Архив за месяц: Июнь 2014
Немецкие исследователи заморозили самую быструю вещь во Вселенной — свет: им удалось удержать его в таком состоянии на рекордный срок — целую минуту.
Достижение может стать большим прорывом в области квантовой памяти и хранения информации. Учёные стали работать в этом направлении потому, что свет сохраняет свои квантовые свойства когерентности (то есть информацию о своём состоянии), а это в свою очередь даёт возможность создать квантовую память на основе света и обеспечить безопасную квантовую связь даже на самых больших расстояниях.
Разумеется, «заморозить» свет сложно — попросту положить его в морозильную камеру нельзя. Свет — это электромагнитное излучение, способное перемещаться со скоростью 300 млн м/с. За одну мин свет преодолевает около 18 млн км или же 20 раз проходит вокруг Луны. Однако его можно замедлить или даже совсем остановить: исследователям уже удавалось сделать это раньше — тогда они смогли «заморозить» свет на 16 с.
В новом эксперименте немецкий учёный Георг Хайнце и его команда конвертировали когерентность света в атомную когерентность. Они использовали эффект квантовой интерференции, делающий непрозрачную среду — в эксперименте это был кристалл — прозрачной в узком диапазоне спектра света (этот процесс называется электромагнитной индуцированной прозрачностью или ЭИП).
Исследователи направили лазер на кристалл, поставив его атомы в суперпозицию в двух состояниях. Затем в то же место был направлен второй луч, нейтрализующий первый лазер и, соответственно, обеспечивающий прозрачность. Таким образом, учёные разрушили суперпозицию и фактически поймали свет в ловушку внутри второго лазерного луча.
Кроме того, в ходе эксперимента удалось передать, а затем и успешно получить информацию — картинку с тремя горизонтальными полосами 100 мкм в длину.
В дальнейшем исследователи попытаются использовать различные вещества для увеличения продолжительности хранения информации.
Источник
Предметы не могут двигаться быстрее скорости света, поэтому пускай скорость мяча будет 90% от скорости света. И это уже является магией – такое просто невозможно, но, предположим, спортсмен все-таки бросил мячик, который полетел со скоростью близкой к скорости света.
Молекулы воздуха неподвижны, их движение представляет вибрацию и в эту массу со скоростью 270 тысяч километров в секунду врезается мяч. Как правило, воздух обтекает движущиеся предметы, но в нашем случае молекулы воздуха столкнутся с атомами поверхности мяча, что приведет к всплеску гамма-лучей и рассеянных частиц. Гамма-лучи и частицы будут отрывать электроны от ядер, и от мяча пойдет формироваться пузырь раскаленной плазмы. Фронт пузыря будет двигаться почти со скоростью света и чуть впереди мяча.
Расплавленный воздух впереди мяча начинает тормозить его. Частицы мяча начинают отрываться и поражать молекулы воздуха, что приводит к еще нескольким вспышкам.
Через 70 наносекунд мяч достигает отбивающего. Но отбивающий не видит бросающего, поскольку свет от разрыва воздуха шел со скоростью света впереди мяча. От самого мяча уже мало что осталось – это облако плазмы. На отбивающего обрушивается рентгеновское излучение и проникающие в тело частицы мяча и воздуха.
Бита направляет ударную волну вокруг и термоядерный взрыв захватывает команду, группу поддержки, трибуну, весь стадион и его окрестности. И все за какие-то микросекунды.
Отдыхающие в пригороде видят ослепительный свет со стороны города, затмевающий солнце. Затем свет начинает гаснуть и в небо поднимается грибовидное облако. Через какое-то время на людей обрушивается взрывная волна, сметающая деревья и дома.
На месте стадиона зияет огромная воронка, на несколько километров от эпицентра разрушены дома и вырваны с корнем деревья. Теперь, согласно правилам бейсбола, спортсмены могут начинать передвигаться к первой базе…
Источник
Предметы не могут двигаться быстрее скорости света, поэтому пускай скорость мяча будет 90% от скорости света. И это уже является магией – такое просто невозможно, но, предположим, спортсмен все-таки бросил мячик, который полетел со скоростью близкой к скорости света.
