Рубрика «физика» - 87

Спросите Итана: если вещество состоит из точечных частиц, почему у предметов есть размеры? - 1
Модель структуры протона вместе с присущими ему полями показывает, как, несмотря на то, что он состоит из точечных кварков и глюонов, у него есть конечный и довольно большой размер, возникающий благодаря взаимодействию его внутренних квантовых сил

Основная идея атомной теории состоит в том, что на наименьшем, фундаментальном уровне материю, из которой всё состоит, после какого-то предела уже нельзя делить далее. Эти итоговые строительные блоки материи были бы буквально неделимыми, ἄτομος. Спускаясь на всё меньшие масштабы, мы обнаруживаем, что молекулы состоят из атомов, а те состоят из протонов, нейтронов и электронов, а протоны и электроны можно дальше делить на кварки и глюоны. И хотя кажется, что кварки, глюоны, электроны и прочие являются точечными частицами, у состоящей из них материи есть реальные, конечные размеры. Почему так происходит? Именно это хочет узнать наш читатель:

Многие источники постулируют, что кварки – точечные частицы. Можно было бы подумать, что состоящие из них объекты – нейтроны – тоже точечные. Что не так в моём рассуждении? Или же они связываются между собой таким образом, что у получающегося нейтрона оказывается некий размер?

Давайте отправимся к мельчайшим масштабам и посмотрим, что там происходит.
Читать полностью »

Передача информации быстрее скорости света. Построение систем дальней связи - 1

В современном мире системы связи играют важную роль в развитие нашего мира. Каналы передачи информации буквально опутывают нашу планету, связывая различные информационные сети в единую глобальную сеть Интернет. Дивный мир современных технологий включает в себя передовые открытия науки и техники, не редко связанные также с удивительными возможностями квантового мира. Можно с уверенностью сказать, что на сегодняшний день квантовые технологии прочно вошли в нашу жизнь. Любая мобильная техника в наших карманах оснащена микросхемой памяти, работающая с использованием квантового туннелирования заряда. Подобное техническое решение позволило инженерами компании Toshiba построить 1984 году транзистор с плавающим затвором, ставшим основой для построения современных микросхем памяти. Мы каждый день пользуемся подобными устройствами, не задумываясь, на чем основана их работа. И пока физики ломают голову пытаясь объяснить парадоксы квантовой механики, технологическое развитие берет на вооружение удивительные возможности квантового мира.

В данной статье мы рассмотрим интерференцию света, и разберем способы построения канала связи для мгновенной передачи информации с применением квантовых технологий. Хотя многие полагают, что невозможно передавать информацию быстрее скорости света, при правильном подходе даже такая задача становится решаемой. Думаю, вы сами сможете в этом убедиться.
Читать полностью »

Бесконечна ли наша вселенная?

Вселенная

Внимание! В данной статье будет высказана лишь теория, без научного доказательства.

Доброго времени суток гиктаймс! На написание данной статьи меня толкнули видео с ютуба о необычных числовых парадоксах. А именно о парадоксах Зенона и того почему нельзя делить на ноль, о которых сегодня и пойдет речь.Читать полностью »

Существует достаточно большое количество вариантов видеть ночью. Это или взять прибор ночного видения, или тепловизор, или ночной прицел с подсветкой, или, может быть, камеру с электронным умножением на EMCCD. К сожалению, не всегда все камеры и приборы оказываются под рукой одновременно, и их обычно не удаётся сравнить между собой.

К счастью, нам повезло, и у нас появилась такая возможность. Более того, повезло, что погода позволила воссоздать эталонные условия для проведения сравнительных испытаний. Луна отсутствовала, небо было чистое, и нужно было только выехать за город, подальше от искусственного освещения.

Итак, что же у нас было с собой:

1.1 ЭОП – электронно-оптический преобразователь третьего поколения. Лучший из всех приборов типа ЭОП, с которыми приходилось сталкиваться. Очень сложно создать условия, при которых он ничего не видит. Разрешение ЭОП 68лин/мм. Максимум спектральной чувствительности должен быть в районе 800нм. ЭОП состыкован с камерой VC249 на базе малошумящего сенсора. Разрешение камеры значительно выше разрешение ЭОП, поэтому камера не влияет на результат.

1.2 VS320 – камера ближнего ИК-диапазона (SWIR) с чувствительностью в диапазоне спектра от 0.9 до 1.8 мкм. Спектральная чувствительность практически плоская. Разрешение 320х256, размер фоточувствительного элемента 25х25мкм.

1.3 VC400 – «обычная» камера видимого диапазона на базе кремневой структуры. «Обычная» в кавычках, потому что это камера для проведения астронометрических наблюдений с обратной засветкой. Разрешение 2000х2000, размер фоточувствительного элемента более 10мкм. Максимум спектральной характеристики в районе 550нм.

Все камеры разработаны и произведены в России, но это не должно никого смущать, так как элементная база (за исключением ЭОП) вполне себе импортная.
Читать полностью »

Спросите Итана: что происходит с сингулярностью при испарении чёрной дыры? - 1
Горизонт событий чёрной дыры — сферический, или сфероидальный участок, из которого ничего, даже свет, убежать не может. Но есть предсказание, что вне горизонта событий чёрная дыра испускает излучение.

