Рубрика «физика» - 110

Страницы еще пусты, но странным образом ясно, что все слова уже написаны невидимыми чернилами и только молят о зримости.
Владимир Набоков

У прекрасных изображений глубокого космоса – от удалённых галактик до звёзд, скоплений, туманностей в нашей Галактике – есть одно общее свойство.

image

Свет! Конкретно, электромагнитное излучение. Этот свет не всегда попадает в видимую часть спектра, но именно к ней мы наиболее привычны. Неудивительно: величайший источник энергии для нас тот же, что и для скопления вверху, NGC 3603.
Читать полностью »

В самой первой статье я написал примерный план нашего сериала, заключительный пункт которого — работа с электроникой. Пора уже к нему переходить. Всё остальное подточено, утечки найдены и исправлены, вакуумная система начищена до зеркального блеска.

Из электроники для экспериментов у нас есть:

  • различные микроконтроллеры (популярные платы Arduino Nano, Due, менее популярный, но интересный Stellaris Launchpad; одноплатные компьютеры Raspberry Pi 3 B+ и Intel Edison)
  • АЦП (AD7715, ADS7816) и ЦАП (DAC8512)
  • Операционные усилители обычные и прецизионные, малошумящие
  • Остальные электронные компоненты по мелочи, а также «донорские» устройства (вышедшие из строя ATX блоки питания, ИБП, CD-ROM drives и т.п.)
Электронный микроскоп в гараже. Высокое напряжение - 1

Из больших, независимых устройств есть высоковольтный блок питания от микроскопа Amray примерно 1990 года выпуска, неизвестной работоспособности, со следами ремонта русскоговорящим человеком.

Надо разобраться, как им управлять, как подключить к нашей колонне и вообще, проверить, работает ли он. А то подозрительно там внутри всё подписано по-русски маркером :)
Читать полностью »

image

Тёмная материя – вещь более неуловимая, чем утерянные ключи от машины, и более загадочная, чем горящий на приборной панели автомобиля значок. Она, вероятно, существует, и если да – из неё состоит большая часть материи Вселенной. Она может состоять из частиц, и если да, и если учёным повезёт – то Большой адронный коллайдер (БАК) сможет создать некоторые из них. В любом случае, в экспериментах, проводимых на БАК, можно искать и такие частицы (хотя, возможно, легче будет найти ключи от машины).

В этой статье я попробую ответить на очевидные вопросы по поводу того, как учёные с БАК могут наблюдать эффекты, оказываемые новой необнаружимой частицей, и как они могут получить доказательства того, что эта частица и правда принадлежит к тёмной материи.

Детектив: Вы хотите обратить моё внимание ещё на что-нибудь?
Шерлок Холмс: На странное ночное происшествие с собакой.
Детектив: Но собака ночью ничего не сделала.
Шерлок Холмс: Это и было странно.

— А. К. Дойл

Как эксперименты на БАК могут обнаружить необнаружимое?

Читать полностью »

Однопиксельную камеру с активной подсветкой ускорили в 50 раз - 1
Образцы фотоснимков, сделанных новой однопиксельной камерой с подсветкой всего по 50 шаблонам из случайного распределения Бернулли (M=50)

В традиционной цифровой фотосъёмке принято использовать объектив, который формирует световой поток и направляет его на матрицу светочувствительных элементов — ПЗС или КМОП сенсор цифровой камеры. Считается, что чем больше элементов в матрице, тем лучше фотография: 20 миллионов элементов лучше, чем 13 миллионов. Это один из основных показателей качества фотографии, вместе со светосилой объектива и плотностью самих элементов (чем меньше плотность, тем больше физический размер матрицы, тем меньше искажений и наводок дают элементы).

Но что если у фотоаппарата вообще нет объектива, а светочувствительная матрица состоит из 1 (одного) пикселя? Современные цифровые технологии обработки сигналов действительно позволяют очень быстро собрать и обработать световой поток одним-единственным светочувствительным элементом. В этом случае фотоаппарату не нужны не объектив, ни большая матрица. То есть фотоаппаратура заменяется на компьютерные вычисления.
Читать полностью »

Это перевод статьи Марка Андерсона [Mark Anderson] из журнала New Scientist (18-24 марта 2017г.)

На удивление притягательная сила

image

По идее, гравитация должна быть силой предсказуемой. Мы с ней хорошо знакомы, благодаря ей мы твёрдо стоим на Земле, а наша атмосфера не улетает в космос. Если же взять более крупные масштабы, то эта сила повлияла на эволюцию самой Вселенной. Как же обидно, что иногда гравитация нас подводит. Дабы объяснить спиралевидное вращение галактик и скоплений галактик гравитацией в том виде, в котором мы её понимаем, нам нужно придумать совершенно новую форму материи, которую никто никогда не наблюдал воочию — тёмную материю. Чтобы объяснить ускорение расширения Вселенной, нам нужно выдумать настолько же загадочную сущность — тёмную энергию.

