Иван Р предлагает Вам запомнить сайт «Быть умным - это модно»
Вы хотите запомнить сайт «Быть умным - это модно»?
Да Нет
×
Прогноз погоды

Основная статья: Физика

Физики из США приблизились к «математическому» определению килограмма

Исследователи из Национального института стандартов и технологий США заявили о готовности уточнить определение килограмма с помощью ватт-весов NIST-4. Об этом сообщает журнал Review of Scientific Instruments.

NIST-4 представляет собой прибор на базе сверхпроводников, измеряющий количество электрической энергии, которая необходима для уравновешивания гири или предмета определенной массы. С помощью новых ватт-весов ученые, в частности, вычислили постоянную Планка с погрешностью не более 34 частей на миллиард: 6,62606983·10−34 Дж·с. Результаты измерений уступили показателю других групп, которым Международный комитет мер и весов (CIPM) поручил определить эту физическую константу, и оказались втрое ниже требуемой погрешности в 12 частей на миллиард. 

В ближайшее время американские исследователи намерены снизить погрешность до 20 частей на миллиард, уравняв шансы на уточнение килограмма в рамках сотрудничества с русско-немецкой и канадской группами ученых, последняя из которых осуществляет замеры с помощью подсчета атомов в сверхчистой кремниевой сфере. По прогнозам CIPM, команды достигнут нужной точности замеров постоянной Планка и объединят расчеты к июлю 2017 года. Предполагается, что «математическое» определение килограмма посредством уточненной постоянной Планка и формулы E=mc2 будет сформулировано в 2018 году. 

Сейчас килограмм является единственной фундаментальной величиной Международной системы единиц (СИ), которая определяется через физический эталон — платиново-иридиевый цилиндр, изготовленный в 1889 году. Разработка новых определений основных единиц измерения, в том числе килограмма, была инициирована Международным бюро мер и весов в 2005 году.


23 июн 16, 03:30
+1 9

Российские физики доказали возможность двусторонней телепортации







Физики из Российского квантового центра показали, что телепортация в квантовом мире может идти не в одну, а сразу в две стороны, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review A.

До недавнего времени физики предполагали, что квантовая телепортация возможна только в одну сторону. Алексей Федоров из Российского квантового центра в Москве и его коллеги показали, что на самом деле этот процесс может иметь двусторонний характер, передает РИА «Новости».

При использовании стандартной процедуры квантовой телепортации отправитель-«Алиса» и получатель-«Боб» обладают двумя частицами, «запутанными» между собой на квантовом уровне. Если «Алиса» хочет телепортировать какую-то другую частицу «Бобу», то она одновременно замеряет состояние, в котором находились обе ее частицы, и передает их по обычной линии связи «Бобу». 

Во время этого замера связь между «запутанными» частицами разрушается, и частица «Боба» переходит в те состояния, в которых находилась частица «Алисы» во время телепортации. Чтобы узнать, в каком именно состоянии она находилась, необходимы данные замеров, которые «Боб» может использовать для получения данных о свойствах частицы.

«В рамках нашего подхода мы предложили некоторые модификации этого протокола: теперь «Алиса» и «Боб» действуют более симметрично и «нежно», – поясняет Федоров.

Федоров и его коллеги обнаружили, что двухстороннюю телепортацию можно осуществить, если замерять состояния частиц при помощи техники так называемых «слабых» измерений, придуманной относительно недавно, в 90 годах прошлого века.

Этот тип измерений не обладает высокой точностью, но позволяет сохранить запутанность для двусторонней передачи и получения квантовой информации. Подобная передача не проходит бесследно для частиц – получатель и отправитель передают друг другу не полную информацию об этих частицах, а ее несовершенные копии.

По словам ученых, подобная двусторонняя телепортация будет интересна не только с точки зрения практики, улучшения работы систем квантовой связи и шифрации, но и теоретикам и ученым, занимающимся фундаментальной физикой.

Квантовая телепортация была впервые описана на теоретическом уровне в 1993 году группой физиков под руководством Чарльза Бенетта. По их идее, атомы или фотоны могут обмениваться информацией на каком угодно расстоянии в том случае, если они были «запутаны» на квантовом уровне. Для осуществления этого процесса необходим обычный канал связи, без которого мы не можем прочитать состояние запутанных частиц, из-за чего такую «телепортацию» нельзя использовать для передачи данных на астрономические расстояния.


