Химики разработали высокоэффективную систему для переработки использованных литий-железо-фосфатных аккумуляторов

 Ученые из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН разработали новые экономичные высокоэффективные технологии переработки отработанных литий-железо-фосфатных аккумуляторов с использованием глубоких эвтектических растворителей. Разработка перспективна для организации рециклинга современных химических источников тока. Результаты работы опубликованы в октябрьском номере международного журнала Hydrometallurgy.

Благодаря своим уникальным потребительским характеристикам, литий-железо-фосфатные аккумуляторы приобретают всё большее распространение, в первую очередь в городском электротранспорте. Рост экспорта данного типа аккумуляторов и организация их собственного производства в РФ уже в скором времени приведет к накоплению отработанных источников тока. Поэтому поиск доступных, дешевых, экологичных способов их переработки и возврат ценных металлов в цикл производства является очень важной задачей.

Возрастающее внимание к защите окружающей среды стимулирует общество к переходу на более экологичные технологии замкнутого цикла. Экстракционный метод является одним из основных способов переработки аккумуляторов, однако зачастую в экстракционных процессах используются дорогостоящие экстрагенты и токсичные, пожароопасные растворители. В настоящее время во всем мире ведется активный поиск альтернативных, более безопасных экстракционных систем. В ИОНХ РАН успешно реализуются исследования, направленные на разработку высокоэффективных, производительных технологий переработки химических источников тока. В качестве перспективных экстрагентов было предложено использовать новое поколение растворителей ‒ глубокие эвтектические растворители. Изменяя состав эвтектических растворителей, который определяет их экстракционные свойства, можно создавать эффективные и селективные экстрагенты для разделения той или иной конкретной смеси металлов.

В работе российских исследователей предложен ряд двух- и трехкомпонентных глубоких эвтектических растворителей, в состав которых входят промышленно выпускаемые реагенты – трибутилфосфат, ди(2-этилгексил)фосфорная кислота и ментол. Выбранные составы смесей имеют технологически приемлемые физические свойства и высокую экстракционную способность по отношению к широкому кругу металлов, что дает возможность применять их в реальных химико-технологических процессах. С использованием глубокого эвтектического растворителя ди(2-этилгексил)фосфорная кислота – ментол реализована принципиальная технологическая схема разделения смеси металлов из раствора выщелачивания литий-железо-фосфатного аккумулятора, которая позволяет путем варьирования кислотности среды поэтапно выделять соединения металлов высокой степени чистоты. Это особенно важно для экологичного рециклинга, поскольку такие батареи содержат большое количество ценных элементов (литий, медь, алюминий, железо, марганец и др.), а также токсичные электролиты. Как отметил один из авторов работы член-корреспондент РАН Андрей Вошкин, достоинством предложенного процесса является высокоэффективное разделение компонентов отработанных источников тока с использованием доступных селективных экстрагентов и серийного экстракционного оборудования российских производителей.

Результаты проведенных исследований показали высокую перспективность синтезированных глубоких эвтектических растворителей в процессах переработки химических источников тока. В дальнейшем авторы планируют отработать экстракционные этапы разработанной технологической схемы переработки литий-железо-фосфатных аккумуляторов на лабораторном оборудовании с получением готового продукта. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (№ 23-79-10275).

БАЗАЛЬТОВЫЕ БУСИНЫ В НЕВЕСОМОСТИ ПОДТВЕРДИЛИ ВКЛАД ТРИБОЭЛЕКТРИЧЕСТВА В ФОРМИРОВАНИЕ ПЛАНЕТ 🌑

 Граница между аддитивными и эрозионными ударами оказалась равна 0,5 метра в секунду.

Группа ученых провела микрогравитационный эксперимент, отправив в суборбитальный полет кучку базальтовых бусин, которые наэлектризовали с помощью трения, а затем позволили им сталкиваться друг с другом. В результате физики подтвердили гипотезу о влиянии трибоэлектричества на формирование сантиметровых кластеров из частиц в протопланетных облаках, а также оценили пороговую скорость в 0,5 метра в секунду (при превышении этого критического значения шарики не прилипали к кластерам, а разрушали их). Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Чтобы планета сформировалась, в какой-то момент в протопланетном диске должен возникнуть гидродинамический режим, в котором объекты объединяются вместе независимо от механических свойств и результатов столкновений. Однако для появления такого режима, как правило, требуются частицы размером в единицы сантиметров, что при стандартных условиях эксперимента проблематично, так как уже при нескольких миллиметрах частицы разрушаются во время столкновения.

Этот барьер можно обойти, если рассмотреть высокую температуру среды или наличие магнитного поля у частиц, которое увеличивает их слипаемость. Еще одним перспективным вариантом стало трибоэлектричество: при столкновении частицы трутся друг о друга, электризуются и после разлета соединяются в новые кластеры, связанные гораздо прочнее благодаря электростатическим силам. При этом точные пороговые значения размеров и скорости столкновения частиц в трибоэлектрической модели ученые до сих пор не выяснили.

Физики из Германии и Швеции под руководством Йенса Тайзера (Jens Teiser) из Университета Дуйсбурга — Эссена решили определить максимальный размер кластеров из мелких частиц, соединенных электростатическими силами, и критическую скорость, при которой новые столкновения еще не разрушают структуру.

Для этого они погрузили на борт ракеты MASER 15 экспериментальную установку, состоящую из вакуумной камеры, заполненной базальтовыми бусинами диаметром полмиллиметра. Стенки камеры ученые также покрыли бусинами, чтобы исключить различия в зарядах частиц, вызванные разными материалами (базальт и стекло или металл камеры) и кривизной поверхностей. За 30 минут до начала полета камеру начали встряхивать, из-за чего все шарики получили некоторый заряд, а во время полета в условиях микрогравитации резервуар открыли и выпустили бусины наружу: поскольку частицы несли на себе положительные и отрицательные заряды, они начали сталкиваться и объединяться в растущие кластеры. Измерив скорости частиц, при которых они объединялись в новые структуры и при которых налетевшая бусина разрушала образовавшийся кластер, физики получили пороговое значение в 0,5 ± 0,1 метра в секунду. Один из самых больших кластеров получился длиной около трех сантиметров, чего, по мнению исследователей, должно быть достаточно для перехода к гидродинамическому режиму в протопланетном диске. Затем ученые подтвердили этот результат с помощью численного моделирования и получили частичное совпадение с экспериментом (расхождение с вычислительными методами физики объяснили использованием простых оценочных формул).

Хотя авторы работы и подчеркнули, что детальное влияние параметров на формирование кластеров пока не до конца известно, они выделили общие тенденции: более мелкие составляющие должны формировать более прочные кластеры благодаря заряду, а структуры размерами порядка сантиметра достаточно трудно разрушить при изученных условиях эксперимента. Помимо этого ученые отметили, что отдельным вопросом стоит сохранение заряда на шариках, так как эксперимент длился около шести минут — и это достаточно сильно отличается от длительности формирования кластеров в реальных протопланетных облаках, где этот срок составляет от нескольких дней до многих лет.

Источник: N+1

УЧЕНЫЕ УЗНАЛИ, ПОЧЕМУ НЕВЕСОМОСТЬ ПОРТИТ ЗРЕНИЕ КОСМОНАВТОВ

 Примерно у половины всех космонавтов и астронавтов после возвращения с Международной космической станции отмечают проблемы со зрением, для которых в медицине есть особый диагноз — «нейроокулярный синдром», связанный с космическим полетом. Недавно исследователи максимально подробно описали, как именно микрогравитация меняет структуру глаза.

