Физики обнаружили еще одну частицу из экзотического семейства тетракварков

Нашим постоянным читателям известно, что американский ускоритель и коллайдер Tevatron был окончательно остановлен в 2011 году. Однако, данные, собранные при его помощи начиная с 2002 года, стали основой череды значимых научных открытий, более того, на основании этих данных ученые-физики, входящие в ассоциацию DZero, умудряются делать открытия и сейчас, спустя пять лет после закрытия ускорителя. А последним из таких открытий стала новая частица, относящаяся к семейству экзотических частиц, состоящих из четырех кварков, так называемых тетракварков.

"Наткнувшись на нечто необычное, мы даже и не подозревали, что это было совершенно новой частицей" - рассказывает Дмитрий Денисов, ученый из группы DZero, - "Только после проведения многочисленных проверок мы начали считать, что видимый нами сигнал ни как не связан с естественным фоном или с другими известными процессами, этот сигнал является сигналом от совершенно новой частицы".

Кварк, существование которого было обосновано в 1964 году физиками Мюрреем Гелл-Манн (Murray Gell-Mann) и Джорджем Цвейгом (George Zweig), является самым маленьким из известных компонентов материи. Кварки обычно объединяются в группы по два или три, формируя различные субатомные частицы. К примеру, протон и нейтрон состоят из комбинаций трех типов кварков. А всего типов кварков, называемых ароматами, бывает шесть - верхний, нижний, странный, очарованный, прелестный и истинный, которые могут образовывать бесчисленное количество комбинаций.



В течение долгого времени у ученых не было доказательств существования комбинаций кварков, насчитывающих более трех кварков. Однако теория допускает существование частиц, состоящих из четырех и даже пяти кварков. И первая частица из четырех кварков, тетракварк, была впервые обнаружена в 2003 году японскими учеными. С того времени было обнаружено еще несколько подобных частиц, последний раз в 2014 году в недрах Большого Адронного Коллайдера. Более того, в недрах коллайдера в 2015 году была обнаружена еще более экзотическая частица, пентакварк, состоящая из пяти кварков, связанных друг с другом силами сильных ядерных взаимодействий.

Недавно обнаруженный тетракварк, получивший название X(5568) весьма необычен даже по отношению к другим членам его экзотического семейства. Другие известные тетракварки имеют в своем составе по крайней мере два кварка одинакового типа, аромата. Тетракварк X(5568) состоит из четырех кварков различного аромата - верхнего, нижнего, странного и прелестного.

Уникальная "подпись" существования тетракварка X(5568) была извлечена учеными DZero из данных, собранных в результате миллиардов столкновений частиц. Уровень достоверности извлеченных данных превышает "золотой предел" в пять сигма, что делает это все доказанным научным открытием. Вероятность ошибки в данном случае составляет один шанс на шесть миллионов.

"Следующим вопросом, над которым мы будем работать, станет определение сил и явлений, которые удерживают вместе четыре разных кварка" - рассказывает Пол Грэннис, - "Они могут быть связаны все вместе в одно целое или разбиты на две пары, которые вращаются друг вокруг друга на очень маленьком расстоянии". Выяснение данных вопросов даст ученым возможность более глубокого проникновения в суть строения и свойств нового тетракварка. Более того, все это объяснит принципы работы сил сильных ядерных взаимодействий, которые связывают составные части всех субатомных частиц.

Источник

Компания Mitsubishi представляет "воздушный дисплей", проецирующий изображения, "парящие" в пространстве

Где-то в районе 2020 года вы уже сможете увидеть рекламу или другие картинки, плавающие перед вами прямо в воздухе. Именно в это время компания Mitsubishi Electric планирует сделать доступной для широкого использования разработанную ими технологию "воздушного дисплея". А в настоящее время эта технология уже способна проецировать изображения, диагональю до 56 дюймов (142 сантиметров), которые словно плавают в окружающем нас пространстве.



Плавающее в воздухе изображение получается за счет использования достаточно несложной оптической уловки. Статическая картинка или видео отображаются обычным экраном, расположенным перпендикулярно относительно наблюдателя. Между экраном и наблюдателем по диагонали находится так называемый разделитель луча, стеклянное оптическое устройство, разделяющее потоки света на два независимых потока.

