Образовательный блог МТИ

Ученые смогут вызывать полярные сияния в любой точке атмосферы Земли

В обозримом будущем каждый человек на планете может получить возможность наблюдать северное сияние.  

Американские ученые предложили организовывать небесное представление с помощью специального ускорителя элементарных частиц. Устройство будет функционировать на орбите Земли, которое станет на нашу планету посылать специальный пучок энергии огромной мощности.

При этом следует отметить, что североамериканские специалисты не ставят задачу вызывать северное сияние, которое станет лишь следствием изучения магнитного поля Земли. Если проект будет воплощен в жизнь, то жители Земли наряду с северным сиянием будут свидетелями и такого явления, как молнии типа спрайтов.

Разработчики проекта признаются, что на данный момент их программа является теоритической разработкой. Специалистам требуется провести ряд дополнительных расчетов и лишь после этого можно будет определить общую стоимость затеи и дату ее реализации. Следует отметить, что США уже не первый год работает в направлении изучения ионосферы Земли. Полученные данные позволят сделать большой скачок во многих технологических сферах. В частности,  может быть улучшена скорость и качество передачи данных через спутниковую связь.

 

Через центр Земли за 38 минут

Сколько времени будет лететь человек, упавший в колодец, прорытый через центр Земли? Решение этой актуальной научной задачи удостоилось публикации в серьезном научном журнале.

 

Представьте себе колодец, прорытый через центр Земли, из которого выкачан воздух. Сколько времени будет падать в нем человек, пока не достигнет противоположной стороны планеты? Долгие годы эту задачку задают студентам-физикам для тренировки мозгов во многих университетах мира. Идея гравитационного туннеля впервые была предложена ученым по фамилии Купер в журнале American Journal of Physics в 1966 году.

Он показал, что падающее тело будет лететь 42 минуты сквозь туннель через центр Земли, если взять в расчет некоторые предположения и отбросить ряд физических ограничений. В своей статье он также впервые показал, что минимальное время, требующееся для путешествия из точки А в точку Б на разных глубинах может быть достигнуто при движении по особой кривой – брахистохроне. «Это такие головоломки, которые мы обожаем», — говорит американский физик Дэвид Джексон из Колледжа Дикинсона в Пенсильвании, редактор того самого журнала.

Несмотря на то что туннель через центр Земли вряд ли будет построен в обозримом будущем, подобные упражнения играют важную педагогическую роль, демонстрируя, как задачу на ньютоновскую гравитацию можно решить методами теории колебаний, избегая сложных расчетов переменного ускорения тела.

Главным предположением в этой задаче всегда была однородность плотности Земли – на любом расстоянии от центра она бралась из расчета 5500 кг на кубометр, что соответствует средней плотности нашей планеты.

При таком предположении в каждый момент сила, ускоряющая тело в глубь планеты, зависит только от расстояния до центра, а масса «внешней», пройденной части планеты перестает притягивать тело, как можно показать из несложных математических расчетов.

В реальности Земля имеет более сложное строение, и ее плотность, как известно, неодинакова на разных глубинах – она ниже у коры и выше в ядре. Это обстоятельство и решил учесть выпускник отделения физики канадского Университета Макгилла Александр Клотц, чтобы пересчитать время падения в туннель.

Сам Клотц уже и не помнит, когда стал интересоваться этой проблемой. Просто ему часто приходится обсуждать подобные задачи на сайте reddit. «Я немного участвовал в обсуждении образовательных проектов, и эта тема всплывала довольно часто», — объяснил физик.

В своих расчетах он использовал референсную модель Земли (Preliminary Reference Earth Model), которая основывается на данных сейсморазведки.

Эта модель включает в себя данные по плотностям планеты от самых низких – примерно 1000 кг/кубометр, до самых высоких в центре внутреннего ядра.