Среди угроз организму человека при полете в космос чаще всего вспоминают радиацию, хотя как раз ее вредное влияние на орбите пока не прослеживается. Космонавты довольно много рассказывают о том, как в «невесомости» у них вытягивается позвоночник, слабеют мышцы, становится меньше кальция в костях. Люди теряют примерно 1% костной массы за месяц пребывания в космосе. Некоторые ученые считают, что при потере 20% и более могут возникнуть проблемы с выживанием после возвращения на Землю.

В последние годы все чаще упоминают о еще одной серьезной проблеме — ухудшении зрения в космосе. Многие узнали о ней после громкого случая с астронавтом Джоном Филлипсом: более чем за полгода полета острота его зрения упала с 1,0 до 0,1. Магнитно-резонансная томография показала уплощение глазного яблока. Медики предположили, что оно в космосе происходит в том числе от роста внутричерепного давления. Но, помимо этого, тогда было немногое понятно о конкретных механизмах воздействия микрогравитации на структуру глаза.

С тех пор космические медики проделали огромную исследовательскую работу, и недавно своими наблюдениями и выводами поделились специалисты Монреальского университета (Канада). В статье для издания IEEE Open Journal of Engineering in Medicine and Biology они рассказали, что сравнили структуру глазных яблок 13 астронавтов до и после полета. Все они провели в космосе как минимум по полгода. Для 38 процентов полет был первым в жизни. Средний возраст на момент исследования — 48 лет.

Выяснилось, что нельзя во всем винить внешнее давление на глаз: внутри него самого давление в космосе ослабевает. После полета оно оказалось ниже в среднем на 11 процентов. Отметим, что послеполетные измерения делали в течение первых 30 дней с момента приземления.

Кроме того, обнаружилось серьезное снижение жесткости глаза — на целых 33 процента, то есть на треть от нормы. На четверть уменьшилась амплитуда глазного пульса: менее интенсивно стала пульсировать центральная артерия сетчатки.

Еще одним интересным результатом исследования стало заметное у некоторых астронавтов утолщение сосудистой оболочки глаза, которая «обнимает» большую часть глазного яблока и питает сетчатку, — так называемой хориоидеи. Врачи подозревают, что это важное звено в цепи «космических» изменений зрения: в «невесомости» больше крови поступает в верхнюю часть тела, в глазу скапливается венозная кровь, при этом к нему еще и подступает спинномозговая жидкость.

Предположительно, увеличенный объем крови в глазу растягивает его внешнюю оболочку, состоящую из коллагеновых волокон, она называется склерой. В результате глаз становится более «податливым», менее устойчивым к деформации. Интересно, что сосудистая оболочка по возвращении на Землю в основном приходит в норму, но склера остается измененной. Исследователи подчеркнули, что эти данные полезны не только в космической медицине, но и вообще для всей офтальмологии в целом.

В 2030-х ожидаются полеты людей к Марсу, которые вместе с обратной дорогой займут два года и более. Поскольку на Красной планете сила тяжести только 38% земной, она тоже может стать проблемной зоной для зрения астронавтов. Как именно они будут справляться с этим, пока никто не знает.

Источник: Naked Science

ИСКУССТВЕННОЕ СОЛНЦЕ» ПРОРАБОТАЛО БОЛЕЕ 1000 СЕКУНД, УСТАНОВИВ НОВЫЙ РЕКОРД ТЕРМОЯДЕРНОГО СИНТЕЗА 🧫

 Учёные только что установили новый рекорд в попытках создать «искусственное солнце» на планете Земля. Команда, работающая над экспериментальным сверхпроводящим токамаком ( Experimental Advanced Superconducting Tokamak, EAST) в Китае, впервые продержала свой термоядерный «двигатель» в работающем состоянии в течение более 1000 секунд. Время работы составило 1066 секунд (почти 18 минут).

Впервые включённый в 2006 году, EAST является одним из нескольких реакторов ядерного синтеза, над которыми работают в попытке производить практически неограниченное количество чистой энергии, подобно тому, как её производит наше Солнце.

Поддержание стабильности сверхгорячей плазмы в течение длительных периодов времени имеет решающее значение для успеха EAST, и новый рекорд в 1066 секунд побил предыдущий рекорд в 403 секунды для таких условий плазмы.

Прорыв был достигнут исследователями из Института физики плазмы (ASIPP) и Хэфэйского института физических наук (HFIPS), входящих в состав Китайской академии наук (CAS).

«Термоядерное устройство должно стабильно работать с высокой эффективностью в течение тысяч секунд, чтобы обеспечить самоподдерживающуюся циркуляцию плазмы, что крайне важно для непрерывного производства энергии на будущих термоядерных установках», — говорит физик-ядерщик Сун Юнтао из Института физики плазмы при Китайской академии наук.

Хотя Китай не делится подробностями об условиях, в которых было достигнуто это 1066-секундное достижение, исследователи говорят, что мощность их системы нагрева удвоилась благодаря последним инновациям, и теперь она может достигать мощности, эквивалентной «140 000 одновременно включённых микроволновых печей».

С момента запуска системы в работу команда EAST добилась стабильного прогресса в повышении температуры и стабильности плазмы, лежащей в основе машины. В ней используется так называемая высококонфайнментная плазма — по сути, лучший способ удержания газа.

Реакторы типа «Токамак» (тороидальная камера с магнитными катушками) используют плазму и магнитные поля, чтобы создать условия для слияния атомов водорода на невероятных скоростях и под сильным давлением, в результате чего выделяется огромное количество энергии. Предложение об использовании управляемого термоядерного синтеза для промышленных целей и конкретная схема с использованием термоизоляции высокотемпературной плазмы электрическим полем были впервые сформулированы советским физиком О. А. Лаврентьевым в работе середины 1950 года. Эта работа послужила катализатором советских исследований по проблеме управляемого термоядерного синтеза. А. Д. Сахаров и И. Е. Тамм в 1951 году предложили модифицировать схему, предложив теоретическую основу термоядерного реактора, где плазма имела бы форму тора и удерживалась магнитным полем.

Источник: Хабр

В образцах астероида впервые нашли вещество, которое обычно образуется в соленых озерах на Земле

 Запись на стене

Deep Sky | Космос & Астрономия

сегодня в 2:30

В образцах астероида впервые нашли вещество, которое обычно образуется в соленых озерах на Земле

Исследователи из США и Великобритании провели анализ проб астероида Бенну и обнаружили следы древнего рассола — раствора солей, оставшегося после испарения воды. В нем содержатся вещества, которые могли участвовать в формировании органических соединений, необходимых для возникновения жизни. Интересно, что одно из обнаруженных веществ ранее не наблюдалось в других внеземных образцах. Открытие проливает свет на то, как астероиды могли способствовать появлению жизни на нашей планете.

Бенну — околоземный астероид из группы углеродистых астероидов диаметром примерно 560 метров. С 2018 по 2021 год его изучал аппарат NASA OSIRIS-REx. Потом зонд взял пробы с поверхности астероида и доставил их на Землю: сбросил капсулу с образцами, которая приземлилась в американском штате Юта. В общей сложности OSIRIS-REx собрал чуть больше 120 граммов материала — вдвое больше, чем планировали специалисты.

Предварительный анализ проб астероида показал, что он часть небесного тела с океаном, сформировавшегося приблизительно 4,5 миллиарда лет назад. Пока ученые не знают, что именно представлял собой этот родительский объект.

Во время первых анализов материала Бенну ученые нашли воду в составе глинистых минералов, углерод как в составе неорганических минералов, так и в виде органических молекул, а также фосфат магния-натрия (MgNaPO4). Исследователи предположили, что похожие на Бенну углеродистые астероиды занесли на раннюю Землю необходимые для жизни элементы.

Частью образцов NASA поделилась с некоторыми научными учреждениями, чтобы ускорить анализ проб. Среди «избранных» оказались космогеологи из Национального музея естественной истории (США) и Музея естественной истории (Великобритания). Две команды ученых вместе исследовали материал и опубликовали об этом научную работу в журнале Nature.

