говорят о том, что вулкан готов к извержению. Поэтому и был разработан проект по его предотвращению. Представители аэрокосмического агенства предлагают просверлить отверстия глубиной в 10 километров по бокам магматического резервуара супервулкана. Это будет медленно снижать температуру день ото дня. Причем важно сверлить именно по бокам, а не в центре, так как это вызовет резкий перепад температур и лишь ускорит реакцию.

При этом отходящее тепло можно будет использовать с пользой. Например, для постройки геотермальной установки, которая будет производить электроэнергию с очень низкой себестоимостью. Однако есть и «ложка дегтя» в этом проекте — его стоимость. По первоначальным оценкам проект обойдется в 3,46 миллиарда долларов США.

А как вы считаете, оправдано ли потратить такую сумму на этот проект? Напишите об этом в нашем чате в Телеграм.

Начат эксперимент по моделированию первой искусственной квантовой жизни

Начат эксперимент по моделированию первой искусственной квантовой жизни
Современные компьютеры дают довольно много возможностей по моделированию самых разных ситуаций. Однако любые вычисления будут в некоторой степени «линейны», так как они подчиняются четко прописанным алгоритмам и не могут от них отступить. И эта система не позволяет симулировать сложные механизмы, в которых случайность — это практически постоянное явление. Речь идет о симуляции жизни. А какое устройство могло бы позволить это сделать? Квантовый компьютер! Именно на одной из таких машин IBM был запущен самый масштабный проект по симуляции квантовой жизни.

Как сообщает редакция журнала Scientific Reports, использование квантового компьютера позволяет добавить непредсказуемости в уже существующие алгоритмы, что и позволит более полноценно симулировать сложные процессы.

«Симуляция больше не ограничена стандартными величинами, в ней могут происходить случайности, как и в реально жизни. Цель нашего исследования — воспроизведение процессов эволюции, адаптированнх к языку квантовых алгоритмов и вычислений.» — утверждают авторы работы из Университета Страны Басков (Испания).

При помощи квантового компьютера IBM QX4 исследователи закодировали свойства квантовой жизни, состоящие из 2 кубитов. 1 — это генотип (то есть набор генов, влияющих на развитие тех или иных признаков и передающийся и поколения в поколение). 2 — это фенотип (внешнее проявление признака, например, цвет волос). Далее эти функции были запрограммированы, как и все подобные алгоритмы симуляции жизни, но с одним отличием: случайные изменения появлялись при помощи квантовых состояний.

«Мы не пытаемся доказать, имеет ли происхождение жизни квантово-механический характер. Мы говорим о том, что квантовые системы могут шифровать признаки, изменение которых коррелирует с подобными проявлениями, наблюдаемыми при естественном отборе.»

Сейчас ученые заняты расширением функциональности алгоритма для улучшения возможностей симуляции. Например, включение в нее гендерных особенностей или социально-поведенческих реакций.

А как вы считаете, можно ли симулировать жизнь или человечество на это не способно? Выскажитесь в нашем чате в Телеграм.

Картина Бэнкси самоуничтожилась. Сразу после продажи за миллион фунтов на аукционе Sotheby’s

Картина Бэнкси самоуничтожилась. Сразу после продажи за миллион фунтов на аукционе Sotheby’s

Сразу после того, как по столу ударили молотком, обозначив продажу картины Бэнкси «Девочка с шаром» за 1,04 миллионов фунтов стерлингов (это 1,4 миллиона долларов), заработал встроенный в раму шреддер и разрезал картину. Это был последний лот на аукционе 5 октября. Такой вот получился высокотехнологичный пранк. Сам Бэнкси неоднократно замечал, да и в целом это было известно всем его поклонникам, что его творчество не продается. Событие на аукционе в очередной раз это подтверждает.

Картина «Девочка с шаром», выполненная художником в 2006 году на холсте аэрозольными и акриловыми красками, одно из самых известных изображений Бэнкси. На аукционе картина была выставлена в авторской раме.