10 июн 16, 04:30
0 0

Физика: Этому не учили в школе


25 май 16, 03:00
0 0

Занимательная физика


Исследования космического мусора показали, что на гиперзвуковых скоростях даже малые образцы могут привести к катастрофическим разрушениям

16 май 16, 04:00
+4 2

Этот двигатель нарушает законы физики, и учёные не могут найти подвоха


В это трудно поверить… Если всё так, как пишет Wired, перед человечеством вот-вот откроется новая эра — Эра космических путешествий.

EmDrive (сокр. «электромагнитный двигатель») использует электромагнитные микроволновые полости для прямого преобразования энергии в тягу без необходимости использовать топливо. Впервые предложенный Satellite Propulsion Research, британской исследовательской компанией, основанной аэрокосмическим инженером Роджером Шойером, концепт EmDrive был ожидаемо отвержен большей частью научного сообщества как нарушающий законы физики, в том числе и закон сохранения импульса.

Тем не менее, NASA Eagleworks под руководством Гарольда Уайта в Космическом центре Джонсона исследовала EmDrive и представила обнадеживающие результаты испытаний в 2014 году на 50-й Joint Propulsion Conference.

Уайт предположил, что тяга EmDrive порождается виртуальными частицами в квантовом вакууме, которые добывают «топливо» из самой ткани пространства-времени и устраняют необходимость использования топлива. Хотя многие ученые раскритиковали теоретическую модель Уайта, другие считают, что он хотя бы указывает в правильном направлении.

Шойера часто отвергали научно-исследовательские учреждения, поскольку у того не было рецензируемых научных публикаций, но у Уайта и Таймара послужной список безупречен, поэтому отказать им из праздного презрения невозможно. Физика — экспериментальная наука, и тот факт, что EmDrive работает, подтвержден в лаборатории. «Впервые в этом участвует кто-то с хорошо оборудованной лабораторией и с мощным бэкграундом, исключающим ошибку в эксперименте, а не инженеры, которые могут бессознательно выдавать желаемое за действительное», — пишет Wired, ссылаясь на работу Таймара.

«Наши измерения подтверждают тягу, ожидаемую из предыдущих заявлений, после тщательного изучения тепловых и электромагнитных помех, — пишут ученые. — В случае успеха, это может произвести революцию в сфере космических путешествий».

Вопреки сенсационным заявлениям, которыми пестрит пресса, EmDrive не является «варп-двигателем» для путешествий быстрее скорости света. Однако он может, если следовать действующим экспериментальным доказательствам, быть революционной разработкой для создания быстрого и дешевого космического транспорта. EmDrive мог бы добраться до Плутона меньше чем за 18 месяцев, а также исследовать спутники Сатурна всего за три года.

«Небольшой ущерб нашим физическим теориям вполне приемлем, если мы получим рабочий космический двигатель», — шутят эксперты. И с этим трудно не согласиться.

источник

10 май 16, 04:30
+40 34

Подборка формул по физике


4 май 16, 04:00
+10 1

Физика элементарных частиц вашего тела


(«Познавательная статья из мира науки»)

14 млрд лет назад, когда горячая и плотная точка, которой была наша Вселенная, быстро расширялась, вся материя и антиматерия, существовавшие в те времена, должны были уничтожиться и не оставить нам ничего, кроме энергии. Однако часть материи сохранилась.

Сейчас мы живем в мире, полном частиц. Не любых частиц, а тех, чьи массы и заряды необходимы для существования жизни человека. Сейчас мы приведем несколько фактов о физике элементарных частиц, которые заставят ваши электроны попрыгать.

Частицы, из которых мы состоим

Примерно 99% вашего тела состоит из атомов водорода, углерода, азота и кислорода. Также в вас содержатся и другие необходимые для жизни элементы, но в гораздо меньших пропорциях.

В то время как большинство клеток вашего тела обновляются каждые 7-15 лет, многие частицы, из которых состоят ваши клетки, существуют уже миллионы тысячелетий. Ваши атомы водорода образовались еще во время Большого Взрыва, а атомы углерода, азота и кислорода возникли во время рождения звезд. Самые тяжелые элементы, содержащиеся в вашем теле, появились во время вспышек сверхновой.