С помощью сканирующего электронного микроскопа космогеологи изучили астероидный материал размером менее микрометра — меньше сотой доли человеческого волоса. В нем обнаружили раствор солей, который остался после испарения соленых, богатых натрием вод более 4,5 миллиарда лет назад, во время зарождения Солнечной системы.

В частности, исследователи нашли в растворе минералы в виде твердых частиц, которые образовались при испарении воды. В общей сложности они содержали 11 химических соединений, в том числе карбонат натрия (Na2Co3) — неорганическое соединение, также известное как кальцинированная сода. Ранее она ни разу не наблюдалась в неземном материале. На нашей планете минералы, содержащие карбонат натрия, обычно встречаются в осадочных породах, местах испарения минеральных вод и соленых озерах, таких как озеро Серлс в пустыне Мохаве в США.

Отметим, что, согласно некоторым гипотезам, соль (в первую очередь хлорид натрия, NaCl) играла важную роль в возникновении жизни на Земле. Первичные океаны, существовавшие на ранних этапах эволюции планеты, были солеными, и этот соленый раствор создавал благоприятную химическую среду для формирования первых органических молекул и протоклеток.

«Тот водный мир, частью которого был Бенну, когда-то содержал много жидкой воды. Когда вода испарилась, остался рассол — рапа — раствор солей. Вероятно, в нем смешивались и соединялись соли и минералы, образуя более сложные структуры, необходимые для жизни», — пояснил Тим Маккой (Tim McCoy), один из авторов исследования.

Авторы научной работы пока точно не знают, могли ли условия на родительском теле Бенну способствовать образованию органических веществ сложного строения. Необходимы дополнительные исследования астероидного материала.

Древний рассол Бенну отличается от земных аналогов: помимо карбоната натрия, в нем много минералов с фосфором (P), который часто встречается в материалах метеоритов, но редко — в составе соединений в соленых озерах. При этом мало бора (B), типичного для земных соленых озер.

Открытие минералов с карбонатом натрия в образцах астероида стало неожиданностью для ученых. Исследователи полагают, что подобного рода рассолы с Na2Co3 в составе могут существовать и на других небесных телах, включая карликовую планету Церера и спутник Сатурна Энцелад. Ранее на этих объектах астрономы находили натрийсодержащие соединения. Авторы научной работы планируют изучить все имеющиеся в музейных коллекциях образцы метеоритов, чтобы найти следы солей. Возможно, в этих материалах они остались незамеченными.

Параллельно с научной работой американских и британских космогеологов вышла статья в журнале Nature Astronomy, в которой ученые из Японии представили результаты еще одного исследования образцов астероида Бенну.

Специалисты рассказали, что в материале астероида им удалось найти множество аминокислот — молекул, которые составляют основу белков, необходимых для жизни. Кроме того, все пять известных азотистых оснований — органические соединения, входящие в состав нуклеиновых кислот.

Азотистые основания играют ключевую роль в создании генетического материала. Иными словами, это «кирпичики» РНК и ДНК. Особенно интересно, что некоторые из этих соединений ранее никогда не находили в материалах метеоритов. По мнению авторов научной работы, их выводы подтверждают гипотезу о том, что углеродистые астероиды могли принести на Землю «строительные блоки жизни».

Образцы Бенну, доставленные на Землю зондом OSIRIS-REx, ученые будут изучать десятилетиями. Во время исследований космогеологи надеются сделать открытия, которые помогут раскрыть тайну появления жизни на Земле.

ПЛАНЕТОЛОГИ УСТРОИЛИ «НА КУХНЕ» МАРСИАНСКИЕ ПАРОВЫЕ ВЗРЫВЫ 🌎

 На Марсе есть любопытные округлые образования под названием псевдократеры. Это результат вулканизма, происходящего при необычных обстоятельствах — при встрече лавы с водой. Планетологи решили своими глазами посмотреть, как такое происходит. Это удалось сделать с помощью самых обыкновенных продуктов: крахмала, соды и сиропа.

Летом 2019 года, во время извержения гавайского вулкана Килауэа, лава попала в океан. В тот момент неподалеку проплывал туристический корабль. Пострадали 23 человека. Похожий случай был в 2017-м на склоне вулкана Этна, только там лава накрыла собой много снега.

Оба раза произошел паровой взрыв: вода при встрече с лавой мгновенно превратилась в пар, который и вырвался наверх. Результатом такого «взрыва пароварки», как правило, становится округлая, похожая на кратер вмятина, за что геологи и назвали ее псевдократером.

Таких структур много в Исландии. Но, как выяснилось в последние годы, паровые взрывы, судя по всему, не уникальны для Земли: их следы наблюдаются на Марсе — например, в Долине Атабаска посреди Равнины Элизий. Это место особенно примечательно изобилием извивающихся вытянутых структур — каналов оттока, по которым вода прокладывала себе дорогу во время марсианских наводнений.

Недавно исследователи из Университета Ниигаты (Япония) решили понаблюдать, как с марсианской водой миллиарды лет назад сталкивалась раскаленная лава. В статье для издания Journal of Volcanology and Geothermal Research они рассказали, что для этого не потребовалось ничего особенного, кроме самого обыкновенного крахмала, пищевой соды, сиропа для торта и знаний.

Крахмал перемешали с водой, нагрели и в таком виде использовали в качестве лавы, а сода со сладким сиропом сыграли роль воды. При встрече двух этих субстанций сода немедленно выделяла много углекислого газа. Получался, по сути, точно такой же паровой взрыв, как в Долине Атабаска или на склоне Этны.

Исследователи узнали интересные подробности: если лавы сравнительно мало, возникает много мелких паровых взрывов, а если лава покрывает воду толстым слоем, кверху поднимается меньше извержений, но они более крупные. Еще бывает, что потоки поднимающегося пара начинают перекрывать друг друга, то есть вступают в «соперничество», многие проигрывают и не достигают поверхности лавы. По словам планетологов, благодаря этому становится более понятно распределение марсианских псевдократеров.

https://m.vk.com/wall-144877773_111204

«Не уступает ChatGPT, но дешевле»: в Китае разработали свой ИИ, способный рассуждать

 

Китайский стартап Fire-Flyer заявил о создании модели искусственного интеллекта DeepSeek, способной конкурировать с ведущими разработками OpenAI и Anthropic при значительно меньших затратах

Компания Fire-Flyer объявила о выпуске новой модели DeepSeek R1, которая, по заявлению разработчиков, способна «рассуждать» и не уступает последним системам ИИ OpenAI в решении сложных задач. Разработчики заявляют об удивительной экономической эффективности проекта. В условиях санкций и запрета на поставки лучших графических чипов со стороны США, компания сконцентрировалась на минимизации ресурсов для обучения ИИ.

По словам разработчиков DeepSeek, компания потратила менее $6 млн на разработку модели V3 LLM, которую использует R1. Для сравнения создание GPT-4 обошлось OpenAI более чем в $100 млн. Более того, для обучения V3 потребовалось всего 2000 специализированных чипов Nvidia — против 16000, о которых рассказывали конкуренты.

Хотя заявления китайской компании как об удивительной экономичности, так и о том, что модель не уступает лучшим американским системами в некоторых бенчмарках, пока не подтверждены, рынок акций среагировал на выход новой системы. После начала торгов на бирже Nasdaq стоимость акций Nvidia — основного поставщика графических процессоров, используемых для обучения ИИ — опускалась с $142,6 до $122,9, а на 16:20 по московскому времени торгуется по цене около $126.

Если компании действительно удалось существенно сократить затраты на обучение ИИ, это ставит вопрос о целесообразности гигантских инвестиций в инфраструктуру дата-центров. Напомним, на прошлой неделе, например, OpenAI и Oracle заявили, что инвестируют $500 млрд в течение трех лет в ЦОДы для ИИ.

