https://dailytechinfo.org/ ru DailyTechInfo - Новости науки и технологий, новинки техники. DataLife Engine https://dailytechinfo.org/energy/11934-kislorod-ionnaja-batareja-mozhet-stat-idealnym-resheniem-dlja-hranenija-jenergii-iz-vozobnovljaemyh-istochnikov.html https://dailytechinfo.org/energy/11934-kislorod-ionnaja-batareja-mozhet-stat-idealnym-resheniem-dlja-hranenija-jenergii-iz-vozobnovljaemyh-istochnikov.html Литий является самым широко распространенным химическим элементом, который используется в современных технологиях аккумулирования и хранения энергии. Однако, запасы лития в мире ощутимо ограничены, а предприятия, занимающиеся его добычей, тратят огромные суммы на защиту и охрану окружающей среды от последствий добычи лития. И все вышесказанное является признаком того, что человечеству в самом скором времени потребуются какие-то альтернативные решения.]]>

Литий является самым широко распространенным химическим элементом, который используется в современных технологиях аккумулирования и хранения энергии. Однако, запасы лития в мире ощутимо ограничены, а предприятия, занимающиеся его добычей, тратят огромные суммы на защиту и охрану окружающей среды от последствий добычи лития. И все вышесказанное является признаком того, что человечеству в самом скором времени потребуются какие-то альтернативные решения.

Не так давно ученые из Венского технического университета добились некоторых успехов, создав новую кислород-ионную батарея, обладающую высокой надежностью и долговечностью. Самым главным преимуществом батареи нового типа является то, что она способна самостоятельно регенерировать, восстанавливаясь после процесса химической деградации, которые являются необратимыми для батарей других типов.

Кислород, который неизбежно теряется в ходе электрохимических реакций, может быть просто поглощен из атмосферы, что всегда гарантирует наличие в батарее нужного количества носителей электрического заряда.

Новая батарея изготовлена из сложных композитных керамических материалов, которые поглощают или выделяют ионы кислорода в процессе заряда и разряда. Благодаря использованию керамики такие батареи совершенно не огнеопасны. Другим преимуществом новых батарей является отсутствие в их конструкции драгоценных и редкоземельных элементов.

В имеющемся прототипе кислород-ионной батареи используется лантан, один из наиболее распространенных, но все же редкоземельных металлов. И ученые полным ходом уже ведут сейчас работы, направленные на замену лантана чем-то более дешевым и доступным.

В том виде, в котором она существует сегодня, кислород-ионная батарея не может похвастаться высоким показателем плотности хранения энергии, что закрывает перед ней возможности использования в электрических автомобилях, смартфонах и другой миниатюрной электронике. Но даже в ее нынешнем виде кислород-ионная батарея представляет собой высокоэффективное, практически идеальное решение для создания больших буферных устройств накопления энергии, которые всегда сопутствуют технологиям сбора энергии из возобновляемых источников, таких, как энергия ветра и энергия солнечных лучей.
]]> Energetic Thu, 30 Mar 2023 06:02:06 +0300 https://dailytechinfo.org/infotech/11933-uchenye-sozdali-zhivoj-kompjuter-ispolzovav-iskusstvenno-vyraschennye-kletki-golovnogo-mozga.html https://dailytechinfo.org/infotech/11933-uchenye-sozdali-zhivoj-kompjuter-ispolzovav-iskusstvenno-vyraschennye-kletki-golovnogo-mozga.html Группа исследователей из университета Иллинойса создала то, что можно назвать термином "живой компьютер". Главным элементом этого компьютера являются искусственно выращенные клетки тканей головного мозга, а сам этот компьютер является доказательством работоспособности идеи, согласно которой такие "искусственные мозги" в будущем смогут стать управляющими компонентами различных робототехнических устройств.]]>

Группа исследователей из университета Иллинойса создала то, что можно назвать термином "живой компьютер". Главным элементом этого компьютера являются искусственно выращенные клетки тканей головного мозга, а сам этот компьютер является доказательством работоспособности идеи, согласно которой такие "искусственные мозги" в будущем смогут стать управляющими компонентами различных робототехнических устройств.

Изначально ученые взяли у подопытных грызунов необходимое количество стволовых клеток и запрограммировали их на превращение в клетки нервных тканей. Таким образом им удалось вырастить в чашке Петри тонкую пленку из приблизительно 80 тысяч нейронов.

Собственно компьютер имеет размер, сопоставимый с размером ладони человека, он находится внутри инкубатора, в котором поддерживается определенная температура, влажность и другие благоприятные для жизнедеятельности нервных клеток условия. Тонкая пленка нервных тканей лежит на сетке электродов, а еще ниже находятся выходы оптического волокна, что все вместе позволяет стимулировать клетки одновременно электричеством и светом.

Однако, одной только сборки всего этого было недостаточно для того, чтобы компьютер начал работать, ученым пришлось "научить" нервные ткани работать с остальными компонентами, подобно единому целому. Для этого они обучили систему, подобно тому, как обучают нейронные сети, только в данном случае использовались импульсы тока и вспышки света, чередовавшиеся в нужных последовательностях. После этого компьютер был оставлен в покое на 30 минут времени, чего оказалось достаточно для закрепления сформировавшихся нейронных связей.

Затем исследователи провели тест F1, который используется для проверки работы нейронных сетей и который выдает результат в диапазоне от 0 до 1. Сначала живой компьютер не мог набрать значения выше 0.6 из-за того, что нейроны хаотично генерировали случайные электрические сигналы. Ученым пришлось разработать и использовать специальную комбинацию химических стимулов и дополнительных электрических импульсов для своего рода "успокоения" этого мини-мозга, который перестал генерировать случайные сигналы. И уже после этого компьютер прошел тест с результатом в 0.98, почти идеальным результатом.

И в заключении следует отметить, что этот живой компьютер продемонстрировал очень высокую обучаемость, на его обучение было затрачено во много раз меньше времени, чем на обучение стандартной нейронной сети. А в своей дальнейшей работе ученые из Иллинойса планируют создать более сложный биокомпьютер с большим количеством нейронов. Они надеются, что такое усложнение может привести к демонстрации "некоего неожиданного поведения", которому нейронная сеть изначально не обучалась.
]]> Informatic Wed, 29 Mar 2023 06:47:37 +0300 https://dailytechinfo.org/space/11932-nachata-razrabotka-tehnologii-kosmicheskogo-lego-kotoraja-pozvolit-sobirat-sputniki-prjamo-na-orbite.html https://dailytechinfo.org/space/11932-nachata-razrabotka-tehnologii-kosmicheskogo-lego-kotoraja-pozvolit-sobirat-sputniki-prjamo-na-orbite.html Группа компаний, во главе которой стоит компания Arkisys и в которую входят компании Qediq Inc, NovaWurks, Motive Space Systems, iBoss и Texas A&M Engineering Experiment Station (TEES), приступила к разработке ряда технологий, которые можно охарактеризовать термином "космическое Лего". Внедрение этой роботизированной технологии позволит в будущем быстро и эффективно собирать новые и модернизировать существующие искусственные спутники прямо на орбите и без малейшего участия человека в этом процессе.]]>

Группа компаний, во главе которой стоит компания Arkisys и в которую входят компании Qediq Inc, NovaWurks, Motive Space Systems, iBoss и Texas A&M Engineering Experiment Station (TEES), приступила к разработке ряда технологий, которые можно охарактеризовать термином "космическое Лего". Внедрение этой роботизированной технологии позволит в будущем быстро и эффективно собирать новые и модернизировать существующие искусственные спутники прямо на орбите и без малейшего участия человека в этом процессе.

Недавно компания Arkisys получила финансирование в размере 1.6 миллионов американских долларов от SpaceWERX, научного и исследовательского подразделения американских Космических Сил. В рамках этого контракта разработка всех ключевых технологий должна быть закончена уже летом этого года, а в 2024 году должна быть проведена первая демонстрация на Земле. В дальнейшем будет проведена демонстрация и первые испытания системы уже в космосе, где при помощи автоматизированных манипуляторов будет собран трехлучевой спутник, способный самостоятельно перемещаться в космическом пространстве.

Базовый модуль системы Arkisys, так называемый Port Module, является шестиугольным космическим аппаратом, который, согласно планам, будет запущен в космос в 2024 году. Как уже упоминалось выше, оборудование, установленное на этом модуле, позволяет, как собирать новые, так и модернизировать существующие искусственные спутники.

Сейчас специалисты Arkisys, совместно со специалистами NovaWurks, занимаются разработкой универсальной модульной технологии Slegos. Как и в конструкторе Лего здесь будут использоваться стандартные модули определенной формы, которые достаточно просто будут собираться в единую конструкцию. И естественно, что разные типы этих модулей будут иметь различное функциональное назначение, но все интерфейсы их механических соединений и электрических подключений будут стандартизированы.

А специалисты компании Motiv Space Systems как раз и занимаются разработкой автоматической системы, которая будет перемещаться вокруг базового модуля Port Module и выполнять все сборочно-монтажные работы.

Отметим, что сборка спутников на Земле является достаточно сложным делом, а выполнение этого же самого в условиях космоса выглядит еще сложней. Однако, это несколько не так, самая сложная часть, сборка "кирпичиков космического Лего" будет выполняться наземными предприятиями, а в космосе будет производиться лишь окончательная сборка спутников. И появление такой орбитальной "фабрики спутников" откроет совершенно новые возможности, как для частных, так и для государственных организаций.
]]> Astronaut Wed, 29 Mar 2023 06:47:26 +0300 https://dailytechinfo.org/space/11931-kosmicheskij-gamma-teleskop-fermi-pozvolil-nam-vzgljanut-na-nevidimyj-fejerverk-v-nochnom-nebe.html https://dailytechinfo.org/space/11931-kosmicheskij-gamma-teleskop-fermi-pozvolil-nam-vzgljanut-na-nevidimyj-fejerverk-v-nochnom-nebe.html Оказывается, что ночное небо постоянно полыхает космическим фейерверком, который невидим для человеческого глаза. Но, благодаря телескопу Large Area Telescope (LAT), который является одной из составляющих космического гамма-телескопа Fermi, мы можем получить наглядное представление об этом неуловимом световом шоу. Представленная ниже анимация включает в себя все гамма-вспышки и прочие подобные явления, зарегистрированные за период с февраля 2022 года по февраль 2023 года. Эти пульсирующие окружности являются отображением более чем 1500 источников гамма-излучения, обладающих импульсной природой и характерной кривой изменения яркости.]]>

Оказывается, что ночное небо постоянно полыхает космическим фейерверком, который невидим для человеческого глаза. Но, благодаря телескопу Large Area Telescope (LAT), который является одной из составляющих космического гамма-телескопа Fermi, мы можем получить наглядное представление об этом неуловимом световом шоу. Представленная ниже анимация включает в себя все гамма-вспышки и прочие подобные явления, зарегистрированные за период с февраля 2022 года по февраль 2023 года. Эти пульсирующие окружности являются отображением более чем 1500 источников гамма-излучения, обладающих импульсной природой и характерной кривой изменения яркости.

"Мы проделали достаточно обширную работу, соединив в единую базу данных все имеющиеся данные об зарегистрированных гамма-вспышках, их источниках и характеристиках. Это оказало большую помощь астрономам, занимающимся изучением галактик, которые должны изучать изменения кривых яркости гамма-вспышек за длительные периоды времени" - рассказывает Даниэль Коцевский (Daniel Kocevski), астрофизик из Центра космических полетов НАСА имени Маршалла, - "Раньше ученые обращались к нам за данными по одному какому-то объекту, теперь же в распоряжении научного сообщества имеется свободный доступ ко всем обработанным данным, включенным в единый каталог".

Порядка 90 процентов видимых источников гамма-лучей - это так называемые блазары (blazars), представляющие собой центральные области галактик, в которых находятся активные сверхмассивные черные дыры. Эти черные дыры, поглощая материю, извергают потоки излучений, в том числе и гамма, в виде огромных и мощных джетов, и если направление такого джета совпадает с направлением на Землю, то многие наземные астрономические инструменты, в том числе и нейтрино-обсерватория IceCube в Антарктике, регистрируют всплески частиц.

Блазары являются очень важными поставщиками информации для астрономов, так как они излучают всю гамму видов излучений, света и частиц, плюс создают гравитационные волны, так же несущие толику важной научной информации.

Каждая вспышка на анимации имеет в реальности длительность не менее трех земных суток. Появление и расширение круга соответствует увеличению яркости гамма-вспышки, а когда яркость начинает снижаться - круг сужается и в некоторых случаях исчезает полностью через некоторое время. Красно-оранжевая "лента" пересекающая середину условного небосвода является центральной плоскостью нашей галактики, галактики Млечного Пути, которая вырабатывает постоянный фон гамма-излучения. А желтый круг, движущийся по характерной траектории, представляет собой отображение нашего Солнца.