Картина Бэнкси самоуничтожилась

«Похоже, нас только что отбэнксили», — цитирует Meduza главу отделения современного искусства аукциона Алекса Бранчика. «Теперь мы пытаемся понять, что это значит в контексте аукциона. Разрезание теперь часть работы», — добавил он.

В Великобритании запустили автобус, очищающий воздух

В Великобритании запустили автобус, очищающий воздух
Городской общественный транспорт (если он, конечно, не является электрическим) выбрасывает массу вредных веществ в окружающую среду. Но даже если мы сделаем транспорт экологически чистым — это не избавит нас от того, что уже загрязненный воздух никуда не денется. Именно эту проблему решили решить представители компании Go-Ahead , которые запустили на улицы одного из городов Великобритании автобус, который на ходу будет очищать воздух.

Поучаствовать в эксперименте посчастливилось жителям южного британского городка Саутгемптон. По данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) он является одним из самых загрязненных городов Великобритании из-за огромного числа средств передвижения, работающих на дизельном топливе, так что выбор вполне оправдан.

Специалисты компании Pall Aerospace разработали особый фильтр для установки на крышу автобуса из линейки Bluestar. Фильтр выглядит как большой автомобильный спойлер. Он начинает свою работу тогда, когда автобус приходит в движение. Вредные частицы оседают на фильтре, а за на выходе получается чистый воздух.

Может показаться, что объем очищаемого воздуха незначителен, но это далеко не так. Как утверждают разработчики, по ходу движения автобуса при условии регулярного проезда по маршруту очистка производится на высоте до 10 метров над поверхностью дороги. При этом наличие большого фильтра на крыше автобуса никак не мешает движению транспортного средства и его пассажирам. Также, согласно подсчетам специалистов, если установить такие фильтры на весь автобусный парк Саутгемптона — воздух в городе полностью очищался бы несколько раз в год. По словам руководителя Go-Ahead Дэвида Брауна,

«Своим проектом мы хотим показать, что автобусы — это не только транспортные средства. Их можно использовать и для решения экологических проблем. В частности, для очистки воздуха в городском пространстве.»

А как вы относитесь к подобным «зеленым» проектам? Выскажитесь в нашем чате в Телеграм.

Создан язык программирования для биохимических реакций

Создан язык программирования для биохимических реакций
В фармакологии и биохимии основная сложность зачастую заключается в том, что многие реакции и их производные, хоть и можно предсказать, выстроить структуру требуемого вещества с необходимыми свойствами «с нуля» все-таки достаточно сложно. Для этого было бы неплохо разработать метод, который позволил бы учитывать множество биохимических факторов. И, возможно, совсем скоро химики перед разработкой веществ будут «программировать» их при помощи специального языка программирования, созданного специально для этих целей.

За разработку отвечает команда исследователей из Техасского университета в Остине, а сам «язык программирования для химиков» получил название CRN++. Как заявил один из разработчиков нового языка Марко Васик,

«Основной целью нашего исследования была разработка языка высокого уровня, который мог бы выражать ход химических реакций. Смотрите: при создании программы программист пишет ее на языке, который легко понять человеку. И если другой человек повторит этот код — результат, очевидно, будет тот же. При этом переведенный в последовательность нулей и единиц код без проблем воспроизведется на компьютере и выдаст требуемый результат, а вот человек машинный код разобрать уже вряд ли сможет. С биохимическим языком дела обстоят примерно также.»

Создан язык программирования для биохимических реакций

Компилятор и результаты симулации для программы CRN++

Последовательность кодируемых алгоритмов и их описание при использовании кода понятно человеку и он может легко вносить в него изменения, находить ошибки и получать на выходе результат, при этом не прибегая к долгим расчетам.

«Мы предлагаем язык программирования, который соответствует всем типам химических реакций. При этом CRN++ это язык с открытым кодом, так что ученые могут вносить в него свои поправки и улучшать язык так, как им необходимо.»

Эту и другие новости вы можете обсудить в нашем чате в Телеграм.