«Плотность Земли становится выше при движении к центру, достигая величины 13 тыс. кг/кубометр на глубине 6371 км, и испытывает резкий скачок у границы внешнего ядра (3500 км от центра), падая примерно на 50%. Из-за этого скачка сила притяжения сильно растет при движении вниз, достигая максимума в 1,09 g, а потом линейно падает при движении в ядре к центру», — поясняет Клотц в своей статье, опубликованной в том же журнале.

Численно решив старую задачу с новыми данными, Клотц выяснил, что человек или предмет, брошенные в колодец, будут лететь до противоположного края 38 минут 11 секунд, ровно на 4 минуты быстрее, чем считалось ранее.

 

В своих расчетах Клотц обратил внимание, что почти такой же ответ, 38 минут, был бы, если бы на тело при движении в туннеле действовала постоянная сила, равная силе тяжести у поверхности. Такое могло бы наблюдаться, если бы при движении в глубь Земли ее плотность неуклонно росла, удваиваясь на половине радиуса и достигая бесконечности в центре. В действительности плотность в центре Земли имеет плоский профиль и сила тяжести там близка к нулю.

Странное облако на Марсе

Обнаруженное астрономами-любителями двумя годами раннее необычно большое облако над поверхностью Марса так и не получило однозначного научного объяснения.

В марте 2012 года астрономы-любители зафиксировали на красной планете необычное явление. В телескопы было видно, как над поверхностью образовалось странное облако. На Марсе и раньше фиксировались облака, состоящие из кристаллов льда или твердого углекислого газа. Однако даже во время самых сильных пылевых штормов такие облака не поднимались на высоту более 100 километров, а обычно и того меньше – около 60 километров. Но в тот раз облако неизвестного состава поднялось на высоту 250 километров, а это уже практически на границе между сильно разряженной атмосферой и космическим пространством. Особенно хорошо оно было заметно на фоне терминатора – так называется линия, которая разделяет на планете день и ночь. Первый раз странное облако было видно с 12 по23 марта, а затем еще один раз, через две недели, практически в том же самом месте. Анализ снимков, полученных с телескопа Хаббл, показал, что такое необычное явление случалось, по крайней мере, еще один раз – 17 мая 1997 года.

Первый вопрос, который возник, был даже не о причинах произошедшего. Астрономы не поняли, собственно, что они наблюдали.Красная планета продолжает преподносить ученым необъяснимые загадки. Фото: Lapis Ruber/FlickrКрасная планета продолжает преподносить ученым необъяснимые загадки.

Появились различные гипотезы, что бы это могло быть, и вот, спустя практически три года опубликованы результаты еще одного исследования. Однако и оно оставило больше вопросов, чем ответов. Астрономы измерили на фотографиях этот странный объект вдоль и поперек, сопоставили температуру марсианского воздуха в том месте с температурами кристаллизации льда и углекислого газа, а также проанализировали спектральный состав облака. Все это позволило выдвинуть две гипотезы. Первая версия заключается в том, что облако могло быть образовано замерзшим водяным паром. Хотя в таком случае необъяснимым остается столь большая высота наблюдения.

Например, на Земле практически все облака находятся ниже 20 километров. Правда, достаточно редко можно наблюдать так называемые серебристые облака – они образуются на высоте около 80 километров и видны после захода солнца, когда его лучи освещают только самые верхние слои атмосферы. В случае Марса, слабым местом теории оказалась высота – если допустить что это все-таки были кристаллы замерзшей воды, тогда придется существенно пересмотреть имеющиеся модели марсианской атмосферы. Или же это было что-то другое. Предположение, что эти облака вызваны пылевыми бурями, также не подтвердилось.