Молекулы воздуха неподвижны, их движение представляет вибрацию и в эту массу со скоростью 270 тысяч километров в секунду врезается мяч. Как правило, воздух обтекает движущиеся предметы, но в нашем случае молекулы воздуха столкнутся с атомами поверхности мяча, что приведет к всплеску гамма-лучей и рассеянных частиц. Гамма-лучи и частицы будут отрывать электроны от ядер, и от мяча пойдет формироваться пузырь раскаленной плазмы. Фронт пузыря будет двигаться почти со скоростью света и чуть впереди мяча.
Расплавленный воздух впереди мяча начинает тормозить его. Частицы мяча начинают отрываться и поражать молекулы воздуха, что приводит к еще нескольким вспышкам.
Через 70 наносекунд мяч достигает отбивающего. Но отбивающий не видит бросающего, поскольку свет от разрыва воздуха шел со скоростью света впереди мяча. От самого мяча уже мало что осталось – это облако плазмы. На отбивающего обрушивается рентгеновское излучение и проникающие в тело частицы мяча и воздуха.
Бита направляет ударную волну вокруг и термоядерный взрыв захватывает команду, группу поддержки, трибуну, весь стадион и его окрестности. И все за какие-то микросекунды.
Отдыхающие в пригороде видят ослепительный свет со стороны города, затмевающий солнце. Затем свет начинает гаснуть и в небо поднимается грибовидное облако. Через какое-то время на людей обрушивается взрывная волна, сметающая деревья и дома.
На месте стадиона зияет огромная воронка, на несколько километров от эпицентра разрушены дома и вырваны с корнем деревья. Теперь, согласно правилам бейсбола, спортсмены могут начинать передвигаться к первой базе…
Источник
Заблуждения людей, считающимися великими экспертами в своей области (лишний раз доказывает, что не стоит слушать никого на пути к своей цели).
1. Отличная группа. Только было бы лучше, если бы вы убрали этого певца-губошлепа! Радио продюсер BBC на прослушивании группы «The Rolling Stones», 1963 г.
2. В будущем компьютеры будут весить не более чем 1.5 тонны. («Popular Mechanics», 1949 г.)
3. Думаю, что на мировом рынке мы найдем спрос для пяти компьютеров. (Thomas Watson — директор компании IBM, 1943 г.)
4. Я изъездил эту страну вдоль и поперек, общался с умнейшими людьми и я могу вам ручаться в том, что обработка данных является лишь причудой, мода на которую продержится не более года. (Редактор издательства «Prentice Hall», 1957 г.)
5. Но что, черт возьми, может быть полезного в этой штуке? (вопрос на обсуждении создания микрочипа в «Advanced Computing Systems Division of IBM», 1968 г.)
6. Ни у кого не может возникнуть необходимость иметь компьютер в своем доме. Для этого нет никаких причин. (Ken Olson — основатель и президент корпорации «Digital Equipment Corp.» — «DEC», 1977 г.)
7. Такое устройство, как телефон, имеет слишком много недостатков, чтобы рассматривать его как средство связи. Поэтому считаю, что данное изобретение не имеет никакой ценности. Что толку с этой электрической игрушки? (Уильям Ортон, президент Western Union, отказываясь в своей служебной записке от предложения Александра Грехема Белла приобрести его едва дышашую телефонную компанию за $100 000, 1876 г.)
8. Эта музыкальная коробка без проводов не может иметь никакой коммерческой ценности. Кто будет оплачивать послания, не предназначенные для какой-то частной персоны? (Партнеры ассоциации «David Sarnoff» в ответ на его предложение инвестировать проект создания радио, 1920 г.)
9. 100 миллионов долларов — слишком большая цена за Microsoft. (IBM, 1982 г.)
10. Концепция интересна и хорошо оформлена. Но для того, чтобы идея начала работать, она должна содержать здравый смысл. (Профессура Yale University в ответ на предложение Фреда Смита об организации сервиса доставки на дом; он станет основателем службы доставки Federal Express Corp.)