Сложно представить, учитывая разнообразие форм, принимаемых материей во Вселенной, что миллионы лет в ней существовали только нейтральные атомы водорода и гелия. Возможно, примерно так же сложно представить, что когда-нибудь, через квадриллионы лет, погаснут все звёзды. Будут существовать только останки ныне такой живой Вселенной, включая и самые впечатляющие её объекты: чёрные дыры. Но и они не вечны. Наш читатель хочет узнать, как именно это произойдёт:

Что случится, когда чёрная дыра потеряет достаточное количество энергии из-за излучения Хокинга, и плотности её энергии уже не будет хватать для того, чтобы поддерживать сингулярность с горизонтом событий? Иначе говоря, что произойдёт, когда чёрная дыра перестанет быть чёрной дырой из-за излучения Хокинга?

Чтобы ответить на этот вопрос, важно понять, что на самом деле представляет собой чёрная дыра.
Читать полностью »

Выдающийся математик раскрыл подробности того, как его успехи в изучении тысячелетних математических вопросах связаны с концепциями, взятыми из физики

Раскрыта тайная связь чистой математики и физики - 1
Миньон Ким

В математике полно странных числовых систем, о которых большинство людей никогда не слышало. Некоторые из них даже сложно будет представить. Но рациональные числа знакомы всем. Это числа для счёта предметов и дроби — все числа, известные нам с начальной школы. Но в математике иногда сложнее всего понять самые простые вещи. Они простые, как гладкая стена, без трещин и выступов, или других очевидных свойств, за которые можно было бы ухватиться.

Миньон Ким, [Minhyong Kim] математик из Оксфордского университета, особенно интересуется вопросом того, какие рациональные числа подходят для решения уравнений определённого рода. Эта проблема стимулировала специалистов по теории чисел тысячелетиями. И они едва продвинулись по пути к её решению. Когда вопрос изучается так долго и без ответа, можно заключить, что единственным способом продвинуться в нём будет выдвинуть радикально новую идею. Именно это и проделал Ким.
Читать полностью »

Изобретатель КМОП создал дешёвый фотонный сенсор, работающий при комнатной температуре на 1040 FPS - 1

Иллюстрация процесса формирования изображения прототипом микросхемы QIS разрешением 1 Mjot на частоте 1040 кадров/с. В левом верхнем углу — увеличенная область из общего поля бинарных однофотонных данных (1024×1024), полученных с сенсора на 1040 FPS. В правом нижнем углу — изображение с градациями серого, которое получено путём обработки исходных данных с сенсора алгоритмом устранения шумов

Высокопроизводительные фотонные детекторы сейчас повсеместно используются в науке, камерах ночного видения, а также в автомобильных сенсорах и камерах безопасности. Производительность детекторов определяется несколькими ключевыми факторами:

  • подсчёт частоты ошибок;
  • скорость чтения;
  • пространственное разрешение;
  • квантовая эффективность;
  • темновой ток.

В данный момент на рынке представлены однофотонные лавинные диоды (SPAD) и устройства с зарядовой связью с электронным умножением (EMCCD). Оба типа детекторов полагаются на лавинное умножение для генерации сигнала большого напряжения от единственного фотона. Подобным устройствам требуется высокое рабочее напряжение для создания критического электрического поля, в котором возможен лавинный эффект.

Специалисты из Инженерной школы Тейерта Дартмута создали принципиально новый фотонный детектор под названием Quanta Image Sensor (QIS), который может произвести настоящую революцию во всех областях, где используются устройства такого типа.
Читать полностью »

Многие ученые умеют продавать «воздух» — ещё не сделанную работу. Но добиться того, чтобы тебе выделили деньги на работу, результат которой невозможно увидеть по определению – это, по-моему, вершина фандрайзинга. Тем не менее, с одной такой научной работой мне повезло познакомиться.

Теория абсолютной невидимости или Мысли о шапке-невидимке - 1

Читать полностью »

Что такое дополнительные измерения? Несколько примеров - 1
Рис. 1: мелкая лодка в канале может двигаться вдоль и поперёк

Пора узнать что-либо при помощи двумерного пространства, что мы не могли узнать, используя одномерное. В частности давайте обратимся к полоске — пространству, которое выглядит, как лента, с одним очень длинным измерением (возможно, бесконечным), и одним очень коротким. Большая часть того, что относится к полоске, будет справедливо и для трубы, но я ограничусь полоской, поскольку её легче рисовать.

Во-первых, позвольте напомнить концепцию, введённую мной в конце статьи про одномерные миры. Даже если какой-либо физический мир трёхмерен, например, наш с вами привычный мир, для определённых его аспектов возможно вести себя так, будто они одномерные. К примеру, человек, идущий по канату, существует в трёх измерениях, но его движения будут по сути одномерными. В этом случае его мир делают одномерным ограничения, необходимые для его безопасности. На полоске же у нас есть ещё одна причина для того, почему этот мир может быть эффективно одномерным. У неё есть большое измерение и малое, и то, можете ли вы двигаться вдоль малого, зависит от вашей формы и размера по сравнению с расстоянием, описывающим малое измерение.
Читать полностью »

Андрей Филиппенко из РАЕН изобрёл технологию дыхания в жидкости из фторуглерода - 1

Вчера по российским телеканалам показали очередное изобретение российских учёных — технологию жидкостного дыхания, которая якобы позволяет дышать под водой. Вместо воды в данном случае используется специальная жидкость. Как сообщили телеканалы, это «секретная российская разработка».

Автор изобретения — член-корреспондент РАЕН (Российская академия естественных наук), кмн, лауреат премии общества кораблестроителей Великобритании Андрей Филиппенко. Он занимается этим проектом ещё со времён СССР, и вот наконец-то добился демонстрации на самом высоком уровне.
Читать полностью »


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