Источник: hightech

Суперземля HD 20794 d: шаг к поиску жизни во Вселенной 🌏

 Каждое новое открытие, подобное HD 20794 d, приближает нас к пониманию вопроса: одиноки ли мы во Вселенной

За тридцать лет с момента открытия первой экзопланеты астрономы смогли идентифицировать более семи тысяч подобных объектов в нашей Галактике. Однако это лишь малая часть: миллиарды других миров остаются неоткрытыми. Современные исследования все чаще сосредотачиваются не только на поиске экзопланет, но и на изучении их характеристик – с целью найти следы жизни.

Открытие экзопланеты HD 20794 d, сделанное международной командой ученых, стало значимым шагом в этой области. Эта суперземля обращается вокруг своей звезды по эксцентричной орбите, периодически погружаясь в обитаемую зону звезды. Результаты исследований опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Новая глава в изучении экзопланет

Вплоть до XX века вопрос «одиноки ли мы во Вселенной?» оставался философским. Лишь недавно наука начала давать на него конкретные ответы. Первое открытие экзопланеты в 1995 году, сделанное Мишелем Майором и Дидье Кело, стало революцией, за что исследователи были удостоены Нобелевской премии по физике в 2019 году.

Сегодня астрономы уверены, что практически каждая звезда в нашей Галактике обладает планетной системой. Однако интерес вызывает не количество, а характеристики. Ученые стремятся находить объекты, которые легче изучать и которые могут дать ключи к пониманию условий для возникновения жизни. HD 20794 d – одна из таких планет.

В обитаемой зоне

HD 20794 d – суперземля, то есть каменистая планета, которая больше Земли, но меньше, чем газовые гиганты. Она расположена в системе из трех планет и вращается вокруг звезды, схожей с Солнцем. Расстояние до нее составляет всего 19,7 светового года – на космических масштабах это практически наш сосед.

Главный интерес HD 20794 d заключается в ее расположении относительно звезды. Она пересекает обитаемую зону, область, где температура позволяет существовать жидкой воде. Радиус этой зоны для звезды типа HD 20794 простирается от 0,7 до 1,5 астрономических единиц. Однако орбита планеты эллиптическая, и она движется от внутреннего края обитаемой зоны до внешнего, что создает уникальные условия для ее изучения.

Если на поверхности HD 20794 d есть вода, то в процессе движения она может замерзать, а затем переходить в жидкое состояние, создавая благоприятные условия для возникновения жизни. Такие особенности дают ученым возможность протестировать теории обитаемости планет, а также моделировать условия, которые могут приводить к зарождению жизни.

Двадцать лет наблюдений

Открытие HD 20794 d стало результатом многолетнего анализа данных, собранных с помощью лучших телескопов мира, включая инструменты ESPRESSO и HARPS. Для обработки данных использовался алгоритм YARARA. Ранее шум в данных затруднял обнаружение слабых сигналов, но благодаря усовершенствованным методам удалось исключить помехи и подтвердить существование экзопланеты.

«Мы проанализировали более двадцати лет наблюдений, устраняя источники загрязнения данных», – отметили разработчики алгоритма.

Перспективы изучения

HD 20794 d представляет собой уникальный объект для тестирования гипотез о возможной обитаемости планет. Близость к нам и ее яркая звезда делают систему идеальной для будущих исследований с использованием новых инструментов, таких как спектрограф ANDES для Чрезвычайно Большого Телескопа (ELT) Европейской южной обсерватории (ESO).

Узнать, может ли HD 20794 d поддерживать жизнь, предстоит в будущем и для этого потребуются новые открытия и междисциплинарные подходы.

КИБЕРПАНК. ЗАВОДЫ БЕЗ ЛЮДЕЙ

 Запись на стене

Азимов Учит | Наука и научная фантастика

23 минуты назад

КИБЕРПАНК. ЗАВОДЫ БЕЗ ЛЮДЕЙ

Сейчас 2025-й год, и будущее, которое представляли себе писатели-фантасты, — наступило. По крайней мере, в части автоматизации производства и промышленной робототехники. Некоторые современные заводы проектируются с таким расчётом, что на конвейере будет минимальное количество людей, в идеале — ни одного.

➤ ▍ Полностью автономное производство

Промышленное производство в мире быстро автоматизируется. Согласно отчёту World Robotics 2024, количество действующих промышленных роботов достигло 4,3 млн штук (+10% за год). По уровню автоматизации лидируют Южная Корея (1012 роботов на 10 000 рабочих) и Сингапур (770). На третье место вырвался Китай (470), обогнав Германию (429). В прошлом году на Китай пришёлся 51% всех новых роботов в мире (+276 288 шт.).

Промышленные роботы Kuka на заводе Tesla, источник

Полностью автоматизированные фабрики появились довольно давно. Так, японская робототехническая компания FANUC Ltd. открыла свою первую полностью автоматизированную линию в 2001 году. Там роботы собирают других роботов, совершенно не нуждаясь в человеческом участии и даже присмотре.

По информации журнала Business 2.0, к 2003 году небольшой автономный завод ROBOT Factory (3700 м²) возле горы Фудзи выдавал по 50 роботов в сутки, работая без присмотра до месяца. Они останавливаются только тогда, когда нет места для хранения продукции. Грузовики увозят новых роботов — и процесс возобновляется. Завод работает без освещения, отопления и кондиционеров.

FANUC ROBOT Factory

Аналогичные производства запустили в начале 2000-х и другие компании. В Коннектикуте (США) компания ABA-PGT производит пластиковые шестерёнки для различных устройств, от принтеров до разбрызгивателей. Рабочие приходят на завод утром, чтобы забрать коробки, заполненные за ночь.

Компания Air Products & Chemicals в Аллентауне (Пенсильвания, США) дистанционно управляет установками по охлаждению и сжижению кислорода и азота из воздуха. Некоторые цеха неделями работают без присмотра.

Установка для разделения воздуха Air Products & Chemicals в Нанкинском химическом промышленном парке (NCIP), Восточный Китай, источник

В компании FANUC использование роботов вышло за пределы заводского цеха. В 2001 году компания открыла автоматизированный кухонный центр, который готовит 2000 обедов для рядовых сотрудников. Боты варят рис, упаковывают ланчбоксы и моют посуду.

➤ ▍ Новые заводы Xiaomi

Хотя автоматизированные заводы существуют давно, компания Xiaomi вывела их на новый уровень, внедрив систему ИИ, которая оптимизирует процесс. То есть это производство не только автономное, оно ещё и самостоятельно совершенствуется.

В июле 2024 года компания открыла в Пекине автономную фабрику Xiaomi Smart Factory (об этом сообщали на Хабре). Это «оцифрованное» производство, максимально похожее на игру Factorio. Оно работает полностью автоматически, а люди только наблюдают, чтобы всё шло нормально.

Строительство фабрики площадью 81 000 м² обошлось в 2,4 млрд юаней ($327,6 млн), что не так уж и много по современным меркам. Здесь собирают 10+ млн флагманских смартфонов в год, а именно новые Xiaomi MIX Fold 4 и MIX Flip.

Исполнительный директор Лэй Цзюнь (Lei Jun) говорит, что компания начала исследовать эту тему с 2017 года. В 2019 году в Ичжуане (пригород Пекина) запустили полностью автоматизированный экспериментальный конвейер в «лабораторных» условиях, на 1 млн телефонов в год. Сейчас же его масштабировали в 11 раз (столько конвейеров на новой фабрике) и усовершенствовали. Разработано ПО для управления производством, спроектированы и изготовлены роботы, большинство оборудования собственного производства Xiaomi.