В результате такого расщепления света одно изначальное изображение, отраженное от задней поверхности разделителя, превращается в два независимых изображения, которые отражаясь от зеркальной поверхности, снова синтезируют единственное изображение, которое, с точки зрения наблюдателя, буквально висит в воздухе перед ним.



Согласно разработчикам этой системы, людям достаточно трудно сфокусировать свой взгляд на изображении, когда мозг человека не в состоянии определить, где же на самом деле оно находится. Поэтому система также проецирует на стену или на другую неподвижную поверхность дополнительную картинку, которая является проекцией основного изображения на данную плоскость. Мозг человека, "зацепившись" за спроецированное на поверхность дополнительное изображение, становится способным сфокусироваться на изображении, "витающем" в пространстве.

Опытный образец "воздушного дисплея" имеет достаточно большие габариты, с фронта он занимает пространство, диагональ которого равна 229 сантиметрам. А первая подобная система под названием HaptoMime, которая является прототипом системы компании Mitsubishi, была разработана специалистами Токийского университета.


Источник

Ученые делают первые шаги к созданию "живого и дышащего" биологического суперкомпьютера

Аденозинтрифосфат (Adenosine triphosphate, ATP) - это химическое соединение, которое обеспечивает энергией все клетки тел живых существ. Кроме этого, данное вещество может стать тем, что будет обеспечивать функционирование будущих "полуживых" биологических суперкомпьютеров. Именно этим направлением занимается международная группа ученых, возглавляемая профессором Дэном Николау (Prof. Dan Nicolau), руководителем отдела Биоинженерии университета МакГилла. Недавно эта группа опубликовала статью, в которой описывается модель архитектуры биологического компьютера, который способен обрабатывать информацию при помощи множества независимых потоков точно так же, как это делается в недрах больших современных суперкомпьютеров.

Исключением является то, что созданный учеными прототип биологического суперкомпьютера имеет размеры, меньше размеров процессора обычного компьютера. А за счет использования белков, существующих во всех видах живых клеток, биологический суперкомпьютер требует для работы совсем крошечное количество энергии по сравнению с энергетическими "аппетитами" не только супер-, но и обычных компьютеров.

"Нам удалось создать очень сложную биологическую сеть и разместить ее на чипе с маленькой площадью" - рассказывает профессор Николау. Он начал работу в данном направлении вместе с его сыном более десятилетия назад. После первых успешных продвижений, около семи лет назад, к его группе присоединились ученые из Германии, Швеции и Нидерландов.

Опытный образец биологического суперкомпьютера, созданный отцом и сыном Николау, появился на свет благодаря комбинации методов геометрического моделирования и некоторых ноу-хау в области био- и нанотехнологий. Все это является лишь первым шагом, который, тем не менее, демонстрирует реальные принципы работы биосуперкомпьютеров. Схема, созданная учеными, походит на миниатюрную карту автомобильных дорог большого города с оживленным движением. Подобно тому, как по городским дорогам передвигаются легковые и грузовые автомобили различных марок и с различными типами двигателей, потребляющими перевозимое ими самими топливо, по крошечным каналам чипа двигаются молекулы различных белков.

В случае биологического компьютера карта городских улиц "втиснута" на квадратный чип, размером в 1.5 сантиметра. А топливом, которое используется для движения молекул по каналам чипа, является именно аденозинтрифосфат. Поскольку всеми процессами на чипе управляют так называемые биологические агенты, он вообще не нагревается во время работы.

Используя технологии параллельных вычислений, реализованные за счет движения молекул определенных белков, прототип биологического суперкомпьютера уже может производить решение весьма и весьма сложных классических вычислительных задач. Тем не менее, исследователи признают, что у них имеется еще масса работы и нерешенных проблем, прежде чем подобные биотехнологии можно будет использовать при создании больших и мощных биологических суперкомпьютеров.

"Теперь, когда в нашем распоряжении имеется и прототип и подробная математическая модель биологического компьютера, нам потребуется развить наши идеи дальше и сделать это все более практичным, путем использования различных биоагентов, к примеру" - рассказывает профессор Николау, - "Сейчас очень трудно назвать даже ориентировочные сроки, когда же это все может стать реальностью. Нам предстоит еще решить массу проблем, самой главной из которых является сопряжение биологического суперкомпьютера с обычным компьютером для создания гибридной вычислительной системы".

