Как стать автором
Обновить
181.32

Физика

Наука об окружающем нас мире

Сначала показывать
Порог рейтинга
Уровень сложности

Создан самый маленький в мире ускоритель частиц — размером меньше монеты

Время на прочтение 3 мин
Количество просмотров 14K

Все мы знаем про БАК, Большой адронный коллайдер, расположенным рядом с Женевой в гигантском тоннеле на глубине сотни метров. Это одна из самых больших инженерных конструкций в мире, и её постройка обошлась Европе в $6 млрд (а могла быть и дороже, просто часть тоннелей существовала на этом месте и раньше).

А недавно немецкие ученые запустили самый маленький в истории ускоритель частиц. Крошечный технологический триумф размером меньше монеты и придает новый смысл рассказу о Левше, подковавшем блоху.

Читать далее
Всего голосов 36: ↑31 и ↓5 +26
Комментарии 18

Могут ли в нашей Вселенной существовать магнитные монополи?

Уровень сложности Средний
Время на прочтение 8 мин
Количество просмотров 18K

Разные элементарные частицы нашей Вселенной обладают разными свойствами, и в сумме этих свойств набирается довольно много. Кварки, согласно квантовой хромодинамике (КХД), могут иметь «цвета», принимающие одно из трёх значений или «зарядов»: красный, зелёный и синий. Антикварк может принимать один из трёх антицветов: антикрасный, антизеленый и антисиний (обозначаются как голубой, пурпурный и жёлтый, соответственно). Глюоны представляют собой смесь двух цветов, например, красного и антизеленого, что и составляет их цветовой заряд. В КХД восемь глюонов из девяти возможных комбинаций цвета и антицвета считаются уникальными.

Все три цвета, смешанные вместе, или любой из этих цветов и его дополнение (или отрицание) являются «бесцветными» или «белыми» и имеют чистый цветовой заряд, равный нулю. Вследствие свойства сильного взаимодействия, называемого цветовым ограничением, у свободных частиц цветовой заряд равен нулю.

Многие частицы обладают массой (в каком-то смысле это тоже некий вид заряда), но есть и такие, которые её лишены — к примеру, фотоны, переносящие электромагнетизм и глюоны, переносящие сильное взаимодействие, а возможно и гравитоны – гипотетические переносчики гравитационного взаимодействия.
Читать дальше →
Всего голосов 68: ↑65 и ↓3 +62
Комментарии 52

Двухтрубные системы отопления тупикового и попутного типа. Мнимая магия «петли Тихельмана»

Время на прочтение 21 мин
Количество просмотров 46K

Двухтрубные системы отопления тупикового и попутного типа. В чём разница и что об этом говорят современные строительные нормы.

Ранее в одной из статей я уже рассказывал об однотрубных системах отопления.

Теперь настала очередь рассмотреть особенности проектирования и эксплуатации двухтрубных систем, которые крайне популярны у частных домовладельцев в ИЖС.

Так же двухтрубные вертикально-стояковые системы отопления пытаются применять и в многоквартирных домах.

Далее мы рассмотрим гидравлический расчёт систем для одного этажа частного дома с периметром в те же 50м для дом 10х15м по внутренним стенам (150м.кв на этаж).

А позже попытаемся применить те же подходы для максимальной высоты 50м в стояковой системе высотного дома.

Тупиковая система

Тупиковой схемой системы отопления называют такую схему, где трубы подачи и обратки выходят из одной начально точки, а сами трубы идут параллельно друг другу.

Читать далее
Всего голосов 74: ↑70 и ↓4 +66
Комментарии 173

Самые дорогие материалы в науке совсем не те, о которых вы могли подумать

Время на прочтение 4 мин
Количество просмотров 27K

После семилетнего путешествия и преодоления почти 6 млрд км космический аппарат НАСА OSIRIS-REx утром 24 сентября 2023 г. мягко приземлился в пустыне штата Юта с ценным грузом. Аппарат доставил на Землю образец с астероида Бенну.