Единственные люди на заводе сидят в центре управления War Room перед гигантским экраном системы управления Xiaomi Hyper IMP (Intelligent Manufacturing Platform).

Xiaomi Hyper IMP не только осуществляет мониторинг. Это по сути цифровая копия завода, которая дублирует все процессы в малейших деталях, а также идентифицирует проблемы и подсказывает, как оптимизировать процесс.

Кадры из презентации Xiaomi Hyper IMP

В прошлом году компания также открыла завод по производству электромобилей Xiaomi EV Factory тоже с высокой степенью автономности.

Xiaomi EV Factory

Свой первый электромобиль SU7 компания представила в марте 2024 года. Это решение удивило представителей индустрии. Никто не предполагал, что производитель электроники может освоить автомобильное производство с нуля, без опыта. Но Xiaomi спроектировала не только автомобиль, но целый завод и оборудование для конвейера.

На новом заводе роботы собирают по 40 автомобилей в час, то есть новая машина сходит с конвейера каждые 76 секунд.

Процесс сборки автомобиля начинается с Hyper Die-Casting 79100 Cluster — новой системы, разработанной Xiaomi, которая объединяет вылитое под давлением (die-casting) заднее днище автомобиля из сплава на основе титана. Сектор литья под давлением площадью 840 м² занимает на фабрике центральное место, обеспечивая высокую скорость производства. Как сообщается, благодаря литью 72-х компонентов в едином кластере процесс позволяет избежать сварки 840-х соединений.

Xiaomi SU7

Завод располагается в выделенной государством Зоне экономико-технологического развития (технопарк) на окраине Пекина. На конвейере работают только промышленные роботы, с очень редким присутствием людей, которые следят за некоторыми крупными механизмами и выталкивают боковые двери с конвейера.

Несколько самодвижущихся роботов перемещают паллеты и детали по фабрике и вежливо останавливаются, чтобы пропустить посетителей, которые зашли на экскурсию.

В кузовном цехе 100% ключевых производственных процессов полностью автоматизированы, а общий уровень автоматизации составляет 91%. Всего на конвейере 39 промышленных роботов.

По информации компании, это одна из всего двух систем в Китае, которая достигла стопроцентной автоматизации сборки «четырёх дверей, двух капотов и крыльев». Точность сборки составляет ±0,5 мм, таких сверхузких зазоров сложно добиться при человеческом участии.

Роботы также отвечают за покраску и отделку кузова. Слой краски толщиной 120 мкм наносится по методу 3C2З — три слоя и два запекания. Этот процесс, включающий два дополнительных этапа по сравнению с традиционными методами, используемыми в промышленности, как утверждается, улучшает гладкость краски на 8%.

Реальным преимуществом полной автоматизации процесса покраски является возможность быстро перепрограммировать его, замена краски занимает 40 минут. Поэтому SU7 предлагается в девяти цветах, тогда как по статистике средняя модель автомобиля на рынке в настоящее время представлена только в шести.

Даже процесс контроля качества здесь полностью автоматизирован. Для обнаружения дефектов в литых деталях и оценки размеров кузова используется лидар с точностью ±0,05 мм. Каждая деталь также проверяется ИИ-системой, которая анализирует 28 рентгеновских снимков высокого разрешения. Ультрафиолетовый сканер ищет дефекты во всём экстерьере, включая прозрачные детали, такие как люк на крыше и фары.

➤ ▍ Гигантские заводы BYD

Китайская компания BYD (Build Your Dreams) считается мировым лидером в производстве электромобилей (EV) и батарей к ним, с 2023 года она обошла Tesla по продажам.

К примеру, вот размеры нового завода BYD в сравнении с Гигафабрикой Tesla:

Спутниковые снимки показывают, что постройки BYD чётко ориентированы по сторонам света, в отличие от окружающей реальности

На строительстве завода в Чжэнчжоу задействованы сотни единиц техники:

BYD также является мировым лидером среди автопроизводителей по количеству научно-технического персонала: 110 000 инженеров (общий штат компании более 700 000). За последние два года компания взяла на работу почти 50 000 выпускников вузов.

Платформа BYD e-platform 3.0

Конечно, BYD активно использует промышленных роботов, но до полностью автономного производства ещё далеко. На конвейере по-прежнему работают сотни тысяч обычных рабочих, а также на строительстве новых заводов. Более того, недавно власти Бразилии остановили строительство новой фабрики BYD за использование труда, близкого к рабскому. Например, людям приходилось спать на кроватях без матрасов, без личных шкафчиков.

На один туалет приходился на 30 человек, так что им приходилось вставать в очередь с 4 утра, чтобы успеть к началу рабочего дня в 5:30.

Работодатель забирал паспорта и удерживал 60% зарплаты рабочих, остальное выплачивали китайскими деньгами.

Еду готовили на улице:

Как сообщается, из рабских условий удалось спасти более 160-ти китайских рабочих.

Бразильский завод должен был стать первой производственной площадкой BYD за пределами Азии. Компания планирует также открыть заводы в Турции, Мексике и Пакистане.

➤ ▍ Цифровые модели заводов

Ещё одна интересная тенденция последнего времени — разработка цифровой модели производства до его строительства. Например, цифровая копия завода BMW создаётся на платформе Nvidia Omniverse. Эта облачная платформа для сервисов Метавселенной поддерживает язык 3D-описания сцен Universal Scene Description (USD), так что она совместима со средствами автоматизированного проектирования и конструирования, которые использует BMW, такими как Siemens Process Simulate, Autodesk Revit и Bentley Systems MicroStation.

Цифровая модель позволяет оптимально разместить роботов в ограниченном пространстве. BMW разработала кастомное приложение Factory Explorer на основе Omniverse USD Composer.

Объекты размещают как в игре Factorio, а потом на реальном заводе повторяют дизайн. Расходы на цифровую модель окупаются, потому что внесение изменений и переоптимизация на существующих объектах обходятся очень дорого и приводят к простоям производства. Для симуляции отдельных этапов производства Nvidia также сотрудничает с другими автопроизводителями, включая Mercedes, Volvo, Toyota, General Motors, Lotus и Lucid.

В принципе, на таком же принципе основаны программы по 3D-дизайну интерьеров, когда вы можете подобрать мебель и обстановку для дома, квартиры или комнаты ещё до строительства/ремонта. Все размеры просчитываются с точностью до миллиметра, чтобы не случилось неприятных сюрпризов.

https://m.vk.com/wall-144877773_111194

ЧТО БУДЕТ, ЕСЛИ СОЛНЦЕ ПОГАСНЕТ НА 24 ЧАСА: СЦЕНАРИЙ, О КОТОРОМ НИКТО НЕ ЗАДУМЫВАЛСЯ

 Представьте, что однажды утром Солнце не взошло. Не было ни рассвета, ни теплых лучей — на Земле просто продолжилась ночь. Это звучит как сюжет страшного фильма, но все же: как бы отреагировала природа на отсутствие Солнца на протяжении 24 часов? Астрофизики, биологи и инженеры любят проводить мысленные эксперименты, связанные с худшими катастрофами на Земле. И они знают, что отсутствие солнечного света и тепла даже на протяжении такого короткого времени привело бы к ужасным последствиям. Так что бы произошло?

➤ Глобальное похолодание на Земле

Согласно информации от Slash Gear, если бы Солнце исчезло хотя бы на сутки, Земля мгновенно начала бы остывать. Свет от нашего светила достигает нас за 8 минут, поэтому уже через это время планета погрузилась бы в полную темноту.

Первое, что заметили бы люди, было бы резкое падение температуры. Один исследователь в беседе с New Scientist поделился, что около 50 лет назад работал в Кении и стал свидетелем солнечного затмения. Так вот, даже в такой короткий промежуток отсутствия света, температура в этой жаркой стране упала на 4-5 градусов. При недоступности Солнца на протяжении суток нас бы окружил еще более сильный холод.