«Квантовая атмосфера» может раскрыть секреты вещества

«Квантовая атмосфера» может раскрыть секреты вещества

За последние несколько лет некоторые материалы стали полигонами для физиков. Эти материалы не то чтобы сделаны из чего-то особенного — обычные частицы, протоны, нейтроны и электроны. Но они больше, чем просто сумма их частей. Эти материалы имеют целый набор любопытных свойств и явлений, а иногда даже приводили физиков к новым состояниям материи — помимо твердого, газообразного и жидкого, которые мы знаем с детства.

Один из видов материала, который особенно волнует физиков, это топологический изолятор — и, более широко, топологические фазы, теоретические основы которых привели их изобретателей к Нобелевской премии в 2016 году. На поверхности топологического изолятора электроны текут плавно, а внутри стоят неподвижно. Поверхность как у металлического проводника, а внутренность — как у керамического изолятора. Топологические изоляторы привлекли внимание за свою необычную физику, равно как и за потенциальное применение в квантовых компьютерах и так называемых спинтронных устройствах, которые используют спин электронов и их заряд.

Такое экзотическое поведение не всегда очевидно. «Нельзя просто так сказать, рассматривая материал в традиционном смысле, обладает он такого рода свойствами или нет», говорит Франк Вилчек, физик из Массачусетского технологического института, нобелевский лауреат 2004 года по физике.

Что еще за квантовая атмосфера?

Получается, множество, казалось бы, обычных материалов могут содержать скрытые, но необычные и, возможно, полезные свойства. В недавно опубликованной работе Вилчек и Кин-Донг Чжан, физик из Стокгольмского университета, предложили новый способ исследовать такие свойства: изучая тонкую ауру, которая окружает материал. Они назвали ее квантовой атмосферой.

В этой атмосфере могли бы проявиться некоторые фундаментальные квантовые свойства материала, которые физики затем могли бы измерить. Если это подтвердится экспериментами, это явление не только будет одним из немногих макроскопических проявлений квантовой механики, говорит Вилчек, но и станет мощным инструментом для исследования новых материалов.

«Если бы вы спросили меня, может ли что-нибудь подобное произойти, я бы сказал, что эта идея не лишена смысла», говорит Тейлор Хьюз, теоретик конденсированного вещества из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн. И добавляет: «Предполагаю, что эффект будет очень слабым». В своем новом анализе, однако, Чжан и Вилчек рассчитали, что в принципе квантовый атмосферный эффект будет в пределах обнаружимого.

Более того, отмечает Вилчек, обнаружить такие эффекты, возможно, удастся очень скоро.

Зона воздействия

Квантовая атмосфера, объясняет Вилчек, это тонкая зона влияние вокруг материала. Из квантовой механики следует, что вакуум не является совершенно пустым; он наполнен квантовыми флуктуациями. Например, если вы возьмете две не заряженные пластинки и поместите их рядом в вакуум, только квантовые флуктуации с длиной волны короче чем расстояние между пластинками смогут втиснуться между ними. Но снаружи по пластинкам будут попадать флуктуации всех длин волн. Энергия снаружи будет больше, чем внутри, что приведет к тому, что совокупная сила будет сдавливать пластинки вместе. Это эффект Казимира, и он похож на воздействие квантовой атмосферы, говорит Вилчек.

Точно так же, как пластинка ощущает более сильную силу, приближаясь к другой, игольчатый зонд будет ощущать воздействие квантовой атмосферы, приближаясь к материалу. «Это как обычная атмосфера», говорит Вилчек. «Чем ближе вы к ней, тем больше ее воздействие». И природа этого воздействия зависит от квантовых свойств самого материала.

«Квантовая атмосфера» может раскрыть секреты вещества

Сурьма может выступать в роли топологического изолятора — материала, который функционирует как изолятор везде кроме поверхности.

Эти свойства могут быть самыми разными. Некоторые материалы действуют как отдельные вселенные со своими физическими законами, словно находятся в мультивселенной материалов. «Очень важная идея в современной физике конденсированных сред такова, что в нашем распоряжении есть материалы — скажем, топологические изоляторы — внутри которых действует разный набор правил», говорит Питер Армитаж, физик конденсированных сред из Университета Джона Хопкинса.