Обработка данных и объединение их в единый каталог потребовало трех месяцев, в течение которых 1000 вычислительных узлов суперкомпьютера, находящегося в Национальной лаборатории линейных ускорителей SLAC, наработали в общей сумме 400 лет машинного времени.

И в заключении следует отметить, что телескоп LAT, основной инструмент космического гамма-телескопа Fermi, делает полный осмотр ночного неба каждые три часа. Он регистрирует гамма-лучи с энергиями в диапазоне от 20 миллионов до более чем 300 миллиардов электрон-вольт. Для сравнения, энергия лучей обычного света видимого диапазона составляет от 2 до 3 электрон-вольт.

]]> Astronaut Tue, 28 Mar 2023 06:23:59 +0300 https://dailytechinfo.org/infotech/11930-materialy-i-tehnologii-litij-ionnyh-batarej-stali-osnovoj-novogo-tipa-nejromorfnogo-vychislitelnogo-ustrojstva.html https://dailytechinfo.org/infotech/11930-materialy-i-tehnologii-litij-ionnyh-batarej-stali-osnovoj-novogo-tipa-nejromorfnogo-vychislitelnogo-ustrojstva.html Группа исследователей из корейского Института материаловедения (Korea Institute of Materials Science, KIMS) создала первое нейроморфное вычислительное устройство совершенного нового типа. Разработанная технология позволяет получить высокую плотность компоновки нейроморфных чипов, она обеспечивает высокую надежность, скорость и точность работы. А основой этого устройства являются тонкопленочные материалы и ионы лития, объединенные с двумерными полупроводниковыми наноматериалами.]]>

Группа исследователей из корейского Института материаловедения (Korea Institute of Materials Science, KIMS) создала первое нейроморфное вычислительное устройство совершенного нового типа. Разработанная технология позволяет получить высокую плотность компоновки нейроморфных чипов, она обеспечивает высокую надежность, скорость и точность работы. А основой этого устройства являются тонкопленочные материалы и ионы лития, объединенные с двумерными полупроводниковыми наноматериалами.

Новое нейроморфное устройство имеет в своем составе аналоги нейронов и синапсов, которые служат для обработки и хранения информации. Устройства-синапсы получают информацию от одних нейронов и передают ее другим нейронам, модулируя ее (усиливая или уменьшая амплитуду) в соответствии с внутренним коэффициентом, называемым синаптическим весом.

В различных реализациях искусственных синапсов используются различные способы управления значением синаптического веса, в одних случаях используются накопители электрических зарядов, в других - электрохимические накопители на основе ионов кислорода и т.п. Самой большой проблемой в последнем случае являются трудности с управлением движением ионов в нужном направлении при помощи внешнего электрического поля.

В данном случае эта проблема была решена при помощи тонкопленочного, в несколько десятков нанометров, покрытия, подобного покрытию анода в некоторых типах аккумуляторных батарей. Электрическое поле, прикладываемое к одной стороне покрытия, позволяет получить высокую мобильность ионов лития, находящихся с другой стороны. Данное покрытие было изготовлено при помощи одного из стандартных методов вакуумного осаждения, используемого в современной полупроводниковой промышленности. В самых толстых участках толщина этого покрытия не превышает 100 нанометров.

На кремниевом основании создаются структуры, весьма напоминающие обычные транзисторы. И когда к одному из электродов этого транзистора прикладывается электрический потенциал, это вызывает соответствующее движение ионов лития в районе тонкопленочного покрытия области канала, что, в свою очередь, позволяет управлять проводимостью канала такого нейротранзистора.

Из таких вот нейротранзисторов исследователи сделали искусственную нейронную сеть и обучили ее распознавать рукописные символы. При этом, процедура обучения проводился 500 раз, начиная с нуля, после чего исследователи сравнивали значения синаптических весов каждого элемента. По завершению каждой процедуры обучения значения весов совпадали с высокой точностью, а точность распознавания символов нейронной сетью в целом составила 96.77 процента, что является достаточно высоким показателем.

"Наше нейроморфное полупроводниковое устройство не требует центрального процессора, памяти и других элементов традиционной архитектуры Фон-Неймана" - пишут исследователи, - "Оно способно одновременно хранить и обрабатывать информацию, обучаться и совершенствоваться. Мы ожидаем, что такие системы искусственного интеллекта малой мощности найдут применение в составе различных устройств потребительского класса, таких, как камеры, тактильные датчики и т.п.".
]]> Electronic Tue, 28 Mar 2023 06:23:43 +0300 https://dailytechinfo.org/space/11929-teleskop-james-webb-zapechatlel-peschanuju-burju-bushujuschuju-na-gigantskoj-planete.html https://dailytechinfo.org/space/11929-teleskop-james-webb-zapechatlel-peschanuju-burju-bushujuschuju-na-gigantskoj-planete.html Где-то за сорок световых лет на планете, вращающейся вокруг двух звезд, бушует песчаная буря. Первое, что приходит в голову после такой фразы - это планета Татуин из "Звездных войн", но, к сожалению, это не так. Песчаная буря, о которой сейчас идет речь, бушует в атмосфере газовой гигантской планеты, размер которой в 20 раз превышает размер Юпитера, и астрономы, используя всю мощь датчиков телескопа James Webb, рассмотрели не только песчаные облака, но и определили наличие в атмосфере планеты воды, метана и углекислого газа.]]>

Где-то за сорок световых лет на планете, вращающейся вокруг двух звезд, бушует песчаная буря. Первое, что приходит в голову после такой фразы - это планета Татуин из "Звездных войн", но, к сожалению, это не так. Песчаная буря, о которой сейчас идет речь, бушует в атмосфере газовой гигантской планеты, размер которой в 20 раз превышает размер Юпитера, и астрономы, используя всю мощь датчиков телескопа James Webb, рассмотрели не только песчаные облака, но и определили наличие в атмосфере планеты воды, метана и углекислого газа.

Планета VHS 1256 b относится к классу "супер-Юпитер", к газовым гигантам, размером больше Юпитера. Эта планета вращается вокруг двух звезд системы по очень далекой орбите, один оборот по которой она совершает за 10 тысяч земных лет. Благодаря этому свет от звезд абсолютно не мешает проводить прямые наблюдения за планетой.

"VHS 1256 b находится приблизительно в четыре раза дальше от звезд, чем Плутон от Солнца, что благоприятствует проведению прямых наблюдений" - пишут исследователи, - "Свет от самой планеты не смешивается со светом от звезд, и по его спектру мы можем узнать многое о самой планете".

Облака, которые запечатлел телескоп James Webb, состоят из крошечных частичек силиката. В верхних слоях атмосферы эти частички имеют размеры, сопоставимые с размерами частиц сажи в дыму, а в более низких слоях встречаются крупные частички, размер которых сопоставим с размерами самых маленьких песчинок. Эти облака невероятно горячи, температура "облачного" слоя атмосферы достигает 830 градусов Цельсия.

Планета VHS 1256 b относительно молода, ее возраст составляет порядка 150 миллионов лет. Через некоторое время планета остынет, ее атмосфера станет менее бурной, пылевые облака осядут и атмосфера приобретет прозрачность, позволяя рассмотреть поверхность.

Изучение планеты VHS 1256 b было выполнено при помощи двух инструментов телескопа - Near-Infrared Spectrograph и Mid-Infrared Instrument. И в ближайшем будущем астрономы планируют заняться еще более глубоким изучением данной планеты, которая является прекрасной научной целью благодаря практически идеальным условиям для проведения наблюдений. ]]> Astronaut Mon, 27 Mar 2023 06:02:02 +0300 https://dailytechinfo.org/news/11928-razrabotana-tehnologija-izgotovlenija-lazerov-novogo-tipa-na-osnove-niobata-litija.html https://dailytechinfo.org/news/11928-razrabotana-tehnologija-izgotovlenija-lazerov-novogo-tipa-na-osnove-niobata-litija.html Ученые из компании IBM и Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL) разработали технологию изготовления нового типа лазеров, которая может оказать существенное влияние на дальнейшее развитие ряда связанных с этим оптических технологий. Основой нового лазера является ниобат лития, материал, широко используемый для изготовления оптических модуляторов, устройств, контролирующих частоту или интенсивность проходящего сквозь них света.]]>

Ученые из компании IBM и Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL) разработали технологию изготовления нового типа лазеров, которая может оказать существенное влияние на дальнейшее развитие ряда связанных с этим оптических технологий. Основой нового лазера является ниобат лития, материал, широко используемый для изготовления оптических модуляторов, устройств, контролирующих частоту или интенсивность проходящего сквозь них света.

В области лазерных технологий ниобат лития может быть особенно полезным из-за своей способности пропускать сквозь себя поток света значительной мощности и высоким значением коэффициента Поккельса (Pockels coefficient), который отражает способность материала к изменению своих оптических свойств под воздействием внешнего электрического поля.

В лабораториях EPFL были изготовлены элементы фотонных интегральных схем из нитрида кремния, которые впоследствии были объединены с другими элементами этих схем, но уже изготовленных из ниобата лития в компании IBM. И в результате был получен новый тип гибридного интегрированного перестраиваемого лазера, обладающего очень низким показателем шума, высокой стабильностью и большой скоростью регулировки длины волны.

Все перечисленные выше положительные характеристики нового лазера делают его идеальным решением для использования в технологиях лазерного сканирования LiDAR (Light Detection And Ranging). И первым испытанием нового лазера стало как раз измерение расстояния с высокой точностью, что является основой работы технологий LiDAR.

Помимо этого технология производства интегрированных лазеров имеет достаточно большой потенциал для создания новых типов приемопередающих устройств, используемых в оптических коммуникациях, и для создания микроволново-оптических преобразователей, используемых в технологиях квантовых вычислений.

"Никакой из других интегрированных лазеров такого масштаба не может похвастаться столь низким уровнем фазовых шумов и столь высокой скоростью перестройки" - пишут исследователи, - "Сейчас даже будет трудно перечислить все области, которые будут задеты появлением такого лазера, но самые основные из них - это оптические и квантовые телекоммуникации, квантовые вычисления, технологии хранения данных и многое другое".
]]> Informatic Mon, 27 Mar 2023 06:01:50 +0300 https://dailytechinfo.org/news/11927-uchenye-vpervye-zaregistrirovali-chasticy-nejtrino-porozhdennye-pri-stolknovenijah-v-kollajdere.html https://dailytechinfo.org/news/11927-uchenye-vpervye-zaregistrirovali-chasticy-nejtrino-porozhdennye-pri-stolknovenijah-v-kollajdere.html Группа ученых из Калифорнийского университета в Ирвине впервые в истории зарегистрировала загадочные частицы нейтрино, порожденные при столкновениях в недрах коллайдера. Данное открытие позволило проникнуть глубже в природу нейтрино, субатомных частиц, открытых еще в 1956 году, которые играют ключевую роль во многих космологических процессах и явлениях. Также открытие позволит пролить свет на некоторые загадки космических нейтрино, которые проходят огромные расстояния в космическом пространстве и попадают внутрь высокочувствительных детекторов, позволяя таким своеобразным образом "взглянуть" в глубины Вселенной.]]>

Группа ученых из Калифорнийского университета в Ирвине впервые в истории зарегистрировала загадочные частицы нейтрино, порожденные при столкновениях в недрах коллайдера. Данное открытие позволило проникнуть глубже в природу нейтрино, субатомных частиц, открытых еще в 1956 году, которые играют ключевую роль во многих космологических процессах и явлениях. Также открытие позволит пролить свет на некоторые загадки космических нейтрино, которые проходят огромные расстояния в космическом пространстве и попадают внутрь высокочувствительных детекторов, позволяя таким своеобразным образом "взглянуть" в глубины Вселенной.

Данное достижение является результатом эксперимента FASER (ForwArd Search ExpeRiment), основой которого является новый датчик частиц, разработанный специалистами из нескольких стран, включая специалистов Европейской организации ядерных исследований CERN. Сейчас датчик FASER установлен неподалеку и регистрирует частицы, порождаемые при столкновениях в Большом Адронном Коллайдере.

Датчик FASER сам по себе достаточно уникален. В отличие от других датчиков частиц, таких, как ATLAS, которые имеют высоту в несколько этажей и весят тысячи тонн, датчик FASER весит всего одну тонну и спокойно размещается в одном из служебных туннелей. Он имеет достаточно сложное устройство и потребовалось несколько лет для того, чтобы спроектировать его, используя по максимуму готовые узлы датчиков от других экспериментов CERN.

Напомним нашим читателям, что нейтрино являются самыми распространенными частицами во Вселенной, их количество во много раз превышает количество других субатомных частиц. Большинство частиц нейтрино, прибывшим к нам из космоса и изученных учеными, являются низкоэнергетическими нейтрино. Нейтрино же, зарегистрированные датчиком FASER, относятся к одним из самых высокоэнергетических частиц этого типа, которые лишь изредка прибывают к нам из космоса, но порождаются в достаточно больших количествах при столкновениях космических лучей с верхними слоями земной атмосферы.