Дело в том, что у исследователей были фотографии, сделанные через разные светофильтры. Это позволяет отличить по спектру облака из водяного пара от пылевых облаков. Еще одним возможным объяснением необычного объекта на фотографиях могло быть полярное сияние – свечение, которое возникает, когда частицы солнечного ветра попадают в магнитное поле планеты. Как раз в той области на поверхности Марса, где наблюдали странное облако, находится сильная геомагнитная аномалия. Она могла «притянуть» заряженные частицы солнечного ветра. Однако и тут возникает нестыковка. Облако наблюдали в течение недели, но в то время не было замечено повышенной активности Солнца, которая могла бы вызвать усиление солнечного ветра. Так что версия с водяным облаком остается все-таки более вероятной, чем загадочные полярные марсианские сияния. Можно сказать, что красная планета преподнесла научному миру еще одну загадку, решить которую, возможно поможет исследовательский аппарат ExoMars, который НАСА и Европейское Космическое Агентство планируют запустить в 2016 году. 

Рентгеновский телескоп сделал уникальное фото Солнца

Ядерный спектроскопический телескоп Nuclear Spectroscopic Telescope Array, предназначенный для изучения черных дыр и других объектов, удаленных от нашей Солнечной системы, обратил свой взор ближе и сделал уникальные кадры Солнца, сообщается на сайте американского космического ведомства. 

Телескопу впервые удалось сделать детализированное изображение Солнца, так как этот прибор самый чувствительный к высокой энергии рентгеновского излучения из ныне существующих. Ученые, исследующие Солнце, впервые пришли к выводу, что можно использовать NuStar для изучения единственной звезды Солнечной системы, около семи лет назад, еще на этапе его проектирования и строительства. Телескоп был запущен в космос в 2012 году. Как рассказал член команды NuStar из Калифорнийского университета в Санта-Крус Дэвид Смит, он поделился идеей с Фионой Харрисон из Калифорнийского технологического института в Пасадене, и та пришла от нее в восторг."Сначала я подумала, что идея использовать NuStar для изучения Солнца сумасшедшая", - призналась Харрисон. 

"У нас самый чувствительный к высокой энергии рентгеновский телескоп из когда-либо построенных, предназначенный для изучения глубин Вселенной, и он должен рассмотреть что-то в нашем собственном заднем дворе?", - поведала о своих сомнениях профессор. Однако Смит в конце концов убедил Харрисон, что слабые рентгеновские вспышки на Солнце, предсказанные теоретиками, можно увидеть только при помощи NuStar.В то время как другие телескопы, такие как "Чандра" NASA, не могут наблюдать за Солнцем без риска повредить детекторы, у NuStar есть такая возможность. Кроме того, NuStar имеет потенциал для того, чтобы зафиксировать гипотетические нановспышки - уменьшенные копии гигантских вспышек Солнца.

Нановспышки, если они существуют, могут объяснить процессы во внешних слоях солнечной короны, а также дать ответ на вопрос, почему температура короны Солнца примерно в 300 раз горячее, чем поверхность самой звезды, что противоречит представлениям о термодинамике. Теория нановспышек объясняет это явление тем, что подобные вспышки разогревают корону до 1-3 миллионов градусов. Однако ранее не было зафиксировано ни одной нановспышки.NuSTAR представляет собой первый космический телескоп жесткого рентгеновского диапазона, работающий на принципе скользящего отражения - отражения рентгеновских и гамма-лучей под очень малыми углами к поверхности зеркал. Телескоп был выведен на орбиту 13 июня 2012 года.

Физики вывели квантовую механику из полевой теории струн

 
Американские физики-теоретики продемонстрировали возможность получения квантовомеханических соотношений из специального случая струнной теории поля (полевой теории струн). 
 
Cтрунная теория поля является потенциальным аналогом квантовой теории поля (КТП), разрабатываемой в рамках теории струн. Широкой общественности она может быть известна в связи с именем одного из ее основных идеологов — американского ученого и популяризатора науки Мичио Каку (Michio Kaku).
 
 
В своей работе физики показали, что в специальном классе теорий оказывается возможным, исходя из уравнений струнной теории поля, получение коммутационных соотношений, аналогичных таковым в квантовой механике.
 
В квантовой механике такие соотношения связывают операторы, которым в классической физике соответствуют различные величины, например координата, импульс и энергия.
 