Некоторые материалы выступают в роли магнитных монополей — точечных магнитов с северным полюсом, но без южного. Физики также обнаружили так называемые квазичастицы с дробным электрическим зарядом и квазичастицы, которые выступают в роли собственной антиматерии и способны аннигилировать.

Если бы подобные экзотические свойства существовали у других материалов, они могли бы раскрыть себя в квантовых атмосферах. Можно было бы раскрыть целый набор новых свойств просто зондируя атмосферы материалов, говорит Вилчек.

Чтобы продемонстрировать свою идею, Чжан и Вилчек сосредоточились на необычном наборе правил — аксионной электродинамике — который может приводить к появлению уникальных свойств. Вилчек пришел к этой теории в 1987 году, чтобы продемонстрировать, как гипотетическая частица под названием аксион могла бы взаимодействовать с электричеством и магнетизмом. (До этого физики выдвигали аксион для решения одной из величайших загадок физики: почему взаимодействия с участием сильной силы остаются прежними, если частицы заменить античастицами и отражать в зеркале, сохраняя симметрию заряда и четности (CP-симметрия). До этого дня никто не нашел никаких подтверждений существованию аксионов, хотя не так давно к ним появился повышенный интерес как к кандидатам в темную материю.

Хотя эти правила не будут работать в большинстве мест во Вселенной, они вполне себе проявляются внутри материала — такого как топологический изолятор. «То, как электромагнитные поля взаимодействуют в этих новых веществах, топологических изоляторах, это по сути то же самое, как если бы они взаимодействовали с собранием аксионов», говорит Вилчек.

Дефекты в алмазах

Если такой материал, как топологический изолятор, подчиняется законам аксионной электродинамики, его квантовая атмосфера может реагировать на все, что ее пересекает. Чжан и Вилчек рассчитали, что такой эффект будет подобен проявлению магнитного поля.  В частности, они обнаружили, что если вы поместите определенную систему атомов или молекул в атмосферу, их квантово-энергетические уровни изменятся. Ученые могут измерить изменение этих уровней с применением стандартных лабораторных методов. «Это необычная, но интересная идея», говорит Армитаж.

Одна из таких потенциальных систем — алмазный зонд с так называемыми азото-замещенными вакансиями (NV-центрами). NV-центр — это своего рода дефект в кристаллической структуре алмаза, когда атом углерода алмаза замещается атомом азота, а место, близкое к азоту, остается пустым. Квантовое состояние такой системы высокочувствительное, что позволяет NV-центрам чувствовать даже самые слабые магнитные поля. Это свойство делает их мощными датчиками, которые можно использовать для самых разных целей в геологи и биологии.

«Это прекрасное доказательство принципа», говорит Хьюз. Одним из применений могло бы стать составление карты свойств материала. Проводя NV-центр через материал вроде топологического изолятора, можно было бы определить, как меняются его свойства по всей поверхности.

Работа Чжана и Вилчека, которую они подали в Physical Review Letters, описывает только квантовое атмосферное влияние, полученное из аксионной электродинамики. Чтобы определить, какие еще свойства воздействуют на атмосферу, говорит Вилчек, нужно проделать другие расчеты.

Нарушая симметрию

В сущности, свойства, которые раскрывают квантовые атмосферы, представлены симметриями. Различные фазы вещества, и свойства, которые им соответствуют, можно представить в форме симметрий. В твердом кристалле, например, атомы выстроены в симметрическую решетку, которая сдвигается или вращается с образованием идентичных кристаллических схем. Когда вы ее нагреваете, связи разрушаются, решетчатая структура схлопывается, материал теряет свою симметрию и становится жидкостью в некотором смысле.

Материалы могут нарушать другие фундаментальные симметрии, такие как симметрия обратного времени, которую соблюдает большинство законов физики. Явления могут другими, если отражать их в зеркале, и нарушать симметрию четности.

