Поиск
Показаны результаты для тегов 'физики'.
Найдено: 5 результатов
-
Где-то в безбрежном космическом пространстве, возможно, существует еще одна обитаемая планета. И она может быть расположена совсем недалеко – по астрономическим меркам – от нашей Солнечной системы. Большой проблемой при попытках наблюдения экзопланет является свет, излучаемый их родительскими звездами. Однако команда астрономов и физиков под руководством Бенджамина Мазина (Benjamin Mazin) из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, США, сегодня предлагает для решения этой проблемы разработанный ею ультрасовременный инструмент, который позволит обнаруживать планеты на орбитах вокруг ближайших звезд. Этот инструмент является крупнейшей в мире и наиболее современной камерой для наблюдения внесолнечных планет, построенной на сверхпроводниках. Эта камера носит название DARKNESS (the DARK-speckle Near-infrared Energy-resolved Superconducting Spectrophotometer) и представляет собой первый 10 000-пиксельный спектрограф интегрального поля, сконструированный, чтобы преодолеть ограничения, неизбежные для традиционных полупроводниковых детекторов. В этой камере используются Микроволновые кинетические индукционные детекторы (Microwave Kinetic Inductance Detectors), использование которых в составе оборудования крупного телескопа, оснащенного адаптивной оптикой, позволит напрямую наблюдать планеты, расположенные вокруг близлежащих звезд. Камера DARKNESS, создание которой финансируется Национальным научным фондом США, является попыткой преодолеть технические барьеры, связанные с обнаружением планет. Камера способна производить съемку со скоростью несколько тысяч кадров в секунду при минимальных уровнях шума или темнового тока – которые являются основными источниками ошибок в случае других инструментов. Кроме того, камера способна определять длину волны и время прибытия каждого отдельного фотона. Эта информация нужна для того, чтобы отличить планету от пятен отраженного или преломленного света, называемых спеклами. Эти особенности конструкции позволят камере различить планету, яркость которой ниже яркости родительской звезды в 100 миллионов раз. Эта камера была построена для 5-метрового телескопа Hale (Гейла), установленного в Паломарской обсерватории, США. На протяжении последних 1,5 лет команда Мазина четырежды запускала камеру для отработки режимов и отладки программного обеспечения. В мае исследователи вновь запустят этот инструмент, чтобы собрать данные об определенных планетах и продемонстрировать, насколько удалось улучшить контраст между планетой и родительской звездой за последнее время. Работа команды опубликована в журнале Publications of the Astronomical Society of the Pacific.
-
Новый метод ультразвуковой 3D-печати разработали физики Томского государственного университета. Недавно они разработали установку для левитации мелких частиц, которую планируют использовать в качестве основы для нового левитационного 3D-принтера, — сообщает 3ders.org. Для удержания частиц пластика в воздухе используются генерируемые установкой звуковые волны, мощность которых варьируется в зависимости от веса крупиц, а специальное программное обеспечение позволяет перемещать левитирующие объекты из стороны в сторону. Первый этап разработки, в ходе которого была создана левитационная установка, уже завершён. Теперь физики создают метод манипуляции группой частиц, который позволит собирать из них трёхмерные объекты. «Мы будем использовать собственные решётки ультразвуковых излучателей, создадим программное обеспечение и систему параллельного управления излучателями. Для этого нам потребуется сочетание цифровых технологий для передачи и обработки больших объемов данных, технологии синхронной генерации и усиления нескольких сигналов, а также решения для акустических и аэродинамических задач», — рассказал о плане работы руководитель проекта Дмитрий Суханов. Тестовая модель 3D-принтера с левитацией уже собрана, но для достижения поставленных целей команде предстоит ещё около двух лет работы. На реализацию проекта Российский научный фонд уже выделил разработчикам 15 миллионов рублей.
