Ученые показали, что дно бутылки с негазированной жидкостью разбивается при ударе ладонью из-за того, что в жидкости возникает кавитация. Свой эксперимент физики описали в работе, выложенной в архиве Корнельского университета. Кратко о работе пишет блог издания Technology Review.
Суть фокуса, который стал предметом внимания ученых, заключается в том, чтобы ударить ладонью сверху по горлышку бутылки с водой - при этом у нее разбивается дно. Интересно, что ни с пустой бутылкой, ни с бутылкой, наполненной газированными напитками, фокус не удается.
Чтобы разобраться с природой поведения жидкости, физики поместили на дно сосуда акселерометр и записали эксперимент на высокоскоростное видео. При этом оказалось, что начало разрушения стекла происходит существенно позднее самого удара. В момент удара у дна бутылки резко падает давление, что вызывает вскипание жидкости и образование пустот - кавитацию. Сразу после этого пузыри схлопываются, причем скорость схлопывания примерно в 10 раз превосходит скорость образования пустот. Получившаяся ударная волна попадает на стекло и вызывает его разрушение.
В случае использования газированной воды разрежения в жидкости быстро заполняются углекислым газом и образования ударной волны не происходит.
Ученые из Мексики представили видео левитирующих капель жидкости. Их работа представлена 65-м съезде Американского физического общества в разделе "Динамика жидкостей". Препринт статьи со ссылками на видеоролики доступен на сайте arXiv.org.
До недавнего времени хорошо было известно, что, в зависимости от вязкости и плотности жидкости, капля, падающая на поверхность, прежде чем влиться в нее, подскакивает. В 2005 году в Physical Review Letters появилась статья, авторы которой продемонстрировали следующий эффект - если поверхность жидкости заставить вибрировать, то капля так и останется на поверхности.
В рамках новой работы ученые использовали мыльную воду. Чтобы создать вибрации, ученые поместили сосуд с жидкостью на обычные музыкальные колонки. Исходивший от них звук создавал необходимые вибрации. Точного объяснения почему капли не растворяются, у ученых пока нет. Они полагают, что дело может быть в воздухе, застрявшем под каплей.
В рамках работы ученые не только экспериментально проверили, что капли способны жить на поверхности достаточно долго, но и обнаружили, что они собираются в своего рода ансамбли. По мнению ученых, это может быть связано с формированием стоячих волн Фарадея - нетривиального нелинейного эффекта гидродинамики. В будущем ученые надеются научиться контролировать перемещение капель.
Образование капель и их поведение является предметом пристального внимания физиков. Так недавно физики из голландского Университета Твенте обнаружили, что при замерзании капли воды на ней образуется острие - математически говоря, особая точка поверхности. На этой точке вырастает ледяное дерево инея.
Три идентичных излучателя и интенсивность их лучей. Изображение Yue Zhang
Физики создали микроскопические кремниевые источники закрученного света, то есть света, состоящего из фотонов, имеющих орбитальный угловой момент. Работа опубликована в журнале Science, ее краткое содержание приводит сайт Университета Бристоля.
Закручивание света определяет распределение фазы фотонов в луче - на поперечном "срезе" закрученного пучка в разных точках фаза будет разной. Закручивание не имеет отношения к поляризации - ни плоской, ни круговой.
Обычно такой свет получают при помощи пропускания лазерного луча сквозь специальные устройства. В них используются голографические пластины или особые линзы. Подобные устройства подходят для исследований, но бывают довольно дорогими и громоздкими.
Автором удалось создать источник света с контролируемым угловым моментом на основе оптических кремниевых волноводов. Размер устройства не превышал 4 микрометров - на одной подложке могли разместиться несколько тысяч таких источников. При этом технология их производства не сильно отличалась от технологии производства микрочипов.
Подобные источники могут пригодится для исследования свойств единичных фотонов, имеющих оптический угловой момент. Кроме того, их можно использовать для передачи информации. Так, недавно другая группа исследователей показала, что угловой момент фотона может быть отдельным каналом кодирования для передачи информации. Тогда ученым удалось добиться скорости передачи в 2,56 терабит в секунду на луче с единственной длиной волны.
Отправлено: 21.10.12 15:50. Заголовок: В лаборатории Делфтс..
В лаборатории Делфтского технического университета (Нидерланды) был проведён эксперимент по запутыванию двух твердотельных спиновых кубитов путём их совместного измерения.