"Нейтрино - это единственный из видов известных частиц, которые до последнего времени не регистрировались большими датчиками экспериментов коллайдера" - пишут представители CERN, - "Поэтому появление датчика FASER и успешно собранные им данные означают, что мы используем полный физический потенциал, которые предоставляет нам Большой Адронный Коллайдер".

Однако, регистрация частиц нейтрино - это не единственная цель создания датчика FASER. Одной из других главных целей является регистрация и идентификация частиц, из которых состоит темная материя, загадочная субстанция, на долю которой приходится большая часть материи во Вселенной. "Вскоре после начала нового периода работы коллайдера при помощи датчика FASER мы надеемся увидеть новые захватывающие события и сигналы" - пишут представители CERN.
]]> Informatic Fri, 24 Mar 2023 06:03:04 +0200 https://dailytechinfo.org/military/11926-sda-sputniki-patrulnye-kotorye-budut-zaschischat-drugie-sputniki-ot-vrazhdebnyh-dejstvij-v-kosmose.html https://dailytechinfo.org/military/11926-sda-sputniki-patrulnye-kotorye-budut-zaschischat-drugie-sputniki-ot-vrazhdebnyh-dejstvij-v-kosmose.html Согласно имеющимся данным, сегодня в космосе находится порядка 8 тысяч искусственных спутников различного назначения, и за последующие 10 лет это количество может увеличиться до 100 тысяч. Достаточно значимое количество из этих спутников входят в различные глобальные системы, от функционирования которых зависят некоторые жизненно важные области человеческой цивилизации. И, вполне естественно, что спутники критически важных систем рассматриваются в качестве первоочередных целей потенциальным противником, а другие стороны уже начинают принимать соответствующие меры по защите своих интересов в космическом пространстве.]]>

Согласно имеющимся данным, сегодня в космосе находится порядка 8 тысяч искусственных спутников различного назначения, и за последующие 10 лет это количество может увеличиться до 100 тысяч. Достаточно значимое количество из этих спутников входят в различные глобальные системы, от функционирования которых зависят некоторые жизненно важные области человеческой цивилизации. И, вполне естественно, что спутники критически важных систем рассматриваются в качестве первоочередных целей потенциальным противником, а другие стороны уже начинают принимать соответствующие меры по защите своих интересов в космическом пространстве.

Одной из таких мер по защите интересов в космосе представляет собой подписанное недавно соглашение между известной американской компанией Northrop Grumman и японской компанией из Токио IHI Corporation. Целью этого соглашения является создание малогабаритных, но высокоскоростных и высокоманевренных спутников-патрульных SDA (Space Domain Awareness), которые будут защищать японские коммерческие спутники от опасных маневров и действий потенциально враждебных космических аппаратов.

С учетом того, что в космосе все чаще и чаще случаются инциденты, когда неопознанные и подозрительные космические аппараты сближаются со спутниками и начинают выполнять неподалеку опасные маневры, японское правительство в 2022 году выдало карт-бланш на реализацию программы SDA, в рамках которой будут разработаны вышеупомянутые спутники-патрульные, сервисные спутники, которые будут осуществлять заправку и обслуживание патрульных, и вся необходимая другая инфраструктура.

На текущий момент нет никакой достаточно подробной технической информации касательно программы SDA. Известно лишь только, что в конструкции спутников-патрульных будет использоваться одна из универсальных спутниковых платформ компании Northrop Grumman, на которые будет установлено необходимое оборудование и двигательные системы от IHI Corporation.

"Сейчас мы наблюдаем неуклонное увеличение военного потенциала в космическом пространстве. И мы должны научиться распознавать и своевременно реагировать на возникающие угрозы" - рассказывает Фумихару Намики (Fumiharu Namiki), один из руководителей компании IHI Corporation, - "Большой опыт в этом деле компании Northrop Grumman делает ее лучшим партнером для достижения наших целей. И мы надеемся, что совместными усилиями мы обеспечим сохранение мира в космическом пространстве".
]]> ManoWar Fri, 24 Mar 2023 06:02:52 +0200 https://dailytechinfo.org/news/11925-alphaflow-polnostju-avtomaticheskaja-i-intellektualnaja-laboratorija-kotoraja-uskorjaet-provedenie-himicheskih-issledovanij-v-sotni-raz.html https://dailytechinfo.org/news/11925-alphaflow-polnostju-avtomaticheskaja-i-intellektualnaja-laboratorija-kotoraja-uskorjaet-provedenie-himicheskih-issledovanij-v-sotni-raz.html Группа исследователей из университета Северной Каролины создала автоматическую и высокоинтеллектуальную химическую лабораторию, способную к самостоятельной разработке путей синтеза сложных функциональных материалов и молекул через цепочки химических превращений. И в качестве демонстрации эта лаборатория, получившая название AlphaFlow, нашла более быстрый и более эффективный метод производства высококачественных полупроводниковых нанокристаллов определенного типа, используемых в оптических и фотонных устройствах.]]>

Группа исследователей из университета Северной Каролины создала автоматическую и высокоинтеллектуальную химическую лабораторию, способную к самостоятельной разработке путей синтеза сложных функциональных материалов и молекул через цепочки химических превращений. И в качестве демонстрации эта лаборатория, получившая название AlphaFlow, нашла более быстрый и более эффективный метод производства высококачественных полупроводниковых нанокристаллов определенного типа, используемых в оптических и фотонных устройствах.

"Наша система, AlphaFlow, использует технологию искусственного интеллекта, называемую обучением с подкреплением (reinforcement learning). Искусственный интеллект, совмещенный с управлением автоматизированными микрожидкосными устройствами, позволяет существенно ускорить проведение научных исследований" - пишут ученые, - "Мы продемонстрировали, что за определенный промежуток времени система AlphaFlow может провести большее количество экспериментов, чем сотня ученых-химиков. При этом, она затратит всего 0.01 процента от количества реактивов, которые потребовались бы людям для выполнения этой же работы".

Искусственный интеллект системы AlphaFlow принимает решение о проведении очередного шага эксперимента на основе двух вещей - данных о проведении предыдущего шага и на основе предсказания результатов, которые должен принести следующий шаг или даже несколько шагов. В случае получения каких-либо неожиданных результатов система способна извлечь из этого полезные данные и приобрести новые знания. А если выбранный путь проведения эксперимента ведет в тупик, или становится очень долгим, то система способна сделать откат на нужное количество шагов назад и повести эксперимент по другому пути.

Такой алгоритм действий, позволяющий выбрать количество и вид исходных реактивов и последовательность реакций, работает одинаково хорошо в случае поиска пути синтеза совершенно нового химического соединения и при оптимизации производственного процесса уже существующего соединения. "Интеграция искусственного интеллекта и новейших технологий химического синтеза сокращает время проведения исследований на порядки величины" - пишут исследователи, - "Здесь можно ожидать появления положительных результатов через часы, после начала работы, а не через месяцы и годы в особо тяжелых случаях".

Как уже упоминалось выше, система AlphaFlow была использована для нахождения нового метода синтеза полупроводниковых нанокристаллов, ядро которых состоит из селенида кадмия, а внешняя оболочка - из сульфида кадмия. Процесс синтеза, найденный искусственным интеллектом, оказался на несколько шагов короче, что имеет огромное значение в условиях массового промышленного производства.

Большой неожиданностью для ученых стало то, что система AlphaFlow, синтезируя полупроводниковые нанокристаллы, убрала из процесса один шаг, который, как раньше считали ученые, играл в этом всем ключевую роль. Таким образом, всего за 30 дней непрерывной работы система AlphaFlow смогла показать несостоятельность некоторых теорий, формирование которых заняло целых 15 предыдущих лет.

В настоящее время образец лаборатории AlphaFlow способен исследовать достаточно сложные процессы, в которых задействовано до 40 переменных параметров. "Однако структура лаборатории может быть легко адаптирована к проведению экспериментов любого уровня сложности, единственным ограничением является то, что все реактивы должны быть жидкими или растворами, а все реакции должны протекать в жидкой среде" - пишут исследователи.

И в заключении следует отметить, что AlphaFlow является открытой системой. А ученые, разработавшие эту систему, собираются в будущем составить стандартизированный каталог и базу данных, в которых будут содержаться все экспериментальные данные, включая данные неуспешных экспериментов. "Мы считаем, что появление этого позволит в будущем значительно ускорить открытие новых материалов и химических процессов" - пишут исследователи.
]]> Informatic Thu, 23 Mar 2023 06:02:26 +0200 https://dailytechinfo.org/space/11924-specialisty-nasa-pristupili-k-sborke-lunohoda-viper-dlja-missii-artemis.html https://dailytechinfo.org/space/11924-specialisty-nasa-pristupili-k-sborke-lunohoda-viper-dlja-missii-artemis.html Инженеры американского космического агентства НАСА приступили к процессу сборки лунохода, который в рамках миссии Artemis прибудет на поверхность Луны где то ближе к середине 2020-х годов. Сборка производится в специальном помещении Космического центра НАСА имени Джонсона в Хьюстоне, штат Техас, а основной задачей 450-килограммового лунохода VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover) станут поиски и исследования залежей льда в районе лунного Южного полюса.]]>

Инженеры американского космического агентства НАСА приступили к процессу сборки лунохода, который в рамках миссии Artemis прибудет на поверхность Луны где то ближе к середине 2020-х годов. Сборка производится в специальном помещении Космического центра НАСА имени Джонсона в Хьюстоне, штат Техас, а основной задачей 450-килограммового лунохода VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover) станут поиски и исследования залежей льда в районе лунного Южного полюса.

В настоящее время на отведенном для этого месте уже установлена основная несущая часть шасси лунохода и некоторые ее дополнительные части. Эта основа является своего рода "хребтом", вокруг которого будет построена остальная часть лунохода.

"Сейчас мы уже закончили некоторые из самых первых этапов сборки элемента, объединяющего все остальные компоненты будущего лунохода" - рассказывает Давид Петри (David Petri), один из ведущих специалистов НАСА, - "Остальные аппаратные средства прибудут из самых разных уголков нашего мира, хотя их основная часть будет произведена в некоторых наших космических центрах. К примеру, программное обеспечение всех систем лунохода разрабатывается сейчас в Научно-исследовательском центре имени Эймса в Калифорнии".

Предварительная дата прибытия лунохода VIPER на Луну определена на 10 ноября 2024 года. Это время выбрано не случайно, взаимное расположение Солнца, Земли и Луны позволит оптимизировать количество солнечной энергии, которую должен собрать луноход в течение своей миссии, рассчитанной на 100 суток.

"Результаты поисков и исследований, которые проведет луноход VIPER, позволят определиться с местами расположения будущих мест посадки следующих этапов миссии Artemis" - пишут представители НАСА, - "Ведь для того, чтобы обеспечить долгосрочное присутствие людей на Луне, места посадки и организации космических баз должны располагаться неподалеку от залежей замерзшей воды и других ресурсов".

В большинстве времени луноход VIPER, размером с гольф-кар, будет "совершать раскопки" на дне постоянно затененных лунных кратеров, там, куда лучи солнечного света не проникали на протяжении миллиардов лет. Поэтому VIPER будет первым в истории луноходом, у которого будет иметься пара фар для освещения окружающего пространства.

Луноход VIPER будет доставлен на поверхность Луны посадочным модулем Griffin аэрокосмической компании Astrobotic из Питтсбурга. А этот модуль, в свою очередь, будет запущен в космос и направлен в сторону Луны тяжелой ракетой Falcon Heavy компании SpaceX.
]]> Astronaut Wed, 22 Mar 2023 06:03:57 +0200 https://dailytechinfo.org/electronics/11923-sozdan-pervyj-kremnievyj-cifrovoj-kontroller-kubitov-sposobnyj-rabotat-pri-kriogennyh-temperaturah.html https://dailytechinfo.org/electronics/11923-sozdan-pervyj-kremnievyj-cifrovoj-kontroller-kubitov-sposobnyj-rabotat-pri-kriogennyh-temperaturah.html Вся проблема заключается в том, что сверхпроводящие и другие типы кубитов, на базе которых строятся современные квантовые компьютеры, должны работать при температурах, максимально близких к температуре абсолютного нуля. Это не было бы большой проблемой, если бы не требовалось наличия сопряжения квантовых схем с обычными электронными схемами и компьютерами, которые обеспечивают конфигурирование квантовых систем, загрузку в них программ и данных, считывание результатов квантовых вычислений, их пост-обработку и визуализацию.]]>

Вся проблема заключается в том, что сверхпроводящие и другие типы кубитов, на базе которых строятся современные квантовые компьютеры, должны работать при температурах, максимально близких к температуре абсолютного нуля. Это не было бы большой проблемой, если бы не требовалось наличия сопряжения квантовых схем с обычными электронными схемами и компьютерами, которые обеспечивают конфигурирование квантовых систем, загрузку в них программ и данных, считывание результатов квантовых вычислений, их пост-обработку и визуализацию.

