Привет! В этой статье я попытался кратко описать свойства антиматерии, способы её применения в космонавтике и полностью с нуля спроектировал и рассчитал двигательную установку на античастицах. Приятного чтения! :-)
Физика
Наука об окружающем нас мире
Новости
Лучшими кубитами для квантовых вычислений могут быть нейтральные атомы
В поисках наиболее масштабируемого оборудования для квантовых компьютеров кубиты, состоящие из отдельных атомов, переживают решающий момент.
В конце прошлого года технологический гигант IBM объявил о том, что может показаться важной вехой в квантовых вычислениях: о первом в мире чипе под названием Condor, содержащем более 1000 квантовых битов или кубитов. Прошло всего два года после того, как компания представила Eagle, первый чип с более чем 100 кубитами. Казалось, что эта область стремительно движется вперёд. Создание квантовых компьютеров, способных решать полезные задачи за рамками даже самых мощных классических суперкомпьютеров, требует ещё большего их масштабирования — возможно, до многих десятков или сотен тысяч кубитов. Но это ведь всего лишь вопрос техники, верно?
Большая идея: не откроем ли мы в скором времени новое фундаментальное взаимодействие?
Современная физика имеет дело с поистине умопомрачительными масштабами. Космология показывает Землю крошечной точкой среди наблюдаемой Вселенной, размеры которой поражают воображение и составляют 93 млрд световых лет. В то же время современные коллайдеры частиц исследуют микрокосмический мир, который в миллиарды раз меньше самого маленького атома.
Эти две крайности, самые большие и самые маленькие расстояния, исследуемые наукой, разделены 47 порядками величины. Это единица с 47 нулями после неё, число настолько абсурдно огромное, что его не стоит даже пытаться понять. И всё же, несмотря на изучение столь радикально разных расстояний и явлений, космология и физика частиц глубоко связаны между собой. Наблюдение за движением звёзд и галактик может выявить влияние ещё не открытых частиц, а изучение фундаментальных частиц в лаборатории может рассказать нам о рождении и эволюции космоса.
Ветровая нагрузка на здания и сооружения
В статье кратко и почти только по делу говорится о ветровой нагрузке (точнее о её статической составляющей). Вообще, конечно, по интернету гуляет довольно много сильно схожих (друг с другом) объяснений по работе с этим видом загружения, но тем не менее вопросов, особенно у начинающих, с годами меньше не становится и даже наоборот... в связи с чем и публикуется данная статья.
Истории
О датаомах и несостоявшихся ноосферах
Привет всем, в особенности тем, кто по мне соскучился.
Время от времени я собирался публиковать на Хабре обзоры заинтересовавших меня книг, однако это сложно делать без прямой рекламы и без того, чтобы явственно транслировать точку зрения автора. В блоге найдётся пара публикаций, непосредственно вдохновлённых книгами, которые мне довелось переводить. В частности, такова публикация «Ещё одна хронология будущего в картинках с комментариями», которую я написал, занимаясь переводом книги «Пять Сил» (издательство «Портал»). Другой пример — статья «Тише едешь — дальше будешь. Гены тихоходок и ключи к звёздам», которую я написал под впечатлением от весьма небесспорной книги Кристофера Мейсона «The Next 500 Years: Engineering Life to Reach New Worlds». Она выйдет в издательстве «Альпина-Паблишер» под руководством уважаемой Лидии Разживайкиной.
Отчасти «однокнижной» получится и сегодняшняя статья, в которой я расскажу об одном из видов потенциальных техносигнатур, а именно, о том, как может (должен?) выглядеть информационный след высокоразвитой цивилизации.
Гидроударный Насос
Существует такое остроумное приспособление как гидротаранный насос. Его ещё называют гидро ударный насос или hydraulic ram.
Это чисто механический прибор, который преобразует кинетическую энергию потока жидкости в потенциальную энергию жидкости. Происходит это благодаря искусственно создаваемым гидравлическим ударам.
Это, пожалуй, единственный в технике пример, когда гидроудар приносит пользу, а не вред.
В этом тексте я расскажу о своём опыте конструирования экземпляра этого прибора.
Практика измерения коэффициента шума при помощи анализатора спектра. Заметки и наблюдения
Одним из показателей качества аналогового тракта приемника является коэффициент шума (КШ). Чем он меньше, тем меньше дополнительных шумов вносит аналоговый тракт в сигнал, поступающий на его вход.
Выбор устройств с низким КШ может позволить увеличить дальность или скорость передачи данных в канале связи без увеличения энергопотребления и размеров антенн.
