Определены квантовые эффекты, выходящие за рамки теории относительности
Явление квантовой механики, известное как суперпозиция, может повлиять на хронометраж в точные часы, согласно теоретическому исследованию Дартмутского колледжа, колледжа Святого Ансельма и Университета Санта-Клары.
Исследование, описывающее эффект, показывает, что суперпозиция — способность атома существовать в более чем одном состоянии в то же время — приводит к корректировке атомных часов, известной как «квантовое замедление времени».
Квантовая механика, теория движения, управляющая атомным миром, позволяет часам двигаться так, как если бы они одновременно двигались с двумя разными скоростями: квантовая «суперпозиция» скоростей. В исследовательской статье эта возможность учитывается и предлагается вероятностная теория хронометража, которая приводит к предсказанию квантового замедления времени.
Для разработки новой теории команда объединила современные методы квантовой информатики с теорией, которая объясняет, как время может возникнуть из квантовой теории гравитации.
Точно так же, как датирование углерода основывается на распадающихся атомах. для определения возраста органических объектов время жизни возбужденного атома действует как часы. Если такой атом движется в суперпозиции разных скоростей, то его время жизни будет увеличиваться или уменьшаться в зависимости от характера суперпозиции относительно атома, движущегося с определенной скоростью.
Поправка к времени жизни атома настолько мала, что его невозможно измерить в терминах, имеющих смысл в человеческом масштабе. Но возможность учесть этот эффект может позволить провести тест квантового замедления времени с использованием самых передовых атомных часов.
Точно так же, как применение квантовой механики для медицинской визуализации, вычислений и микроскопии могло быть затруднено, чтобы предсказать, когда эта теория разрабатывалась в начале 1900-х годов, слишком рано представлять себе все практические последствия квантового замедления времени.
Торговля дикими животными грозит новой вирусной пандемией
Их исследование указывает, что четверть диких млекопитающих, являющихся объектами торговли, являются носителями 75% известных вирусных зоонозных патогенов. Об этом они написали в журнале Current Biology. Пандемия коронавирусной инфекции показала, что следует внимательнее относиться и не стоит недооценивать взаимодействие человека с природой. Особое беспокойство вызывает торговля дикими животными, которые могут представлять угрозу для здоровья человеческой популяции, если уж не брать во внимание опасность для биоразнообразия от такой деятельности. Вопреки предостережениям ученых, ежегодно происходит около одного миллиарда контактов дикой природы с человеком и домашними животными в результате незаконной торговли дикой природой. Мало исследований посвящено измерению угрозы передачи патогенов от диких животных к человеку через торговлю. Поэтому этим вопросом занялись индийские эксперты по охране природы. В своей работе они сосредоточились на изучении вирусов млекопитающих, поскольку большинство новых инфекционных заболеваний имеют именно такую природу и происхождение.
Сначала ученые сравнили различные группы диких животных на предмет их нагрузки вирусными зоонозными возбудителями заболеваний. Среди них выделили те, которыми чаще всего торгуют люди: как легально, так и незаконно. Поэтому исследователи сравнили полученные результаты с вирусной нагрузкой диких животных, не вовлеченных в торговле, и домашних животных.
Результаты показывают, что 26,55% диких животных в торговле являются носителями 75,2% всех известных зоонозных вирусных заболеваний. А для домашних животных этот показатель составляет 52%, а для диких, не являющихся объектами торговли — 63%. Наибольшую угрозу для человека среди животных, которыми активно торгуют, представляют приматы, китопарнокопытные и хищные животные. Рукокрылые, грызуны и сумчатые, по предсказанию ученых, также будут угрожать вирусными болезнями вследствие торговли в будущем, если тенденция не изменится.
Таким образом авторы делают вывод о том, что торговля природой связана со значительным риском передачи вирусных инфекций животных человеку, по сравнению с торговлей домашними животными и риском от диких животных, не вовлеченных в массовом торговли.
Впрочем, ученые не настаивают на полном запрете торговли природой. Это привело бы только к росту незаконной браконьерской деятельности. Вместо этого они советуют сосредоточиться на сокращении количества хотя бы тех животных, которые являются носителями наибольшего количества зоонозных вирусных возбудителей грызунов, летучих мышей, приматов, парнокопытных, хищных и сумчатых.