Чем дольше бы длились темнота и холод, тем сильнее людей и животных охватывала бы паника. Все же понимают, что в случае такой катастрофы мы будем в шоке? Даже в случае отключения электричества или интернета многие люди не находят себе места. В случае пропажи Солнца наверняка будет казаться, что половина человечества сошла с ума.

➤ Исчезновение растений с Земли

Если Солнце исчезнет на сутки и воцарится холод, растения окажутся в особенно сложной ситуации. Без солнечного света процесс фотосинтеза, который обеспечивает растения энергией и вырабатывает кислород, полностью остановится. Это значит, что уже через несколько часов уровень кислорода в атмосфере начнет снижаться, и привычные нам запасы окажутся под угрозой.

Даже если Солнце каким-то чудом вернется спустя сутки, многие растения уже не смогут восстановиться. Перепады температуры и отсутствие света нанесут непоправимый ущерб их структуре. Например, листья начнут отмирать, а корни перестанут получать питательные вещества. Восстановление экосистемы займет время, и последствия будут ощущаться на всех уровнях — от сельского хозяйства до дикой природы. Значит, что на какое-то время Земля станет пустынной, а люди будут голодать.

Хотя некоторые организмы, такие как бактерии или необычные глубоководные существа, способны выживать без кислорода, большинство живых существ на Земле не готовы к такому сценарию. Пауза в работе Солнца, даже такая короткая, станет причиной больших страданий всего живого на нашей планете.

➤ Как Солнце может уничтожить мир

Как можно понять, Солнце — это основной источник жизни на Земле. Оно согревает планету, обеспечивает энергией растения, поддерживает климат и создает благоприятные условия для существования всех живых организмов.

Однако, несмотря на свою жизненно важную роль, Солнце также представляет собой источник опасностей. Его вспышки, выбросы энергии и последующие магнитные бури могут нарушать работу спутников, повреждать энергосети и в конечном итоге привести к ужасной катастрофе

https://m.vk.com/wall-144877773_111172

АМЕРИКАНСКОЕ АСТРОНОМИЧЕСКОЕ ОБЩЕСТВО ПРИЗВАЛО ЗАКОНОДАТЕЛЬНО ЗАПРЕТИТЬ ПО ВСЕМУ МИРУ ПРОДАЖУ РЕКЛАМЫ В КОСМОСЕ

 Американское астрономическое общество (AAS) призвало законодательно запретить на международном уровне продажу рекламу в космосе, которую можно увидеть с Земли. Учёные настаивают, что подобная реклама способна создать помехи для наземной астрономии.

Навязчивая космическая реклама определена в федеральном законодательстве США как «реклама в космическом пространстве, которая может быть распознана человеком, находящимся на поверхности Земли, без помощи телескопа и другого оборудования».

Такая реклама запрещена на федеральном уровне США через ограничения на выдачу лицензий на запуск миссий с полезными нагрузками для демонстрации космической рекламы.

Однако AAS беспокоят подобные инициативы и за пределами США. Об этом рассказал член Комитета по защите астрономии и космической среды AAS Джон Барентин, предположив, что компании в других странах будут запускать космическую рекламу.

«Я думаю, коммерческая ценность побудит кого-то это сделать», — предупредил Барентин.

Он упомянул российскую компанию Avant Space (резидент «Сколково»), которая в апреле прошлого года запустила в космос прототип рекламного спутника Земли. Компания предложила брендам разместить свой логотип на следующем спутнике. Avant Space указывает, что аппарат разработали для тестирования технологии будущей спутниковой группировки.

Перемещаясь по орбите на высоте 500-600 км, спутники компании смогут формировать в небе логотипы и тексты, похожие на созвездия. Аппараты будут работать по принципу QR-кода, транслирующего до 30 символов в секунду.

В 2019 году отечественная компания StartRocket объявила о наличии контракта с российским подразделением PepsiCo на продвижение напитков с использованием космической рекламы. Однако позже американская компания сообщила, что не будет заниматься такой рекламы после проведения тестового полёта.

AAS призвала к глобальному запрету космической рекламы путём заключения международных договоров или принятия законов. Организация рекомендовала делегации США в Комитете ООН по использованию космического пространства в мирных целях выступить за такой запрет и сформировать норму отказа от участия в подобной рекламе.

Источник: Хабр

https://m.vk.com/wall-144877773_111182

ФИЗИКИ СОЗДАЛИ КВАНТОВЫЕ СОСТОЯНИЯ КОТА ШРЁДИНГЕРА 🧪

 Это удалось сделать при помощи атомов сурьмы на кремниевой подложке.

Австралийские ученые создали квантовые состояния кота Шрёдингера и продемонстрировали возможность управления ими. Для этого они использовали ядра сурьмы со спином 7/2, встроенные в кремниевое наноэлектронное устройство. Работа опубликована в журнале Nature Physics.

Квантовые вычисления стремительно развиваются, ученые создают для них как более эффективные устройства, как и более совершенные методы, в частности для контроля за ошибками. Особый интерес вызывают кудиты — системы с высокой размерностью. По мнению физиков, их можно использовать для кодирования логических кубитов с возможностью исправления ошибок. В частности, высокоразмерные системы можно использовать для реализации состояний кота Шрёдингера— суперпозиций широко смещенных когерентных состояний. Такие состояния можно использовать для иллюстрации квантовых эффектов в больших масштабах, кроме того, они устойчивы к потерям между удаленными модами. Однако их практическое создание в атомных масштабах оставалось сложной задачей.

Группа физиков под руководством Андреа Морелло (Andrea Morello) смогла создать квантовые состояния кота Шрёдингера. Для этого ученые использовали восьмимерное пространство состояний ядерного спина 7/2 сурьмы-123 (123Sb), встроенного в кремниевое устройство. Само устройство состояло из изотопически обогащенного кремния с низким содержанием шумящих ядерных изотопов, что обеспечивало высокую когерентность. При этом только состояния |±7/2⟩ оказывались спин-когерентными состояниями. Чтобы приготовить эти состояния, физики рассчитали необходимые фазы и частоты и использовали мультичастотное радиочастотное управление и метод вращающихся рамок, при помощи которых зануляли все спиновые состояния, кроме |±7/2⟩. В результате исследователи успешно создали суперпозицию крайних спиновых состояний |+7/2⟩ и |-7/2⟩, что и является квантовым аналогом кота Шрёдингера.

При этом физики использовали два альтернативных метода создания состояний кота Шрёдингера. Первый основан на вращениях Гивенса, при котором из состояния |-7/2⟩ последовательными частотными импульсами придаются вращения между парами восходящих состояний до возникновения состояния |+7/2⟩. Второй метод позволял изменять фазы суперпозиционных состояний без физического воздействия на систему. По словам ученых этот метод стал ключевым в их работе. В нем после применения первого вращения отправлялась инструкция на программируемую вентильную матрицу для одновременного переопределения фаз. В результате мгновенно и без ошибок в рамках доступного временного разрешения в четыре наносекунды реализовывалась одноосная динамика скручивания, которая также приводила к возникновению состояния |+7/2⟩.

Эксперимент продемонстрировал высокую точность операций и длительное время когерентности системы, более 15 миллисекунд. Степень совпадения с теоретическим описанием (fidelity) для первого метода составила около 88 процентов, а для второго — около 91, а параметр контраста колебаний составил 0,88 и 0,98 соответственно.

По словам физиков, подобные устройства могут применяться при масштабировании квантовых вычислительных систем и для повышения их устойчивости к ошибкам.