Размер атома зависит от того, как расположены его электроны. Ядро, находящееся внутри атома, приблизительно в 100 000 раз меньше самого элемента. Если бы ядро было размером с арахис, атом был бы по размеру с баскетбольную площадку. Если из атома убрать свободное пространство, мы бы могли уместиться в частице свинцовой пыли, а вся человеческая раса могла бы уместиться в одном сахарном кубике.

Как вы можете догадаться, эти внешние частицы составляют лишь малейшую часть вашей массы тела. Каждый протон и нейтрон внутри ядра атома состоит из трех кварков. Масса кварков, которая появляется из-за их взаимодействия с полем Хиггса, составляет лишь несколько процентов от массы протона или нейтрона. Переносчики сильного ядерного взаимодействия, удерживающего кварки вместе, глюоны и вовсе невесомы.

Но если масса вашего тела – это не масса этих частиц, то откуда она берется? Ответ: энергия. Почти вся масса человеческого тела состоит из кинетической энергии кварков и энергии связи глюонов.

Частицы, которые мы производим

Ваше тело — это маленькое месторождение радиоактивных элементов. Каждый год вы получаете дозу природной радиации величиной в 40 миллибэр, которая образуется внутри вас. Такое же количество радиации вы получаете во время четырех рентгенографий грудной клетки. Уровень радиации вашего тела может увеличиваться на 1-2 миллибэр каждые 8 часов, если вы спите рядом с вашим таким же радиоактивным любимым человеком.

Вы излучаете радиацию, потому что еда и напитки, которые вы потребляете, и даже воздух, которым вы дышите, содержат радионуклиды – такие как калий-40 и углерод-14. Они взаимодействуют с молекулами вашего тела, распадаются и продуцируют радиацию в вашем теле.

Когда Калий-40 распадается, он излучает позитрон – античастицу электрона. Таким образом, ваше тело содержит небольшое количество антиматерии. В среднем, каждый человек излучает более 4000 позитронов в день – примерно 180 позитронов в час. Но вскоре эти позитроны сталкиваются с вашими электронами и превращаются в радиацию в форме гамма-лучей.

Частицы, с которыми мы сталкиваемся

Радиоактивность вашего тела – лишь часть той радиации, с которой вы сталкиваетесь каждый день, не получая вреда. Среднестатистический американец получает дозу радиации, равную 620 миллибэр в год. Еда, которую вы потребляете, дом, в котором вы живете, камни и почва, по которым вы ходите, снабжают вас низким уровнем радиации. Если вы просто съедите бразильский орех или сходите к дантисту, то получите уровень радиации в несколько миллибэр. Курение может повысить уровень радиации на 16 000 миллибэр.

Космическое излучение – это излучение, имеющее внеземной источник, которое постоянно проникает в нашу атмосферу. В нашей атмосфере оно сталкивается с другими ядрами и производит мезоны, многие из которых распадаются на частицы – такие как мюоны и нейтрино. Эти частицы, в свою очередь, падают на поверхность Земли и проникают в ваши тела со скоростью примерно 10 атомов в секунду. Они добавляют примерно 27 миллибэр к вашей годовой дозе радиации. Эти космические частицы могут иногда нарушать вашу генетику и провоцировать возникновение небольших мутаций, тем самым делая свой вклад в эволюцию.

Кроме того, что постоянно бомбардирует вас фотонами, создавая внешний облик окружающего вас мира, Солнце атакует вас и частицами, называемыми нейтрино. Нейтрино – постоянные гости вашего тела, проникающие в вас в количестве 100 триллионов в секунду. Солнце – не единственный источник нейтрино; эти частицы приходят также и из других источников – например, из ядерных реакций на других звездах и даже из ядерных реакций на нашей собственной планете.

Многие нейтрино образовались еще в первые несколько секунд после Большого Взрыва. И они старше даже ваших собственных атомов. Нейтрино очень слабо взаимодействуют с другими частицами, и поэтому их визиты вашему телу не несут практически никаких последствий.

Скорее всего, ваше тело постоянно взаимодействует с частицами темной материи. Темная материя не излучает, не отражает и не поглощает свет – и поэтому ее очень сложно обнаружить. Однако ученые считают, что темная материя составляет примерно 80% всего вещества во Вселенной.