Связаная биохимиками паутина обошло по характеристикам настоящую
Его плели из молекул спидроина — белка, который используют сами пауки. Искусственная паутина выдержала нагрузки в один кигапаскаля и продемонстрировало ударную вязкость в 161 мегаджоуль на кубический метр. Это больше возможности паутины по крайней мере двух видов пауков, сообщают ученые в ACS Nano. Паутина является одним из самых прочных природных материалов, демонстрирует уникальное сочетание высокой прочности на разрыв и пластичности. Пока прочность паутины может достигать 1,3 гигапаскаля, прочность некоторых марок стали не превышает нескольких сотен мегапаскалей. И поэтому способ ее получения в промышленных масштабах чрезвычайно волнует как биохимиков, так и инженеров, ведь есть множество приложений, требующих использования особо прочных нитей микро метровой толщины от ударопрочного текстиля до хирургических приспособлений. Однако, разработку таких материалов очень ограничивает тот факт, что пауков достаточно сложно выращивать (в отличие от тех же шелкопрядов), а достижение прочности на разрыв в несколько гигапаскалей с ударной вязкостью более 150 мегаджоулей на кубический метр в искусственно выращенном паутине оказалось чрезвычайно трудным .
Главными материалами, из которых пауки плетут паутину более прочный белок спидроин I (Spidroin), в который входит аминокислота аланин, и упругий спидроин II, содержащий глицин. Однако в лабораториях цепочки этих молекул выходили слишком короткими, поэтому по своим механическим свойствам значительно отставали от своего природного аналога. Исследования показывали, что именно кристалличность волокон паутины влияет на ее механические свойства: у пауков она варьируется от 10% до 50, в зависимости от вида. Впрочем, паутина, полученное в процессе искусственного прядения, наоборот, не имеет таких структур внутри, вероятно через процесс изготовления. В своей работе ученые обратили внимание на белок амилоид, который демонстрирует сильное взаимодействие внутри бета-структур, а потому способен к формированию бета-слоев, поспособствуя образованию кристаллов во время искусственного прядения паутины в лаборатории.
Во время своего эксперимента ученые разработали новый тип гибридного белкового волокнистого материала, в котором десятки и сотни связанных с гибкими богатыми глицином пептидными последовательностями амилоидных пептидов образуют бета-слоя. В результате на основе синтетической ДНК (чтобы избежать повторения кодирующих последовательностей) получили гибридный полимерный амилоидный белок, содержащий 128 повторяющихся участков спидроину. Это меньше, чем в предыдущей работе (там было 192), однако выше кристалличность компенсирует возможную нехватку прочности. В ходе испытаний, паутина выдержала нагрузки в один гигапаскаль и показало среднюю вязкость около 161 мегаджоуль на кубический метр.
Это превосходит большинство синтетических разработок, а также естественных паукообразных двух видов: пауков — Nephila clavipes и Argiope trifasciata. Все волокна показали значительно более высокую степень кристалличности — от 15 до 19% по сравнению с 4,2% в предыдущих работах. Интересно, что полученные таким образом белки можно очищать с помощью процесса аффинной хроматографии вместо гораздо более трудоемкого процесса с использованием реакции селективной преципитации, необходимой для высокомолекулярного рекомбинантного спидроину. Это дополнительно упрощает процесс производства и снижает его стоимость. По словам ученых, эта стратегия дизайна и биосинтеза белка может быть потенциально расширена на другие амилоидные последовательности, способные к образованию бета-слоев, а следовательно и для других типов природных материалов.
Как ученые рассчитывают возраст звезды?
После наблюдения в телескоп на ночном небе, астрономы и любители могут выяснить ключевые атрибуты любой звезды, как ее массу, так и ее состав. Рассчитать массу звезды, просто посмотрите на свой орбитальный период и немного алгебры.
«Солнце — единственная звезда, которую мы знаем, по возрасту», — говорит Астроном Дэвид Содербла из космического Института науки в Балтиморе. .