Если эти симметрии могут нарушаться в материале, то мы могли бы наблюдать ранее неизвестные фазовые переходы и потенциально экзотические свойства. Материл с определенными нарушениями симметрий будет вызывать такие же нарушения и в зонде, который проходит через квантовую атмосферу, говорит Вилчек. Например, в веществе, которое следует аксионной термодинамике, нарушены симметрии и времени, и четности, но в сочетании их — нет. Прикасаясь к атмосфере материала, вы можете узнать, нарушает ли она симметрию и в какой степени.

«Некоторые материалы будут тайна нарушать симметрии, о которых мы даже не знаем и которых не ожидаем увидеть», говорит он. «Они будут казаться невинными, но скрывать свои секреты».

Вилчек говорит, что уже обсудил идею с экспериментаторами. Более того, эти эксперименты вполне осуществимы, даже и не через годы, но через недели и месяцы.

Если все получится, термин «квантовая атмосфера» найдет постоянное место в лексиконе физиков. Раньше Вилчек уже придумал такие термины, как аксионы, анионы (квазичастицы, которые могут быть полезными для квантовых вычислений) и кристаллы времени. Квантовые атмосферы тоже могут задержаться.

Как думаете? Расскажите в нашем чате в Телеграме.

Китай обвинили в краже секретов у американских техногигантов

Китай обвинили в краже секретов у американских техногигантов

Крошечные чипы, которые внедрялись в американское компьютерное оборудование, произведенное в Китае, использовались в рамках усилий Пекина для кражи американских технологических секретов, сообщили в докладе, опубликованном в четверг. Bloomberg утверждает, что эти чипы размером с рисовое зернышко поставлялись вместе с оборудованием, которое производили для Amazon, которая первым уведомила американские власти, и Apple, а также для других компаний и правительственных агентств.

Bloomberg сообщает, что секретное трехлетнее расследование, которое все еще продолжается, позволило шпионам создать «скрытый дорвей» в компьютерном оборудовании, аппаратный метод записи, который было бы сложнее обнаружить, нежели взлом программного обеспечения.

Китай крадет американские секреты?

Ссылаясь на неназванных должностных лиц США, Bloomberg говорит, что в операции по размещению чипов на оборудовании участвовало подразделение Народно-освободительной армии Китая. Чипы размещались в Китае на оборудовании американской Supermicro Computer.

Supermicro, по данным Bloomberg, также производит оборудование для дата-центров Министерства обороны, для беспилотных операций ЦРУ и бортовых сетей кораблей ВМС. Amazon обнаружила проблему, когда приобрела программную фирму Elemental и начала обзор безопасности оборудования, созданного для Elemental калифорнийским Supermicro.

Шпионские чипы делались для материнских плат — нервных центров компьютерного оборудования — которые используются в дата-центрах Apple, Amazon Web Services и других компаний. Apple сообщила, что «никогда не находила зловредных чипов», «манипуляций с аппаратным обеспечением» или «уязвимостей, намеренно внедренных в какой-либо сервер».

Supermicro никак не прокомментировала случившееся, однако отрицает любые обвинения в шпионаже или подлоге.

Как думаете, есть в этом доля правды? Расскажите в нашем чате в Телеграме.

В Европе началось строительство охотника за экзопланетами «Платона»

В Европе началось строительство охотника за экзопланетами «Платона»

Разработкой миссии ЕКА PLATO, которая будет заключаться в поиске и изучении планет за пределами нашей Солнечной системы, будет заниматься немецкая OHB System AG. Проект вступает в полную индустриальную фазу. Об этом заявили на 69-м Международном астронавтическом конгрессе в Бремене, Германия, где был подписан контракт. Новый спутник выйдет на орбиту в 2026 году.

В контракте указываются такие пункты, как доставка спутника, включая фазу испытаний до запуска, поддержка во время пусковой кампании и фаза управления на орбите.

«Платон» будет искать экзопланеты

PLATO, или PLAnetary Transits and Oscillations of stars misson («миссия планетарных транзитов и колебаний звезд»), будет запущен в 2026 году для поиска и изучения экзосолнечных планетарных систем (экзопланет) с особым акцентом на твердых планетах возле звезд типа Солнца и в пределах обитаемых зон — то есть, на расстоянии от звезды, где может быть жидкая вода на поверхности планеты.