11. Да кого, к чертям, интересуют разговоры актеров? (реакция Гарри Уорнера, кинокомпания Warner Brothers на использование звука в кинематографе, 1927 г.)
12. Нам не нравится их звук и, вообще, гитара — это вчерашний день. (Decca Recording Co., отклонившая запись альбома группы «The Beatles» в 1962 г.)
13. Летающие машины весом тяжелее воздуха невозможны! (Лорд Кельвин — президент Королевского Общества (Royal Society), 1895 г.)
14. 640 Кб должно быть достаточно для каждого. (Билл Гейтс, 1981 г.)
15. Бурение земли в поисках нефти? Вы имеете ввиду, что надо сверлить землю для того, чтобы найти нефть? Вы сошли с ума. (Ответ на проект Эдвина Дрейка в 1859 г.)
Источник
Некоторые интересные теоретические выкладки о том, как работает физика внутри нашей планеты
Добраться до центра Земли и выжить при этом невозможно: температура ядра Земли составляет почти 5 тыс °С, что сравнимо с температурой на поверхности Солнца, кроме того, давление на такой глубине примерно в три млн раз выше, чем на поверхности Земли. Но это ещё не всё — физика в центре планеты намного интереснее.
Гравитация, или сила притяжения, будет иметь в этом случае решающее значение. Сила притяжения определяется массой объектов и расстоянием между ними — чем больше они весят и чем ближе друг к другу находятся, тем выше сила притяжения. Именно поэтому мы не можем оторваться от поверхности Земли.
В центре планеты ситуация будет несколько иной. Форма Земли близка к сферической, поэтому в центре гравитационные силы под воздействием всей её массы будут противодействовать друг другу. Таким образом, в центре Земли вас будет равномерно «тянуть» во все стороны одновременно, и, как ни странно, это было бы аналогично условиям в невесомости.
Но что произойдет, если вы попытаетесь покинуть центр Земли, скажем, поднимаясь по очень длинной лестнице, которая заканчивается в Лос-Анджелесе? Для простоты давайте предположим, что плотность Земли от центра до поверхности везде одинакова.
Итак, из-за гравитации ваши ноги будет тянуть к Индийскому океану, а голову одновременно с этим — к Лос-Анджелесу. После преодоления нескольких ступеней вас по-прежнему будет тянуть в сторону Индийского океана, и вы продолжите чувствовать себя почти невесомым. Но по мере того, как вы будете подниматься, масса над вами будет всё меньше и меньше, а под вашими ногами, напротив, больше, поэтому притяжение ядра Земли будет ощущаться сильнее, и вы будете постепенно терять ощущение невесомости, пока на поверхности оно не исчезнет окончательно.
Источник
На Руси все мужчины считались воинами, эта традиция шла ещё со времён эпохи так называемой «военной демократии». Были, конечно, и специально подготовленные витязи, которые посвящали всю свою жизнь войне, но владели военными навыками все юноши и взрослые мужчины, будь то горожане, землепашцы, охотники.
Надо помнить, что взросление в ту пору происходило быстрее, мужчина в 14-16 лет считался вполне взрослым и мог начать самостоятельную жизнь, жениться. Для землепашца всей общиной строили дом, боярский сын поступал на военную службу, юный князь получал в управление град.
Кроме того, люди той поры сильно отличались от нынешних, и сравнение будет не в нашу пользу. Практически все они были психически и физически здоровы. Все болезненные дети умирали в первые годы или при рождении – действовал естественный отбор. Выживали самые здоровые, в дальнейшем постоянный тяжелый физический труд землепашца, ремесленника, охотника, воина укреплял их. В обществе Руси отсутствовали нынешние пороки индустриального и постиндустриального обществ – алкоголизм, наркомания, проституция, блуд, ожирение от недостатка движения, переедание и т. д.
Первым этапом в становлении мужчины было посвящение, переход из возраста младенчества в состояние ребёнка (отрока) – в 2-3 года. Этот рубеж был отмечен постригом и сажанием на коня. Надо отметить, что этот обычай бытовал у всех социальных слоёв. Этот священный обряд восходит ко времени седой языческой древности. Только позднее церковь взяла обряд пострига на вооружение. Обряд пострига прослеживается у всех народов индоевропейского корня, в христианской Европе он сохранился, как ритуал посвящения в рыцари.