Если соответствующие операторы коммутируют (их произведение совпадает с произведением, в котором множители поменяли местами), то соответствующие величины в квантовой теории оказываются одновременно измеримыми, и наоборот.
 
Теория струн (M-теория) основана на предположении существования на планковских масштабах гипотетических одномерных объектов — струн. Элементарные частицы и их взаимодействия в таком подходе интерпретируются как возбуждения струн.
 
Основной задачей теории является создание универсальной теории, объединяющей все четыре известных взаимодействия: сильного, слабого, электромагнитного и гравитационного. Описанием первых трех занимается квантовая теория поля, являющаяся математической моделью современной физики элементарных частиц.
 
Однако обе теории вступают в противоречие друг с другом на планковских масштабах, поскольку на них в ОТО необходим учет квантовых поправок. Квантовая версия ОТО, получаемая аналогичным КТП образом, оказывается неперенормируемой, то есть ее наблюдаемые величины не удается сделать конечными. В значительной степени решению этого вопроса и посвящена значительная часть исследований в теории струн.

Ученым-физикам удалось создать метод "потокового производства" троек надежно запутанных на квантовом уровне фотонов

Если частица находится в определенном квантовом состоянии, то все запутанные с ней частицы также находятся в таком же состоянии и если принудительно изменить состояние одной из этих частиц, то все остальные запутанные с ней частицы моментально перейдут в новое состояние.
 
Ученым-физикам уже удавалось создавать достаточносложные системы из запутанных частиц, которые используются в качестве квантовых битов (кубитов),регистров квантовых вычислительных систем и для других целей. И практически во всех случаях ученые запутывали достаточно крупные частицы, электроны или целые ядра атомов, при помощи посредников, в роли которых выступали опять же запутанные на квантовом уровне фотоны света.
 
Легче всего ученым удается создавать пары запутанных фотонов. При этом, их общим свойством может быть поляризация, их энергетические или временные характеристики. Некоторым группам ученых удавалось создать и тройки запутанных фотонов, связанным преимущественно по двум последним видам их характеристик, что обуславливало нестабильность и малое время существования явления запутанности. Но недавно, ученые-физики из университета Ватерлоо, Онтарио, Канада, и американского Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST) совершили прорыв в этой области, созданную ими технологию можно рассматривать как своего рода фабрику по производству троек фотонов, запутанных по самой стабильной их характеристике - по поляризации. Эта "фабрика" обеспечивает получение 600 запутанных троек в час и это является абсолютным рекордом для данной области на сегодняшний день.
 
Процесс получения запутанной тройки фотонов начинается с единственного фотона синего света, обладающего достаточно высокими энергетическими показателями. При помощи определенных уловок этот фотон помещается в состояние квантовой суперпозиции, в состояние, когда он обладает одновременно и вертикальной и горизонтальной поляризацией. После этого фотон пропускается через специальный квантовый кристалл, где происходит его разделение на два запутанных фотона красного цвета, имеющие более низкие энергетические показатели и одинаковую поляризацию, вертикальную или горизонтальную. Заключительным этапом является пропускание одного из красных фотонов через кристалл, где он расщепляется на два инфракрасных фотона. И в результате этих преобразований получаются три фотона, один красный и два инфракрасных, запутанные на квантовом уровне.
 
 
 
 
Небольшую производительность этого процесса объясняет то, что вероятность успешного завершения первого этапа преобразования крайне мала, она составляет один успешный случай на миллиард попыток. Вероятность успеха второго этапа уже несколько выше - один шанс на миллион попыток.
 
Второй, не менее важной частью проведенных экспериментов, стало измерение результатов процесса получения троек запутанных фотонов. Решающую роль в этом деле сыграл новый датчик на основе нанопроводников, разработанный учеными NIST, который после очередной модернизации оказался способен не только регистрировать единичные фотоны, но и определять их поляризацию. Экспериментальные измерения квантового состояния отдельных фотонов из запутанных троек показали наличие всех 27 возможных комбинаций состояний фотонов в выходном потоке установки, а вероятность определения квантового состояния превысила отметку в 90 процентов, чего уже вполне достаточно для практического использования данной технологии в области квантовых телекоммуникаций.
 