Примерно 250 гр материала, собранного с астероида массой 85 млн тонн, поможет учёным узнать о формировании Солнечной системы, в том числе о том, есть ли в таких астероидах, как Бенну, химические компоненты для жизни.

Бюджет миссии НАСА составлял $800 млн, а в итоге стоимость 255 г образцов составит около $1,16 млрд. Но самый ли это дорогой из известных материалов? Даже близко нет.

Читать далее
Всего голосов 70: ↑66 и ↓4 +62
Комментарии 52

Истории

Теория конструкторов – наука о том, что можно, а что нельзя

Уровень сложности Средний
Время на прочтение 26 мин
Количество просмотров 7.2K

Пока большинство физиков-теоретиков заняты поисками фундаментальной «теории всего», которая должна объединить квантовую теорию поля с общей теорией относительности, некоторые учёные смотрят на это скептическим взглядом и предлагают двигаться совсем в другом направлении. Один из них – Дэвид Дойч – британский физик израильского происхождения, профессор Оксфордского университета, автор книг «Структура реальности» (1997) и «Начало бесконечности» (2011). С 2012 г. он вместе с итальянкой Кьярой Марлетто работает над теорией конструкторов, призванной – ни много ни мало – объединить все наши знания о реальности в единый набор мета-законов, или фундаментальных принципов, определяющих, что может происходить во Вселенной, а что запрещено. Теория конструкторов преподносится авторами как обобщение теории информации на всю остальную физику, а другие разделы физики, включая термодинамику, статистическую механику, теорию квантовых вычислений и даже квантовую механику – как её производные. Изучение конструкторов, по мнению Дойча, даст нам ключ к пониманию, откуда вообще взялись законы физики и почему они работают именно так, а не иначе. Но насколько оправданы его амбициозные заявления? Не является ли теория конструкторов очередной «теорией чего угодно», не дающей никаких предсказаний и неприменимой на практике?

Читать далее
Всего голосов 12: ↑10 и ↓2 +8
Комментарии 5

Новый тип универсальных тонкопленочных антинакипных выпарных аппаратов

Уровень сложности Средний
Время на прочтение 14 мин
Количество просмотров 1.8K

Бедой всех теплообменных аппаратов, работающих с накипеобразующими растворами, является постоянный рост солевых отложений (накипи), заставляющий останавливать технологический процесс для химической отмывки или механической очистки.

Работая в атомной отрасли, я проектировал установки для концентрирования растворов жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Хотя проектировал – это громко сказано, так как перерисовку с небольшими отклонениями вряд ли можно назвать проектированием. В конце концов появилась идея о замене стеклянной колбы роторного испарителя на частично заполненную раствором обогреваемую горизонтальную металлическую обечайку (барабан), снабженную перекатывающимся стержнем для очистки поверхности от отложений под уровнем раствора и оснащенную трактами подвода упариваемого раствора и отвода концентрата. Этот способ был защищен патентом RU2488421C1 «Способ концентрирования жидких растворов».

Читать далее
Всего голосов 9: ↑9 и ↓0 +9
Комментарии 9

Дайджест научпоп-новостей за неделю, о которых мы ничего не писали

Время на прочтение 7 мин
Количество просмотров 4.6K

• Луна оказалась старше, чем считалось ранее

• Исследователи разработали метод сканирования всего тела, демонстрирующий реакцию иммунной системы организма на вирусную инфекцию

• Китай строит крупнейший в мире подводный телескоп для поиска неуловимых нейтрино

• Инженеры зафиксировали хаотичное поведение в самых простых электронных схемах

• В эксперименте с квантовой запутанностью учёные провели симуляцию путешествия частиц во времени

• Лазеры с искусственным интеллектом смогут уводить космический мусор с траектории столкновения

Читать далее
Всего голосов 27: ↑26 и ↓1 +25
Комментарии 7

Очень большие числа в физике

Уровень сложности Средний
Время на прочтение 3 мин
Количество просмотров 27K

В физике есть понятие естественности (naturalness). Когда мы получаем безразмерный коэффициент, то мы ожидаем, что это безразмерный коэффициент, 'утекший' из математики. Но иногда в формулах возникают коэффициенты, которые никак не следуют из чистой математики, как правило, это производные параметров стандартной модели. Иногда эти коэффициенты очень велики.