Это очень важный психологический рубеж, он создавал в мальчиках особый настрой, закладывал основные принципы бытия. Мальчиков настраивали на то, что они защитники своей семьи, общины, города, области, всей «Светлой Руси». В них закладывали стержень, который определял их судьбу. Очень жаль, что эта традиция почти утрачена в нынешней России. Мужчин воспитывают женщины – дома, в садиках, школе, в вузах, в итоге в стране очень мало «мужского начала», русские перестали быть Воинами. Частично подобное воспитание сохранилось у кавказских народов, в Чечне, но в извращенном виде, там свой народ считается избранным, а остальные принижаются (своеобразный нацизм).
Основным в воспитании воина является воспитание Духа, это прекрасно знали наши предки. Это знали и великие русские полководцы, например, А. Суворов, его «Наука побеждать» – плоть от плоти наследие предков.
В Восточной Руси не было специальных школ (по крайней мере нет известий об их существовании). Их заменяла практика, традиция, ученичество. С самого раннего детства мальчиков приучали к оружию. Археологи находят много деревянных мечей, их форма соответствовала настоящим мечам. Это не нынешние пластиковые игрушки – деревянным мечом опытный боец мог противостоять врагу, вес деревянного дубового меча почти соответствовал железному. В набор юного воина также входили: деревянные копья, ножи, лук со стрелами (простой лук).
Существовали игрушки, игры, развивающие координацию движений, ловкость, быстроту – качели, всевозможных размеров мячи, вертушки, санки, лыжи, снежки и т. д. Многие из детей, особенно из знати, уже малыми детьми получали боевое оружие – ножи, мечи, топорики. В летописях описаны случаи, когда они их и использовали, убивая врага. Нож был с мужчиной с самого детства.
Вопросами существования особой школы боя на Руси занимался А. Белов, он создал систему – «Славяно-горицкая борьба». Он подтверждает, что боевая подготовка проходила в форме народной игры, а затем «форма» поддерживалась регулярными состязаниями, которые проходили по праздникам, большинство из них имели дохристианские корни (Купала, день зимнего солнцестояния и другие). Одиночные кулачные бои, бои «стенка на стенку» были обыкновенным явлением вплоть до 20 века. Дети впитывали эту культуру боя чуть ли не «с пелёнок».
Обучение велось и на уровне учитель – ученик, сравните: на Руси до 18 столетия университетов не было, но города и храмы строили, пушки и колокола отливали, книги писали, уровень образованности населения в X-XIII века был намного выше европейского (как и уровень гигиены). Навыки передавались от учителей к ученикам на практике, чтобы стать мастером-зодчим русский человек шёл не в специальную школу, а становился учеником мастера, в военном деле также.
Важнейшую роль играла практика, Русь вела постоянные войны с соседними народами, часто шли и междоусобные войны. Недостатка в реальных боевых условиях не было, молодые воины могли на практике проверить себя. Естественно, война брала свою «дань», но те кто выживал, получали уникальный урок. Ни в одной школе таких «уроков» не получишь.
В мирной жизни боевые навыки поддерживались не только народными игрищами, но и еще одной важной сферой – охотой. Это в настоящее время зверь почти не имеет шансов против человека с огнестрельным оружием. Тогда борьба шла почти на равных – когти, клыки, мощь, развитые чувства против умений человека и холодного оружия. Настоящим воином считался тот, кто добыл медведя. Представьте себя с охотничьим копьём (рогатиной) против медведя! Охота была отличным тренингом для поддержания Духа, боевых навыков, учёбой по преследованию, выслеживанию врага. Недаром Владимир Мономах в своём «Поучении» с одинаковой гордостью вспоминает о боевых походах и охотничьих подвигах.
Подведём итог: мальчика делали Воином, защитником Рода, Родины на основе психических установок (по-современному – программ), которые внедряли с рождения (и даже до рождения, т. н. предродовое обучение), традиций народных детских и взрослых игр, празднеств, постоянной практики. Именно поэтому Русы считались лучшими бойцами планеты, даже китайских императоров охраняли не бойцы их монашеских орденов и школ, а воины русы.