Учитывая такое большое количество темной материи, содержащейся во Вселенной, ученые посчитали, что сотни тысяч этих частиц взаимодействуют с вашим телом каждую секунду. Они сталкиваются с вашими атомами каждую минуту. Но темная материя не сильно взаимодействует с материей, из которой вы состоите, и поэтому эффекты этого взаимодействия, скорее всего, незаметны.

В следующий раз, когда вы заинтересуетесь, как физика элементарных частиц влияет на вашу жизнь, просто загляните внутрь собственного тела.

Оригинал: The particle physics of you // Symmetry magazine
Перевод: Екатерина Шутова

источник

2 май 16, 05:00
0 1

Полезные формулы для экзамена по физике


28 апр 16, 04:00
0 0

Физики представили квантовые деньги будущего


Препринт исследования опубликован на arXiv. org. Кратко о нем сообщает РИА «Новости». В настоящее время квантовые деньги моделируются только в лабораторных условиях и не находятся в обращении. Их система защиты от подделки основана на принципах квантовой криптографии.

Модельная купюра была закодирована состояниями поляризации одиночных фотонов. Копировать или клонировать купюру, созданную с помощью изменения квантовых состояний, невозможно без согласования с владельцем. В ходе своего эксперимента по созданию самых защищенных денег ученые моделировали купюры объектом, содержащим в себе последовательность кубитов (квантовых битов), кодировавших серийный номер банкноты. В отличие от классических битов, на которых базируются традиционные компьютеры, кубиты (квантовые ячейки памяти) могут находиться не в одном из двух, а в одном из нескольких состояний.

Идея создания таких денег была разработана аспирантом Колумбийского университета Стивеном Визинером еще в 1970 году, однако реализовать ее удалось только сейчас. Согласно его теории, серийный номер, уникальный для каждой банкноты, содержит информацию о положении поляризационного фильтра, а фотоны, поляризованные в строго определенных состояниях, находятся в световых ловушках. В случае применения неправильного фильтра комбинация фотонов должна стираться. Информация о поляризации фотонов должна храниться в банке-эмитенте.

Однако у квантовых денег, достоинством которых является высокая защищенность от несанкционированной подделки, есть и недостатки. Главный из них заключается в особой чувствительности. Код со временем может незначительно меняться под воздействием внешних факторов.

Добавим, что сейчас в мире не существует купюр, которые невозможно подделать. Однако есть деньги, которые труднее всего скопировать. Международное банкнотное сообщество (IBNS) раз в несколько лет составляет рейтинг наиболее защищенных от подделок валют. Согласно последнему рейтингу, составленному в прошлом году, самыми защищенными являются австралийский доллар и английский фунт стерлингов. С выпуском банкноты номиналом 100 долларов в 1996 году Австралия полностью перешла на полимерные деньги. При изготовлении же английского фунта используется оригинальная система защиты, так называемая «окончательная нить», когда сквозь банкноту проходит тончайшая нить, которая через определенные промежутки выходит на поверхность. Переменный блеск нити не скопирует ни один аппарат.

Источник: 


27 апр 16, 03:00
0 0

Физики нарушили законы природы


Физики из Хьюстонского университета обнаружили отклонения от общепринятой теории критических состояний, которая описывает, как сверхпроводники «ловят» и удерживают в себе магнитные поля. Такие проводники сами приобретают свойства магнитов. Результаты исследования опубликованы в Journal of Applied Physics.

Как правило, производительность устройства, основанного на магнитах, улучшается с увеличением силы магнита. Если, например, магнит в 25 раз сильнее, то производительность может повысится до 25-625 раз. Очень многообещающими являются сверхпроводники, которые способны вести себя, как магниты, однако их использование сдерживается проблемой генерации в них магнитного поля.

После того, как сверхпроводник охлаждается до крайне низких температур, его помещают в импульсное электромагнитное поле, после чего он сам приобретает свойства магнита. Для того, чтобы сверхпроводник «поймал» столько поля, сколько возможно, последнее должно быть более чем в 3 раза сильнее, чем результирующее поле сверхпроводника. Так, по крайней мере, предсказывает теория критических состояний.

По словам ученых, это существенно ограничивает применимость сверхпроводящих магнитов. Так как трудно и дорого производить поля более чем в 12 Тесла, то сила сверхпроводящих магнитов ограничится в этом случае 3,75 Тесла.