-
Группа российских и американских ученых под руководством профессора Гарвардского университета, сооснователя Российского квантового центра (РКЦ) Михаила Лукина создали первый в мире квантовый компьютер, состоящий из 51 кубита. На сегодняшний день устройство является самой сложной вычислительной системой такого рода. С помощью разработанного квантового компьютера Лукину и его коллегам удалось решить задачу моделирования поведения множества связанных частиц, которая была практически нерешаема с помощью классических компьютеров. По словам ученого, квантовые компьютеры способны справляться с задачами, для решения которых обычным компьютерам понадобятся миллиарды лет. «Например, с их помощью можно моделировать поведение сложных квантовых систем и создавать сверхпроводники, работающие при комнатной температуре, моделировать работу мозга», - говорит Лукин. Как пояснил физик, вычислительные элементы квантовых компьютеров построены на основе квантовых объектов - ионов, охлажденных атомов или фотонов, способных находиться в суперпозиции нескольких состояний, что позволяет им одновременно, то есть за один такт, делать сразу множество вычислений. По его словам, квантовая лаборатория Google планирует провести эксперименты на компьютере с 49 кубитами, а компания IBM уже работает с 17-кубитным устройством. Ученые намерены продолжать испытания квантового компьютера и, возможно, попытаются запустить на нем квантовый алгоритм Шора, позволяющий взламывать большинство существующих систем шифрования на основе криптографического алгоритма RSA. Квантовый компьютер - вычислительное устройство, которое работает по принципам квантовой механики и использует явления квантовой суперпозиции и квантовой запутанности для передачи и обработки данных. Кубит - квантовый разряд или наименьший элемент для хранения информации в квантовом компьютере. Алгоритм Питера Шора - квантовый алгоритм разложения чисел на простые множители, то есть факторизации. Суть алгоритма состоит в сведении задачи факторизации к поиску периода функции. Значимость алгоритма заключается в том, что при использовании квантового компьютера с сотнями кубитов он сделает возможным взлом криптографических систем с открытым ключом.
-
Ученые из КАИ и Университета ИТМО заявляют об успешном запуске первой в России многоузловой квантовой сети в Казани и ее проверке в режиме "квантового телефона", защищенного от любой прослушки, сообщает сегодня пресс-служба ИТМО. "Дальнейшие планы развития казанской сети идут в двух направлениях. Во-первых, это улучшение скорости, дальности и других свойств квантового канала. Во-вторых, стыковка и развитие на его основе самых разных информационных сервисов, начиная с центров обработки данных и заканчивая, например, мобильными мессенджерами", — заявил Артур Глейм, сотрудник Университета ИТМО и Казанского квантового центра. Феномен квантовой запутанности является основой современных квантовых технологий. Это явление, в частности, играет важную роль в системах защищенной квантовой связи – такие системы полностью исключают возможность незаметной "прослушки" из-за того, что законы квантовой механики запрещают "клонирование" состояния частиц света. В настоящее время системы квантовой связи активно разрабатываются в Европе, в Китае, в США. Первые сети такого рода начали появляться в России примерно три года назад. Первая квантовая линия связи была запущена в Университете ИТМО в 2014 году, когда ученые связали квантовым каналом два корпуса вуза через действующий подземный оптоволоконный кабель. В июне 2016 года Российский квантовый центр заявил о запуске первой "городской" линии связи между двумя отделениями банка, а в сентябре 2016 года МГУ сообщил о соединении двух точек в городах Подмосковья. Пилотный сегмент казанской квантовой сети, соединивший два из четырех узлов, был протестирован в августе 2016 года. Сейчас ученые и инженеры проекта полностью наладили коммуникацию между всеми четырьмя точками и разработали новый протокол передачи данных, оптимизированный для городской инфраструктуры. Сеть реализуется на действующих оптоволоконных линиях связи оператора "Таттелеком". Два узла расположены в главных коммутационных станциях "Таттелекома" на разных берегах реки Казанки, еще два – в зданиях КНИТУ-КАИ. Точки находятся на расстоянии около 10 километров друг от друга, при этом длина оптического кабеля между отдельными узлами в ходе технических испытаний достигала 30-40 километров. Во время запуска между узлами сети производилась передача команд управления и пересылка демонстрационных файлов, а также была протестирована аудиосвязь посредством квантового кодирования, фактически в режиме "квантового телефона". В ходе испытаний скорость генерации просеянных квантовых последовательностей на отдельных участках сети превышала 100 килобит в секунду, что почти на порядок выше значений, достигнутых другими квантовыми сетями России. "Лаборатория КНИТУ-КАИ уже больше 15 лет занимается квантовой памятью, но нашим разработкам нужно было найти и практическое применение, а коллегам из ИТМО требовалась квантовая память для осуществления коммуникаций на большие расстояния. Уже два года мы плотно сотрудничаем. В дальнейшем мы планируем создать усилитель сигнала, который сохраняет квантовое состояние и передает его по каналу, что позволяет увеличивать дальность связи, и сертифицировать сеть", — добавляет Сергей Моисеев, директор Казанского квантового центра. Казанская квантовая сеть создается в рамках Национальной технологической инициативы, по направлению SafeNet, ориентированному на развитие новых персональных систем сетевой безопасности и квантовых коммуникаций в России, при поддержке Консорциума в области квантовых технологий.