Логично было бы разместить некоторые компоненты обычной цифровой электроники, такие, как цифро-аналоговые, аналого-цифровые преобразователи и др., в криогенной камере в непосредственной близости от нужных участков квантовых схем. Однако, криогенные температуры "смертельны" для электроники, при них кремниевые и другие полупроводниковые материалы полностью теряют свои свойства и функциональные возможности.

Поэтому в настоящее время управление кубитами, запись и считывание информации производятся в большинстве случаев при помощи микроволновых сигналов, которые подаются и выводятся через множество трубок-волноводов в криогенную вакуумную камеру, в которой и располагаются все части квантовых схем. Именно поэтому квантовые процессоры и похожи сейчас на какие-то футуристические "люстры", густо опутанные блестящими трубками и изредка проводами.

Но такая ситуация может измениться уже в обозримом будущем. Первой "ласточкой" этих изменений стал новый кремниевый чип, разработанный и созданный молодой компанией из Нью-Йорка под названием SEEQC. Этот чип представляет собой цифровой контролер кубитов, он устанавливается непосредственно под квантовым процессором и позволяет манипулировать его кубитами, записывать и считывать из них информацию.

Новый чип был изготовлен на фабрике компании SEEQC в Эльмсфорде на обычной кремниевой подложке. Но в нем используются совершенно новые принципы и он, согласно имеющееся информации, не имеет ни одного классического транзистора в своей схеме, что позволяет ему работать при критически низких температурах.

Отметим, что компания SEEQC организовала свою работу достаточно интересным образом, они создали свой собственный квантовый компьютер, построенный изначально по традиционным принципам. И затем, при помощи разрабатываемых чипов они ведут работы по упрощению конструкции квантового компьютера с параллельным увеличением количества кубитов. Кроме этого специалисты компании ведут сейчас разработку еще двух типов чипов, которые будут находиться в более теплой области криогенной камеры, и которые будут производить дальнейшую пост-обработку результатов квантовых вычислений.

"Разработанная нами технология поможет в будущем строить более мощные квантовые компьютеры, в криогенных камерах которых будет размещаться большее количество кубитов" - рассказывает Джон Леви (John Levy), соучредитель и генеральный директор компании SEEQC, - "Ведь нынешние квантовые компьютеры имеют всего сотни сверхпроводящих кубитов, а для создания полноценного универсального компьютера это число должно исчисляться миллионами".
]]> Electronic Wed, 22 Mar 2023 06:03:45 +0200 https://dailytechinfo.org/space/11922-teleskop-james-webb-zapechatlel-zvezdu-redkogo-tipa-perehodjaschuju-gran-mezhdu-zhiznju-i-smertju.html https://dailytechinfo.org/space/11922-teleskop-james-webb-zapechatlel-zvezdu-redkogo-tipa-perehodjaschuju-gran-mezhdu-zhiznju-i-smertju.html Помимо ошеломляющих снимков туманностей, звезд и галактик, космический телескоп James Webb Space Telescope является идеальной платформой для изучения космической пыли. С первого взгляда это звучит не очень захватывающе, но современные космологические модели и теории не могут объяснить того большого количества пыли, которая наблюдается в доступной нам области Вселенной. Некоторые из ученых подозревают, что ключом к объяснению избыточного количества пыли являются звезды редкого типа, так называемые звезды Вольфа-Райе (Wolf-Rayet stars), и недавно телескоп James Webb запечатлел такую звезду во всех деталях и подробностях.]]>

Помимо ошеломляющих снимков туманностей, звезд и галактик, космический телескоп James Webb Space Telescope является идеальной платформой для изучения космической пыли. С первого взгляда это звучит не очень захватывающе, но современные космологические модели и теории не могут объяснить того большого количества пыли, которая наблюдается в доступной нам области Вселенной. Некоторые из ученых подозревают, что ключом к объяснению избыточного количества пыли являются звезды редкого типа, так называемые звезды Вольфа-Райе (Wolf-Rayet stars), и недавно телескоп James Webb запечатлел такую звезду во всех деталях и подробностях.

Звезда WR 124 сейчас находится на грани перехода "между жизнью и смертью", на этапе, через который проходят немногие из крупных звезд. Эта звезда уже пережгла все запасы термоядерного топлива в своих недрах, и сейчас в ней формируется большое количество более тяжелых элементов. Этот процесс сопровождается выбросом в окружающее пространство огромных количеств материи, а завершится все это катастрофическим взрывом сверхновой.

Материя, извергнутая в космос звездой WR 124, формирует вокруг нее туманность под названием M1-67. Пыль этой туманности постепенно охлаждается, и спектр ее свечения перемещается в инфракрасный диапазон. И телескоп James Webb, работающий как раз в инфракрасном диапазоне, видит в недрах туманности M1-67 детали, которые недоступны другим астрономическим инструментам, в том числе и телескопу Hubble.

Камера NIRCam (Near-Infrared Camera) телескопа James Webb может видеть "волны" разреженного газа и пыли, окружающей туманность, в центре которой находится яркая сверхгорячая звезда. А камера MIRI (Mid-Infrared Instrument) демонстрирует нам все детали структуры туманности, сформированной из выброшенной звездой материи.

Изначально звезда WR 124 имела массу, превосходящую массу Солнца в 30 раз, но сейчас она уже выбросила в пространство материю в количестве 10 солнечных масс. Астрономы предполагают, что потеря массы звездой WR 124 будет продолжаться еще несколько сотен тысяч лет, после чего произойдет взрыв сверхновой, который еще больше разметает материю туманности M1-67 по окружающему пространству.

Как уже упоминалось выше, звезды Вольфа-Райе могут являться ключом к объяснению большого количества пыли в космосе, ведь они извергают огромное количество материи перед взрывом сверхновой. И эта пыль является отнюдь не инертной материей, она является строительным материалом для звезд, планет и астероидов. Более того, в этой же пыли содержатся тяжелые химические элементы и сложные молекулы, которые могут являться стандартными блоками для зарождения различных форм жизни.
]]> Astronaut Tue, 21 Mar 2023 06:03:59 +0200 https://dailytechinfo.org/auto/11921-koncept-panoramic-vision-ot-kompanii-bmw-displej-vo-vsju-shirinu-lobovogo-stekla-avtomobilja.html https://dailytechinfo.org/auto/11921-koncept-panoramic-vision-ot-kompanii-bmw-displej-vo-vsju-shirinu-lobovogo-stekla-avtomobilja.html Практически все время с момента выпуска первого автомобиля компании-автопроизводители размещали элементы приборной панели ниже уровня лобового стекла. И для того, чтобы бросить взгляд на показания спидометра или датчика уровня топлива водителю приходилось, хоть и кратковременно, но отрывать взгляд от дороги. Компания BMW собирается решить эту проблему путем внедрения нового концепта под названием "Panoramic Vision", который подразумевает установку дисплея по всей ширине нижней части лобового стекла автомобиля. Такое расположение дисплея позволит водителю и пассажиру получать всю необходимую им информацию, не отрывая взгляда от дороги.]]>

Практически все время с момента выпуска первого автомобиля компании-автопроизводители размещали элементы приборной панели ниже уровня лобового стекла. И для того, чтобы бросить взгляд на показания спидометра или датчика уровня топлива водителю приходилось, хоть и кратковременно, но отрывать взгляд от дороги. Компания BMW собирается решить эту проблему путем внедрения нового концепта под названием "Panoramic Vision", который подразумевает установку дисплея по всей ширине нижней части лобового стекла автомобиля. Такое расположение дисплея позволит водителю и пассажиру получать всю необходимую им информацию, не отрывая взгляда от дороги.

Водитель имеет возможность выбрать ту информацию для отображения на дисплее Panoramic Vision, которая ему необходима в данный момент, это может быть текущая скорость, время, название играющей песни и т.п. Для улучшения качества восприятия информации в различных условиях освещенности, она предоставляется светлыми тонами на темном фоне, яркость которых динамически регулируется.

Первые намеки на концепт "Panoramic Vision" были продемонстрированы компанией BMW в рамках выставки CES 2023 на автомобиле iVision Dee. Только в том случае информация в цифровой форме проецировалась на всю поверхность лобового стекла, что не исключало создания визуальных помех водителю. И именно поэтому дисплей Panoramic Vision занимает только нижнюю часть лобового стекла, оставляя все остальное пространство открытым.

Согласно имеющейся информации, дисплей Panoramic Vision будет использоваться с 2025 года в электрических автомобилях BMW относящихся к новому классу (NEUE KLASSE). Так же в автомобилях этого класса будет использоваться целый ряд новшеств и инновационных технологий, включая BMW iDrive. Очевидно, что нам еще придется подождать до сентября этого года, когда в рамках выставки IAA Mobility 2023 в Мюнхене представители компании BMW обнародуют большее количество своих планов, информации и технических подробностей.

]]> Transporter Tue, 21 Mar 2023 06:03:49 +0200 https://dailytechinfo.org/space/11920-astronomy-nacelilis-na-poiski-zhizni-v-zonah-terminatora-zablokirovannyh-planet.html https://dailytechinfo.org/space/11920-astronomy-nacelilis-na-poiski-zhizni-v-zonah-terminatora-zablokirovannyh-planet.html Во вселенной существует некоторое количество планет, которые, в отличие от Земли, повернуты всегда одной стороной в направлении на центральную звезду их системы. Такие планеты называют заблокированными, одна их сторона постоянно "купается" в свете, а вторая находится в темноте вечной ночи. Между этими двумя сторонами существует переходная зона, называемая зоной терминатора, и, согласно результатам недавних исследований, зоны терминатора некоторых из планет являются весьма перспективным местом для возникновения и благополучного существования там жизни на протяжении достаточно долгого времени.]]>

Во вселенной существует некоторое количество планет, которые, в отличие от Земли, повернуты всегда одной стороной в направлении на центральную звезду их системы. Такие планеты называют заблокированными, одна их сторона постоянно "купается" в свете, а вторая находится в темноте вечной ночи. Между этими двумя сторонами существует переходная зона, называемая зоной терминатора, и, согласно результатам недавних исследований, зоны терминатора некоторых из планет являются весьма перспективным местом для возникновения и благополучного существования там жизни на протяжении достаточно долгого времени.

Согласно исследованиям, проведенным учеными из Калифорнийского университета в Ирвине, На поверхности заблокированных планет будут присутствовать экстремальные условия даже в том случае, если сама планета располагается в пригодной для жизни зоне, называемой зоной Златовласки. Светлая сторона планеты будет горячей до такой степени, что вся влага там испарится, а на темной стороне будет царить достаточно сильный холод, и вода там будет присутствовать только в виде льда.

В зоне терминатора условия на поверхности будут совершать плавный переход от одной крайности до другой. И естественно, что где-то будет располагаться более узкая зона, в пределах которой вода сможет всегда находиться в жидком виде, и которая может стать колыбелью для жизни при условии наличия у планеты правильной атмосферы.

Такие выводы были сделаны учеными на основе результатов моделирования заблокированных планет. Моделирование было произведено при помощи программного обеспечения климатических изменений на Земле, которое было модифицировано для имитации заблокированных приливными силами планет. При моделировании использовались модели систем тусклых карликовых звезд М-класса, на долю которых приходится порядка 70 процентов от всех звезд, видимых с Земли. Таким образом, у астрономов образовалось новое и достаточно обширное поле для проведения поисков внеземной жизни.

"Наши исследования показали, что самыми перспективными являются планеты с достаточно ограниченным количеством воды на их поверхности. На таких планетах не будет обширных океанов, зато в зоне терминатора таких планет может существовать множество мелких озер и рек, а климат будет соответствовать климату земных тропиков и субтропиков" - пишут исследователи, - "Полностью покрытые водой заблокированные планеты, скорее всего, будут иметь толстую атмосферу из водяных паров, которая заблокирует свет и сделает условия на поверхности менее благоприятными".