В [1] рассматриваются 3-и метода измерения коэффициента шума:
1. Метод Y-фактора. Этот метод предполагает использование генератора шума.
2. Метод генератора сигнала с удвоением мощности.
3. Метод прямого измерения шума (метод холодного источника)
1-й метод заключается в использовании генератора шума, достаточно распространен и хорошо описан в инструкциях на приборы. В статье подробнее рассматривается пример измерения коэффициента шума при помощи анализатора спектра, используя 2 и 3 способ. Также приводятся возможные ошибки при измерении коэффициента шума подобными методами и сравнение полученных результатов на практике. В свое время использовать эти методы для оценки КШ меня побудило отсутствие в доступе генератора шума на нужный диапазон частот. Также эти способы позволяют измерять устройства с большим коэффициентом шума, такие как преобразователи частоты, усилители мощности.
Вакуумные струйные насосы: устройства простые на вид, но таинственные по физике работы
Струйные насосы-эжекторы
В статье про тепловые узлы домов уже рассматривался элеваторный узел как вариант использования водоструйного насоса с приводом от напора тепловых сетей.
Элеватор вовсе не уникальное устройство, а лишь одна из версий применения широко известного семейства «струйных насосов».
Такими струйными насосами могут быть как водо-водяные, так и водо-газовые, газо-водяные или газо-газовые насосы. (см.рис.1.)
Этендю и голограммы
Авторы научно-фантастических произведений в своих трудах описывают технологии, которые казались чем-то невероятным в период жизни того или иного автора. Часть из этих вымышленных технологий в результате научного прогресса стали реальностью. Другие же до сих пор существуют лишь в теоретической плоскости. Одной из распространенных технологий, ассоциированных с миром будущего, являются голографические дисплеи. Зачатки этой технологии уже существуют, но их пока сложно назвать полноценными. Большинство из них имеют низкий геометрический фактор (этендю), что приводит либо к снижению поля зрения, либо к снижению размеров дисплея. Ученые из Принстонского университета (США) смогли обойти эти ограничения, достигнув высоких значений этендю. Что именно сделали ученые, какие результаты их работы, и что значит для технологии голографических дисплеев? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.
Теория хаоса, синергетика, неравновесная термодинамика – науки о сложных адаптивных системах
Являются ли случайность и хаос фундаментальными свойствами нашего мира, или за ними всегда скрывается некий порядок, а нам просто не хватает знаний и точности измерений, чтобы его постичь? Изучением этого вопроса занимаются несколько тесно связанных между собой междисциплинарных наук: синергетика, неравновесная термодинамика, теория хаоса, теория катастроф, фрактальная геометрия, теория систем и кибернетика. На первый взгляд эти дисциплины очень абстрактны и совершенно непонятны без изучения их сложного математического аппарата. Но в действительности они гораздо ближе к жизни, чем квантовая механика или теория относительности, поскольку имеют дело не со «сферическими конями в вакууме», а с реальными процессами.
О явлениях хаоса и самоорганизации я рекомендую прочитать книгу Джеймса Глейка «Хаос. Создание новой науки» (1987). Если же у вас нет ни времени, ни желания изучать всю историю науки о хаосе, вы узнаете всё самое важное из данной статьи. Здесь я разъясняю множество специфических терминов, которые приведут в ужас даже хорошо образованного человека: эмерджентность, синергия, флуктуации, диссипативные структуры, динамический хаос, точка бифуркации, аттракторы, фракталы и т.д. Также мы выясним, не противоречит ли самоорганизация второму началу термодинамики и действительно ли случайность, необратимость и неустойчивость являются источниками всякого развития.
Что видно под Черным Солнцем Гьеди Прайм?
Режиссер Дени Вильнёв и оператор Грег Фрейзер в фильме Дюна: Часть Вторая приняли любопытное кинематографическое решение и сняли сцены на планете Гьеди Прайм в инфракрасном спектре. Кроме выдающегося визуального ряда это дает повод обсудить связанные интересные физические явления.
Немедленно в печать! Настоящее и будущее аддитивных технологий
Первая волна массового использования 3D–принтеров захлестнула мир чуть больше 10 лет назад. Поначалу технологию воспринимали как выставочную, однако уже в 2016 году она доказала свою состоятельность. Оборудование стоимостью менее 1000$ стало доступным для рядовых покупателей. В печать отправляли самые разные предметы, качество которых практически не уступало магазинным.
В 2016 с помощью объёмной технологии создали не просто деталь, а полноценный самоуправляемый автобус Olli. Транспортное средство развивает скорость 20 км/ч, заряда батареи хватает на 58 км в режиме города, салон рассчитан на 12 пассажиров.