Расчеты, основанные на физике и косвенных измерениях возраста звезды, могут дать по оценкам астрономов Ballpark. И некоторые методы работают лучше для разных типов звезд.
Ученые знают, звезды сжигают себя через свое водородное топливо, выкипая вверх и в конечном итоге вытесня свои газ в космос. Но когда именно каждый этап жизненного цикла звезды происходит там, где все сложно. В зависимости от их массы, некоторые звезды попадают в эти очки после разного количества лет. Более массивные звезды умирают молодыми, в то время как менее массивные звезды могут гореть на миллиарды лет.
На рубеже 20-го века, два астронома — Ejnar Hertzsprung и Генри Норрис Рассел — самостоятельно придумали идею с участием температуры звезд против их Яркости. Узоры на этих герцспрунгах-расселках или H-R диаграмме соответствовали таму, где был жизненный цикл. кк Сегодня ученые используют эти шаблоны для определения возраста звездных кластеров.
Астрономы впервые посмотрели на атмосферу Венеры ночью
Так меридиональная циркуляция — движение ветров с севера на юг — ночью изменила свое направление, а пик суперротации — атмосферного феномена планеты приходится на рассвет и закат в низких широтах. Ночную погоду Венеры астрономы описали в Nature. У Земли и Венеры много общего. Они похожи по размеру и массе, у обоих есть твердая поверхность. Венера обладает достаточно толстым слоем атмосферы, состоящей в основном из углекислого газа и азота. А на высотах около 50−70 километров всю ее поверхность покрывают облака серной кислоты, которые, как считается, образуются под воздействием Солнца с двуокиси серы, которого много в атмосфере. Однако вопросеы погоды Венеры сравнивать с Землей сложно. Благодаря ей у нас появился термин «суперротация» или «суперобертання». Он описывает то, что пока всей планете на вращение нужно 243 земных дня, ее атмосфере на полный оборот достаточно всего 92 часа. Так глобальный западный ветер сносит облака на высоте 65−70 километров со скоростью около 100 метров в секунду.
Также в венерианских облаках оседает около половины солнечного потока поглощаемого планетой, поэтому считается, что именно в этой области генерируются сильные тепловые приливы. Их на Венере также обвиняют в появлении суперротации усиления вертикальной передачи углового момента вокруг оси вращения. Впрочем, структура приливного ветра, которая непосредственно связана с переносом углового момента, была охарактеризована только для южной полярной области и исследователи проанализировали только один слой газовой оболочки Венеры. А получить изображение интерферометра без солнечного света сложно, поэтому нам мало что известно о погоде на Венере ночью. Но это необходимо, ведь без измерений на ночной стороне объяснить заметны дрейфы облаков однозначно сложно, не имея данных о всех атмосферных процессах и опираясь только на присущие Земле эффекты. В своей работе ученые разработали способ использовать инфракрасные датчики на борту орбитального аппарата Akatsuki, которые помогут интерпретировать подробности ночной погоды на планете. По словам ученых, их метод можно использовать и для изучения других планет, в том числе Марс и газовых гигантов. Тем более, что изучение венерианской погоды может облегчить изучение погодных условий других планет.
В своей работе ученым удалось отслеживать облака Венеры через тепловые инфракрасные изображения, полученные японским орбитальным аппаратом Akatsuki. Он уже 2016 передал на Землю первые снимки Венеры в инфракрасном диапазоне, на которых подробно видно плотные облака из серной кислоты. Akatsuki «видит» до высоты около 65 километров — верхние слои облаков, изображения которых в диапазоне длин волн 8−12 мкм, получили длинноволновой инфракрасной камерой (Longwave Infrared Camera, LIR). Ученые составили последовательность изображений с интервалом выборки в одну-2:00 в период с 23 декабря 2016 по 20 января 2019. Чтобы подавить случайный шум и связанные с топографией стационарные особенности, присутствующие на выходных изображениях, ученые учли явление суперротации и выделили модели дрейфующих облаков.