И в заключении следует отметить, что эта же группа астрономов в ходе своих предыдущих исследований показала, что циркуляция воздуха между горячей и холодной сторонами заблокированной планеты может способствовать созданию стабильной, благоприятной для жизни атмосферы. И если совместить это с результатами последних исследований, то поиски биоподписей в атмосферах заблокированных планет следует вести только в районе достаточно узкой области зоны терминатора.
]]> Astronaut Mon, 20 Mar 2023 05:45:19 +0200 https://dailytechinfo.org/news/11919-fiziki-posle-desjatiletij-poiskov-sozdali-tak-nazyvaemye-vremennye-otrazhenija.html https://dailytechinfo.org/news/11919-fiziki-posle-desjatiletij-poiskov-sozdali-tak-nazyvaemye-vremennye-otrazhenija.html Если вам приходилось зайти в зеркальный лабиринт, то в какой-то момент времени вам доводилось столкнуться с самим собой. Кончик вашего носа "встретился" со своим отражением, а пальцы уперлись в своих фантомных близнецов, находящихся с той стороны зеркала. В большинстве случаев люди воспринимают случаи простых отражений, такие, как зеркало или мяч, отскакивающий от стенки, на интуитивном уровне, но на свете бывают и другие, более сложные и экзотические отражения, происходящие не только в трех пространственных измерениях, но и во времени также.]]>

Если вам приходилось зайти в зеркальный лабиринт, то в какой-то момент времени вам доводилось столкнуться с самим собой. Кончик вашего носа "встретился" со своим отражением, а пальцы уперлись в своих фантомных близнецов, находящихся с той стороны зеркала. В большинстве случаев люди воспринимают случаи простых отражений, такие, как зеркало или мяч, отскакивающий от стенки, на интуитивном уровне, но на свете бывают и другие, более сложные и экзотические отражения, происходящие не только в трех пространственных измерениях, но и во времени также.

И недавно ученым-физикам из Центра передовых научных исследований (Advanced Science Research Center) Городского университета Нью-Йорка (City University of New York) удалось впервые в истории науки наблюдать "временные отражения" на практике при помощи некоторых хитрых манипуляций со спектром светового электромагнитного излучения.

В 1970-х годах ученым стало известно, что свет содержит некую "временную компоненту", заключенную в его квантовой волновой составляющей. И если резко изменить среду, в которой свет распространяется согласно канонам классической физики, это повлечет изменение временной компоненты света, что в некоторых случаях приведет к возникновению эффекта временного отражения.

Не стоит волноваться, такой эффект отражения времени не станет причиной возникновения разрывов в пространственно-временном континууме, временных парадоксов или других катаклизмов. Это всего лишь определенным образом затронет частоту волны света, что можно будет использовать в таких технологиях, как съемка, аналоговые оптические вычисления и оптическая фильтрация.

Весьма странен тот факт, что временное отражение одновременно является и изменением частоты, и инверсией сигнала. К примеру, если бы вы проговорили своим голосом числа от одного до десяти, то за счет эффекта временного отражения вы бы услышали голос человека, вдохнувшего гелия, отсчитывающий в порядке от десяти к одному.

Для создания эффекта временного отражения ученые использовали металлическую полосу, длиной 6 метров, поверхность которой представляла собой метаповерхность с определенными оптическими свойствами. К этой полосе было подключено через быстродействующие электронные ключи множество заряженных электрических конденсаторов. Когда ключи синхронно замкнулись, конденсаторы выдали в полосу накопленный в них электрический заряд, резко изменив некоторые оптические свойства метаматериала, через который в этот момент пропускался поток света.

Такое резкое изменение свойств оптической среды привело к появлению эффекта "эха" в целом ряде световых волн, включая и отражение их временных свойств.

Отметим, что метаматериалы являются искусственно созданными материалами, не имеющими естественного эквивалента в окружающем нас мире. Как правило, такие материалы создаются ради их уникальных свойств, используемых в электронике, оптике, акустике и в других областях. А создание метаматериала, способного к отражению времени, предоставляет ученым и инженерам совершенно новые инструменты для управления светом.

"Наши эксперименты показали, что теперь мы можем управлять и временными компонентами волн света" - пишут исследователи, - "И это является еще одной "степенью свободы", которая позволит в будущем создать целый ряд технологий, которые сейчас можно соотнести лишь с областью научной фантастики".
]]> Informatic Mon, 20 Mar 2023 05:45:09 +0200 https://dailytechinfo.org/auto/11918-mashiny-monstry-msc-tessa-samyj-bolshoj-kontejnerovoz-v-mire-na-segodnjashnij-den.html https://dailytechinfo.org/auto/11918-mashiny-monstry-msc-tessa-samyj-bolshoj-kontejnerovoz-v-mire-na-segodnjashnij-den.html Китайская судостроительная корпорация China State Shipbuilding Corporation (CSSC) передала заказчику, компании-грузоперевозчику Mediterranean Shipping Company (MSC), новое судно-контейнеровоз под названием MSC Tessa. Площадь палубы этого судна приблизительно равна площади четырех футбольных полей, на ней можно разместить 24 116 стандартных морских контейнеров, расположенных "стопками" в 26 рядов по вертикали.]]>

Китайская судостроительная корпорация China State Shipbuilding Corporation (CSSC) передала заказчику, компании-грузоперевозчику Mediterranean Shipping Company (MSC), новое судно-контейнеровоз под названием MSC Tessa. Площадь палубы этого судна приблизительно равна площади четырех футбольных полей, на ней можно разместить 24 116 стандартных морских контейнеров, расположенных "стопками" в 26 рядов по вертикали.

Длина судна MSC Tessa составляет 400 метров при ширине 61.5 метра, а грузоподъемность составляет более 240 тысяч тонн. И это первое судно-контейнеровоз, которое "взяло" такой барьер грузоподъемности и одновременно может принять на борт более 24 тысяч контейнеров.

Интереснее тот факт, что по габаритным размерам MSC Tessa соответствует всем предыдущим обладателям данного рекорда, в том числе контейнеровозу Triple-E Maersk. Еще два подобных судна, MSC Irina и MSC Loreto, которые строятся той же самой компанией для того же клиента, будут иметь такие же габариты, но смогут принимать на борт на несколько сотен контейнеров больше.

Отметим, что это все является следствием наличия ограничений на максимальные габариты судов-контейнеровозов. А эти ограничения, в свою очередь, являются следствием максимальных возможностей портовых кранов, терминалов и других приспособлений и сооружений, используемых при загрузке-разгрузке таких монстров.

Таким образом, общая грузоподъемность и количество принимаемых на борт контейнеров являются вопросами оптимизации конструкции таких судов. Отметим, что за прошедшие 12 лет, с момента спуска на воду контейнеровоза Triple-E Maersk, способного принимать 18 тысяч контейнеров, возможности судов такого класса увеличились на целых 34 процента.

Конструкция контейнеровоза MSC Tessa рассчитывалась с прицелом на максимальную эффективность. Судно получило несколько иную форму подводной части, за счет чего была увеличена грузоподъемность, и был увеличен объем грузовой палубы. А самой главной инновацией является воздушная "пузырьковая" система смазки, которая позволяет создать слой маленьких пузырьков воздуха между корпусом судна и водой, что снижает сопротивление при движении. Из-за использования этой системы расход топлива, равно как и количество выбросов углерода в атмосферу, снизились на 4 процента.

Двигателем судна MSC Tessa является все тот же морской дизель, и вряд ли мы сможем увидеть в обозримом будущем жизнеспособную альтернативу этому, которая сможет обеспечить нулевые выбросы в окружающую среду.

Компания MSC ожидает поставки еще трех аналогичных судов до конца августа этого года. Одно из этих судов, согласно информации от компании CSSC, уже полностью завершило процедуру ходовых испытаний. А сумма, в которую компании MSC обошлись все четыре судна, составляет приблизительно 600 миллионов американских долларов.

И в заключении следует отметить, что контейнеровоз MSC Tessa не является самым большим морским судном в мире. Обладателем этого титула так и остается построенный в конце 70-х годов гигантский супертанкер Seawise, длина которого составляет 458.45 метра и ширина - 68.6 метра.

Машины-монстры - все о самых исключительных машинах, механизмах и устройствах в мире, от громадных средств уничтожения себе подобных до крошечных точнейших устройств, механизмов и всего того, что находится в промежутке между ними.

]]> Transporter Fri, 17 Mar 2023 05:51:39 +0200 https://dailytechinfo.org/news/11917-vzgljad-skvoz-tuman-pojavilsja-novyj-sposob-pozvoljajuschij-poluchat-chetkie-izobrazhenija-pri-pomoschi-rassejannogo-sveta.html https://dailytechinfo.org/news/11917-vzgljad-skvoz-tuman-pojavilsja-novyj-sposob-pozvoljajuschij-poluchat-chetkie-izobrazhenija-pri-pomoschi-rassejannogo-sveta.html Когда свет проходит сквозь среду с определенными оптическими свойствами, он не поглощается, а рассеивается, что приводит к потере четкости изображения оригинального объекта. К таким рассеивающим свет средам можно отнести облака, которые создают трудности для наземных астрономических инструментов, ткани или жидкости, препятствующие проведению съемки и медицинской диагностики внутри живых организмов.]]>

Когда свет проходит сквозь среду с определенными оптическими свойствами, он не поглощается, а рассеивается, что приводит к потере четкости изображения оригинального объекта. К таким рассеивающим свет средам можно отнести облака, которые создают трудности для наземных астрономических инструментов, ткани или жидкости, препятствующие проведению съемки и медицинской диагностики внутри живых организмов.

Конечно, сейчас уже существуют технологии, позволяющие восстанавливать качественное изображение из рассеянного света, но все они требуют предварительной информации о форме, цвете и некоторых других параметрах исследуемого объекта. Кроме этого необходима возможность управления формой и фазой фронта светового импульса, что, в свою очередь, требует использования сложных оптических компонентов. И только при совпадении всех этих условий специализированные алгоритмы могут обработать рассеянный свет и реконструировать изображение объекта.

К наиболее эффективным методам реконструкции можно отнести относительно новый метод, называемый, если переводить дословно, грануло-корреляционной съемки (speckle-correlation imaging, SCI). Этот метод извлекает информацию для реконструкции изображения из колебаний интенсивности света, имеющего гранулированную текстуру рассеивания.

Но, к сожалению, такой метод требует значительного времени, больших вычислительных ресурсов, предварительной калибровки и он дает положительный результат только при определенной ориентации и пространственном месторасположении оригинального объекта.

Однако, группа исследователей из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы (King Abdullah University of Science and Technology, KAUST), Саудовская Аравия, и института Инноваций, Сионг, Китай, разработала новый способ получения четкого изображения по единственному SCI-снимку. "Наша технология может работать в режиме реального времени, она не требует предварительных калибровок и она способна реконструировать изображения статических и движущихся объектов, сохраняя информацию об их пространственной ориентации" - пишут исследователи.

В качестве теста исследователи использовали стандартное специализированное светорассеивающее устройство, позади которого на значительном удалении находилась камера. Снимки с этой камеры позволили построить трехмерное изображение, используя информацию, предоставляемую гранулированной текстурой рассеивания.

Дальнейшие модификации этой технологии позволили воспроизвести вид оригинального объекта в случае применения совершенно случайной рассеивающей среды, при этом не потребовалось никакого сложного оборудования для контроля светом, ни предварительных знаний о среде распространения и рассеивания света. Сперва ученые смогли увидеть изображение объекта в режиме реального времени, а затем им удалось найти слой скрытой информации об ориентации и местоположении объекта.

"Наша работа является значительным шагом в данном направлении" - пишут исследователи, - "Благодаря разработанному методу мы сможем получать снимки объектов, съемка которых была ранее невозможна при помощи любых других методов".
]]> Informatic Fri, 17 Mar 2023 05:51:29 +0200 https://dailytechinfo.org/energy/11916-hpm-400-samyj-jeffektivnyj-jelektrodvigatel-na-segodnjashnij-den.html https://dailytechinfo.org/energy/11916-hpm-400-samyj-jeffektivnyj-jelektrodvigatel-na-segodnjashnij-den.html На проходившей недавно конференции Future Propulsion Conference компания Equipmake из Норфолка представила свою новую разработку, электрический двигатель HPM-400, который, при небольшом весе и размерах, имеет высокую мощность и самый высокий на сегодняшний день показатель энергетической плотности. Этот двигатель предназначен для использования в аэрокосмической и авиационной промышленности, а изначально он разрабатывался по заказу австралийской компании Gilmour Space Technologies в качестве привода главного топливного насоса для ракеты Eris.]]>

На проходившей недавно конференции Future Propulsion Conference компания Equipmake из Норфолка представила свою новую разработку, электрический двигатель HPM-400, который, при небольшом весе и размерах, имеет высокую мощность и самый высокий на сегодняшний день показатель энергетической плотности. Этот двигатель предназначен для использования в аэрокосмической и авиационной промышленности, а изначально он разрабатывался по заказу австралийской компании Gilmour Space Technologies в качестве привода главного топливного насоса для ракеты Eris.

В конструкции двигателя HPM-400 используется несколько инновационных инженерных решений, которые позволяют ему работать в условиях экстремальных ускорений, в условиях атмосферы и вакуума космического пространства.

