Наукове середовище #93. Ялинка товщиною в атом, яйця динозаврів і коливання іона

19

Новини одним рядком

  • росіяни стали більше цікавитися наукою під час пандемії.
  • одна з найбільш довгоживучих озонових дірок над антарктидою закриється 22 грудня.
  • у екзопланети вперше виявили сигнатуру магнітного поля.
  • середньомагістральний пасажирський лайнер мс-21 отримав сертифікат типу (для першої версії).
  • орбітальний апарат exomars trace gas orbiter (esa/роскосмос) передав новий знімок яскраво-білого водяного льоду на тлі іржаво-червоного марсіанського грунту.

Наукове середовище

Найтонша новорічна ялинка: її товщина складає всього один атом

Вчені з данського технічного університету створили найтоншу в світі різдвяну ялинку! вона була зроблена з графена і має товщину всього один атом.

Автори роботи зазначають, що за цим різдвяним “жартом” стоїть важливе відкриття. Вченим вперше вдалося провести потоковий контроль якості графенового шару під час його перенесення. Це може стати ключем до отримання стабільних для використання властивостей матеріалу.

Графен являє собою форму вуглецю товщиною всього в один атом. Він проводить тепло і електрику в 10 разів ефективніше, ніж мідь. Проблема використання графена полягає в тому, що при переміщенні такої плівки багато що може піти не так, адже вона тонше харчової плівки в 30 000 разів!

В рамках нового дослідження графен наносився на рулон з мідної фольги при температурі близько 1000°c. Це відомий, але складний процес. Важливо відзначити, що раніше не існувало технології, яка могла б контролювати електричну якість графена на ходу. Але вчені нарешті знайшли спосіб зробити це.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

“джеймс вебб” здійснив другий маневр корекції траєкторії

Космічна інфрачервона обсерваторія “джеймс вебб” успішно виконала другий маневр корекції траєкторії на шляху до другої точки в системі сонце-земля. Заключне включення двигунів телескопа відбудеться через 27 днів, після чого апарат вийде на робочу орбіту.

На шляху до другої точки лагранжа в системі сонце-земля “джеймсу веббу” потрібно зробити три маневри корекції траєкторії за допомогою двигунів scat (secondary combustion augmented thrusters), що використовують гідразин і тетроксид діазоту і розташованих на службовій платформі під теплозахисним екраном. Перший маневр, mcc – 1a, був виконаний через 12 годин після старту, а через 60 годин після запуску обсерваторія виконала другий маневр-mcc-1b. В рамках нього двигуни пропрацювали 9 хвилин 27 секунд, забезпечивши нове збільшення швидкості телескопа в напрямку проти сонця.

Очікується, що найближчим часом “джеймс вебб” почне розгортання опорної конструкції теплозахисного екрану, яка займе п’ять днів. Потім телескоп приступить до розгортання оптичної системи, а в кінці 29-денного польоту зробить третій маневр для виходу на гало-орбіту.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Нанотрубку перетворили на крихітний транзистор. Це може змінити всю електроніку

Міжнародна команда дослідників використовувала унікальний інструмент, який в комбінації з електронним мікроскопом дозволив створити транзистор в 25 000 разів менше ширини людського волосся.

Комп’ютерна індустрія десятиліттями була зосереджена на розробці все менших і менших транзисторів, але стикається з обмеженнями кремнієвої технології. В останні роки дослідники зробили значні кроки в розробці нанотранзисторів, які настільки малі, що мільйони з них можуть поміститися на шпильковій голівці. Але запити користувачів зростають, і потрібно все сильніше зменшувати розміри цих пристроїв.

У новій роботі дослідники створили крихітний транзистор, приклавши одночасно силу і електричний струм невеликої напруги. Разом вони дозволили нагрівати вуглецеву нанотрубку, що складається з декількох шарів, до тих пір, поки зовнішні оболонки трубок не відокремилися, залишивши тільки одношарову нанотрубку.

напівпровідникові вуглецеві нанотрубки перспективні для виготовлення енергоефективних нанотранзисторів для створення мікропроцесорів не на основі кремнію. Однак контроль хіральності окремих вуглецевих нанотрубок, яка однозначно визначає атомну геометрію та електронну структуру, залишається великою проблемою. У цій роботі ми розробили і виготовили транзистори з вуглецевих нанотрубок, змінивши локальну хіральність сегмента металевої нанотрубки шляхом нагрівання і механічної деформації

Дай-мін тан, доктор міжнародного центру наноархітектоніки матеріалів, японія

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Фізики визначили точку вильоту електрона з молекули при фотоіонізації

Китайські фізики досліджували тунельну фотоіонізацію молекули азоту методом фотоелектронної голографії, щоб витягти інформацію про область молекули, з якої електрон проникає в потенційний бар’єр. Вони з’ясували, що для молекули, орієнтованої вздовж напрямку поляризації потужного лазерного поля, ця точка відстоїть від її середини на відстані 95±21 пікометрів.