Одной из целей исследователей было проверить вклад в атмосферные эффекты так называемых ячеек Гадли. Это область замкнутой циркуляции воздушных масс, где нагретый у поверхности экваториальной зоны воздуха поднимается и движется к полюсам, после чего постепенно охлаждается и опускается к поверхности планеты. На Земле этот элемент циркуляции отвечает за годовой рост температур и более медленное охлаждение воздушных масс при движении к соответствующему полюсу. Пик суперротации ветра приходится на рассвет и на запад на низких широтах и, согласно наблюдениям, солнечный нагрев облачного слоя в условиях суперротации с контрастом день-ночь вызывает тепловые приливы, которые имеют восходящие (антисуперротацийни) фазовые скорости относительно фонового ветра.
По словам ученых, наблюдаемая зависимость атмосферных движений от местного времени может служить эталоном для экзопланет, медленно вращающихся, где зависимость температуры атмосферы от местного времени, которая наблюдается в инфракрасных длинах волн, предусматривает суперротацию в атмосфере. Исследователи также рассчитывают, что две новые миссии по исследованию Венеры с помощью зондов DaVinci + и Veritas от NASA, а также планируемый Европейским космическим агентством запуск EnVision смогут помочь дополнить полученные ими данные и дать возможность проследить погоду и климат Венеры и в течение ее геологической истории.
Неизвестный объект в небе
Огненный шар был метеоритом, который вошел в атмосферу на скорости 60 км в час.
Поскольку огненные шары хорошо видно даже днем, было получено множество сообщений от людей, которые заметили объект, когда он летел по небу.
После дальнейших исследований эксперты пришли к выводу, что огненный шар был образован метеором, который двигался с поразительной скоростью. Но есть несколько деталей, которые пока остаются невыясненными.
Например, размер объекта остается загадкой. Однако, он должен был превзойти определенный предел, чтобы иметь возможность гореть в атмосфере, а не распадаться после входа. Большие объекты могут гореть в течение нескольких минут, прежде, чем они будут уничтожены или врежутся в поверхность.
К успеху в цифровой экономике
На конференции Accenture Digital в Мадриде Возняк поделился своими мыслями с Майком Сатклиффом, исполнительным директором группы Accenture Digital. Темой для разговоров стало будущее технологических прорывов и собственные надежды Возняка.
— Рассматривая современные технологии: сочетание систем хранения, вычислительная мощность и коммуникации, что из вышеперечисленного представляет в будущем наибольшие возможности?
— Центры обработки данных — это те места, куда перешли компьютеры. У вас был свой компьютер. Теперь у вас есть маленький дисплей, который показывает, какие другие компьютеры работают в Интернете. Они берут источники с жестких дисков или, что еще лучше, с подключенных микросхем нано-флэш-памяти, и они показывают отличный опыт.
— Что компании могут сделать с этим?
— Одна компания может выйти в интернет и сказать: «О, мы можем поместить базу данных некоторых медицинских фактов на сервере, а затем вы можете добавить ее на своем компьютере или мобильном устройстве».
Но то, что произошло, [это] еще более поразительно, кроме того, что я вижу, как люди берут один аспект, одну огромную базу данных в интернете, а затем начинают связывать ее с другими доступными базами данных и другими методами связи и начинают формировать способы, с помощью которых вещи могут объединяться намного больше. Это не так, как одна база данных может дать вам ответ.
Вы можете сделать много сравнений, и тогда одна база данных может предложить другие вещи. Может быть, вы собираетесь запустить навигацию — ваша навигационная база данных проверяет, где есть проблемы на улицах.
— Что в будущем выглядит особенно интересно?
— Робототехника. Мне всегда нравится говорить: «Может ли кто-нибудь когда-нибудь построить машину, которая могла бы сделать чашку кофе в моем доме?»
— Что еще вы хотели бы увидеть?
— Я также хотел бы маленького робота. Робот Roomba беспорядочно обходит комнату и пылесосит ее, пока вас нет или вы на работе. Я хотел бы иметь маленькую машину, которая очищает один квадратный сантиметр за раз, всю ночь напролет.
Приближаются милые маленькие причудливые идеи, которые применимы к нормальной жизни каждого. Роботизированные машины сами будут ездить. Все чувствуют, что они будут намного безопаснее, потому что люди неидеальны, и мы можем что-то упустить, не увидев знак остановки. Они будут замечать что-либо, происходящее со всех сторон гораздо быстрее, чем человеческий глаз и мозг, поэтому я с нетерпением жду этого.