Источник: N+1

https://m.vk.com/wall-144877773_111185

https://m.vk.com/wall-144877773_111185

8000 лет спустя: лицо древнего человека обретает черты

 

Его череп пролежал восемь тысячелетий на каменной платформе в центре озера, окружённый костями людей и животных. Теперь этот человек словно возвращается к жизни.  

Перед нами статный мужчина лет пятидесяти с седой бородой, облачённый в накидку из шкуры дикого кабана. Широкая грудь покрыта ритуальными меловыми узорами, а бледно-голубые глаза прищурены, будто всматриваются в даль. «Людвиг» — так прозвали этого жителя Северной Европы эпохи мезолита — не сможет ответить на вопросы учёных, но его реконструированный облик уже говорит о многом.  

Тайна озера Канальорден

Это первая антропологическая реконструкция по останкам, найденным десять лет назад в шведском Канальордене — уникальном археологическом памятнике каменного века (ок. 6000 г. до н.э.). Здесь на затопленной каменной платформе в центре озера были ритуально размещены черепа девяти людей и кости животных: диких кабанов, медведей, оленей и барсуков. В 2018 году находка обрела мировую известность: внутри двух человеческих черепов обнаружили деревянные конструкции, что указывает на их возможное крепление на шестах.  

«Это место завораживает и ставит перед нами загадки», — признаётся Фредрик Халльгрен, руководитель проекта исследования Канальордена.  

Мост через тысячелетия

Реконструкцию лица заказал замок Шарлоттенборгс — музей в городке Мутала, где «Людвиг» станет экспонатом. «Жители смогут взглянуть в глаза одному из первых обитателей этих земель», — говорит Ханна Граффман, курирующая культурные проекты города. Правда, она с улыбкой замечает: «Прозвище „Людвиг“, конечно, не слишком характерно для каменного века — это дань графу Левенхаупу, построившему наш замок в XVII веке».  

Симфония костей

Уникальность Канальордена — в преднамеренной композиции останков. В отличие от типичных захоронений той эпохи, здесь черепа взрослых мужчин и женщин соседствовали с челюстями животных, лишёнными черепов. «Словно люди и звери дополняли друг друга в неком символическом ритуале», — размышляет Халльгрен.  

Скульптор Оскар Нильссон, изучавший фотографии находок, отмечает: «Расположение черепов позволяет заглянуть в мировоззрение древних — это материализованный взгляд в их верования».  

Генетический пазл

Анализ ДНК шести черепов выявил удивительное разнообразие: если у «Людвига» светлая кожа и голубые глаза, то женщина, чей облик восстановят в следующем году, имела тёмный цвет кожи при светлых волосах. Это подтверждает теорию о генетической мозаике среди древних скандинавов.  

«Такие проекты — мост между эпохами, — говорит Граффман. — Через реконструкции, книги, искусство мы находим точки соприкосновения с теми, кто жил здесь тысячи лет назад. И это напоминает: за всеми артефактами стоят человеческие судьбы».

АСТРОНОМЫ ОБНАРУЖИЛИ ДВЕ «НЕВИДИМЫЕ» ГАЛАКТИКИ 🌋

 Ученые обратили внимание на молодую, только формирующуюся группу небольших галактик — так называемый протокластер, «зародыш» огромного галактического скопления. Как выяснилось, некоторые галактики в нем окутаны настолько плотными газопылевыми облаками, что вообще не прослеживаются в видимом свете.

Мы находимся в Местной группе галактик, которая по большому счету состоит из Млечного Пути, более крупной Андромеды, более мелкой галактики Треугольника и многочисленных карликовых галактик-спутников.

Среди них летают межгалактические облака массой в сотни миллионов Солнц каждое, очень медленно вещество перебирается из одной галактики в другую. В целом среда довольно разреженная, и в крупнейших галактиках каждый год рождаются всего по несколько новых звезд.

Соседняя галактическая «улица» под названием Скопление Девы — гораздо более обширная и густонаселенная: больше тысячи галактик, многие сопоставимы с нашей. Все это входит в Местное сверхскопление, которое простирается на 200 миллионов световых лет и содержит около 30 тысяч галактик.

Получившаяся картина не всегда была такой масштабной, это результат долгих миллиардов лет эволюции Вселенной, и когда-то давно огромное скопление Девы было маленькой группой молодых галактик — протокластером. Астрономы видят это собственными вооруженными глазами — через телескопы, способные заглянуть в далекое прошлое: там можно найти множество таких протокластеров.

Недавно международная команда астрофизиков рассмотрела один из них там, откуда свет летел к нам больше 12 миллиардов лет. Значит, он выглядит таким, каким был примерно через полтора миллиарда лет после Большого взрыва. Как пишут ученые в статье, опубликованной на сервере препринтов Корнелльского университета (США), в кластере прослеживается 13 галактик, и их общая масса примерно такая же, как у одной нашей галактики Млечный Путь, если не меньше — порядка сотен миллиардов Солнц.

Особенно заинтересовали две галактики, которые впервые заметили при наблюдениях через радиотелескоп. Впоследствии их удалось рассмотреть и в некоторых других диапазонах излучения, но только не в видимом и даже не в ближнем инфракрасном. По собранным данным, общий «вес» всех звезд в них составляет около 100 и 50 миллиардов солнечных масс. Для сравнения: 50 миллиардов — примерно такая же масса, как у галактики Треугольника.

При этом «темные» галактики очень богаты межгалактическим газом — его масса заметно превышает общую массу всех звезд. В Млечном Пути газ «весит» на порядок меньше звезд вместе взятых. Это говорит о том, что наша зрелая галактика весь свой исходный материал для звездообразования по большей части израсходовала, потому и рождает единицы новых звезд в год. В далеких темных галактиках, по оценкам, их ежегодно «загораются» целые тысячи. Судя по всему, эти галактики потому и не видны в видимом свете, что они находятся в очень плотной среде и затенены ею.

Источник: Naked Science

https://m.vk.com/wall-144877773_111163

ФИЗИКИ МАТЕМАТИЧЕСКИ ОБЪЯСНИЛИ, КАК МЫЛО УСПЕШНО ПРОШЛО ЛАБИРИНТЫ 🔬

 Поверхностно-активные вещества оказались способны эффективно проходить лабиринты. Международная группа ученых опубликовала математическую модель, описывающую происходящие при этом физические процессы.

Недавно исследователи обнаружили, что поверхностно-активные вещества, они же ПАВ или сурфактанты, — молекулы, снижающие поверхностное натяжение жидкости и содержащиеся в мыле — могут естественным образом находить кратчайший путь через лабиринт.

Лабиринты — модельная система для сложных разветвленных сетей, таких как легкие. Понимание механизмов перемещения веществ в лабиринтах может быть ключом к пониманию того, как жидкости и лекарства перемещаются по этим сетям. Изучение механизмов транспорта вещества по таким структурам помогает медикам находить новые и более эффективные методы лечения, оптимизировать доставку лекарств.

Международная группа ученых описала математическую модель, объясняющую это явление. Их статья опубликована в журнале Physical Review Letters.

Когда ученые помещали окрашенное мыло в заполненный смесью молока и сливок лабиринт, природные поверхностно-активные вещества, уже присутствующие в смеси, взаимодействовали с сурфактантом в мыле. Обобществленная жидкость «знает» весь лабиринт, поэтому мыло «интуитивно» находит кратчайший путь к цели. Удивительно, что в процессе перемещения мыло совсем неглубоко проникает в тупиковые ветви лабиринта или не перемещается туда вообще.

Такое поведение ученые объясняют физическими процессами. Два типа поверхностно-активных веществ генерируют силы натяжения, направляющие мыло к выходу. Исследователи использовали передовые математические модели и симуляции, чтобы воспроизвести, как эти силы собирают информацию об общей форме и структуре лабиринта.