Особое внимание уделено проблеме защиты от проникновения реактивного топлива во внутренности двигателя. Эта проблема решена двумя путями, за счет избыточного давления инертного газа, закачиваемого во внутренний объем двигателя, и за счет создания лабиринтообразных ходов, затрудняющих движение газов сквозь зазоры между корпусом и валом вращающегося ротора.

Максимальная скорость вращения двигателя HPM-400 составляет 20 тысяч оборотов в минуту, развиваемая им пиковая мощность составляет 400 кВт при крутящем моменте 250 Нм. При этом, вес самого двигателя составляет 30 килограмм, правда к нему требуется еще высокоэффективный инвертор с полупроводниками на базе карбида кремния. Вес этого инвертора составляет 10 килограмм, так что суммарный вес полной системы равен 40 килограммам.

В настоящее время на свете существует пока единственный прототип двигателя HPM-400, создание которого заняло шесть месяцев. И сейчас этот прототип используется для прохождения ряда тестов, необходимых для получения соответствующих сертификатов и разрешений на дальнейшее практическое использование.
]]> Energetic Thu, 16 Mar 2023 06:03:06 +0200 https://dailytechinfo.org/news/11915-samaja-malenkaja-igra-v-mjach-brosok-i-poimka-edinstvennogo-atoma-pri-pomoschi-sveta.html https://dailytechinfo.org/news/11915-samaja-malenkaja-igra-v-mjach-brosok-i-poimka-edinstvennogo-atoma-pri-pomoschi-sveta.html Во многих играх с мячом используется бросок мяча каким-нибудь из способов и поимка этого мяча, к примеру, в бейсбольную перчатку-ловушку. И ученые из корейского Института науки и передовых технологий (Korea Advanced Institute of Science and Technology, KAIST) продемонстрировали еще один вид игры в мяч, только в качестве мяча в данном случае использовался единственный атом, а бросок и ловля этого атома-мяча производилась при помощи света.]]>

Во многих играх с мячом используется бросок мяча каким-нибудь из способов и поимка этого мяча, к примеру, в бейсбольную перчатку-ловушку. И ученые из корейского Института науки и передовых технологий (Korea Advanced Institute of Science and Technology, KAIST) продемонстрировали еще один вид игры в мяч, только в качестве мяча в данном случае использовался единственный атом, а бросок и ловля этого атома-мяча производилась при помощи света.

Эта самая маленькая в мире игра в мяч была реализована при помощи оптических ловушек, в которых используется луч сфокусированного лазерного света, позволяющий захватывать и удерживать крошечные объекты. Ранее оптические ловушки уже использовались для улавливания и перемещения отдельных атомов, и данный случай является первыми разом, когда атом получил направленный толчок, покинул пределы одной ловушки и был пойман другой ловушкой.

В своих экспериментах корейские ученые использовали атом рубидия, охлажденный до температуры, близкой к абсолютному нулю. Затем, при помощи лазера с длиной волны 800 нм были созданы оптические ловушки, в одной из которых был заключен атом рубидия. Далее ловушка начала перемещаться, разгоняя атом и была отключена. Атом преодолел расстояние 4.2 микрометра, двигаясь со скоростью 65 сантиметров в секунду, и попал точно во вторую ловушку, которая была включена в нужный момент и начала замедляться до полной остановки атома.

"Такие летающие атомы-мячи могут стать основой новых типов динамических квантовых вычислений, когда конфигурация вычислительной системы, основанная на местоположении каждого атома-кубита, может меняться в свободном порядке" - пишут исследователи, - "Это также может быть использовано для создания столкновений атомов и создания молекул сложных химических соединений атом за атомом".

Данные исследования являются частью более масштабного проекта в области квантовых вычислений, в котором используются оптические ловушки, позволяющие строить трех- и двухмерные матрицы из атомов. "Мы очень часто сталкиваемся с ошибками при создании матриц" - пишут исследователи, - "И мы искали эффективный способ коррекции дефективной матрицы без необходимости перемещения большого количества атомов, что может приводить к возникновению еще большего количества дефектов".

В качестве проверки нового метода манипулирования атомами и демонстрации его возможностей ученые, помимо "бросков и ловли" атомов, показали, что атомы могут перебрасываться через другую постоянно включенную оптическую ловушку, они не затрагиваются другими атомами, встречающимися им по пути. Так же было продемонстрировано создание матриц атомов и коррекция имеющихся в них дефектов.

Пока точность работы данного метода, т.е. успешный бросок и улавливание атома, составляет 94 процента. Но корейские ученые уже работают над совершенствованием этой технологии с целью получения 100-процентной точности ее работы.
]]> Informatic Wed, 15 Mar 2023 05:59:21 +0200 https://dailytechinfo.org/energy/11914-uchenye-obnaruzhili-ferment-sposobnyj-jeffektivno-pererabatyvat-vodorod-na-jelektrichestvo.html https://dailytechinfo.org/energy/11914-uchenye-obnaruzhili-ferment-sposobnyj-jeffektivno-pererabatyvat-vodorod-na-jelektrichestvo.html Некоторые из самых крошечных организмов в природе наделены невероятными средствами и возможностями, позволяющими им выжить в любых условиях. Некоторые из бактерий, к примеру, способны поглощать водород, находящийся в воздухе в очень малом количестве, и использовать его в качестве "внутреннего топлива" при отсутствии других возможностей к пропитанию.]]>

Некоторые из самых крошечных организмов в природе наделены невероятными средствами и возможностями, позволяющими им выжить в любых условиях. Некоторые из бактерий, к примеру, способны поглощать водород, находящийся в воздухе в очень малом количестве, и использовать его в качестве "внутреннего топлива" при отсутствии других возможностей к пропитанию.

Изучением этой особенности занимались ученые из университета Монаша, Австралия. Во время исследований они пытались обнаружить и выделить из бактерий вида Mycobacterium smegmatis ферменты, которые позволяют им поглощать водород и производить электричество. Потенциально это могло бы быть использовано для приведения в действие малопотребляющих устройств, таких, как электронные часы, имплантаты и т.п.

Ученым потребовалось пять лет, в течение которых они несколько раз возвращались к исходной точке. Но в результате им удалось выделить фермент, который получил название Huc. А дальнейшие изучения этого фермента дали ученым знания о некоторых поразительных аспектах этой крошечной электростанции. "Фермент Huc похож на батарею, в которой никогда не закончится заряд" - пишут исследователи, - "Он будет работать, пока в окружающем воздухе присутствует даже крошечное количество водорода".

Кроме этого, фермент удивительно стабилен, его можно заморозить или нагреть до 80 градусов Цельсия, и он не потеряет своих способностей к переработке водорода. "Это то, что помогает многим бактериям выживать в чрезвычайных условиях окружающей среды" - пишут исследователи.

В настоящее время ученым удалось выделить из бактерий лишь небольшое количество фермента Huc, но которого хватило для измерения его многих свойств и характеристик, включая количество производимого электричества.

На первых этапах источники питания на основе этого фермента смогут выступить замены батарейкам, питающим малогабаритные электронные устройства. Но в случае разработки технологии массового производства можно будет получить фермент такой концентрации, что вырабатываемого им электричества хватит на приведение в движение электрического автомобиля.

"Все это находится в пределах нашей досягаемости" - пишут исследователи, - "Водород выступает в качестве топлива, а фермент Huc будет работать в качестве высокоэффективного идеального катализатора. Основной технической задачей станет снабжение автомобиля достаточным запасом водорода".

Согласно предварительным данным производство фермента Huc будет несложным и масштабируемым до любого разумного уровня. В качестве сырья могут быть использованы дешевые растительные компоненты естественного происхождения, оставшиеся после переработки сельскохозяйственной продукции. А эффективность фермента Huc значительно превышает эффективность самых лучших катализаторов на основе платины и других редких и дорогостоящих металлов.

"Сейчас мы еще не можем сказать, какова будет конечная стоимость водородной топливной ячейки с ферментом Huc" - пишут исследователи, - "Но мы предполагаем, что она должна быть сопоставимой со стоимостью любых других электронных устройств подобного уровня сложности".
]]> Energetic Wed, 15 Mar 2023 05:59:11 +0200 https://dailytechinfo.org/news/11913-polnaja-karta-mozga-mushki-drozofily-imeet-mnozhestvo-obschih-chert-s-nejronnymi-setjami-ispolzuemymi-v-ii-tehnologijah.html https://dailytechinfo.org/news/11913-polnaja-karta-mozga-mushki-drozofily-imeet-mnozhestvo-obschih-chert-s-nejronnymi-setjami-ispolzuemymi-v-ii-tehnologijah.html Не так давно группа ученых из Кембриджского университета и университета Джонса Хопкинса опубликовала полную карту и законченную реконструкцию строения мозга личинки мушки-дрозофилы. Это самый сложный вид мозга живого существа, имеющий самое большое количество запутанных соединений, карта которого была построена за все время существования науки. И полученные новые данные позволят существенно раздвинуть границы таких областей, как нейробиология, технологии искусственного интеллекта и т.п.]]>

Не так давно группа ученых из Кембриджского университета и университета Джонса Хопкинса опубликовала полную карту и законченную реконструкцию строения мозга личинки мушки-дрозофилы. Это самый сложный вид мозга живого существа, имеющий самое большое количество запутанных соединений, карта которого была построена за все время существования науки. И полученные новые данные позволят существенно раздвинуть границы таких областей, как нейробиология, технологии искусственного интеллекта и т.п.

Отметим, что на нынешний момент времени составлено четыре полных карты мозга живых существ. Первой такой картой стала карта мозга микроскопического круглого червя Caenorhabditis elegans, "цифровая реинкарнация" которого способна жить в недрах компьютера, второй - личинки асцидии Ciona intestinalis, и третьей - морского червя Platynereis dumerilii.

Во всех ранее составленных картах количество нейронов не превышало нескольких сотен, в мозге же личинки Drosophilia melanogaster присутствует 3016 нейронов и 548 тысяч синапсов, связей между нейронами. И для проведения такой работы ученым потребовалось целых 12 лет.

Изначально исследователи использовали электронный микроскоп для того, чтобы сделать снимки личинки дрозофилы, возраст которой составлял шесть часов, и размер которой не превышал размера самой маленькой крупинки соли. При помощи микроскопа были сделаны тысячи снимков, каждый из которых олицетворял отдельный срез, слой очень малой толщины.

Анализируя изображения слой за слоем ученые определяли местоположение каждого отдельного нейрона и "путь" каждой нейронной связи. На обработку данных об одном нейроне уходил приблизительно день работы, что и объясняет столь долгий срок составления полной карты.

В настоящее время ученые уже произвели более сложную обработку имеющихся данных при помощи современного компьютерного оборудования и программного обеспечения. Это позволило им отследить пути обработки информации, хода примитивного мыслительного процесса и расположение соответствующих нейронных "схем". И, как оказалось, все это имеет массу общих черт и особенностей архитектуры систем глубинного машинного обучения, нейронных сетей и других компонентов технологий искусственного интеллекта.

"Мы узнали очень многое о своего рода "программном коде", работающем в мозге мушки-дрозофилы" - пишут исследователи, - "И это будет использовано в полной мере тогда, когда мы начнем "писать программу" работы мозга человека".

В настоящее время ученые уже начали работу над созданием подобной карты взрослой мушки-дрозофилы. Это является поистине монументальной задачей на сегодняшний день, ведь мозг взрослой мушки в миллион раз больше и сложнее мозга шестичасовой личинки. И, согласно прогнозам, эта работа, даже с учетом имеющихся вычислительных ресурсов и программного обеспечения может быть закончена не ранее следующего десятилетия.

]]> Informatic Tue, 14 Mar 2023 06:02:34 +0200 https://dailytechinfo.org/electronics/11912-najden-novyj-sposob-preobrazovanija-sveta-v-jelektricheskij-tok.html https://dailytechinfo.org/electronics/11912-najden-novyj-sposob-preobrazovanija-sveta-v-jelektricheskij-tok.html Во множестве современных технологий, таких, как камеры, солнечные батареи и оптические коммуникации, используются различные типы преобразования света в электрический ток. В этих преобразованиях используются специальные материалы, имеющие фотоэлектрические свойства, и, вполне естественно, что ученые постоянно находятся в поисках новых типов таких материалов, которые могут обеспечить еще более высокую эффективность преобразования. В этом направлении работает и группа исследователей из Наньянского технологического университета, Сингапур, которой недавно удалось обнаружить совершенно новый способ преобразования, обеспечиваемый материалами из класса так называемых Вейловских полуметаллов.]]>

Во множестве современных технологий, таких, как камеры, солнечные батареи и оптические коммуникации, используются различные типы преобразования света в электрический ток. В этих преобразованиях используются специальные материалы, имеющие фотоэлектрические свойства, и, вполне естественно, что ученые постоянно находятся в поисках новых типов таких материалов, которые могут обеспечить еще более высокую эффективность преобразования. В этом направлении работает и группа исследователей из Наньянского технологического университета, Сингапур, которой недавно удалось обнаружить совершенно новый способ преобразования, обеспечиваемый материалами из класса так называемых Вейловских полуметаллов.