Розуміння процесу фотоіонізації сильно змінилося з моменту відкриття і пояснення фотоефекту, що послужив стартовою точкою в наших уявленнях про корпускулярної природі світла. Істотна роль в цій еволюції відведена прогресу в експериментальній оптиці. Доступ до потужних лазерів допоміг підтвердити гіпотезу про те, що механізми фотоіонізації можуть істотно відрізнятися.

Щоб виміряти таким чином положення фотоемісії, фізики поділяли випромінювання імпульсного лазера з довжиною хвилі 800 нанометрів, тривалістю імпульсу 40 фемтосекунд і частотою повторення 5 кілогерц на два променя. Перший, вирівнюючий промінь розтягувався до 120 фемтосекунд і фокусувався параболічним дзеркалом на струмінь молекул азоту, які він вибудовував у двох можливих орієнтаціях. Другий, зондуючий, проходив через кристал β-bbo, де відбувалася часткова генерація другої гармоніки в ортогональній поляризації. Характеристики електронів, іонізованих з молекул для обох орієнтацій, вимірювала установка по імпульсної спектроскопії з холодною мішенню (coltrims).

Щоб переконатися у вірності своїх результатів, фізики будували функцію вігнера для обох випадків у фазовому просторі поздовжньої координати і поздовжньої швидкості електрона. У межі великих часів ця функція дозволяє зробити висновок про поведінку струму електронної ймовірності, а її максимум вказує на найбільш ймовірне положення електрона перед тунелюванням. Положення фотоемісії, витягнуті таким чином, виявилися в доброму згоді з експериментально виміряними. Так, для поздовжньої орієнтації молекули цей параметр виявився дорівнює двом атомним одиницям, в той час як для перпендикулярної орієнтації – практично збігся з серединою молекули.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Глобальна мережа магнітометрів gnome не виявила аксійної темної матерії

Фізики з колаборації gnome не виявили частинок аксійної темної матерії, проаналізувавши дані, зібрані за час другого сезону роботи глобальної мережі магнітометрів. Результати аналізу, однак, дозволили дослідникам встановити обмеження на масу частинок аксіонної темної матерії і константу її взаємодії зі звичайною речовиною. Вчені розраховують, що проходить зараз модифікація мережі детекторів допоможе істотно збільшити точність експерименту.

Гіпотеза про те, що близько 80 відсотків маси всієї речовини у всесвіті припадає на невидиму темну матерію, пояснює багато астрономічних спостережень: як аномально великі швидкості руху зірок на периферіях галактик і галактик на периферіях галактичних скупчень, так і точну форму спектра неоднорідностей температури космічного мікрохвильового фону. Незважаючи на переконливі свідчення на користь існування темної матерії, ні в одному наземному експерименті не вдалося зареєструвати частинки, з яких вона складається.

Проаналізувавши зібрані мережею детекторів дані, фізики не виявили сигналу темної матерії. Аналіз, однак, дозволив встановити обмеження на параметри теорії-вчені досліджували значення константи зв’язку fint аж до 4х105 гігаелектронвольт, тоді як попередні лабораторні експерименти змогли встановити обмеження тільки fint ≥ 300 гігаелектронвольт.

Учасники колаборації gnome сподіваються в майбутньому істотно збільшити точність експерименту.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Місця розташування детекторів в мережі gnome.

Овірапторозаври вилуплювалися з яйця так само, як пташенята сучасних птахів

Зараз вже мало хто сумнівається, що сучасні птахи є прямими нащадками мезозойських динозаврів – і ось опублікована стаття, в черговий раз підтверджує їх еволюційний зв’язок. В руки китайських палеонтологів знову потрапила прекрасно збереглася скам’янілість. Але не дорослий ящір, а зовсім ще крихітний дитинча, навіки залишився лежати в яєчній шкаралупі. Прозваний ” малюком інлян “(baby yingliang), цей динозаврик – самий повно збережений викопний ембріон “жахливих ящерів”. Особлива цінність знахідки полягає в тому, що він скам’янів у вкрай характерній позі, яку сьогодні приймають тільки пташенята птахів, ось-ось готові вилупитися.