-
- российские
- физики
-
(и ещё 5 )
C тегом:
-
Космические спутники и зонды могут выходить из строя даже при столкновениях с мельчайшими пылинками благодаря тому, что их испарение порождает миниатюрные облачка плазмы, внутри которых рождаются мощные электромагнитные волны, говорится в статье, опубликованной в журнале Physics of Plasmas. "Больше половины электронных и электрических неполадок на борту спутников остаются необъясненными из-за того, что диагностику на орбите проводить крайне сложно, особенно если зонд выходит из строя. Мы считаем, что хотя бы часть подобных необъяснимых сбоев связана с этим механизмом", — заявил Алекс Флетчер из Бостонского университета (США). Когда человек впервые вышел за пределы земной атмосферы и проник в космическое пространство, ученые и инженеры столкнулись с проблемой защиты оборудования от космических лучей высокой энергии, мощных всплесков электромагнитного излучения и других феноменов, способных повредить электронику или серьезно нарушить ее работу. В большинстве случаев такие сбои не приводят к серьезным последствиям, однако в некоторых случаях, в комбинации с ошибками проектирования или со случайными факторами, они могут привести к катастрофе и потере зонда. К примеру, российская межпланетная станция "Фобос-Грунт" вышла из строя, еще не покинув орбиту Земли, из-за перезагрузки компьютеров в критический момент времени после "удачного" попадания в них космических лучей. Флетчер и его коллега Сигрид Клозе из Стэнфордского университета (США) нашли одну возможную причину появления подобных "космических лучей" и похожих на них эффектов, изучая то, что происходит с космическими аппаратами при полете. Как рассказывает Флетчер, частицы пыли уже давно считаются достаточно большой угрозой для космических аппаратов. Столкновение с ними на большой скорости может нанести большие повреждения обшивке и научным инструментам зондов. К примеру, в 2011 году инженеры НАСА серьезно опасались того, что "встреча" с такими частицами приведет к уничтожению зонда New Horizons при подлете к Плутону. "Последние несколько десятилетий мы изучали эти "гиперзвуковые" столкновения, и мы давно заметили, что подобные события вырабатывают всплески излучения, если частицы движутся достаточно быстро. Никто не знал, почему оно возникает, откуда оно берется и какой физический механизм его порождает", — продолжает Флетчер. Изучая результаты таких экспериментов, Клозе и Флетчер предположили, что источником этих вспышек может быть плазма, рождающаяся в результате испарения частицы при ее столкновении с корпусом корабля или зонда. Они проверили теорию, создав компьютерную модель этого столкновения. Оказалось, что вспышки возникают по очень простой причине – в пустоте космоса легкие электроны движутся быстрее, чем тяжелые ионы. Благодаря этому частица пыли, столкнувшись с обшивкой зонда, превратится в облачко плазмы и разделится на две части – облако "быстрых" электронов и облако "медленных" ионов. Взаимодействие между ними породит мощные электромагнитные волны, способные, как считают ученые, вызвать серьезные неполадки в работе электронной начинки зондов. В ближайшее время Флетчер и Клозе планируют провести более детальные и продолжительные симуляции, которые помогут оценить, насколько часто происходят подобные события и какую реальную угрозу они несут жизни космических аппаратов. Если подозрения физиков подтвердятся, то многие необъяснимые космические катастрофы прошлого могут внезапно найти объяснение в подобных фатальных столкновениях с пылинками.