Читать далее
Всего голосов 67: ↑63 и ↓4 +59
Комментарии 87

Электромагнетизм и некоторые интересные явления и процессы

Уровень сложности Простой
Время на прочтение 12 мин
Количество просмотров 14K
Картинка Freepik

Электромагнитные явления (молния, притягивающие свойства натёртого янтаря) люди наблюдали на протяжении всей истории, тем не менее упорядоченные научные знания впервые появились только около 200 лет назад, но, даже сейчас, несмотря на проработанность теории электромагнетизма, многие электромагнитные явления воспринимаются их изучающими несколько отстранённо, так как лежат за пределами непосредственного опыта, поэтому несложно понять, почему только в последние пару веков люди смогли связать воедино разнородные явления и создать более-менее стройную теорию.

Читать дальше →
Всего голосов 60: ↑56 и ↓4 +52
Комментарии 33

YAR — Yet another relativity

Уровень сложности Средний
Время на прочтение 9 мин
Количество просмотров 4.8K

Еще один вариант теории гравитации. Плюс - минус 125-й. Неправильный. Мой.

Большое спасибо Игорю Тихоненкову @poo_factor за замечания и уточнения.

Эта идея пришла мне в голову в 1989 году, когда я был студентом кафедры теоретической физики Харьковского Государственного Университета и всерьез думал о будущей научной карьере. С той поры было много всякого (один распад СССР чего стоил!), но задумка не оставляла, и лет 5 тому получилось-таки досчитать до конца все заложенные в нее идеи. Потрясания основ не случилось. Но, может, вам будет интересен ход мыслей, а может, я и проглядел что-то важное.

Изложение теории - часть I
Всего голосов 14: ↑12 и ↓2 +10
Комментарии 23

Дросселирование воздуха. Истечение воздушной струи из ресивера в атмосферу со сверхзвуковой скоростью

Время на прочтение 18 мин
Количество просмотров 9.2K

 

Для выяснения особенностей истечения воздуха из малого отверстия была собрана заново старая установка пневматического реактивного двигателя (ПРД) (см.рис.1.)

В прошлом эксперименте значения давления обрывались на 2,5бар, что объяснялось наличием в ресивере мембраны с предварительным давлением 2,5бар. Это позволяло  не стравливать лишний воздух на малоинтересный тогда уровень низких давлений.

Теперь же предварительное давление было стравлено из-под мембраны через клапан ресивера, тем самым  сделав доступным диапазон рабочих давлений 0,5-2,5бар в ресивере. Результаты экспериментов оформлены в виде графика (см.рис.2).

Читать далее
Всего голосов 23: ↑22 и ↓1 +21
Комментарии 7

Роль личности в науке: нашли бы мы теорию относительности без Эйнштейна?

Уровень сложности Простой
Время на прочтение 8 мин
Количество просмотров 9.5K

Законы механики и всемирного тяготения Ньютона прекрасно описывают практически все земные явления, а также движения Луны и планет. В этом смысле Ньютон обеспечил прекрасный синтез двух ранее различных наборов явлений: земных и небесных. Однако, как и в случае со всеми теориями, сочетание экспериментальных результатов и концептуальных рассуждений в конечном итоге заставило отойти от теории тяготения Ньютона и заменить её общей теорией относительности (ОТО) Эйнштейна.