Разработка технологии получения потока стабильных троек запутанных фотонов и технологии надежного измерения квантового состояния единичного фотона означает, что все квантовые технологии, использующие запутанные фотоны, стали еще на один шаг ближе к их практическому использованию. И хотя могут пройти еще годы и десятилетия, прежде чем сверхмощные квантовые компьютеры и безопасные квантовые коммуникации обязательно появятся на свете и займут соответствующее место в нашей жизни.
 

Ученым удалось преобразовать свет в "кристаллическую" форму

Группе ученых из Принстонского университета удалось провести эксперимент по "кристаллизации" света.
 
Под этим термином понимается не просто пропускание лучей света через какой-нибудь прозрачный кристалл, ученым удалось фактически обездвижить фотоны света, зафиксировав их в определенных точках пространства, после чего всю эту систему можно рассматривать как своего рода "фотонный кристалл". Разработанные и использованные учеными экспериментальные технологии, позволившие реализацию такого немыслимого с точки зрения классической физики трюка, могут стать основой в создании множества видов экзотических материалов, которые найдут широкое применение в технике будущего. Кроме этого, подобные исследования предоставили ученым множество новых данных в области физики конденсированной материи - одного из направлений фундаментальных исследований материи.
 
"В результате наших экспериментов нам удалось получить то, чего никто ни разу не наблюдал до последнего момента" - рассказывает Эндрю Хоук (Andrew Houck), профессор электротехники и член научной группы, проводившей данные исследования, - "Нам удалось заставить фотоны света вести себя абсолютно по-новому, превратиться в материю нового типа. И мы пока еще не знаем, в какие экзотические и неизведанные дебри физики нас могут завести дальнейшие исследования".
 
 
"Главной целью наших исследований являлось отнюдь не получение новой формы света. Мы разрабатываем технологии управления и регулирования направления передачи энергии на атомарном уровне" - рассказывает Хакан Тюречи (Hakan Tureci), - "Используя такие знания и технологии, мы можем оценить все процессы, происходящие внутри сложных материалов и разработать новые материалы из разряда "невозможных" материалов, существующие пока только в воображении ученых и обладающие набором уникальных физических, химических, оптических и других свойств".
 
 
 
Подход, использовавшийся учеными из Принстонского университета, заключается в создании микроскопической системы, моделирующей желаемое поведение на квантовом уровне. Естественно, возможности такой системы строго ограничены задачей, для выполнения которой она создается, но использование таких систем позволяет исследователям экспериментировать с квантовой механикой, обходя все проблемы и затруднения технического плана, с которыми сталкиваются разработчики квантовых вычислительных систем и другой квантовой техники.
 
Созданная исследователями квантовая система состоит приблизительно из 100 миллиардов атомов особого сверхпроводящего материала. Тем не менее, вся эта система действует как единый "искусственный атом" достаточно больших размеров, который воздействует на фотоны и заставляет их вести себя подобно частицам. И ученые поместили такой атом близ сверхпроводящего канала-световода, по которому перемещались фотоны света.
 
В обычных условиях фотоны света, благодаря своей волновой составляющей, не взаимодействуют друг с другом. Но, попав под влияние искусственного атома корпускулярные свойства фотонов выдвигаются на первый план и многократно усиливаются. Благодаря этому, фотоны начинают вести себя подобно частицам материи и достаточно интенсивно взаимодействовать друг с другом.
 
 
 
"Мы использовали смешение свойств фотонов и искусственного атома, благодаря чему мы добились достаточно сильного взаимодействия между фотонами" - рассказывает Дариус Садри (Darius Sadri), один из ученых, принимавших участие в данных исследованиях, - "Взаимодействующие фотоны тут же начинают демонстрировать коллективное поведение, родственное состоянию вещества различных жидкостей и кристаллов, которые являются объектами изучения физики конденсированного вещества".
 