Ученые экспериментировали с дителлуридом вольфрама и тетрателлуридом тантала-иридия, которые оба принадлежат к упомянутому выше классу материалов. "Эти материалы сами по себе демонстрируют пространственную асимметрию структуры их кристаллической решетки" - пишут исследователи, - "Из этого вытекают интересные физические свойства, которые должны снабдить материалы достаточно высокими фото- и термоэлектрическими свойствами".

Первые этапы исследований позволили ученым только определить суммарное количество электричества, производимое материалом при его освещении светом. Но позже ученые задались тонкостями происходящих в материалах процессов, для чего они произвели визуализацию циркулирующих потоков электричества.

"В этой части исследований мы использовали квантовые датчики магнитных полей, построенные на базе азотной вакансии в кристалле алмаза" - пишут исследователи, - "Данные от этих датчиков позволили нам составить полную картину направления и полярности движения потоков электрического тока".

Полученный "снимок" показал, что электрические токи формируют нечто вроде четырех "лепестков", завихрений, вокруг точки освещения материала. И если поместить токосъемники в определенных местах этих завихрений, то можно получить положительный, отрицательный или нулевой электрический потенциал.

"Эти изображения, которые мы видим в первый раз в истории науки, позволили определить, что фотоэлектрические токи происходят в результате удивительного анизотропного фототеромоэлектрического эффекта" - пишут исследователи, - "Оказывается, в среде Вейловских полуметаллов имеются различия между направлениями преобразования тепла в электрический ток".

Также ученые определили, что проявление анизотропного фототеромоэлектрического эффекта не связано с асимметрией кристаллической решетки Вейловских полуметаллов, и, следовательно, такой же эффект может наблюдаться и в материалах других классов.

В своих дальнейших исследованиях ученые собираются увеличить чувствительность и разрешающую способность созданного ими уникального "токового микроскопа", после чего можно будет заняться изучением аналогичных процессов в среде других экзотических материалов.
]]> Electronic Tue, 14 Mar 2023 06:02:23 +0200 https://dailytechinfo.org/news/11911-obnaruzhen-material-stanovjaschijsja-sverhprovodnikom-pri-komnatnoj-temperature-i-menee-zhestkih-uslovijah-okruzhajuschej-sredy.html https://dailytechinfo.org/news/11911-obnaruzhen-material-stanovjaschijsja-sverhprovodnikom-pri-komnatnoj-temperature-i-menee-zhestkih-uslovijah-okruzhajuschej-sredy.html Уже более века ученые занимаются поисками материалов, являющихся сверхпроводниками при комнатной температуре. Появление таких материалов, способных пропускать электрический ток без сопротивления в нормальных условиях, буквально произведет революцию в области энергетики и некоторых других областях. Однако все известные на сегодняшний день сверхпроводящие материалы демонстрируют свои уникальные свойства лишь при очень низких температурах или под воздействием давления ужасающей величины.]]>

Уже более века ученые занимаются поисками материалов, являющихся сверхпроводниками при комнатной температуре. Появление таких материалов, способных пропускать электрический ток без сопротивления в нормальных условиях, буквально произведет революцию в области энергетики и некоторых других областях. Однако все известные на сегодняшний день сверхпроводящие материалы демонстрируют свои уникальные свойства лишь при очень низких температурах или под воздействием давления ужасающей величины.

На прошлой неделе ученые из университета Рочестера, которые уже давно работают с различными сверхпроводниками, объявили об обнаружении нового материала, который становится сверхпроводником при комнатной температуре и при гораздо менее жестких других условиях окружающей среды.

Новым чудо-материалом является гидрид лютеция, который становится сверхпроводником уже при температуре в 20 градусов Цельсия, но под воздействием давления порядка миллиона Паскаль (145000 psi). Для справки, давление воздуха на уровне моря составляет 15 psi, а на дне Марианской впадины - 16000 psi. Конечно, такое давление очень и очень высоко, тем не менее, это на два порядка меньше давления, при котором ученым из университета Рочестера удавалось получить нечто подобное в прошлый раз.

Гидрид лютеция был получен следующим образом - в камеру, в которой находилось некоторое количество чистого лютеция, достаточно редкого редкоземельного металла, была закачана газовая смесь из 99 процентов водорода и 1 процента азота. Затем температура в камере была поднята до 200 градусов Цельсия и поддерживалась там таковой на протяжении двух суток. Этого времени оказалось достаточно для формирования кристалликов гидрида ярко-синего цвета, диаметром приблизительно в 1 миллиметр.

Затем кристаллик гидрида был помещен между плоскостями алмазной наковальни и сжат до такой степени, что цвет материала изменился до ярко-розового, почти красного цвета, что символизировало переход материала в сверхпроводящее состояние.

В настоящее время ученые из университета Рочестера ожидают повторения их эксперимента с целью проверки результатов другими научными группами. И хотя уровень давления, при котором гидрид лютеция становится сверхпроводником, еще очень высок для возможности применения данного открытия в практических целях, все это является большим шагом и вселяет надежду, что поиски "Святого Грааля" материаловедения и сверхпроводимости когда-нибудь закончатся успехом.

]]> Informatic Mon, 13 Mar 2023 06:02:32 +0200 https://dailytechinfo.org/infotech/11910-uchenye-sozdali-zhivoj-biokompjuter-iz-gribov.html https://dailytechinfo.org/infotech/11910-uchenye-sozdali-zhivoj-biokompjuter-iz-gribov.html Группа ученых из Лаборатории нетрадиционных вычислений (Unconventional Computing Laboratory, UCL) университета Западной Англии (University of the West of England) в Бристоле, продемонстрировали нечто вроде живого биокомпьютера, созданного, или можно даже сказать, выращенного из грибов. Этим самым исследователи продемонстрировали возможность реализации так называемой концепции wetware, использования живых организмов в качестве аппаратных и программных средств вычислительных систем.]]>

Группа ученых из Лаборатории нетрадиционных вычислений (Unconventional Computing Laboratory, UCL) университета Западной Англии (University of the West of England) в Бристоле, продемонстрировали нечто вроде живого биокомпьютера, созданного, или можно даже сказать, выращенного из грибов. Этим самым исследователи продемонстрировали возможность реализации так называемой концепции wetware, использования живых организмов в качестве аппаратных и программных средств вычислительных систем.

В природе грибы создают под землей достаточно обширные и разветвленные сети при помощи грибницы, мицелия, в некотором роде аналога корневой системы растений. В "грибном" компьютере мицелий используется в качестве проводников, соединяющих различные компоненты, аналоги процессора и памяти, в роли которых выступают уже сами грибы. Ученые продемонстрировали, что грибы могут обмениваться электрическими сигналами посредством мицелия, и использовать его в качестве памяти.

Передача сигналов через мицелий весьма похож на передачу сигналов между нейронами головного мозга. А для увеличения скорости и надежности такой "грибной" связи исследователи научились увеличивать проводимость отдельных нитей мицелия, стимулируя их в определенных точках.

Конечно, "грибные" компьютеры не могут конкурировать с обычными компьютерами по производительности и универсальности. Однако они имеют некоторые преимущества. К примеру, это достаточно отказоустойчивые образования, способные восстанавливаться при помощи саморегенерации, они могут реконфигурироваться прямо на лету, используя естественные процессы роста и развития. Кроме этого, "грибные" компьютеры потребляют минимальное количество энергии, демонстрируя превосходную эффективность.

"Сейчас все это находится на уровне доказательства работоспособности такой идеи. Мы просто продемонстрировали, что при помощи мицелия можно создать базовые логические элементы и электрические цепи, выполняющие простейшие вычислительные операции" - пишут исследователи, - "В будущем мы сможем вырастить из мицелия более совершенные компьютеры, способные выполнять сложные алгоритмы и управлять какими-то биологическими процессами".

И в заключение следует отметить, что вряд ли вам удастся увидеть даже через несколько лет материнскую плату компьютера, сотканную из тончайших нитей мицелия, на которой располагаются шляпки грибов-процессоров, модулей памяти и т.п. Но, согласитесь, что идея использования грибов в качестве компьютерных компонентов сама по себе интересна и весьма неординарна.
]]> Informatic Mon, 13 Mar 2023 06:02:22 +0200 https://dailytechinfo.org/space/11909-soglasno-novoj-teorii-vselennaja-mogla-nachatsja-s-temnogo-bolshogo-vzryva.html https://dailytechinfo.org/space/11909-soglasno-novoj-teorii-vselennaja-mogla-nachatsja-s-temnogo-bolshogo-vzryva.html Согласно новой теории, Большой Взрыв, с которого началось все происходящее в нашей Вселенной, мог быть не единственным подобным событием. Вполне вероятно, что в первые периоды существования Вселенной мог произойти и другой тип Большого Взрыва, который послал в имеющееся пространство лавину частиц темной материи. И если дело обстоит именно так, то ученые могут обнаружить следы этого "темного" Большого Взрыва, спрятанные в исконных гравитационных волнах.]]>

Согласно новой теории, Большой Взрыв, с которого началось все происходящее в нашей Вселенной, мог быть не единственным подобным событием. Вполне вероятно, что в первые периоды существования Вселенной мог произойти и другой тип Большого Взрыва, который послал в имеющееся пространство лавину частиц темной материи. И если дело обстоит именно так, то ученые могут обнаружить следы этого "темного" Большого Взрыва, спрятанные в исконных гравитационных волнах.

Согласно стандартным космологическим моделям и теориям, Вселенная на самых ранних стадиях ее существования была весьма экзотическим местом. Первой такой стадией был период инфляции, взрывного расширения, последствия собственного Большого Взрыва.

Но после завершения периода инфляции экзотические квантовые поля, которые инициировали все это, затухли и распались, сформировав лавину частиц и излучений разных типов, некоторые из которых блуждают по просторам космоса и по сей день. Когда возраст Вселенной составил около 20 минут, температура в ней понизилась настолько, что из частиц начали "собираться" первые протоны и нейтроны. Начался так называемый период нуклеосинтеза.

Период нуклеосинтеза является предметом большого интереса со стороны ученых, ведь имеющаяся о нем информация позволила достаточно точно вычислить изначальное количество водорода и гелия, образовавшегося в космическом пространстве.

Однако, несмотря на все успехи в понимании ранних периодов существования Вселенной, во всем этом присутствует непонятная и необъяснимая величина в лице темной материи, невидимой формы материи, на долю которой приходится большая часть от общего количества материи во Вселенной.

Согласно стандартным космологическим моделям и теориям о Большом Взрыве, тот же процесс, который генерировал частицы обычной материи, генерировал и частицы темной материи. И с той поры темная материя просто "блуждает" по пространству и не взаимодействует ни с чем другим.

Однако, недавно на свет появилась новая теория, согласно которой период инфляции и нуклеосинтеза были не единственными периодами подобного рода. Согласно этой теории появление и развитие темной материи шло по совершенно другому пути. Одно из квантовых полей, существовавших в период инфляции, смогло просуществовать еще дольше, пережив период нормального нуклеосинтеза. И когда Вселенная расширилась и охладилась еще глубже, это дополнительное квантовое поле наконец распалось и сформировало всю массу темной материи.

Преимуществом новой теории является то, что процесс эволюции обычной материи отделяется от процесса эволюции темной материи. Это, в свою очередь, открывает богатые возможности для разработки новых теоретических моделей темной материи. Более того, отдельную эволюцию темной материи можно легче описывать математически и сравнивать полученные результаты с результатами наблюдений.

Одним из следствий новой теории является момент "темного" Большого Взрыва, момент распада дополнительного квантового поля и формирования темной материи, который мог произойти, когда возраст Вселенной не превышал одного месяца. Такое событие, согласно расчетам, должно было создать достаточно сильные гравитационные волны, имеющие уникальные подписи. И отголоски этих волн должны еще гулять по просторам космоса до настоящего времени.

К сожалению, существующие датчики гравитационных волн не способны уловить последствия "темного" Большого Взрыва, но для этого имеются и другие возможности, такие, как наблюдения за редкими "синхронизированными" пульсарами.