— Из вашей книги я узнал, что вы знаменитый шутник. Мне нравилось читать о том, как вы раньше использовали технологии для розыгрышей.
— Нам было очень весело в школе. Я построил небольшое устройство, во время обучения вождения, которое представляло собой полицейскую сирену, чтобы посмотреть, остановится ли кто-нибудь.
— Я уверен, что многие руководители думают об инновациях в своих компаниях и о том, как стимулировать инновации внутри компании. Что побудило вас к инновациям и созданию компьютера?
— Я рос среди техники. Я никогда не посещал курсы по написанию компьютерного языка. Я научился самостоятельно. Но если вы один из тех людей, которые способны смотреть на проблему и знать, как использовать строительные блоки дня и находить способы ее создания, наилучшим из возможных способов, вы это сделаете.
Моя мотивация на флоппи-дисководе заключалась в том, что если я получу хоть одного разработчика за две недели, то я поеду в Лас-Вегас.
Такую мотивацию нельзя купить с зарплатой — это когда личное и страстное, глубоко внутри человека, возможно, пытающегося доказать свои собственные идеи — вот когда вы получаете невероятные продукты и невероятную работу.
— Это захватывающее время для инженера. Когда вы росли, в мире было ограниченное количество людей, которые были знакомы с электроникой, инструментами, техникой. Теперь, с глобальным обучением и бесплатными открытыми курсами, такими как в Стэнфорде, все в ваших руках.
— Конечно. Вы можете получить университетское образование в области компьютерной инженерии онлайн. Вы не ограничены.
Я помню свой третий год в колледже. Я выбрал все «магистерские» курсы по разработке аппаратного и программного обеспечения. Я покупал книги в пятницу и просматривал их, отвечая на каждый вопрос в конце каждой главы. Уже в понедельник, было прочитано половину книги. Зачем? Я очень любил компьютеры. Я просто любил это.
Но большинство школ говорят вам, что вы можете изучать определенные страницы только в определенные дни, потому что это то, что будет охватывать тест.
Когда-нибудь мы доберемся до точки, когда вы просто входя в интернет, сможете пойти учиться и стать экспертом конкретной области.
Что касается электроники, нам есть чему поучиться. Один из моих сыновей только что получил высшее образование в области компьютерной инженерии, поэтому компьютерная инженерия все еще существует, и нам по-прежнему нужна электроника.
И все же мир стал цифровым, и вам не нужна такая сложная математика — все перешло на программное обеспечение.
— Где вы сегодня во всем этом?
— Многие люди хотят быть только программистами, но мне нравится компьютерная инженерия, потому что компьютерный инженер — это человек, который знает аппаратное обеспечение глубоко внутри и может написать программное обеспечение для него. Вы можете лучше воспользоваться преимуществами и получить лучший результат.
Я помню, иногда я что-то заканчивал, и думал при этом: «Есть ли что-то, что я могу сделать, просматривая все мои формулы, мой код, что я мог бы вырезать, что я мог бы использовать повторно или сжать пару уравнений? в одну, для моих нужд? Есть ли способ, которым я могу сделать работу немного лучше, чем кто-либо в мире? «. Поэтому я всегда рекомендую это молодым людям.
— У вас был большой опыт работы с молодыми людьми?
— Я учил, потому что это была моя цель на всю жизнь. Я преподавал пятиклассникам восемь лет и заметил, что лучшие ученики всегда будут делать больше, чем я им назначил. Они добавят что-то еще в формулу, сделают что-то немного больше — неожиданное. Это творческий человек, который может создать что-то самостоятельно. Который не хочет просто придерживаться того мира, который ему предоставили, и думать: «мой ответ такой же, как у всех».
— Что могут сделать генеральные директора?
— Ищите созидателей. Вы хотите предпринимательства в вашей компании. Люди, которые работали над проектами и создавали их, стоят намного больше, чем те, кто просто придумывает идеи. И надо включать этих людей в стадии идеи.
Свежие комментарии