Наукове середовище #89. Виявлений нейтрино, композитний мс – 21 і розумні краби

49

Новини одним рядком

  • великобританія визнала восьминогів і крабів розумними істотами.
  • американські вчені вивчили мозок 75 спортсменів і з’ясували, що у чоловіків, які в юності займалися боксом, ймовірність розвитку хвороби альцгеймера в три рази вище.
  • глава російського фонду прямих інвестицій заявив, що вони можуть “дуже швидко адаптувати вакцину [супутник v] до нового варіанту вірусу, якщо це необхідно”. На даний момент в росії в цивільний оборот вже випустили 85 млн комплектів вакцини (170 млн доз).

Наукове середовище

Фізики вперше зареєстрували нейтрино на великому адронному колайдері

Фізики з колаборації faser, що працюють на детекторі atlas, за допомогою емульсійного детектора вперше зареєстрували нейтрино, народжені у великому адронному колайдері. Експериментатори розраховують, що вдосконалений варіант детектора, який почне роботу в 2022 році, дозволить вивчити взаємодію всіх трьох типів нейтрино з іншими частинками при енергіях, недоступних всім існуючим детекторам.

У 2021 році колаборація faser, що об’єднує 76 фізиків з 21 інституту і 9 країн, що працює на детекторі atlas, представила результати аналізу даних, зібраних в 2018 році. Аналіз показав, що вчені вперше змогли зареєструвати нейтрино, народжені на великому адронному колайдері. Нейтрино з енергією близько одного тераелектронвольта народжувалися в розпадах адронів-здебільшого півоній, каонів і d-мезонів, – які, в свою чергу, народжувалися в зіткненнях протонів з сумарною енергією в системі центру мас, що дорівнює 13 тераелектронвольт.

Фізики реєстрували нейтрино за допомогою емульсійного детектора, розташованого в 480 метрах від точки зіткнення протон-протонних пучків в детекторі atlas. Емульсійний детектор складався з двох модулів, в кожному з яких шари металу чергувалися з шарами емульсійної плівки. Дослідники заявили про реєстрацію шести актів взаємодії нейтрино з речовиною зі статистичною значимістю 2,7 стандартних відхилення.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Перші в росії операції по очувствлению протезів для лікування фантомних болів провели в двфу

Дві операції з імплантації електродів для лікування фантомного болю провели в медичному центрі далекосхідного федерального університету (двфу). На наступному етапі фахівці будуть вивчати і розробляти систему передачі зворотного зв’язку від протеза в нервову систему. Проект спільно реалізують медцентр двфу, компанія ” моторика “і центр нейробіології”сколтех”. Російські розробники, вчені і хірурги об’єдналися перші для операції з інвазивної мікроелектронікою, яка забезпечить взаємодію біоніки з організмом людини.

Команда університетського медцентру на чолі з функціональним нейрохірургом, експертом центру нті двфу за напрямом “нейротехнології, технології віртуальної і доповненої реальності” артуром біктіміровим встановила пацієнтам на нерви рук спеціальні електроди для стимуляції. Протягом найближчих двох тижнів вони будуть виконувати різні завдання за допомогою біонічних протезів. Фахівці вивчать і опрацюють індивідуальні параметри стимуляції кожного пацієнта на тиск, тепло, холод і біль.

нейромодуляція є потенційним варіантом лікування хронічного болю, який може змінити неадаптивну нейропластичність і посилити спадні гальмівні шляхи. Зменшенню фантомних болів сприяє використання протезів з пристроєм зворотного зв’язку. Складання карти фантомної чутливості дозволить нам в перспективі програмувати стимуляцію на певні параметри. Ми провели дві дуже важливі операції, але їм передувала велика робота. Нейрохірурги нашого медцентру імплантували вже понад 450 систем стимуляції спинного і головного мозку пацієнтам з хворобою паркінсона, епілепсією, дитячим церебральним паралічем.

Артур біктіміров

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Дослідження: собаки, які годують один раз на день, мають кращі когнітивні функції та здоров’я

Нове дослідження показало, що собаки, які годують один раз на день, мають кращі когнітивні функції та здоров’я, ніж собаки, які годують кілька разів. У дослідженні, опублікованому на сайті препринтів biorxiv, вчені проаналізували дані 47000 домашніх собак з the dog aging project і виявили зв’язок між здоров’ям і споживанням їжі.

Існують деякі докази того, що переривчасте голодування може уповільнити когнітивне і фізичне старіння у деяких видів тварин, наприклад у мишей. Тепер вчені вирішили з’ясувати, як переривчасте голодування впливає на домашніх собак.

Результати показали, що собаки з дієтою, обмеженою одним прийомом їжі в день, мали більш низькі оцінки когнітивної дисфункції, що еквівалентно різниці між 7-річним і 11-річним псом.