Справа в тому, що при більш уважному вивченні виявилося, що яйця з баїн-дзак морфологічно розрізняються: за формою, за текстурою шкаралупи і її товщині, а також за розмірами. Проте переконання, що кладки були залишені виключно протоцератопсами, було настільки сильним, що навіть коли поруч з одним з гнізд був знайдений скелет дорослого динозавра, його вважали не батьком, а викрадачем чужих яєць, давши йому назву “овіраптора” (oviraptor philoceratops), що означає “злодій, люблячий яйця цератопса”. Після цього протягом майже сімдесяти років ніхто не сумнівався в цьому трактуванні, і лише в 1990-х роках, коли були вивчені мікроскопічні залишки ембріонів всередині “яєць протоцератопса”, з’ясувалося, що як мінімум частина кладок з баїн-дзак належала самим “злодіям”. Таким чином, овіраптори виявилися зовсім не грабіжниками чужих гнізд, а турботливими батьками, що насиджували свої яйця.

Після видалення наповнювала яйце осадової породи стало видно, що всередині, згорнувшись, покоїться дитинча динозавра. Усвідомлюючи важливість такої знахідки, співробітники компанії звернулися до палеонтологів китайського університету геолого-геофізичних досліджень, розташованого в пекіні. На жаль, вченим не вдалося отримати досить докладне зображення методами комп’ютерної томографії: через щільних порід, що наповнюють яйце, на готовому зображенні скам’янілості зливалися з навколишнім їх каменем. Але і відкритої частини скам’янілості вистачило, щоб в подробицях розглянути позу дитинчати (його назвали “малюк інлян” (baby yingliang) – за назвою тієї самої гірничодобувної компанії) і порівняти його з двома іншими ембріонами овірапторозаврів, описаними раніше.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Таємниці візуального сприйняття: як мозок відокремлює межі об’єкта від фону

Щоб зрозуміти візуальну сцену, ми відокремлюємо фігури від фону, призначаючи межі об’єктам переднього плану. Цьому процесу дано визначення”володіння кордонами”. В опублікованій в журналі elife статті вчені постаралися на прикладі приматів визначити, як нейрони в зоровій корі кодують те, якому об’єкту належить межа, і як області мозку взаємодіють для інтерпретації сенсорної інформації і створення загальної картини світу. Це дослідження може допомогти розібратися в психічних процесах, пов’язаних з порушенням сприйняття.

За основу дослідження взята відома оптична ілюзія, придумана данським психологом едгаром рубіном і отримала назву “ваза рубіна”. Її сенс в тому, що при незмінному впливі зображення на сітківку ми поперемінно бачимо то вазу, то два звернених один до одного особи.

Хірургічним шляхом за допомогою краніотомії (операція для доступу до мозку) вчені ввели в мозок нанозонд і над кутовою звивиною вживили записуючу камеру. Потім за допомогою онлайн-аналізу даних радіочастотного картування дослідники вибрали положення, розмір і колір досліджуваної області. Вчені провели паралелі з дослідженнями, проведеними професором чжоу та ін в 2000 році.

За їхніми даними, вибірковість “володіння кордонами” спочатку не досягається прямим шляхом. Їм вдалося встановити, що нейрони глибокого шару обчислюють вибірковість “володіння кордонами” значно раніше, ніж нейрони в зернистому шарі і в поверхневих шарах. Також дослідники виявили, що перевага розподіляється між шарами мозку стовпчастим чином.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Механічні коливання іона побачили в оптичний мікроскоп

Китайські фізики застосували оптичну мікроскопію на основі виснаженого основного стану до одиночного іона іттербія, спійманого в пастку. За допомогою цього методу вони змогли побачити розподіл цього іона в просторі, і також вивчити, як він коливається під дією зовнішньої періодичної сили.

Чжун-хуа цянь (zhong-hua qian) з колегами з науково-технічного університету китаю застосували мікроскопію на основі виснаженого основного стану до одиночного іона 171yb+. Їм вдалося візуалізувати частинку з роздільною здатністю 175 нанометрів. Вони також показали, що таким методом можна спостерігати за тимчасовою еволюцією іона з кроком в 50 наносекунд.

Автори адаптували цю ідею до вимірювання координати іона 171yb+, замкненого в пастці паулі, зв’язавши його флуоресцентні властивості зі спіном ядра. Для отримання одного пікселя зображення фізики опромінювали частинку трьома лазерами. Перший поляризував надтонкий дуплет іона 2s1 / 2 в стан / f=0>(воно відігравало роль темного стану). Потім виснажує лазер висвітлював область, в якій повинен був знаходитися іон. Чим вище ймовірність того, що іон може бути знайдений в середині кільця, тим вище шанс, що виснажує промінь його порушить, після чого той перейде в стан |f=1>(світлий стан). Нарешті, третій лазер був налаштований на збудження іона з стану / f=1>на більш високі рівні з подальшим розсіюванням фотона. Відсутність цього сигналу свідчило про наявність іона в середині кільця.