Источник

HydroMorph - необычный интерактивный дисплей, состоящий из потока плещущейся воды

Когда-нибудь в не очень далеком будущем вода, текущая из вашего крана, перестанет быть просто потоком воды и обретет некую толику интеллекта. Она сможет литься целенаправленно в подставленную чашку или миновать ваши руки в случае, если температура воды достаточно высока. Более того, полусферический водяной занавес, бьющий из специального крана, сможет обрести множество удивительных форм и это отвлечет вас от утомительного процесса мытья посуды.

Эта идея уже реализована в некотором роде специалистами лаборатории Media Lab Массачусетского технологического института. Созданное ими устройство HydroMorph является "динамической пространственной водной мембраной", которая может превратить поток воды в нечто удивительное. Более того, все это обладает интерактивными функциями, которые позволяют воде творить вещи, на которые она неспособна в обычных условиях.

Помимо создания множества форм из плещущейся воды, устройство HydroMorph может выполнять несколько полезных функций. Текущая из крана вода сможет сама напомнить вам о необходимости закрыть кран и не тратить воду впустую, она сама может наполнить подставленную чашку, направив поток исключительно в нее, при мытье рук управляемый поток поможет вам сделать это максимально эффективно и быстро, а в случае, если вы открыли горячий кран слишком сильно, то поток воды будет миновать ваши руки, дабы не ошпарить их кипятком.



Идея, легшая в основу создания устройства HydroMorph, была почерпнута у художницы Юки Суджихары (Yuki Sugihara), которая превратила обычные полусферические "зонтики" в удивительные статические фигуры пауков, бабочек, цветов и т.п. Но специалисты из Массачусетса расширили это понятие и добавили в него динамическую составляющую, создав водяную мембрану, с которой можно взаимодействовать определенным образом.

Система HydroMorph представляет собой специальный кран, создающий цельную полусферическую водяную мембрану. В его состав также входит маленьких 10 элементов в форме наконечника стрелы, которые связаны с отдельными электрическими приводами. Эти "стрелки" установлены вокруг основного крана и направлены вверх. Подъем одной "стрелки" приводит к появлению разрыва в водяной мембране, а несколько "стрелок", поднятых на различную высоту, позволяют придать водной мембране достаточно сложные формы, используя силы поверхностного натяжения, принципы динамики движения жидкостей и другие физические явления.

Интерактивную составляющую дает камера, установленная выше системы HydroMorph, а ее возможности по формированию более сложных форм могут быть расширены путем увеличения количества управляющих потоком воды элементов, "стрелок". Кроме этого, в скором времени исследователи планируют модернизировать их систему, добавив в нее элементы, позволяющие регулировать начальные размеры и толщину водной мембраны.

Глядя на все это, можно высказать некие сомнения по поводу практичности такой технологии. Единственным очевидным применением технологии HydroMorph могут стать своего рода интерактивные фонтаны, установленные на площадях или в парках, и позволяющие людям поиграть с формами падающей воды.


Источник

Ученые спрогнозировали, что гибель Вселенной наступит не ранее, чем через 2.8 миллиарда лет

У ученых-астрофизиков есть несколько теорий, описывающих различные сценарии гибели нашей Вселенной. Тем не менее, никто раньше не пытался построить прогнозы относительно того, как скоро может наступить гибель Вселенной в результате того или иного варианта развития событий. Эту задачу взвалили на свои плечи ученые из университетf Лиссабона (University of Lisbon), Португалии, и полученные ими данные указывают на то, что Вселенная, человеческая и другие цивилизации пока находятся в безопасности. По крайней мере, на ближайшие несколько миллиардов лет.

Как уже упоминалось выше, существует несколько вариантов развития событий, ведущих к гибели Вселенной. Наблюдения за звездами, галактиками и скоплениями галактик показывают, что Вселенная расширяется ускоряющимися темпами. Но, через некоторое время темп расширения стабилизируется, все звезды умрут, а материя и энергия распределятся равномерно по всему объему пространства Вселенной. Уровень энтропии во Вселенной будет очень близок к нулю и настанет момент так называемой "тепловой смерти Вселенной".