сила дослідження в тому, що цифри великі, а статистичні методи надійні. Але він також має багато недоліків, і ми повністю погоджуємося, що люди не повинні змінювати спосіб годування своїх собак, поки не будуть проведені подальші дослідження.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Токамак kstar утримав дуже гарячу плазму протягом 30 секунд

Фізики, що працюють на південнокорейському токамаку kstar, змогли утримувати плазму з іонною температурою 100 мільйонів кельвін в магнітному полі протягом 30 секунд-це новий рекорд установки. Таким чином, kstar наблизився до світового рекорду, який поки що, належить китайському токамаку east.

На токамаку раніше вже досягалися кілька світових рекордів в області часу утримання гарячої плазми. Наприкінці листопада 2021 року фізикам, що працюють на токамаку, вдалося утримувати плазму з температурою іонів 100 мільйонів кельвін протягом 30 секунд, працюючи в режимі з внутрішнім транспортним бар’єром (internal transport barrier), що характеризується меншим рівнем турбулентності в плазмі. Незважаючи на те, що раніше на китайському токамаку east був досягнутий рекордний показник 101 секунда для плазми з температурою 120 мільйонів кельвін, команда kstar вважає, що їх результат вкрай важливий для термоядерної енергетики, так як у випадку east вказувалася температура електронів в плазмі, які нагріти набагато простіше.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Інженери придумали, як спростити конструкцію квантового комп’ютера

Дослідники стенфордського університету запропонували більш просту конструкцію фотонних квантових комп’ютерів з використанням легкодоступних компонентів. Запропонована ними конструкція використовує лазер для маніпулювання одним атомом, який, у свою чергу, може змінювати стан фотонів за допомогою квантової телепортації.

Традиційно, для побудови квантового комп’ютера такого типу доводилося брати тисячі квантових випромінювачів, робити їх абсолютно невиразними і інтегрувати їх в гігантську фотонну схему. У запропонованій конструкції нам потрібна лише жменька відносно простих компонентів. Що важливо, розмір машини не збільшується з розміром квантової програми. Ця дивно проста конструкція вимагає всього кілька одиниць обладнання: волоконно-оптичний кабель, розгалужувач променя, пара оптичних перемикачів і оптична порожнина.

Вимірюючи стан атома, ви можете телепортувати операції на фотони. Таким чином, нам потрібен лише один керований атомний кубіт, і ми можемо використовувати його як посередник для непрямого маніпулювання всіма іншими фотонними кубітами. Оскільки будь-який квантовий логічний гейт може бути складений з послідовності операцій, що виконуються на атомі, можна запустити будь-яку квантову програму будь-якого розміру, використовуючи тільки один керований атомний кубіт. Щоб запустити програму, код переводиться в послідовність операцій, які направляють фотони в блок розсіювання і маніпулюють атомним кубітом.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Перший мс-21 з російським композитним крилом побудований

Корпорація «іркут» завершила складання першого літака мс-21-300 з крилом з російських композиційних матеріалів. Як повідомляє “ростех”, літак перевели в льотно-випробувальний підрозділ, де його підготують до першого польоту.

У 2019 році через санкції об’єднана авіабудівна корпорація залишилася без вуглецевого волокна для крил мс-21. Але виробник лайнера “іркут” на той час вже п’ять років вів власні дослідження в цій області, тому поставки російськогоВуглепластика вдалося швидко налагодити. У підсумку випробування російських композитів для мс-21 почалися в цьому ж році. А через два роки російське композитне крило встановили на фюзеляж літака.

У лайнера мс-21 є й інші модифікації. Наприклад, мс-21 – 310, з турбовентиляторним двигуном пд-14-першим новим авіаційним двигуном російської розробки за останні 30 років.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Вчені нарешті змогли зрозуміти, як зникла давня розвинена цивілізація китаю

Близько 5300 років тому на сході китаю виникла давня цивілізація-культура лянчжу. Збережені сліди цієї культури є свідченнями дивовижних здібностей неолітичного суспільства в останні періоди кам’яного віку.

В рамках нового дослідження вчені нарешті змогли встановити точну причину. Міжнародна група дослідників вивчила мінеральні утворення і сталагміти з печер шеннонг і цзюлун, розташованих на північний захід від місця розкопок лянчжу. Ці зразки досі можуть розповісти про кліматичні умови минулого.

потужні мусонні дощі, ймовірно, призвели до такого сильного затоплення річки янцзи і її відгалужень, що навіть складні греблі і канали більше не могли протистояти цим масам води, руйнуючи місто лянчжу і змушуючи людей бігти.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Нейромережа для рендеринга фотографій з нових ракурсів навчили видаляти шум і створювати hdr-знімки

Дослідники з google research запропонували новий підхід до нейромережевого ренденрингу об’ємних сцен на основі звичайних плоских фотографій. Вони показали, що використання” сирих ” кадрів без передобробки дозволяє домогтися набагато більшого динамічного діапазону і знизити рівень шуму, завдяки чому це можна використовувати для придушення шуму і створення hdr-знімків, а не тільки створення знімків з нових ракурсів.