Це перше дослідження, де в оптичний мікроскоп вдалося простежити за рухом окремого атома з таким просторово-часовим дозволом, хоча сама по собі представлена техніка вже використовувалася іншою групою фізиків, щоб розгледіти розподіл іона кальцію, також спійманого в пастку.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Археологи вперше виявили курган андронівської культури на південь від абакана

Археологи вперше виявили курган андронівської культури, розташований на південь від абакана. В ході охоронно-рятувальних робіт вчені розкопали дев’ять могил бронзового століття, в яких знаходилися останки людей, похованих за обрядами інгумації і кремації. Похоронний інвентар андроновців включав керамічні посудини та бронзові прикраси.

В епоху розвиненої бронзи зі степової зони південного уралу і казахстану в південний сибір приходять племена андронівської (федоровської) культури, яка в мінусинській улоговині здебільшого змінює окуневскую культуру, що існувала в регіоні близько 800-850 років. Андронівці жили осідло, займаючись переважно землеробством і скотарством. По всій видимості, як і перші скотарі південного сибіру, вони були носіями індоіранських мов. Судячи з сучасних радіовуглецевих датувань, андронівці займали середній єнісей в xvii-xv століттях до нашої ери, тобто не більше трьохсот років.

Більшість пам’яток цієї культури являє собою похоронні комплекси (поселень відомо вкрай мало), велика частина з яких виявилася розграбована ще в давнину. Крім того, численні могильники в даний час знаходяться на дні красноярського водосховища. Вчені відзначали, що південніше місця злиття річок абакан і єнісей андроновскіе пам’ятники відсутні, за винятком єдиного поховання, розкопаного в аалі сартиков.

Дослідник зробила висновок, що раніше в південних районах мінусинської улоговини було відомо лише одне поховання андронівської культури. Ряд вчених пояснював це тим, що носії андронівської культури, прийшовши до південного сибіру, зіткнулися тут зі збройним опором племен окуневської культури. Однак ця знахідка, судячи з усього, служить доказом співіснування в мінусинській улоговині носіїв двох культур.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Московський планетарій розповів, які астрономічні події зможуть побачити росіяни в новорічні вихідні

Московський планетарій розповів, які дивовижні астрономічні події і явища можна побачити в новий рік і в святкові дні. Росіяни зможуть помилуватися новорічним парадом планет і зорепадом квадрантіди. Крім того, в небі можна буде помітити комету леонарда, а також спостерігати зближення марса з місяцем.

Так, вечорами з 25 грудня 2021 року по 7 січня 2022 року при гарній безхмарній погоді можна буде побачити новорічний парад планет: уран, нептун, юпітер, сатурнІ венера сяятимуть новорічною “гірляндою”, поступово йдучи за горизонт слідом за сонцем. Недалеко від венери розташовуються меркурій і плутон, вони теж будуть брати участь в параді, проте через промені сонця їх не вийде побачити.

Побачити відразу всю новорічну небесну “гірлянду” з планет можна починаючи з ранку, коли видно марс, і продовжуючи вечорами з 16:00 до 18:00. Всі світила знаходяться низько на південному заході і поступово йдуть за горизонт.

31 грудня відбудеться зближення місяця і марса в сузір’ї змієносець. Побачити цю красиву небесну пару в москві можна тільки вранці перед сходом сонця, з 7:00 і до 8:30 за місцевим часом.

3 січня проллється перший новорічний зорепад квадрантіди – в пік активності метеорного потоку очікується до 120 метеорів на годину, це 1-2 метеора в хвилину при ясному небі! кращий час для спостережень буде з півночі і до світанку, коли радіант виявиться максимально високо над горизонтом.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Наукові відео

Основні джерела:

  • neuronovosti.ru
  • popmech.ru
  • nplus1.ru
  • elementy.ru

Дякую за увагу, і пам’ятайте, що ніколи не пізно ” вчитися, вчитися і ще раз вчитися!”

Минулий випуск рубрики:

  • байкальський нейтринний телескоп зловив нейтрино від активного блазара.
  • мікроби по всьому світу почали “атакувати” пластик.
  • виділяється при заняттях спортом білок кластерин покращує здоров’я і когнітивні функції.
  • зонд “паркер” вперше визначив межі сонця.
  • фізики вбудували тихоходку в кубіт.
  • новгородцям xi століття сподобалося катання на кістяних ковзанах.