Запутанность квантовых систем, напомним, представляют как появление между ними неклассических корреляций по какому-либо параметру, который может принимать по крайней мере два значения для каждой из систем. Чаще всего в опытах, где требуется запутывание, используют фотоны, управляться с которыми несложно: достаточно подавать кванты света на нелинейный кристалл, реализующий эффект спонтанного параметрического рассеяния. На выходе будут появляться пары частиц с суммарными энергией и импульсом, равными энергии и импульсу входных квантов, причём пары эти могут находиться в максимально запутанных состояниях, известных как состояния Белла.
Совместные измерения, проводимые над квантовыми системами, также позволяют достичь запутывания. К примеру, в общепринятом алгоритме квантовой телепортации фотонов ключевым этапом становится измерение состояний Белла, то есть проецирование совместного состояния двух частиц на базис состояний Белла.
Два ядерных спина в алмазе (иллюстрация Kavli Institute of Nanoscience Delft).
Эксперименты с твердотельными кубитами более сложны, но физики, которые надеются создать недорогую и технологичную квантовую память с длительным хранением при комнатной температуре, интереса к ним не теряют. Элементами такой памяти — кубитами — могли бы стать спины электронов или ядер, и каждый из этих двух вариантов имеет свои преимущества и недостатки. Электроны, активно взаимодействуя со средой, серьёзно ограничивают время когерентности (длительность промежутка, на котором кубит сохраняет заданные квантовые свойства), тогда как достижимая при работе с ядрами надёжная изоляция от среды естественным образом осложняет манипулирование их спинами.
Учёные из Нидерландов сделали выбор в пользу кубитов, построенных на основе ядерных спинов азота и углерода. Атомы углерода-13 находились в искусственном кристалле алмаза с повышенным содержанием изотопа 12С, который имеет нулевой спин ядра и на результаты не влиял, а азот был позаимствован у NV-центров (азотно-замещённых вакансий — точечных дефектов алмаза, возникающих при удалении атома углерода из узла решётки и связывании образовавшейся вакансии с азотом). Вспомогательную роль в измерениях сыграли электронные спины NV-центров, связанные сверхтонким взаимодействием с ядерными.
Микрофотография образца искусственного алмаза с металлическими электродами, выделенными жёлтым и синим. Общая ширина изображения — 50 мкм. (Иллюстрация Kavli Institute of Nanoscience Delft.)
Чтобы добиться запутывания, авторы проводили измерение «чётности» — общей характеристики кубитов, показывающей, чётное или нечётное их число находится в определённом собственном состоянии. Неоспоримым доказательством того, что искомая запутанность была достигнута, стало нарушение неравенств Белла, зафиксировать которое в экспериментах с твердотельными спинами ранее не удавалось.
Отправлено: 26.11.12 15:46. Заголовок: Сотрудник Еврейского..
Сотрудник Еврейского университета в Иерусалиме Яков Бекенштейн (Jacob D. Bekenstein) предложил схему относительно простого эксперимента, который, по его мнению, позволит обнаружить флуктуации пространства на планковских величинах расстояния.
Отправлено: 27.12.12 03:17. Заголовок: Что принесет 2013 го..
Что принесет 2013 год: список самых ожидаемых событий в мире науки
В наступающем году ученые, возможно, впервые смогут разглядеть черную дыру или даже "кротовую нору", получить решающую информацию о возможности существования микроорганизмов на Марсе и в антарктическом озере Восток, научатся расшифровывать геном отдельной клетки, создадут карту "линий связи" в мозге и доведут число открытых экзопланет до тысячи
Отправлено: 26.02.13 00:26. Заголовок: Большинство землян з..
Большинство людей знает, что свет склонен к тому, чтобы путешествовать по более или менее прямой линии, а со временем и рассеиваться. Большинство, но, к счастью, не все. Так, некто Джордж Биддель Эйри в 1838 году столкнулся с функцией, детальный анализ который уже в XX веке привёл к пониманию того, что не всё так просто. А к началу XXI века луч Эйри — не расплывающийся по мере своего распространения и кажущийся изгибающимся при столкновении с препятствиями — впервые был получен в лаборатории.
Общая схема экспериментальной установки и её калибровки ( здесь и ниже иллюстрации Noa Voloch-Bloch ).
Однако тогда луч был продемонстрирован только для света. Теперь же группа израильских исследователей под руководством Ноа Волох-Блоха (Noa Voloch-Bloch) из Тель-Авивского университета сумела сделать то же самое не со светом, а с пучком электронов.