Революцию произвели инженеры небольшой компании Local Motors в сотрудничестве с гигантом IBM. Новаторы доказали, что можно выпускать не только комплектующие и автомобильные кузова, а буквально всё, чем мы пользуемся в повседневной жизни. Давайте посмотрим, как далеко зашла 3D–печать.
«42» как ответ на пять фундаментальных вопросов науки
Одна из самых забавных историй во всей научной фантастике — книжка «Автостопом по Галактике» Дугласа Адамса, в одном из эпизодов которой суперкомпьютеру поручили найти «ответ». Созданный якобы для того, чтобы дать ответ на «главный вопрос о жизни, Вселенной и всём остальном», компьютер тратит 7,5 миллиона лет на вычисление ответа и наконец выдаёт его: 42. Только вот когда ответ, наконец, раскрывается, никто не может вспомнить, в чём же, собственно, заключался «главный вопрос». Это ещё один пример того, что не стоит быть настолько одержимым идеей добраться до цели, чтобы изначально потерять из виду весь смысл путешествия – тогда её достижение уже не будет иметь значения,
К счастью для нас, существует ряд возможных вопросов-кандидатов, которые мы можем использовать задним числом, поскольку они действительно могут быть тем самым окончательным вопросом – ведь нам известно, что ответ на эти вопросы действительно «42». Мог ли хоть один из этих вариантов быть тем, о чём спрашивали суперкомпьютер, когда речь шла о раскрытии ответа на «главный вопрос о жизни, Вселенной и всём остальном»? Хотя никто не может быть уверен, даже в вымышленном мире Дугласа Адамса, вот пять возможных вопросов, которые относятся к числу самых увлекательных. Ответом на каждый из них действительно будет «42», и, возможно, один из них покажется вам по-настоящему захватывающим.
Ближайшие события
Крепкая хватка: инженерный аналог присосок осьминога
Работа любого ученого сопряжена с желанием удовлетворить свое любопытство. Поиск ответов на вопросы о том, как что-то работает и как это повторить, является фундаментом фактически любого исследования. Несмотря на рационализм науки, она имеет много общего с творческой деятельностью. Будь то написание картины или лабораторные исследования, в обоих случаях есть нечто, что служит вдохновением этого процесса. Одним из самых обильных источников вдохновения как для художников, так и для ученых является природа. Ученые из Бристольского университета (Великобритания) вдохновились хваткими конечностями осьминогов и разработали роботизированную присоску, способную захватывать объекты с неровной поверхностью и большим весом. Из чего сделана присоска, как именно она работает, и где она может быть полезна? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.
Самое понятное объяснение парадокса близнецов
В комментариях к моей предыдущей статье и в комментариях к ролику было много вопросов и некорректных замечаний по поводу парадокса близнецов. Как оказалось, мое объяснение оказалось не настолько понятным, как я надеялся, поэтому в этой статье я решил максимально наглядно, подробно и последовательно объяснить парадокс близнецов и ответить на некоторые другие вопросы.
Кратко напомню суть парадокса
Берем двух близнецов, сажаем их на маленькую легкую планету (легкую, чтобы не учитывать влияние гравитации), одного оставляем неподвижным, а второго запускаем на ракете полетать и вернуться обратно. При их встрече оказывается, что летавший близнец постарел меньше, чем неподвижный.
Парадокс заключается в том, что неочевидно почему именно у летавшего время текло медленнее. Ведь, вроде бы, ситуация симметричная: в системе отсчета летавшего он был неподвижен, а планета с неподвижным близнецом полетала и вернулась, и это у них должно было натикать меньше времени.
Парадокс близнецов очень важен, т.к. это самый наглядный способ увидеть, что релятивистский эффект замедления времени не просто математический артефакт специальной теории относительности или иллюзия, а вполне реальное физическое явление.
Попросим бегущего кота четыре секунды (по его часам) бежать вправо со скоростью 75% скорости света, потом развернуться и прибежать с той же скоростью назад.
Вот визуализация на диаграмме.
Спасение от ампутации: обувная стелька для диабетиков
Организм человека не зря называют сложнейшим механизмом, ведь он состоит из множества взаимосвязанных систем, цель которых заключается в поддержании нормального функционирования всего организма. К сожалению, несмотря на технологичный прогресс медицины и фармацевтики, многие заболевания продолжают существовать. Часть этих заболеваний помимо прямого воздействия на конкретную систему организма обладают косвенным влиянием и на другие. Ярким тому примером является диабет, который может вызывать образование язвы на нижних конечностях, приводя в итоге к ампутации пальца, стопы или всей ноги. Ученые из Техасского университета в Арлингтоне (США) разработали специальную обувную стельку, которая значительно снижает риск образования язв и, как следствие, риск ампутации. Из чего сделана эта стелька, как она работает, и насколько она эффективна? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.