Они обнаружили и математически описали механизм, объясняющий перемещение жидкости по сложной разветвленной сети. Расчеты ученых и экспериментальные данные совпали с высокой точностью.

«Применение этого исследования на этом не заканчивается. Многие другие системы, такие как микрофлюидные устройства, которые перемещают микрообъемы химических веществ через сложные сети, могут извлечь выгоду из нашей модели. Используя ее, исследователи смогут создать более эффективные конструкции, неизбежно снижая затраты», — добавил доктор Ричард Макнаир ( Richard Mcnair), первый автор исследования.

Исследовательская группа уже разработала предварительные модели, включающие распространение поверхностно-активных веществ в реалистичных геометриях масштаба человеческих легких.

Источ

ник: Naked Science

https://m.vk.com/wall-144877773_111157

Инцидент космического масштаба: как массивная черная дыра звездой подавилась

 В центре далекой-далекой галактики в 300 миллионах световых лет от Земли находится сверхмассивная черная дыра, «подавившаяся» веществом поглощенной звезды.

В работе, опубликованной в журнале Astrophysical Journal Letters, исследователей из Массачусетского технологического института, NASA и других научно-исследовательских организаций описывается «приливная вспышка» — резкий выброс электромагнитного излучения, обычно происходящий, когда черная дыра поглощает другое небесное тело. Впервые вспышку зарегистрировали в 2014 году, и с тех пор ученые систематически направляли телескопы в сторону черной дыры, чтобы изучить процессы, сопровождающие рост и эволюцию ей подобных.

По мере того, как обреченная звезда падала на черную дыру, исследователи наблюдали небольшие колебания ее излучения в оптическом и УФ диапазонах электромагнитного спектра. Примерно та же картина наблюдалась примерно 32 дня спустя, но уже в рентгеновском диапазоне.

При помощи компьютерного моделирования исследователи смогли установить наиболее вероятный сценарий, объясняющий эти аномалии: звезду, приблизившуюся к горизонту событий черной дыры, разорвало приливными силами, и осколки звезды, двигаясь по спирали в направлении черной дыры, начали сталкиваться между собой, что и привело к возникновению вспышек в тех местах, где происходило столкновение осколков звезды.

Черная дыра словно не смогла быстро поглотить захваченные осколки и начала «задыхаться» от них, отмечают исследователи.

Наблюдение событий разрушения приливными силами — практически единственный способ обнаружить черную дыру: они есть почти в каждой большой галактике, но не видны в телескопы до тех пор, пока не начинают поглощать яркие объекты, а это происходит раз в 10-100 тысяч лет. Поэтому каждое такое событие — это возможность узнать больше о черных дырах, отмечают авторы исследования.

https://m.vk.com/wall-12372407_480451

Два напитка, которые оказались полезнее зелёного чая. Что говорят учёные

 Запись на стене

Популярная наука

сегодня в 2:53

Два напитка, которые оказались полезнее зелёного чая. Что говорят учёные

Зелёный чай — король здоровья? Забудьте это. Кофе и чёрный чай с лёгкостью свергли его с трона! Почему? Сейчас разберёмся, и вы точно захотите заварить что-то почернее и покрепче.

Не скрою, я люблю зеленый чай. Но когда хочу взбодриться - утром или перед тренировкой, предпочитаю кофе или крепкий черный чай. И, как показали недавние исследования, оба эти напитка оказались еще и полезнее в большинстве случаев.

Кофе долгое время было принято пугать - едва ли не меньше, чем сахаром и солью. Дескать, давление повышает, для сердца опасен. И фаворитом стал зеленый чай. И это случилось еще до того, как всё китайское у нас стало мейнстримом.

Теперь же давайте восстановим справедливость!

Кофе: против старости и глупости

Если когда-то кофе считался "опасным" для сердца и здоровья, сегодня его реабилитация завершена. Ученые из Университета Осло выяснили, что по содержанию антиоксидантов кофе может оставить позади не только зеленый чай, но и многие другие напитки.

Кофе, оказывается, просто нафарширован антиоксидантами. Больше, чем зелёный чай, и уж точно больше, чем твой утренний бутерброд!

Основные выводы:

Кофе содержит в 3–5 раз больше полифенолов, чем зелёный чай. И это важно, ведь полифенолы улучшают когнитивные функции и защищают мозг от возрастных изменений. Проще говоря, соображаете лучше, особенно с возрастом.

Антиоксидантная активность кофе также в четыре раз выше. Это хорошо отражается на здоровье кожи. Укрепляет иммунитет. И снижает риски онкологии.

Если пить кофе умеренно - не более четырех чашек в день (а лучше - трех), то это поможет защитить организм от окислительного стресса — одной из причин старения и хронических заболеваний.

Чёрный чай. Для сосудов

Чёрный чай, который часто уступает в популярности своему зелёному "родственнику", может похвастаться рядом преимуществ. Особенно в борьбе с окислительным стрессом. Исследования учёных из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН подтверждают: чёрный чай эффективнее зелёного при защите сосудов от повреждений.

Чёрный чай предотвращает окислительный стресс в аорте в более короткие сроки, чем зелёный.

Особенно чёрный чай бьёт зелёный в одной категории: он спасает сосуды быстрее и эффективнее. А заодно делает это стильно — благодаря теафлавинам. Нет, большинство понятия не имеет, что это такое, но звучит круто.

Если кратко теафлавины - это такой специфический антиоксидант, который содержится только в черном чае (в зеленом его содержание минимально). В других продуктов его не встретишь. Он образуется в процессе ферментации.

Его значение трудно переоценить. Это вещество борется с вирусами и бактериями. Помогает восстанавливать микрофлору кишечника. Стимулирует окисление жиров, что не только ускоряет похудение, но и снижает риски так называемой жировой дистрофии печени.

В чёрном чае есть витамин Р, который укрепляет сосуды. Что это значит? Меньше риска, что твои сосуды подведут тебя в важный момент — например, когда ты бежишь к холодильнику за пивом.

Если серьезно, то витамин Р (Рутин) увеличивает проницаемость капилляров, улучшая кровообращение и защищает от ультрафиолета. Полезная штука, которой не так уж много в других продуктах питания.

Медики из Пятигорска доказали в своем исследовании, что теафлавин крайне полезен для борьбы с нарушениями мозгового кровобращения.

Получается, что чёрный чай может быть полезен людям, у кого есть проблемы с сосудами. И очень полезен тем, кто лечится от онкологии с помощью химио- и лучевой терапии.

В каких случаях зелёный чай лучше

Зеленый чай не стоит уж совсем сбрасывать со счетов. Есть и в нем своя польза, например:

Содержит в 10 раз больше витамина С, чем чёрный чай. Хотя, будем честны - витамин С можно найти где угодно. Он есть практически в любой растительной пище.

Сохраняет больше катехинов благодаря минимальной обработке. Они, в свою очередь, обладают противовоспалительным эффектом. И борется с холестерином.

Ну и если вам нужна бодрость, но не чрезмерная (вечером например), то зеленый чай - лучший выбор.

Что же касается бодрости, то кофе - конечно - однозначный лидер. В 240 мл кофе содержится около 96 мг кофеина, в то время как в таком же объеме зеленого чая содержится лишь 29 мг кофеина.

Итак, зелёный чай проиграл. Но не переживай: он всё равно останется модным аксессуаром, который можно демонстративно пить, когда хочется показаться зожником!

Лично я предпочитаю зеленый чай еще и для снижения аппетита. Потому что он у меня зверский и это один из немногих простых способов его усмирить. А без этого ни о какой хорошей форме говорить не приходится.

Перефразируя классика:

Все бодрящие напитки - хороши, выбирай на вкус.

Но если пить для пользы, то черный чай и кофе - победители этой гонки.

https://m.vk.com/wall-81496960_122928?from=recommended68_-38917904_14734/2