Созданное учеными устройство искусственного атома является достаточно малым, оно контактирует с проводником фотонов всего в двух местах. Тем не менее, возможностей этого простого устройства достаточно для получения "кристаллического" света и для проявления некоторых других эффектов. Но в ближайшем времени ученые собираются создать более сложные системы из искусственных атомов, которые будут по строению напоминать строение сложных молекул вещества. Взаимодействие фотонов света и сотен искусственных атомов, обладающих различными функциями, позволит ученым получить и исследовать еще более экзотические формы света, такие как супержидкости, изоляторы и топологические изоляторы.
 
"При помощи этих крошечных систем из искусственных атомов мы можем получить бесконечное множество экзотических физических эффектов" - рассказывает Джеймс Рэфтери (James Raftery), - "И среди всего количества этих эффектов, наверняка обнаружатся наиболее интересные эффекты, которые можно будет заставить работать во благо человечества в составе квантовых или фотонных компьютеров, в различном электронном и научном оборудовании".

Ученые измерили самую маленькую силу из когда-либо измеренных за всю историю науки

Группа ученых из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли и Калифорнийского университета в Беркли произвела измерения силы, равной приблизительно 42 йоктоньютонам (42*10^-24 Ньютона). Используя комбинацию света лазеров и уникальной оптической технологии удержания в ловушке облака охлажденных до сверхнизкой температуры атомов, ученые измерили самую слабую силу из всех сил, измеренных учеными за всю историю науки.
 
 
"Используя нашу установку мы приложили крайне малую силу к центру массы облака атомов, охлажденных до сверхнизкой температуры и удерживаемых во впадине оптической ловушки. Приложенная сила вызвала перемещение центра массы облака и это было измерено при помощи оптического метода" - рассказывает Дэн Стэмпер-Керн (Dan Stamper- Kurn), ученый-физик из Калифорнийского университета, - "Когда прикладываемые силы вошли в резонанс с собственной частотой колебаний облака атомов мы достигли чувствительности измерений, который всего в четыре раза больше абсолютного предела, так называемого Стандартного Квантового Предела (Standard Quantum Limit, SQL), определяющего максимальный теоретический предел чувствительности, с которым может быть сделано измерение любого вида". 
 
Следует отметить, что произведенное измерение является частью усилий, направленных на обнаружение гравитационных волн, "ряби" пространственно-временного континуума, описанной в Общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Измерение очень малых сил позволит определить до какой степени закон всемирного тяготения, описанный сэром Исааком Ньютоном, проявляется в микроскопическом масштабе, где все действующие силы и перемещения имеют крайне и крайне маленькие значения. К примеру, установка для обнаружения гравитационных волн Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), позволяет сделать запись перемещений, в тысячи раз меньших диаметра протона.
 
В основе практически всех сверхчувствительных датчиков сил лежат так называемые механические генераторы, простые или сложные системы, позволяющие преобразовать приложенную силу в механическое движение, поддающееся измерению. Поскольку в малых масштабах прикладываемые силы и перемещения приближаются к пределу квантового порога, определяемого принципом неопределенности Гейзенберга, само измерение будет затрагивать измеряемый объект, что называется эффектом обратного квантового воздействия. За последние года учеными было предложено множество методов по минимизации влияния вышеупомянутого эффекта, благодаря чему порог чувствительности измерений может вплотную приблизиться к Стандартному Квантовому Пределу. Но, к сожалению, самый лучший из предложенных методов обеспечил чувствительность на шесть-восемь порядков превышающую предел SQL.
 
"Мы измерили самую слабую силу с чувствительностью, которая наиболее приближена к теоретическому пределу SQL" - рассказывает Сидни Шрепплер (Sydney Schreppler), член исследовательской группы, - "И этого нам удалось достичь за счет того, что наш механический генератор состоял всего из 1200 атомов".
 
В экспериментальной установке главным элементом механического генератора выступил газ из атомов рубидия, охлажденных практически до температуры абсолютного нуля. Оптическая ловушка была сделана при помощи света двух лазеров с длинами волн 860 и 840 нм, а для измерения перемещений центра массы облака атомов использовался лазер с длиной волны 780 нм.
 
"Когда мы приложили силу к нашему механическому генератору он начал колебаться с затухающей амплитудой, подобно маятнику" - рассказывает Сидни Шрепплер, - "А ключевым моментом, благодаря которому нам удалось получить рекордный уровень чувствительности измерений, стала уникальная технология поддержания сверхнизкой температуры атомов и их полной изоляции от окружающей среды, позволившие избавиться от сторонних шумов и помех".
 
В будущем ученые планируют подобраться к порогу SQL еще ближе, а повысить чувствительность еще больше им позволит охлаждение атомов до еще более низкой температуры и совершенствование оптического метода измерений перемещения центра массы облака атомов. Кроме этого, для снижения влияния эффекта обратного квантового воздействия ученые будут использовать все известные на сегодняшний день методы. И только после этого ученые могут получить в свое распоряжение новый измерительный инструмент, при помощи которого можно будет заниматься поиском проявлений гравитационных волн на квантовом уровне и производить другие сверхвысокоточные измерения.

Физики предложили способ передачи электричества без проводов!

Для передачи электроразряда исследователи использовали систему из двух электродов и лазера предельно коротких импульсов. С помощью них они создавали тонкий плазменный шнур (синяя электрическая дуга, показанная на картинке) между двумя проводниками. 
 
До сих пор для для ученых проблемой было именно удержать дуговой разряд, так как электромагнитные импульсы, которые излучают лазеры, длятся всего несколько десятков фемтосекунд (фемтосекунда равняется одной квадраллионной секунды - прим. ред.). 
 
Теперь специалисты использовали наносекундный лазер, продолжительность импульсов которого в миллион раз больше. Благодаря этому излучение от такого лазера усиливало и поддерживало плазменный шнур в стабильном состоянии.
 
Идея о передаче электроэнергии без проводов с помощью дуговых разрядов, создаваемых лазерами, возникла еще в 70-х годах прошлого века. В будущем же физики вместо излучения от наносекундного лазера планируют использовать микроволновые лучи для более эффективного нагрева плазменного шнура и передачи энергии на еще большие расстояния.

Физики создали водный аналог фантастического притягивающего луча

Гипотетический луч, который может дистанционно перемещать предметы, впервые появился в фантастических романах об инопланетянах в первой половине двадцатого века. И с тех пор учёные регулярно проводят эксперименты для того, чтобы воплотить эту идею в жизнь.
 
Как сообщается в статье, опубликованной в издании Nature Physics, австралийские исследователи научились дистанционно манипулировать предметами, плавающими на поверхности воды. По мнению руководителя работы Михаила Шаца (Michael Shats) из Австралийского национального университета, самое интересное в этой новости не сама технология, при помощи которой небольшой шарик от пинг-понга перемещался по ванне с водой, а то, что никто раньше до этого не додумался.
 
Учёные использовали простой генератор волн, создавая разные колебания водной поверхности. Они обнаружили, что волны определённого типа заставляют шарик двигаться против течения. Команда использовала высокоточную систему слежения за перемещением частиц в потоках, чтобы наблюдать за образующимися течениями.
 
"Мы обнаружили, что после определённой высоты эти сложные трёхмерные волны создают движение поверхностного слоя воды, — рассказывает Шац в пресс-релизе университета. — Притягивание предмета к источнику волн это всего лишь один из доступных вариантов. Эти потоки могут быть направлены в разные стороны или по спирали".
Удивительно, но ни одна математическая теория или модель пока не может объяснить полученный эффект.
 
 
Поступить в МТИ