«Существует ли во Вселенной вторая Земля? Это один из самых интересных вопросов современной астрофизики», говорит Иоганн-Дитрих Вернер, генеральный директор ЕКА. «С нашим спутником PLATO мы сосредоточимся на планетах земного типа, которые вращаются в потенциально обитаемой зоне вокруг других звезд, похожих на наше Солнце. Это будет важный шаг в направлении поиска другой Земли».

«PLATO — это экзопланетарная миссия нового поколения, которая будет отслеживать тысячи ярких звезд на большом участке неба в поисках крошечных, повторяющихся затемнений яркости, вызванных прохождением планет», говорит Ана Херас, ученый ЕКА проекта PLATO.

«Поскольку планеты блокируют только небольшую часть света, испускаемого родительской звездой, эта задача потребует чрезвычайно точных, долгосрочных фотометрических наблюдений».

Найдет ли «Платон» инопланетян? Расскажите в нашем чате в Телеграме.

Компания D-Wave запустила открытую и бесплатную платформу для квантовых вычислений

Компания D-Wave запустила открытую и бесплатную платформу для квантовых вычислений
При широком распространении квантовые компьютеры должны произвести настоящую революцию в сфере вычислительной технике, обеспечив не только прирост в мощности, но и улучшив показатели кибербезопасности. Уже сейчас существуют квантовые компьютеры, но доступны они лишь гигантам вроде Intel, IBM, Google и других подобных. Однако каждый желающий может прикоснуться к будущему уже сегодня. По крайней мере, об этом сообщают авторы проекта D-Wave, которые совсем недавно запустили проект, где любой человек может свободно воспользоваться квантовыми вычислениями.

Новая платформа получила название Leap Quantum Application Environment и она в реальном дает доступ к квантовому компьютеру от D-Wave. Причем бесплатно. Правда, придется зарегистрироваться и иметь какой-никакой запас специальных знаний. Сейчас большинство имеющихся квантовых компьютеров для программирования и работы требуют быть подкованными в области квантовой физики. D-Wave предлагает куда более простой подход.

«Любой, у кого есть адрес электронной почты, базовые знания программирования Python и Ocean (open source software suite), а также желание прикоснуться к будущему вычислительной техники — может подписаться на нашу программу. В отличие от других квантовых вычислительных систем, которые требуют не только огромных знаний, но и времени для запуска экспериментов, так как очереди составляют несколько месяцев, пользователи Leap Quantum Application Environment могут получить мгновенный доступ к квантовым технологиям.» — заявил исполнительный директор по исследованиям и разработкам в D-Wave Алан Барац.

Сами авторы позиционируют свой проект не просто как среду для обработки данных, а как обучающую систему. На сайте проекта есть раздел с гайдами, а после регистрации каждый пользователь получает 1 минуту вычислений. Это может показаться мало, но в действительности это не совсем так. Даже для обработки самых требовательных и ресурсоемких программ требуется от 15 до 250 миллисекунд, так что вы можете получить от 200 до 4000 запусков в месяц на квантовом компьютере D-Wave 2000Q.

Однако, все может оказаться не так радужно. Несмотря на то, что D-Wave Systems существует достаточно давно, по отзывам некоторых критиков, их вычислительная мощность может быть «далека от квантовой». Например, согласно исследованию доцента Массачусетского Технологического Института Скотта Ааронсона, D-Wave так и не удалось доказать, что кубиты их компьютера находятся в состоянии квантовой запутанности. Но в любом случае, протестировать подобную технологию было бы интересно, что вы можете сделать, перейдя по ссылке на сайт проекта.

Эту и другие новости вы можете обсудить в нашем телеграм-чате.

Создан шрифт, помогающий лучше запомнить читаемый текст

Создан шрифт, помогающий лучше запомнить читаемый текст

Вам когда-нибудь приходилось несколько раз перечитывать текст, чтобы понять его суть? С этой проблемой наверняка знакомы все — в студенческие годы с этим сталкивался каждый. Исследователи из Королевского мельбурнского университета объединились с местной школой дизайна и попытались решить эту проблему. Парадоксально, но лучшему запоминанию прочитанного текста способствует сложный для восприятия шрифт.