Со временем в теории Ньютона вскрылось в общей сложности три проблемы. Во-первых, концептуальная: согласно Ньютону сила тяготения между двумя телами была пропорциональна произведению инерционных масс тел. Таким образом, инерционная масса выполняла двойную функцию. В первую очередь она по определению, была мерой сопротивления объекта изменению скорости. А кроме того, инерционная масса была чем-то вроде «гравитационного заряда». Подобно тому, как электрический заряд определяет силу электростатических сил между двумя заряженными объектами, инерционная масса (она же гравитационный заряд) определяет силу соответствующей гравитационной силы. Именно по этой причине, как установил Галилей, все предметы падают на Землю с совершенно одинаковой скоростью. Причина такого двойного действия — полная загадка в контексте ньютоновской механики, но, по сути, тривиальное следствие эйнштейновской гравитации.
Читать дальше →
Всего голосов 58: ↑49 и ↓9 +40
Комментарии 21

Теория сборки: новая смелая «теория всего», которая объединяет физику и эволюцию

Уровень сложности Средний
Время на прочтение 6 мин
Количество просмотров 18K

Физика — прекрасная основа для понимания нашей Вселенной, но в ней есть несколько заметных пробелов. Одним из них является эволюция. До сих пор непонятно, из каких процессов возникает жизнь, и каким законам это явление подчиняется. Биология, если подумать, должна соответствовать физическим теориям. То есть, входить в физику. Но пока что мы изучаем две эти науки отдельно друг от друга. Никто не понимает, как «подвязать» физику к эволюции, появлению различных характерных особенностей живых существ и сообществ. Мы даже не можем в точности определить, на каком этапе начинается жизнь, а в каком случае объект просто является самореплицирующейся химической структурой. Какого-то одного объективного показателя нет.

Точнее, не было до этого года. Одна из самых больших теорий, соединяющих физику и биологию, была в этом году сформулирована международной группой ученых во главе с физиком-теоретиком Сарой Уокер из Университета штата Аризона и химиком Ли Кронином из Университета Глазго.

Они назвали свою новую теорию «Теорией сборки» и заявляют, что она может помочь в поиске жизни в других мирах. В начале октября их работа была опубликована в журнале Nature.

Читать далее
Всего голосов 41: ↑38 и ↓3 +35
Комментарии 29

Ближайшие события

Московский туристический хакатон
Дата 23 марта – 7 апреля
Место
Москва Онлайн
Геймтон «DatsEdenSpace» от DatsTeam
Дата 5 – 6 апреля
Время 17:00 – 20:00
Место
Онлайн

Нобелевская премия по физике 2023

Время на прочтение 4 мин
Количество просмотров 13K

В 2023 году Нобелевскую премию по физике получили ученые в области сверхбыстрой «фотографии» субатомного мира. Энн Л'Уилье из Франции придумала способ, как создать ультракороткие лазерные вспышки, а Пьер Агостини из Франции и Ференц Крауш из Австрии независимо друг от друга применили эту технологию на практике.

Читать далее
Всего голосов 10: ↑10 и ↓0 +10
Комментарии 2

Исследователи выявили мощнейшую солнечную бурю по кольцам древнего 14 300-летнего дерева

Время на прочтение 5 мин
Количество просмотров 7K

Солнечные бури уже давно известны человечеству и сейчас это событие считается чем-то обычным влияя на людей повсеместно. Но что если существовали бури таких масштабов которые могли бы в наше время могли бы повреждать и возможно уничтожать электронные и коммуникационные системы.

Читать далее
Всего голосов 18: ↑16 и ↓2 +14
Комментарии 7

Варп-двигатель в Star Trek

Время на прочтение 5 мин
Количество просмотров 18K

Концепция сверхсветового двигателя, использующая артефакт общей теории относительности — складку из пустого пространства, как ни удивительно, создана впервые не учеными, а шоуранерами телесериала Star Trek.

Космос — последний рубеж. Он отделен от нас утилитарным проблемами, которые можно описать частушкой:

«На Луне, Луне, Луне мы построили колхоз:

Нет еды и кислорода, половой встает вопрос!»

А есть и концептуальная проблема: ограничение скорости полета световой скоростью. Одолев первый уровень проблем, человечество неизбежно будет остановлено вторым. Или не будет, если воплощение получит хотя бы одна из четырех известных фантастических технологий сверхсветового движения.