Но тепловая смерть является не единственным сценарием. Ускорение расширения Вселенной, движущей силой которого является таинственная темная материя, может продолжать увеличиваться из-за увеличения общего количества этой темной энергии. И, через некоторое продолжительное время скорость расширения Вселенной приблизится к пределу, в котором произойдет разрыв пространственно-временного континуума. Пространство разорвется на мелкие клочки и Вселенная прекратит свое существование.

Согласно предыдущим прогнозам этот гипотетический "Большой Разрыв" может произойти не ранее, чем через 22 миллиарда лет. Однако, Диего Саес-Гомес (Diego Saez-Gomez) и его коллеги произвели моделирование всех возможных сценариев развития событий, в которых были использованы реальные данные о темпах расширения Вселенной. А полученные результаты этих расчетов позволили вычислить графики времени, в которых были учтены практически все тонкости, включая динамику движения галактик, сверхновые, волны плотности материи, известные под названием барионно-акустических колебаний, и множество других факторов, по которым вычисляется влияние на Вселенную темной энергии.

В результате расчетов ученые вычислили, что при стечении ряда обстоятельств "Большой Разрыв" может произойти в момент времени, равный 1.2 текущего возраста Вселенной. Другими словами, через 2.8 миллиарда лет от текущего момента. Но это прогноз лишь одного варианта развития событий, сроки других вариантов варьируются в достаточно широких пределах, уходя в бесконечность. "Дальний предел срока гибели Вселенной равен бесконечности" - рассказывает Диего Саес-Гомес, - "В этом случае большой разрыв не произойдет никогда, а Вселенная закончит свое существование тихой и спокойной тепловой смертью".

Вполне вероятно, что рассчитанные учеными сценарии никогда не станут действительностью. Сценарии типа "Большого Разрыва" появляются благодаря нехватке знаний о Вселенной, недостаточном понимании традиционной физики и отсутствия сопряжения квантовой механики с Общей теорией относительности Альберта Эйнштейна и теорией гравитации. И дальнейшие исследования в вышеуказанных областях, которые будут раздвигать границы человеческих знаний, позволят в будущем уточнить, как именно и когда произойдет гибель Вселенной.

Но в любом случае гибель Вселенной произойдет очень и очень нескоро, и нет никакой уверенности, что человеческая цивилизация к тому моменту еще будет существовать, по крайней мере, в том виде, в котором она существует в настоящее время.

Источник

ГКРЧ разрешила использование в России стандарта связи 802.11ad

Министр связи и массовых коммуникаций Российской Федерации Николай Никифоров провел очередное заседание Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ), в ходе которого было принято решение об использовании в России частотного диапазона 57–66 ГГц для устройств стандарта IEEE 802.11ad (WiGig).

Стандарт 802.11ad — это новый стандарт беспроводной связи, который будет использоваться для соединения устройств, находящихся в прямой видимости на относительно небольших дистанциях до 10 м. Основное отличие нового стандарта от Wi-Fi — возможность использования более высокого частотного диапазона — 60 ГГц. Новый стандарт беспроводной связи позволит в отдельных случаях заменить проводные соединения компьютерных устройств. В частности, предполагается использование 802.11ad для соединения компьютеров с принтерами, портативными жесткими дисками, мониторами и другой периферией.

Принятое решение вносит изменения в решение ГКРЧ от 7 мая 2007 года №07-20-03-001 «О выделении полос радиочастот устройствам малого радиуса действия».

Решением ГКРЧ также разрешено использование нового диапазона частот 5650–5850 МГц устройствами стандарта IEEE 802.11aс (Wi-Fi). Это позволит использовать канал до 160 МГц внутри зданий при развертывании сетей Wi-Fi стандарта 802.11aс. Также для диапазонов 5150–5350 МГц и 5650–5850 МГц вдвое была повышена допустимая мощность излучения. Теперь она составляет 10 мВт на 1 МГц.

Кроме того, в ходе заседания были представлены итоги работы делегаций администрации связи РФ на Ассамблее радиосвязи и Всемирной конференции радиосвязи 2015 года (ВКР-15). Также члены ГКРЧ обсудили детальный план работы комиссии на 2016 год, план работ по заявлению, координации и регистрации в Международном союзе электросвязи (МСЭ) частотных присвоений для радиоэлектронных средств РФ, возможность присоединения администрации связи РФ к отдельным решениям Комитета по электронным средствам связи Европейской конференции администраций почт и электросвязи за 2014–2015 годы, а также дополнили перечень радиоэлектронных средств и высокочастотных устройств, разрешенных для ввоза на территорию России. Кроме того, операторы связи, которым ранее были выделены полосы частот, получили возможность совместно использовать радиочастотный спектр для развития сетей связи стандарта UMTS в полосах радиочастот от 900 МГц до 2,1 ГГц.