Исследователи и дизайнеры создали его. Он получил название Sans Forgetica, а его главной особенностью стало отсутствие некоторых частей букв. По мнению авторов, такой внешний вид символов побуждает мозг заниматься более глубокой проработкой текста, тем самым заставляя лучше запоминать его.

Мозг, естественно, будет пытаться дорисовать формы символов. Поэтому, делая это, он замедлит чтение, что впоследствии улучшит запоминание — объяснил преподаватель типографии Стивен Банхам.

Дорисовка недостающих фрагментов букв занимает всего долю секунды, но метод, судя по результатам эксперимента, действительно работает.

Создан шрифт, помогающий лучше запомнить читаемый текст

Для проверки эффективности было проведено исследование, в котором поучаствовало 400 студентов. Их разделили на две группы и дали почитать два варианта одинакового текста: один написан шрифтом Sans Forgetica, а другой — Arial. Текст, напечатанный шрифтом Sans Forgetica запомнился студентам на 57%, тогда как текст со шрифтом Arial — только на 50%.

Профессор Стивен Банхам считает, что Sans Forgetica подходит только для коротких текстов:

Вы бы не хотели, чтобы этим шрифтом были напечатаны книги. Он бы определенно вызывал головную боль.

Считается, что шрифт полезен студентам при подготовке к экзаменам. Финальная версия шрифта была создана только с третьей попытки — разработка заняла 6 месяцев. Скачать Sans Forgetica можно в виде OpenType-файла или расширения для Google Chrome на официальном сайте проекта.

Что вы думаете насчет такого способа запоминания текстов? Обсудить новость можно в нашем Telegram-чате.

Создан материал, производящий водородное топливо при помощи искусственного фотосинтеза

Создан материал, производящий водородное топливо при помощи искусственного фотосинтеза
В ходе эволюции и развития видов, природой было «придумано» такое количество весьма интересных процессов, которые даже при нынешнем развитии технологий воспроизвести крайне сложно. Одним из таких процессов является фотосинтез – крайне выгодный с энергетической точки рения механизм. И, похоже, группе исследователей из Китая и Великобритании удалось открыть материал, пригодный для получения водородного топлива путем довольно сильно похожим на фотосинтез. А это делает все человечество на шаг ближе к генерации экологически чистой энергии.

Как сообщает издание China Daily, за разработку отвечают исследователи из Университета Ливерпуля, Университетского колледжа Лондона и Восточно-Китайского университета науки и техники. Новый материал (который пока даже не имеет названия) работает при попадании на него солнечного света и может разделить воду на составные части — кислород и водород.

«В идеале в будущем мы сможем использовать такие материалы для производства большого количества водорода из воды при помощи лишь солнечного света.» — заявил один из ведущих авторов работы Ванг Сяоян.

Процесс, так называемого, искусственного фотосинтеза известен достаточно давно и он носит название «фотокаталитическое расщепление». Проблема тут только в том, что большинство подобных разработок, хоть и выполняли поставленную задачу, но оказывались экономически невыгодными. Да к тому же побочным продуктом таких реакций являлся СО2, что делает полученную энергию не совсем экологически чистой.

Группа ученых во главе с Вангом довольно сильно модифицировала процесс фотокаталитического расщепления, разработав новый вид неорганического катализатора для реакций расщепления воды. В это время их коллеги из Ливерпуля синтезировали органический материал на основе серы, который способен «запускать» процесс наподобие фотосинтеза в присутствии солнечного света и при этом без образования СО2. Совместив две перспективные наработки, эксперты получили катализаторы, которые производят расщепление воды гораздо эффективнее, чем все известные аналоги. Сейчас ученые проводят последние испытания новой технологии и производят расчеты по экономической эффективности своих наработок. И если результаты окажутся положительными – это станет очередным подтверждением того, что можно получать энергию без вреда для окружающей среды.

Эту и другие новости вы можете обсудить в нашем чате в Телеграм.