Источник
Недавнее сенсационное открытие следов гравитационных волн в микроволновом космическом излучении подтверждает, что наш мир − лишь один из бессчетного числа вселенных. Более того, это один из немногих миров, где возможно появление жизни.
Тем, кому поднадоели привычные три-четыре измерения (налево-направо, вперед-назад, вверх-вниз, и только вперед − в будущее), космологи, изучающие происхождение нашей Вселенной, готовы предложить заманчивые альтернативы.
Недавно обнаруженные следы гравитационных волн в реликтовом излучении, по предположениям физиков, свидетельствуют о том, что мы живем в Мультивселенной − пространстве, состоящем из множества вселенных.
Инфляционная модель Вселенной
Полученные результаты показали, что инфляция пространства-времени, т. е. экспоненциальное расширение всех его измерений, происходило настолько интенсивно, что образовавшаяся в результате структура должна была во много раз превосходить масштабы нашей Вселенной.
В большинстве сценариев инфляционных моделей предусматривается появление Мультивселенной.
− Профессор Андрей Линде, советско-американский физик, Стэнфордский университет
Советский физик Андрей Линде впервые описал сценарий хаотической инфляции в 1983 году, развив первоначальную теорию инфляции Вселенной Алана Гута.
Оба мэтра теоретической физики присутствовали на пресс-конференции в Гарвард-Смитсоновском центре по астрофизике, во время которой было объявлено о сенсационном открытии следов гравитационных волн в реликтовом излучении.
Результаты группы BICEP2 подтверждают модели, в которых процесс инфляции пространства-времени происходил с интенсивностью, которая предполагает появление на свет многих Вселенных. Это означает, что непосредственно после Большого Взрыва новые миры рождались снова и снова.
Существование Мультивселенной отлично объясняет многие явления, происходящие в нашем мире. Например, появление жизни на Земле.
− Алан Гут, Массачусетский Технологический Институт
Бесплатный обед
Алан Гут сравнивает Мультивселенную с бесплатным обедом. Андрей Линде уточняет: это еще и шведский стол, где можно выбирать из бесчисленного количества блюд.
Оба физика полагают, что миры, образовавшиеся после Большого Взрыва, могут быть абсолютно разными, непохожими друг на друга. Наша Вселенная, заполненная звездами, планетами, газовыми туманностями и галактиками − лишь одна из множества вариаций бесчисленных миров.
Вполне возможно, что иные вселенные лишены таких понятий как знакомые нам пространство-время, гравитация, фотоны, атомы и другие кирпичики нашего мироздания. Такие миры могут быть непохожи на что-либо из того, что мы вообще в состоянии себе представить.
Мультивселенная, порожденная хаотической инфляцией из стартовой точки Большого Взрыва, состоит из множества вселенных (включая нашу собственную), которые разделены друг от друга невообразимыми пространствами.
Это означает, что предполагаемый размер нашей Вселенной − примерно 92 миллиарда световых лет − лишь точка среди мириад иных миров, с иными измерениями, траекториями и физическими свойствами.
Решение загадок астрофизики
Хотя Алан Гут и является ярым сторонником Мультивселенной, даже он признает, что речь пока идет лишь об удобной теоретической модели, которая объясняет множество явлений, смущающих целые поколения космологов.
Например, в 1998 году астрофизики обнаружили, что галактики нашей Вселенной разлетаются с большим ускорением, тогда как гравитационное притяжение должны было замедлить их движение.
Это открытие, авторы которого в 2011 году заслуженно получили Нобелевскую премию по физике, по мнению многих ученых, предполагает наличие так называемой «темной энергии», которая в космических масштабах противостоит силам гравитационного притяжения.
Но что собой представляет «темная энергия»? По выражению Майкла Тёрнера из Чикагского Университета, единственное, что нам о ней известно, это ее имя.
Согласно квантовой теории, в вакууме должны постоянно возникать, а затем исчезать субатомные частицы, которые и снабжают космос «темной энергией». Однако для того чтобы объяснить наблюдаемые явления, энергия вакуума должна на 120 порядков (10 в 120-ой степени) превышать результаты теоретических вычислений. Такое чудовищное несоответствие теории и практики ставит физиков в тупик.