Чтобы добиться этого, учёные предварительно рассеивали электроны через специально сделанную ими наноголограмму. Луч был сфокусирован магнитным полем, что позволило сформировать пучки лучей, по форме близких к треугольнику, каждый из которых следовал своей дуговой траектории.
При этом, как было установлено, луч Эйри, состоящий из электронов, также обладал устойчивой способностью к «самоисцелению». Если он попадал в объект вроде оптического кабеля, то после выхода из него, на другой стороне препятствия, восстанавливал свои первоначальные характеристики, включая скорость.
Пока рано говорить о конкретных применениях лучей Эйри, состоящих из электронов. Скорее всего, сначала их можно будет использовать для создания сканирующих туннельных микроскопов с высочайшей разрешающей способностью. Не менее многообещающим выглядит их применение для исследования распространения электронов на большие и особо большие расстояния.
Говорить о конкретных применениях лучей Эйри - самое время. Это как раз то чего не доставало многим лазерным устройствам работающим одновременно с молекулами и их голограммами.. Голографический нано-манипулятор на лучах Эйри вероятно поможет создать более эффективные молекулярные микросхемы на основе сложных меняющихся белковых конструкций (на жидких кристаллах и других оптоволоконных наноструктурах). Запустите эти лучи в ИК порт или кабель и получите нечто интересное. С учетом того, как быстро сейчас развиваются прикладные нанотехнологии, применений для таких лучей может быть много. Возможно на этом принципе будут делать молекулярные 3d сканеры, способные через электронные наноимпульсы манипулировать молекулами и атомами.
Максим Концевич получил премию Breakthrough Prize по математике
Французский ученый российского происхождения Максим Концевич стал лауреатом престижной премии по математике Breakthrough Prize in Mathematics, учрежденной в декабре 2013 года российским предпринимателем, совладельцем Mail.ru Group Юрием Мильнером и создателем Facebook Марком Цукербергом. Имена победителей были объявлены в понедельник в Сан-Франциско.
Помимо Концевича? лауреатами премии стали еще четыре человека: британские математики Саймон Дональдсон и Ричард Тейлор, американец Джейкоб Лурье и австралиец Теренс Тао.
Каждый из победителей получит приз в размере $3 млн. Для сравнения, размер Нобелевской премии почти в три раза меньше - $1,1 млн. Все победители станут членами жюри, которое будет отбирать лауреатов в следующем году. За что наградили Концевича
Концевич работает в Институте высших научных исследований, расположенном под Парижем. Он награжден за вклад в несколько областей математики, включая алгебраическую геометрию, теорию деформаций, симплектическую топологию, гомологическую алгебру и динамические системы.
В 2012 году Концевич, в честь которого были названы сразу несколько интегралов, был удостоен еще одной научной премии, также учрежденной Мильнером, - за исследования в области фундаментальной физики. В послужном списке ученого - выпускника мехмата МГУ - также Филдсовская премия (1998) и премия Крафорда, которую ему вручил в 2008 году король Швеции.
"Математика - самая фундаментальная из всех наук. Это язык, на котором они все написаны. Лучшие математические умы приносят пользу всем нам, расширяя сферу человеческого знания", - заявил Мильнер. "В нынешнем веке математика играет принципиально важную роль для прогресса человечества. Лауреаты премии этого года внесли огромный вклад в науку, и мы рады их достижениям", - отметил, в свою очередь, Цукерберг. Награждение победителей состоится в ноябре этого года в Калифорнии.
Ранее, в 2012 году, Концевич стал лауреатом премии Fundamental Prize по физике. Эту награду, соучредителем которой также является Мильнер, ученый получил за вклад в современную математическую физику, а именно разработку гомологической зеркальной симметрии и исследования явлений узлов пересечений стены. На сегодняшний момент Концевич занимает должность постоянного профессора в Институте высших научных исследований в Бюр-сюр-Иветт под Парижем.
Премия Breakthrough Prize учреждена Юрием Мильнером, совладельцем Mail.ru Group, и Марком Цукербергом, генеральным директором и одним из основателей Facebook. С 2013 года премия ежегодно присуждается в области исследований продолжительности человеческой жизни, биомедицины и наук о жизни. Вручение премии в области математики состоится впервые.
Все даты в формате GMT
3 час. Хитов сегодня: 2
Права: смайлы да, картинки да, шрифты да, голосования нет
аватары да, автозамена ссылок вкл, премодерация откл, правка нет
vesti.ru novostinauki.ru elementy.ru zerx.ru compulenta.ru my.mail.ru torrentino.com earth-chronicles.ru ria.ru
- участник сейчас на форуме
- участник вне форума