Вселенная, материя, поля, тёмная материя, законы природы, жизнь, человечество и прочие случайности и иллюзии нашего мира
Современная наука, и физика в частности, имеют в своей основе одну, как я полагаю, ложную аксиому. И если её поправить, то всё научное мировоззрение значительно изменится и многое станет гораздо более ясным. Это аксиома о том, что человеческие способности познания Мира безграничны и рано или поздно, при более совершенных приборах и способах исследования, мы познаем всё и до конца.
Когда-то люди считали Землю центром, вокруг которого вращаются и Солнце и звёзды. Коперник разрушил такое представление людей об устройстве Мира. Пришло время разрушить ещё одно неверное представление, о том, что человек это существо, способное генерировать абсолютно объективное знание о Мире с помощью своего сознания.
Дросселирование воздуха. Часть 2
Рассмотрение вопроса скорости истечения воздуха под высоким давлением из малого отверстия в вакуум по материалам учебников для ВУЗовской специальности «Криогенная техника».
В комментариях к одной моей предыдущей статье «Дросселирование воздуха. Истечение воздушной струи из ресивера в атмосферу со сверхзвуковой скоростью» разгорелась бурная дискуссия с читателем @IGOR_KULIKOV.
Прочитать её можно по ссылке:
https://habr.com/ru/articles/768916/
Спасибо, Игорь, за ценные замечания!
В результате по рекомендации Игоря Куликова я нашёл учебник :
В.И. Иванов «ВАКУУМНАЯ ТЕХНИКА» 2016г, ГУ ИТМО
Привожу скрины страниц из этого учебника (см.рис.1-4)
На гребне гравитационной волны: космический детектор LISA
Один парень изучал физику и пытался опровергнуть выводы Теории Относительности. Он даже пытался опубликовать свои изыскания в престижном журнале Physical Review Letters. Его заслуженно отбрили рецензенты и развернул редактор журнала - статья была ошибочной. И хорошо, потому что было бы, мягко говоря, неловко. Этим парнем был Альберт Эйнштейн, а ошибался он в своих выводах о гравитационных волнах.
Через 10 лет будет запущен новый детектор гравитационных волн — в космосе! Самое время о нем поговорить подробнее.
Стала доступнее веб-страничка, которая строит спектр отражения и пропускания света слоистой средой
Допустим, Вам в застекленную лоджию или в салон припаркованной машины светит солнце и адово нагревает там всё к чёртовой бабушке. Специально для защиты от этой напасти изобретают разные пленки. Недавно на Хабре статья была – создали очередную пленку, которая не пропускает ультрафиолет и инфракрасный свет, а видимый – пропускает. А вот статья постарее. Создателям пленок нужно уметь вычислять спектр пропускания пленок.
Или допустим, Вам нужно заглянуть под землю и увидеть, есть ли там нефть, или нужно измерить толщину арктического льда. Для этого Вы можете использовать георадар (статья на Хабре). Создателям георадаров нужно уметь вычислять спектр отражения слоев в недрах.
Или Вы астроном и наблюдаете за далекой звездой, которая меняет цвет – очень может быть, дело в том, что атмосфера самой звезды меняется (о звездах статья на Хабре). Вам нужно уметь вычислять спектр поглощения звездной атмосферы.
Математические методы вычисления спектра слоистой среды преподают в ВУЗах. Предмет называется «Матричная оптика». Вычислить спектр не то чтобы сложно, но требует аккуратности и времени.
Чтобы сэкономить Ваше время и упростить получение спектра до невозможности, я вставил эту «матричную оптику» в веб-страничку, которую назвал «калькулятор Прашкевич». И разместил на Бегете.
Ссылка на Калькулятор Прашкевич на Бегете
Прашкевич строит спектры для стопки, составленной Вами из произвольного количества (и произвольной толщины) слоев вакуума, плазмы, звездной пыли, стекла, магнита, нефти и газа, металла, холестерического жидкого кристалла, скрещенных поляризаторов, метаматериалов, фотонного кристалла, решетки Брэгга, масляных пленок на воде и всего такого прочего.
Вклад авторов
Dmytro_Kikot 4494.0lozga 4456.0alizar 3958.4DAN_SEA 3387.0marks 3364.2Nucl0id 3200.2tnenergy 2493.0Tiberius 1790.6eugeneb0 1551.0HamsterTime 1361.0