В своем исследовании физики обнаружили, что при определенных значениях электромагнитного импульса внешнего поля возникают отклонения от предсказаний теории. Это выражается в совершенно ином распределении силы электромагнитного поля сверхпроводника, иными словами, происходят ее скачки, а не устойчивый и медленный рост. Это позволяет создать сверхпроводящие магниты с силой в 12 Тесла.

Ученые полагают, что их открытие позволит заменить применяющиеся в рентгеновских аппаратах сверхпроводящие магниты стоимостью в тысячу долларов, их куда более дешевым аналогом в 300 долларов. Область применения таких магнитов очень широка: от сепаратора красных кровяных телец до автоматизированной системы стыковки космических аппаратов.
источник

13 апр 16, 04:30
0 0
Темы с 11 по 20 | всего: 127
Самые обсуждаемые
5 вещей, которые наука до сих пор не может объяснить

5 вещей, которые наука до сих пор не может объяснить

Об окружающем мире современной науке известно практически все, однако до сих пор некоторые явления и вещи не имеют рационального объяснения. Мы сделали под

30 мар, 02:58
+79 78
Этот двигатель нарушает законы физики, и учёные не могут найти подвоха

Этот двигатель нарушает законы физики, и учёные не могут найти подвоха

В это трудно поверить… Если всё так, как пишет Wired, перед человечеством вот-вот откроется новая эра — Эра космических путешествий. EmDrive (сокр. «электром

10 май 16, 04:30
+40 34
7 веществ, нарушающих правила физики

7 веществ, нарушающих правила физики

В мире много удивительных вещей и необычных материалов, но эти вполне могут претендовать на участие в категории «самые удивительные среди придуманных людьми». Б

Иван Р 24 июн 14, 11:08
+34 8
6 крупнейших тайн физики, которые до сих пор не разгаданы

6 крупнейших тайн физики, которые до сих пор не разгаданы

  В 1900 году британский физик лорд Кельвин сказал: «В физике нет ничего нового, подлежащего открытию. Остается лишь выполнять все более и более точные измере

27 янв 16, 04:30
+20 7
Как выглядит звук

Как выглядит звук

Адам Коул — канонический нерд, который ведет научно-популярный блог «Росомаха» (Skunk Bear) на тумблере. Однажды он задался вопросом, можно ли использовать тех

Иван Р 30 авг 14, 14:24
+16 7
Минусовые
Вдувай и получай электроэнергию.

Вдувай и получай электроэнергию.

Пожалуй, именно, так в двух словах можно охарактеризовать новую совместную разработку китайских и американских учёных. На волне бума альтернативной энергетики, в

Иван Р 1 июл 14, 10:57
-1 1
Черная дыра может быть дверью в альтернативную реальность

Черная дыра может быть дверью в альтернативную реальность

Как часть космической матрешки, наша вселенная может находиться внутри черной дыры, которая сама по себе является частью большой вселенной. Все черные дыры, обн

Иван Р 24 июн 14, 11:06
0 0
4 вещества которые изменят наши технологии

4 вещества которые изменят наши технологии

Иван Р 14 июл 14, 07:58
0 0
"Ух ты, вы, ребята, должно быть реально любите физику"

"Ух ты, вы, ребята, должно быть реально любите физику"

Девушка моего друга зашла в мою комнату и сказала: "Ух ты, вы, ребята, должно быть реально любите физику"

26 июл 16, 04:30
0 0
Ученые разработали притягивающий луч.

Ученые разработали притягивающий луч.

В фантастических фильмах/книгах практически любой уважающий себя межгалактический крейсер снабжен притягивающим лучом. Это крайне полезное приспособление незам

Иван Р 20 июл 14, 01:47
0 0

Сейчас онлайн

  • Фаат Валеев
  • Олег Игоревич Плотицын
  • Алексей Коробкин
  • Канатбек Садыков
  • Alua Sadriten
  • Рафаил Усманов
  • Igor Volchek
  • Инна Винс
  • Любовь Усова
  • Николай Лукин
  • Юл@ *****
  • Платон Платонов
  • Ruslan Soshkin
  • Александр Поздеев
  • Алексей Пшеничный
Читать

Последние комментарии

Поиск по блогу

Фото
пока ни одного фото