Но что если мы никогда до конца не понимали гравитацию? Что если где-то вне нашего поля зрения гравитация играет не по правилам?
Читать полностью »

image
Челябинский метеорит; фото: Константин Кудинов

Одно из интереснейших и в то же время страшных событий из происходящих на Земле – это столкновение с фрагментом кометы или астероидом. Столкновения вроде того, что не так давно случилось в Челябинске, довольно нередки; в течение жизни человек может увидеть множество таких объектов. Гораздо реже случаются столкновения, приводящие к таким последствиям, как случай на Тунгуске, Аризонский кратер или Великое вымирание, случившееся 65 млн лет назад. Результаты таких столкновений видны по сей день. Но их нельзя сравнивать с тем, что испытывает Юпитер. Почему? Доминик Турпин спрашивает:

В Юпитер врезается так много космических объектов из-за его силы гравитации, или из-за того, что он слишком большой, чтобы промахнуться мимо него?
Читать полностью »

image

Атлас знал ответ. С трудом выполняя задачу по удержанию Земли, этот титан, скорее всего, отлично знал, сколько она весит. Но нам не повезло так, как ему. Как же может простой смертный, крохотный человек на поверхности Земли, вычислить своё приближение для веса Земли? И где бы мы могли разместить такие весы?

Точного ответа у нас не было до тех пор, пока англичанин Джон Мичелл не придумал, как его вычислить. Сегодня его мало кто знает, но в XVIII веке он был одним из умнейших священников. Будучи геологом, астрономом, математиком и теоретиком, дружившим с членами Королевского научного общества в Лондоне, он был первым во многих вещах: он первым предположил, что землетрясения распространяются как эластичные волны через кору Земли (за что его прозвали «отцом современной сейсмологии»), первым предположил, что многие звёзды на самом деле двойные, и первым представил настолько огромную и массивную звезду, что даже свет не может убежать от её гравитационного притяжения – «чёрное солнце», нечто типа первой модели чёрной дыры.
Читать полностью »

image
Нам приписывают рождение чего-то вроде тяжёлого металла. Если это так, то нам срочно надо сделать аборт.
— Джинджер Бэйкер, основатель британской рок-группы Cream

Посмотрите вокруг себя. Внимательно оглядитесь вокруг. На всё, что вас окружает – камни, деревья, горы, небо, облака, Солнце, воду, всё живое.

Из чего всё это состоит?

Вселенная и тяжёлый металл - 2
Читать полностью »

Как мы знаем, любое плывущее в жидкости тело рано или поздно остановится за счет сил вязкого трения, если его движение не поддерживается каким-нибудь двигателем. Но есть жидкости, называемые сверхтекучими, в которых вязкое трение отсутствует(*). Самый известный пример сверхтекучей жидкости – это жидкий гелий, охлажденный, как минимум, до 2.17 градусов выше абсолютного нуля температуры.

Движение при полном отсутствии вязкости проявляется во многих впечатляющих эффектах: сверхтекучий гелий легко протекает через самые узкие щели и трещины, способен бесконечно течь по кругу(**) и вытекать из сосуда через тончайшую жидкую пленку, налипшую на его стенки. Все эти явления – примеры крупномасштабных квантовых эффектов.

В недавней теоретической статье был рассмотрен вопрос: можно ли плавать в сверхтекучей жидкости? Иными словами, может ли гипотетический пловец, двигая руками и ногами, создавать силу тяги, позволяющую ему разгоняться или замедляться, не задействуя силы вязкого трения?

Читать полностью »

image
Нейтринный детектор Супер-Камиоканде

Учёный-экспериментатор – профессия часто неблагодарная. Вы читаете новости про эксперименты, закончившиеся великими открытиями, но мало кто слышал о попытках, часто героических, экспериментаторов, которым ещё только предстоит обнаружить или пронаблюдать то, для чего они делались.

Некоторые из попыток тянутся уже десятилетия и видят смену поколений людей, считают их человеко-часы и опыт. Однако отсутствие результата иногда имеет такой же научный смысл, как любое разрекламированное открытие: мы узнаём о том, чем не является реальный мир, или о том, чего в нём нет. С другой стороны, получение некоего позитивного отклика от любого из этих экспериментов имело бы далеко идущие последствия для нашего понимания Вселенной и нашего места в ней.

Вашему вниманию предлагается список из семи идущих в данный момент экспериментов, которым ещё только предстоит найти искомое. Все они удивительны в своей гениальности и амбициозности. Неудивительно, что их стараются продолжать и поддерживать.
Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js