Мультивселенная элегантно решает эту проблему. Инфляционное расширение космоса в мириады различных миров могло привести к тому, что в одном из них − в нашей Вселенной − роль «темной энергии» оказалась несущественной. В других же вселенных она принимает форму чудовищных антигравитационных сил, ускоренно разносящих материю во все стороны.
11 измерений теории струн
Еще один сложный вопрос, на который может дать ответ понятие Мультивселенной − количество измерений, предсказываемых знаменитой теорией суперструн. Субатомные частицы, согласно теории струн, состоят из крошечных струн энергии в пространстве с 11 измерениями.
Но как совместить теорию струн с известным нам четырехмерным пространством-временем? Быть может, она описывает не только нашу Вселенную, но и всевозможные миры Мультивселенной? Согласно струнной теории, число всех вселенных должно быть в районе 10 в 500-ой степени (т. е. 1 с 500 нулями).
Короче, «добро пожаловать в клуб Мультивселенной!», как выразился Андрей Линде в своем недавнем обзоре инфляционной космологии. Понятие Мультивселенной легко и элегантно решает многочисленные проблемы, над которыми десятилетия бились ведущие умы астрофизики.
Все, что нужно для жизни
Но это еще далеко не все. Мультивселенной можно объяснить даже проблемы, не имеющие прямого отношения к физике. В их числе так называемый «антропный принцип»: Мы видим Вселенную такой, потому что только в такой Вселенной мог возникнуть наблюдатель, человек.
С точки зрения космологов, наша Вселенная буквально создана для того, чтобы в ней появилась жизнь. Всевозможные физические константы, относительная слабость гравитационных сил по сравнению с электромагнитными и сильными взаимодействиями − все идеально подогнано друг к другу для того, чтобы в результате появились звезды, планеты, вода, углеродные соединения, да и сама жизнь.
Если бы наша Вселенная являлась единственной, порожденной Большим Взрывом, такое удачное стечение обстоятельств для возникновения жизни было попросту невозможным.
Но если в результате хаотической инфляции были порождены бесчисленные мириады миров, то несколько Вселенных, подобных нашей, получают, с точки зрения физики, реальный шанс на существование.
Шанс, которым мы воспользовались и продолжаем пользоваться.
Сотрудники Университета Вашингтона в Сент-Луисе посвятили изучению микробиома (совокупности бактерий и микроорганизмов, обитающих в пищеварительном тракте) человека несколько лет. В ходе многочисленных экспериментов было выявлено, что внедрение микроорганизмов, содержащихся в человеческих экскрементах, в пищеварительную систему некоторых лабораторных мышей сказывается на многих физиологических характеристиках пушистых «добровольцев», в том числе и на массе тела.
В опытах участвовало четыре пары сестёр-близнецов, причём в каждой паре одна из женщин была полной, а другая нет. Исследователи взяли у каждой из участниц образцы микробиома и пересадили некоторое количество бактерий и микробов подопытным мышам. Оказалось, что животные, которым внедрили бактерии полных людей, начали набирать вес, хотя их рацион оставался неизменным — это позволило предположить, что метаболизм достаточно сильно зависит от микробиома.
В дальнейших экспериментах на животных учёные выяснили, что рацион также влияет на готовность организма набирать вес, причём если мышей кормили калорийной пищей, бактерии стройных добровольцев никак не влияли на своих упитанных «коллег», а когда в диету включали продукты с высоким содержанием клетчатки и низким содержанием насыщенных жиров, микробиом мышей с нормальным весом постепенно замещал микроорганизмы в кишечнике толстых животных.
Кстати, ранее учёные научились использовать микроорганизмы и в лечении некоторых заболеваний, например, путём фекальной трансплантации избавляя пациентов от рецидивирующих кишечных инфекций. Возможно, бактерии способны показать свою эффективность и в борьбе с ожирением, но стоит помнить, что такую методику лучше всего сочетать с оздоровлением рациона.
Источник