И в заключении следует отметить, что появление новой теории еще не означает, что "темный" Большой Взрыв имел место быть в реальности. Но эта теория вполне позволит объяснить некоторые из тайн и загадок Вселенной, в том числе и те, которые только возникнут в недалеком будущем.
]]> Astronaut Fri, 10 Mar 2023 06:29:25 +0200 https://dailytechinfo.org/infotech/11908-biokompjutery-postroennye-na-baze-zhivyh-nejronov-mogut-stat-alternativoj-sovremennym-sistemam-iskusstvennogo-intellekta.html https://dailytechinfo.org/infotech/11908-biokompjutery-postroennye-na-baze-zhivyh-nejronov-mogut-stat-alternativoj-sovremennym-sistemam-iskusstvennogo-intellekta.html Системы искусственного интеллекта постепенно начинают проникать во все области окружающей нас жизни, элементы таких систем используются в программном обеспечении, в компьютерных играх, они уже пишут сообщения в блогах, осуществляют переводы с одних языков на другие, самостоятельно пишут исходный код программ и даже разрабатывают компьютерные чипы. Выглядит так, что "триумфальное шествие" искусственного интеллекта уже ничто не способно остановить. Но ученые из университета имени Джона Хопкинса думают иначе, более того, они уже создали одну вещь, которая в перспективе может стать хорошей альтернативой компьютерному искусственному интеллекту.]]>

Системы искусственного интеллекта постепенно начинают проникать во все области окружающей нас жизни, элементы таких систем используются в программном обеспечении, в компьютерных играх, они уже пишут сообщения в блогах, осуществляют переводы с одних языков на другие, самостоятельно пишут исходный код программ и даже разрабатывают компьютерные чипы. Выглядит так, что "триумфальное шествие" искусственного интеллекта уже ничто не способно остановить. Но ученые из университета имени Джона Хопкинса думают иначе, более того, они уже создали одну вещь, которая в перспективе может стать хорошей альтернативой компьютерному искусственному интеллекту.

Этой вещью является так называемый "органический интеллект" (organoid intelligence, OI), который работает на живых биологических нейронах, организованных в виде искусственно выращенного мозга. Эти кластеры нервных тканей, органоиды, выращиваются из стволовых клеток, а их структура оптимизирована для приведения в действие алгоритмических систем. Создавая такую невероятную вещь, исследователи из университета Джона Хопкинса преследуют цель упрощения технологий глубинного обучения и улучшения качества обратных связей, что должно сказаться в лучшую сторону на принимаемых интеллектом решениях.

В настоящее время ученые уже создали первый опытный образец биокомпьютера, ядром которого является выращенный в лаборатории органоид. Этот органоид имеет форму шара, что позволяет ему формировать большее количество связей, синапсов, чем это было бы возможно при использовании плоского участка нервных тканей.

А сейчас идет напряженная работа, конечной целью которой является технология "общения" с органоидом, позволяющая передавать информацию искусственному мозгу, видеть и распознавать то, о чем он "думает". Для реализации этой цели ученые используют нейрокомпьютерный интерфейс, разработанный ими еще в 2022 году. Гибкая оболочка этого интерфейса имеет матрицу крошечных электродов, которые улавливают сигналы от органоида и передают ему управляющие сигналы.

Имеющиеся сейчас у ученых искусственные мозги, органоиды, слишком малы для реализации полноценного "органического интеллекта". Эти органоиды содержат приблизительно по 50 тысяч нейронов, а для реализации интеллекта требуется минимум 10 миллионов нейронов, между которыми смогут организоваться 125 триллионов синапсов, каждый из которых может хранить 4.7 бита информации.

Однако, использование живых клеток человеческого мозга в качестве элементов биокомпьютеров также поднимает ряд очевидных моральных и этических вопросов. Одним из таких вопросов является защита конфиденциальности людей доноров стволовых клеток, а другим, и не менее важным, то, что органический интеллект сможет когда-нибудь обрести самосознание, начать чувствовать боль и страдания. И, перед тем, как начинать разработки реального органического интеллекта, людям будет необходимо выработать ряд норм и правил, определяющих отношение ко всему этому.
]]> Informatic Fri, 10 Mar 2023 06:29:13 +0200 https://dailytechinfo.org/infotech/11907-sozdan-samyj-malenkij-kompjuter-postroennyj-na-baze-edinstvennogo-atoma.html https://dailytechinfo.org/infotech/11907-sozdan-samyj-malenkij-kompjuter-postroennyj-na-baze-edinstvennogo-atoma.html В нашем понимании термин "компьютер" означает любое устройство, способное принимать исходную информацию, обрабатывать ее и выдавать результаты этой обработки в каком-либо виде. И достаточно давно ученые и инженеры задаются вопросом, насколько маленькие объекты могут использоваться для проведения вычислений, или, другими словами, насколько маленькими могут быть компьютеры? Поиск ответов на эти вопросы становится все более важным в свете того, что современные транзисторы уже приближаются к пределам их миниатюризации и дальнейшее развитие области вычислительной техники требует поисков и разработок совершенно новых парадигм.]]>

В нашем понимании термин "компьютер" означает любое устройство, способное принимать исходную информацию, обрабатывать ее и выдавать результаты этой обработки в каком-либо виде. И достаточно давно ученые и инженеры задаются вопросом, насколько маленькие объекты могут использоваться для проведения вычислений, или, другими словами, насколько маленькими могут быть компьютеры? Поиск ответов на эти вопросы становится все более важным в свете того, что современные транзисторы уже приближаются к пределам их миниатюризации и дальнейшее развитие области вычислительной техники требует поисков и разработок совершенно новых парадигм.

Не так давно исследователи из Тулейнского университета, Новый Орлеан, Луизиана, продемонстрировали на практике, насколько маленьким может быть сделан примитивный компьютер. В качестве основного и единственного вычислительного узла этого компьютера используется одиночный атом, который выступает одновременно в роли хранилища и обработчика информации, представленной в оптическом виде.

В "одноатомном компьютере" исходные данные и программа для их обработки заключаются в одном импульсе лазерного света, который имеет определенную форму, фазовый сдвиг и другие характеристики. Этот импульс освещает атом, который формирует вторичный импульс света, в котором уже содержатся результаты обработки переданной информации по заданной программе. Ответный импульс проходит через череду фильтров, детектируется, и из него извлекаются результаты вычислений в числовой форме.

Достаточно важное значение имеет то, что обработка информации таким "одноатомным" компьютером выполняется по нейроморфным принципам, т.е. по принципам, копирующим работу нейронов головного мозга. Это, в свою очередь, позволит в будущем использовать нечто подобное для создания новых компьютеров, идеально подходящих для реализации систем искусственного интеллекта и глубинного машинного обучения.

"Наши исследования представили доказательства работоспособности такого принципа построения вычислительного узла. Более того, мы определили, что система работала лучше, когда параметры входного потока света были подобраны для получения максимальной нелинейности в системе" - пишут исследователи, - "Но главным результатом является то, что единственный атом представляет собой минимально возможную систему, способную производить вычисления исключительно оптическим способом".
]]> Informatic Wed, 08 Mar 2023 06:03:31 +0200 https://dailytechinfo.org/auto/11906-tehnologija-v2m-opredeljaet-nalichie-problem-s-avtomobilem-po-izdavaemym-im-zvukam.html https://dailytechinfo.org/auto/11906-tehnologija-v2m-opredeljaet-nalichie-problem-s-avtomobilem-po-izdavaemym-im-zvukam.html Есть некоторые виды неисправностей, которые достаточно легко определяются по датчикам бортовой системы автомобиля. Но есть и масса других видов проблем, определение которых на самых ранних этапах их возникновения является делом достаточно сложным. Именно для выявления таких сложных проблем и предназначена новая система под названием V2M (vehicle-to-maintenance), которая при помощи двух акустических модулей постоянно "слушает" звуки, издаваемые различными узлами автомобиля.]]>

Есть некоторые виды неисправностей, которые достаточно легко определяются по датчикам бортовой системы автомобиля. Но есть и масса других видов проблем, определение которых на самых ранних этапах их возникновения является делом достаточно сложным. Именно для выявления таких сложных проблем и предназначена новая система под названием V2M (vehicle-to-maintenance), которая при помощи двух акустических модулей постоянно "слушает" звуки, издаваемые различными узлами автомобиля.

Один из акустических модулей-датчиков устанавливается в районе задней части автомобиля, а второй - в районе передней. Аналоговые сигналы от этих датчиков поступают в блок управления системы V2M, где они оцифровываются и передаются в облачный сервис, где производится их анализ алгоритмами искусственного интеллекта. Если этот анализ выявляет наличие каких-либо проблем, то соответствующее уведомление поступает на телефон владельца и, возможно, ответственного за этот автомобиль механика.

При соответствующих настройках, уведомления также могут быть переданы в бортовую диагностическую систему автомобиля, производителю автомобиля и операторам автопарков в случае, если контролируемый автомобиль является частью "флота" этого автопарка.

Но в любом случае будет работать заключенная в системе идея, что ремонт или обслуживание будут проведены как можно быстрее, еще до того времени, как обнаруженная небольшая проблема перерастет во что-то большее, требующее еще более обширного ремонта и затрат.

В настоящее время система V2M уже способна определять проблемы с подшипниками ступицы колеса, узлов подвески, таких, как сайлентблоки и амортизаторы, неправильную работу системы зажигания и некоторые другие неисправности. А разработчики системы V2M, специалисты одноименной компании из Делавэра, уже работают над тренировкой систем искусственного интеллекта по звукам, издаваемым тормозной системой автомобиля.

Система V2M может использоваться как на электрических автомобилях, так и на автомобилях с традиционными двигателями внутреннего сгорания. Имеющаяся сейчас опытная система V2M установлена на автомобиле Tesla, также компания V2M ведет переговоры с компанией Ferarri на предмет использования системы в качестве стандартной комплектации выпускаемых автомобилей. Согласно имеющейся информации, готовая к массовой эксплуатации система V2M появится уже в июне этого года.
]]> Transporter Wed, 08 Mar 2023 06:03:21 +0200 https://dailytechinfo.org/medic/11905-novaja-lazernaja-tehnologija-pozvoljaet-obnaruzhit-i-identificirovat-bakterii-v-techenie-neskolkih-minut.html https://dailytechinfo.org/medic/11905-novaja-lazernaja-tehnologija-pozvoljaet-obnaruzhit-i-identificirovat-bakterii-v-techenie-neskolkih-minut.html В настоящее время для того, чтобы обнаружить и идентифицировать бактерии, присутствующие в жидких пробах, требуется искусственное выращивание бактериальных культур из образцов в лабораторных условиях. В зависимости от количества и вида бактерий в пробах процесс выращивания может занимать длительное время, от нескольких часов до нескольких суток. Однако, такой подход уже можно считать устаревшим, благодаря разработке новой лазерной технологии, которая позволяет получить результат уже через несколько минут после взятия пробы.]]>

В настоящее время для того, чтобы обнаружить и идентифицировать бактерии, присутствующие в жидких пробах, требуется искусственное выращивание бактериальных культур из образцов в лабораторных условиях. В зависимости от количества и вида бактерий в пробах процесс выращивания может занимать длительное время, от нескольких часов до нескольких суток. Однако, такой подход уже можно считать устаревшим, благодаря разработке новой лазерной технологии, которая позволяет получить результат уже через несколько минут после взятия пробы.

Новая технология базируется на факте, что при освещении бактерий светом лазера они отражают свет, спектральные параметры которого уникальны для каждого вида бактерий. Проблема заключается в том, что другие микроскопические объекты в образце, такие, как кровяные клетки, также отражают свет с несколько другими спектральными характеристиками. Таким образом, спектральная подпись бактерий попросту теряется среди посторонних помех.

Группа исследователей из Стэнфордского университета обошла описанную выше проблему при помощи модифицированного струйного принтера, который, используя импульсы колебаний звукового диапазона "печатает" на поверхности крошечные капельки жидкости образца. Объем каждой капельки составляет всего две триллионные доли литра, и в таком малом объеме жидкости обычно содержится максимум несколько десятков бактерий, клеток и других микроскопических частиц.

Кроме этого, на поверхности расположены золотые наностолбики, которые служат своего рода антеннами, фокусирующими лазерный свет. И в результате всего этого спектральная подпись бактерий проявляется в отраженном свете в 1.5 тысячи раз сильнее, чем при простом освещении лазером жидкого образца. Получаемые таким способом спектральные данные прогоняются через специально натренированные нейронные сети, которые дают ответ в виде типов и концентрации бактерий, присутствующих в образце.

Тренировка нейронных сетей была проведена на образцах крови подопытных грызунов, зараженных различными видами бактерий, и, естественно, технология демонстрирует очень хорошие результаты именно при анализе образцов крови. Однако, ученые утверждают, что такой же подход будет работать также эффективно и с другими видами биологических жидкостей, плюс он может использоваться не только для детектирования бактерий, но и для детектирования других типов микроорганизмов, таких, как вирусы.

"Эта инновационная технология сможет спасти множество жизней в некоторых случаях, ведь медики будут знать о бактериальном заражении уже через несколько минут, а не часов или дней" - пишут исследователи, - "Сейчас мы готовим эту технологию к ее коммерциализации и, вполне вероятно, что в будущем она станет новым стандартом для обнаружения бактерий и определения характеристик отдельных клеток".
]]> DrWho Tue, 07 Mar 2023 06:04:51 +0200