В 1966 году создатели оригинального сериала «Star Trek» предложили технологию варп‑двигателя и варп‑генератора энергии. С тех пор идея прошла серьезную эволюцию, обретя два поколения научных моделей.

Читать далее
Всего голосов 26: ↑16 и ↓10 +6
Комментарии 60

Неравенства Белла для гуманитариев

Время на прочтение 5 мин
Количество просмотров 5.6K


Популярных объяснений парадокса Эйнштейна-Подольского-Розена и связанной с ними теоремы Белла (это еще называют неравенствами Белла) можно найти достаточно. Лично мне нравится вот это sly2m.livejournal.com/592394.html Идея объяснять такие сложные вещи с помощью пары сапог, как мне кажется, прекрасна. Поэтому я ее и «украл» у автора. Но все-таки у него там три более или менее длинные части. И не всегда излагаемое будет доступно «для гуманитариев». Я облек основную мысль в шутливо-художественную форму. Ну и сократил. Так что теперь это точно доступно для всех. Если у вас есть «друзья-гуманитарии» и вам надо им объяснить неравенства Белла, то можете взять это на вооружение.
Читать дальше →
Всего голосов 18: ↑13 и ↓5 +8
Комментарии 18

Создание карт радиоактивности с помощью собак-роботов

Уровень сложности Простой
Время на прочтение 3 мин
Количество просмотров 1.5K
Учёные из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab) обучают собак-роботов выискивать радиоактивные участки с помощью набора датчиков на спине. Проект ещё не завершён, но идея полезная и многообещающая.
Читать дальше →
Всего голосов 10: ↑9 и ↓1 +8
Комментарии 4

Наручные атомные часы стали ближе. Определение координат без GPS

Уровень сложности Простой
Время на прочтение 6 мин
Количество просмотров 28K

Прототип атомных часов CSIC образца 2004 года, источник. К сожалению, реальное устройство с управляющей электроникой оказалось гораздо массивнее

В своё время атомные часы сделали возможным создание спутниковых систем навигации вроде GPS, которые опираются на сверхточные синхронизированные часы.

Но сейчас перед человечеством стоит скорее обратная задача: мы хотим обеспечить точную навигацию по местности без GPS, и для этого нужны ещё более точные атомные часы, чем для работы GPS. Зная скорость и направление движения любого объекта, часы нового поколения обеспечат позиционирование с точностью до метра/сантиметра (в зависимости от их точности, а также точности других датчиков). В общем, главная задача теперь — решить проблему зависимости от спутниковой навигации, которая не всегда доступна.
Читать дальше →
Всего голосов 84: ↑75 и ↓9 +66
Комментарии 130

ЦЕРН увеличил объем своего хранилища до первого в истории эксабайта. Как хранятся данные Большого адронного коллайдера

Уровень сложности Средний
Время на прочтение 6 мин
Количество просмотров 19K

Когда Большой адронный коллайдер запущен — как например, во время своего второго цикла, с начала 2015 года по 2018 год, — он обрабатывает события на частоте 40 МГц. Другими словами, он учитывает 40 миллионов событий в секунду. Это необходимо, чтобы отслеживать столкновения между частицами, длящиеся менее 25 наносекунд.

Каждое событие содержит в себе примерно 1 мегабайт данных. Это значит, что в систему во время работы коллайдера входит примерно 40 терабайт данных. В секунду! Абсолютно фантастический объем информации, ведь петабайт набирается примерно за полминуты. Около 72 000 средних жестких дисков заполнялись бы каждый час.

Обрабатывать всё это на такой же скорости не представляется возможным; для анализа подобных объемов данных после окончания работы установки требуются годы. Значительная часть отфильтровывается еще на этапе сбора, на что тоже уходят огромные вычислительные ресурсы. Но всё‑таки остальную часть информации нужно где‑то хранить. Для этого европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН) содержит самый большой ЦОД в мире.

Читать далее
Всего голосов 61: ↑61 и ↓0 +61
Комментарии 39

Вклад авторов