Источник

Обучающий мозговой интерфейс: загрузка знаний прямо в мозг

Компания HRL Laboratories заявила, что создала систему, с помощью которой можно усвоить новые навыки посредством мозгового интерфейса. Иными словами, при дальнейшем развитии этой технологии сложные навыки можно будет загрузить прямо в мозг, минуя длительный процесс обучения.

Конечно, сейчас ни о какой загрузке как таковой речи не идет. HRL говорила, что их открытие заключается в том, что стимуляция мозга слабым током может модулировать обучение сложных навыков, нужных в реальном мире".

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Frontiers of Human Neuroscience, HRL наблюдали за мозговыми волнами военных и гражданских пилотов. Из этого наблюдения они идентифицировали сигналы, соответствующие навыкам пилотирования, и создали электрическую стимуляцию, испытав ее на пилотах-новичках. Их заставили пройти проверку на симуляторе полетов, и, несмотря на отсутствие опыта, по заверениям HRL, любители начали летать как настоящие профессионалы.

В эксперименте участвовали 32 подопытных и 6 профессиональных пилотов. Во время работы симулятора изучалась работа мозга пилотов. Когда тот же самый симулятор проходили новички, их мозг стимулировали так, чтобы повторить те паттерны, которые были зафиксированы в мозге профессионалов при выполнении поставленной задачи. Некоторым давали «пустые» сигналы, чтобы исключить эффект плацебо. Самые значительные сигналы шли в диапазоне от 4 до 7 Гц, то есть в так называемых тета-волнах. Новичкам давали самые разнообразные задания, включая посадку самолета. Они показали прекрасные результаты при посадке, но не смогли толком справиться с отклонениями от курса, когда дал сбой имитатор автопилота.

Конечно, подобные новости надо воспринимать с определенным скептицизмом. Дело тут и в том, что области нейрологии, необходимые для полноценного применения подобной методики, сейчас находятся еще в зачаточном состоянии, а также в том, что журнал Frontiers of Human Neuroscience известен тем, что иногда отзывает уже опубликованные статьи, так как факты, изложенные в них, в дальнейшем не проходят экспериментального подтверждения (правда, в основном, это касается психологических исследований).

Разумеется, это не значит, что полученные результаты неверны, они просто нуждаются в дальнейших проверке, уточнении и подтверждении. В конце концов, HRL Laboratories — это вполне уважаемая компания, работающая на General Motors и Boeing, и ей принадлежит множество активно используемых разработок, от первого лазера до ранних прототипов ионных ракетных двигателей. Если работа новой системы получит свое подтверждение, то открывающиеся перспективы грандиозны, но произойдет это еще нескоро.


Источник

Создано гибкое стекло в четыре раза тоньше человеческого волоса

Инженеры компании Schott создали ультратонкое гибкое стекло, которое в будущем может быть использовано для гибких гаджетов. О разработке сообщается на сайте компании.

Толщина стекла составляет 25 микрометров – для сравнения, толщина человеческого волоса колеблется от 80 до 110 микрометров. Закаленное стекло сгибается до радиуса в девять миллиметров, не выказывая при этом признаков усталости. На данный момент компания может производить листы стекла длиной в километр.



Прочность стекла достигается с помощью процесса ионного обмена. Подобная технология лежит в основе стекла Gorilla Glass. Ионнообменный метод упрочнения стекла заключается в вытеснении ионов щелочных металлов из поверхностного слоя нагретого пластичного стекла ионами других щелочных металлов. В случае со стеклом Schott, его погружают в ванну с расплавом калия и ионы натрия, находящиеся в составе стекла, вытесняются ионами калия.

Впервые стекло Schott будет использовано для сканера отпечатков пальцев в смартфоне LeTV. Кроме того, компания предполагает, что их разработка найдет применение в области гибкой электроники. Например, не так давно исследователи из Human Media Lab Королевского университета в Кингстоне разработали гибкий смартфонс OLED-экраном.

Источник