Раніше для навчання nerf-моделей використовували звичайні фотографії, які вже пройшли передобробку в камері. Група дослідників з google research під керівництвом беррона запропонувала використовувати для навчання nerf-моделей “сирі” дані у форматі raw. Такі фотографії мають більше шуму і на них ще не проведена дебайеризація, при якій алгоритм інтерполює кольору кожного пікселя (в фотоматрицах перед кожним фотодіодом стоїть фільтр одного з трьох основних кольорів, тому вони реєструють інтенсивність лише одного кольору). Однак в них містяться максимально достовірні, а не “усереднені” дані, до того ж, в більш широкому динамічному діапазоні.

Автори навчали моделі для різних сцен на сотні знімків з різних ракурсів, а потім порівняли їх з алгоритмами для придушення шуму на основі алгоритмів машинного навчання. Виявилося, що nerf-моделі, навчені на одній сцені, показують порівнянний результат з алгоритмами, навченими на величезних датасетах. Крім того, автори показали, як моделі дозволяють управляти експозицією і створювати hdr-знімки, а також змінювати фокус.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Релятивістські ефекти відтворили в електричних ланцюгах

Китайські фізики побачили два ефекти, передбачені для релятивістських частинок, просимулювавши їх за допомогою електричних ланцюгів. Зокрема, вони показали, що при правильному налаштуванні ємностей і індуктивностей збуджувана в схемі хвиля напруги поводиться як двокомпонентна хвильова функція діраківської частинки.

Перевівши квантову механіку в релятивістський режим за допомогою свого рівняння, поль дірак вивів розуміння фізики мікросвіту на новий рівень. Виникнення у електрона негативних енергетичних континуумів, які виявилися маркером позитронних станів, і лінійного зв’язку енергії з імпульсом в ультрарелятивістському межі спонукало фізиків шукати незвичайні релятивістські ефекти. До найбільш цікавим з них можна віднести парадокс клейна і циттербевегунг (тремтячий рух електрона). Перший ефект полягає в здатності ультрарелятивістського електрона зі стовідсотковою ймовірністю проходити потенційний бар’єр, а другий наказує вільному електрону рухатися в режимі постійного коливання з частотою близько 1021 герц і амплітудою порядку його комптонівської довжини хвилі.

Китайські фізики під керівництвом сяндун чжана (xiangdong zhang) з пекінського технологічного інституту запропонували нових підхід до спостереження релятивістських ефектів, заснований на поширенні хвиль напруги в складних електричних схемах. Для початку вони звернули увагу на те, що схожу поведінку можна було б спостерігати для двох бозонів в одновимірній періодичній решітці, описуваної моделлю бозе-хаббарда. Воно виникає в наближенні, коли взаємодія між частинками існує тільки тоді, коли бозони знаходяться або в одній і тій же, або в сусідніх осередках.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

У квантовому світі час рухається за своїми законами

Група фізиків з університетів брістоля, відня, балеарських островів та інституту квантової оптики та квантової інформації показала, як квантові системи можуть одночасно розвиватися як вперед, так і назад у часі.

Протягом століть філософи і фізики роздумували про існування часу. У класичному світі ми самі можемо переконатися в існуванні часу-більш того, в природі процеси мають тенденцію спонтанно еволюціонувати від станів з меншим безладом до станів з більшим безладом. Фізики називають це ентропією-мірою безладу в системі, і цю залежність можна використовувати, щоб визначити “напрямок” часу.

Автори дослідження застосували цю ідею до квантової фізики, для якої характерне явище квантової суперпозиції, згідно з яким квантова система може перебувати в двох станах одночасно, якщо обидва ці стани можливі. Якщо поширити цей принцип на стрілу часу, то виходить, що квантові системи, можуть еволюціонувати одночасно в обох часових напрямках.

Хоча час часто розглядається як постійно зростаючий параметр, дослідження показує, що закони, що керують його течією в квантово-механічних контекстах, набагато складніше. Це може говорити про те, що нам необхідно переосмислити спосіб представлення цієї величини у всіх тих контекстах, де квантові закони відіграють вирішальну роль.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Наукові відео

Основні джерела:

  • neuronovosti.ru
  • popmech.ru
  • nplus1.ru
  • elementy.ru

Дякую за увагу, і пам’ятайте, що ніколи не пізно ” вчитися, вчитися і ще раз вчитися!”

Минулий випуск рубрики:

  • фізики вперше змоделювали адрони на квантовому комп’ютері.
  • носіння маски знижує захворюваність covid – 19 на 53%. Це найефективніший спосіб захисту.
  • знайдено біологічні кореляти стану “потоку” при роботі в команді.
  • ембріон людини на третьому тижні розвитку розібрали по клітинам.
  • палеогенетики вперше витягли людську днк з кальциту.
  • який кіт найкрасивіший? вчені дізналися це за допомогою математики.

Як жартують фізики: