Рубрика «физика»

Оптика в ботанике: структурный цвет ягод калины тинус - 1

С чем у вас ассоциируется лето? Для кого-то это период долгожданного отпуска, для кого-то — каникул, а для кого-то — жара, духота и дискомфорт. Если же рассматривать лето с точки зрения гастрономии, то это период овощей, фруктов и ягод, которые мы любим не только за их вкус и пользу, но и за внешний вид. Как мы знаем из начального курса биологии, плоды многих растений обладают теми или иными свойствами, целью которых является привлечь потенциального гурмана. Это важная составляющая тактики расширения ареала произрастания. Подавляющее большинство плодов имеют яркий и сочный цвет, оповещающий об их вкусности. Главным источником того или иного окраса у ягод являются пигменты в кожуре, однако это не единственная методика окрашивания. Ученые из Бристольского университета выяснили, что калина лавролистная (Viburnum tinus) использует липидные наноструктуры в клеточных стенках для окрашивания своих ягод, что является ранее неизведанным вариантом структурной окраски. Что такого необычного в этих липидных наноструктурах, за счет чего они придают ягодам темно-синий окрас, и какое практическое применение сего открытия? Свет на эти вопросы прольет доклад ученых. Поехали.Читать полностью »

Почему лезвия бритвы затупляются после бритья? - 1

Вы когда-нибудь задавались вопросом, как работают те или иные предметы, окружающие нас каждый день. Как холодильник охлаждает продукты, как микроволновка возвращает им былое тепло, как работает Wi-Fi, почему окна не пропускают капли дождя и т.д. Кому-то подобные вопросы могут показаться немного детскими, наивными и даже слегка бесполезными. Оно работает и все тут, а как — уже не имеет значения. Тем не менее, ученые из МТИ (Массачусетский технологический институт, США) решили ответить на один из таких вопросов, а именно — почему стальные бритвы затупляются после бритья? Какие механические процессы протекают в процессе бритья, как волос человека, будучи в 50 раз мягче стали, повреждает ее, и какое практическое применение данного исследования? Ответы на эти необычные вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.Читать полностью »

Мы измерили вибрации маленького маятника на уровне одного нанометра. А потом засунули его в холодильник и охладили его до -250°C. А потом использовали квантовые корреляции, чтобы уменьшить шумы в системе и получше наблюдать сигнал.

Как мы используем квантовый свет для измерения осцилляторов при -250°С - 1

Квантовые технологии помогают нам в самых разных областях. Например, когда нам нужно измерить очень слабый сигнал, а квантовые шумы в системе очень мешают. Это традиционная проблема, например, в гравитационно-волновых детекторах, в которых квантовые флуктуации в амплитуде и фазе лазера, используемого для измерения положения зеркал, мешают наблюдению гравитационных волн. Я об этом рассказывал в своей статье про детектор Einstein Telescope, который появится в Европе в недалеком будущем.

У нас в эксперименте получился маленький прототип этого детектора.
Сегодня вышел препринт нашей статьи об этом эксперименте: Squeezed-light interferometry on a cryogenically-cooled micro-mechanical membrane.
Читать полностью »

Шпионские устройства для контактного и бесконтактного получения информации - 1

Делаем шпионское устройство своими руками из подручных средств

Существует множество различных способов шпионажа. Наверняка каждый из вас слышал о прослушивании с помощью лазера, либо через батареи отопления, либо при помощи микрофонов вмонтированных в стены здания. И всё это окутано каким-то мистическим смыслом, хотя на самом деле это просто и доступно для понимания и повторения каждым. А главное, все собирается из подручных средств.Читать полностью »

Хомяки приветствуют вас друзья!

Сегодняшний пост будет посвящен аппарату для точечной контактной сварки аккумуляторов типа 18650 и прочих. В ходе соберем такое устройство, разберем основные принципы его работы и детально изучим сваренные места под микроскопом. Аккумуляторам сегодня придётся нелегко. Казалось бы сварочный аппарат, который в буквальном смысле состоит из одного трансформатора и контроллера, что тут может пойти не так?!

Точечная сварка под микроскопом - 1

Представьте себе, что одним прекрасным утром у вас сдох шуруповёрт. Крутить шурупы отверткой не царское дело, потому нужно решать проблему. Виновниками этого происшествия стали никелевые аккумуляторы, которые преждевременно отправились в Вальхаллу пить вино и сражаться на мечах. На смену им пришли компактные, высокотоковые литий-ионные аккумуляторы, которые по характеристикам в разы превосходят своих предшественников.Читать полностью »

Давление света: подтверждение 90-летней теории об импульсах фотонов - 1

На протяжении столетий ученые из разных уголков мира создавали самые разные теории, объясняющие те или иные процессы, явления и феномены. Некоторые из этих теорий были подтверждены или опровергнуты на практике буквально сразу после их высказывания. Другие же оставались на бумаге многие годы, ибо на момент их появления технологии не позволяли провести практические опыты. Сегодня мы познакомимся с исследованием, в котором ученые из Франкфуртского университета имени Гете (Германия) попытались понять, что есть «давление света» на самом деле, подтвердив в процессе теорию 90-летней давности. В чем именно заключалась теория, какие методики были использованы в опытах, и что нового мы узнали о фотонах? Ответы на эти вопросы ожидают нас в докладе ученых. Поехали.Читать полностью »

В черном-черном океане живет черная-черная рыба с альбедо кожи 0.5% - 1

Черным океан мы назвали потому, что рыба живет на большой глубине, куда практически не проникают солнечные лучи. Там царит вечная ночь. А рыба реально черная — поверхность тела поглощает 99,5% света.

На фото рыба не кажется такой уж черной, потому что вспышки камеры очень яркие. Даже 0,5% отраженного света хватило, чтобы увидеть рыбку во всей красе.

Природа ничего не делает просто так. Некоторые существа, проживающие на дне океана, люминесцируют, привлекая жертв, плывущих на свет. Это разумный способ выживания. Черная рыба использует свою расцветку для того, чтобы спрятаться от хищников. Это альтернативный способ выжить.
Читать полностью »

Пентаалмаз: как алмаз, только тверже - 1

Порой незначительные, на первый взгляд, детали имеют невероятное влияние на общую картину. Этот принцип применим ко многим сферам нашей жизни: таинственная улыбка Моны Лизы, породившая уйму теорий и спекуляций; одна строка кода, способная напрочь изменить функционал программы; порядок расположения атомов, меняющий свойства вещества. О последнем мы сегодня и поговорим. Ученые из университета города Цукуба (Япония) выдвинули теорию, согласно которой можно создать новую структуру алмаза, которая будет прочнее всем известного минерала. Ученые назвали свое творение «пентаалмаз». Что нужно для создания пентаалмаза, какими свойствами он может обладать и где можно применять столь прочное вещество? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.Читать полностью »

Цель данной статьи – поднять вопросы распараллеливания кода программы для численного моделирования методом молекулярной динамики (МД) с помощью технологии CUDA. Зачем это вообще нужно, ведь уже существуют программные пакеты по МД, работающие в том числе и на CUDA? Дело в том, что я развиваю свою собственную концепцию «непостоянного поля сил» (non-constant force field), которая не реализована в существующих МД-программах.

Переделывать чужой код под эти нужды – довольно неблагодарное занятие, поэтому я взялся перенести уже написанный свой последовательный код и заодно поделится некоторыми размышлениями. Кроме того, это ответ на часто мелькающий здесь комментарий к статьям по CUDA, вроде этого .

Итак, что же такое молекулярная динамика? На Хабре уже есть несколько постов на эту тему, например здесь или вот здесь. Кратко, МД – это метод, позволяющий моделировать движение множества частиц (в том числе атомов, ионов, молекул) и рассчитывать коллективные свойства системы, зависящие от этого движения. Как это работает? Допустим для множества из N частиц заданы некоторые начальные координаты, скорости, массы и (главное!) законы взаимодействия между ними. Изменяем координаты согласно скоростям. На основе законов взаимодействия вычисляем силы, действующие между частицами. Раз знаем силу и массу – знаем ускорение. Поправляем скорость с учетом ускорения. И снова переходим к изменению координат. И так повторяем тысячи раз, пока не надоест не наберем достаточную статистику.

image
Читать полностью »

Природа использует всевозможные интересные и часто простые процессы для генерации удивительных фигур, паттернов и форм любых размеров, которые никогда не перестают удивлять и вдохновлять внимательного наблюдателя. От микроскопического до космического уровня материя выстраивается, упорядочивается и преобразуется при помощи логичных наблюдаемых процессов, часто накладывающихся друг на друга сложным образом.

В этой статье мы поговорим об одном из таких процессов, называемом агрегацией, ограниченной диффузией (diffusion-limited aggregation, или DLA), создающем фрактальные ветвящиеся структуры при помощи случайного движения и «липких» частиц (подробнее о них позже). Свидетельства этого процесса можно найти в природе в различных масштабах и в органических, и в неорганических системах, например:

Симуляция роста кристаллов: ограниченная диффузией агрегация на Javascript - 1

Симуляция роста кристаллов: ограниченная диффузией агрегация на Javascript - 2

Наверху: кластер DLA, выращенный из раствора медного купороса в ячейке для электроосаждения; внизу: коллоидный диоксид кремния с площадью поверхности 130 м2
Читать полностью »


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