Вокруг Науки Техники

[Flanger]

«Ученые открыли революционный метод производства топлива из воды и солнечного света»: Японцы заявляют, что совершили переворот в энергетике - но он пока не работает. 

«Японские ученые создали технологию, позволяющую получать возобновляемое водородное топливо из солнечного света и воды. Группа исследователей разработала специальный реактор, который использует фотокаталитические листы для расщепления молекул воды. В ходе процесса выделяется водород, который можно использовать в качестве экологически чистого топлива. Проект, хотя и находится на ранней стадии, уже демонстрирует интересные результаты. Сами ученые указывают, что им предстоит проделать большую работу, чтобы их изобретение перевернуло мировой энергетический баланс: они планируют создать более совершенные фотокатализаторы и увеличить масштаб реакторов. Кроме того, они хотят усовершенствовать безопасность процессов, так как при выделение водорода у них образуются взрывоопасные побочные продукты. «Если мы сможем довести эффективность преобразования солнечной энергии до практического уровня, это станет революцией в энергетике»

[Flanger]

"Странная частица приобретает или теряет массу в зависимости от направления своего движения"

Учёные обнаружили (https://newatlas.com/physics/particle-gains-loses-mass-depending-direction/) частицу, которая имеет массу, когда движется в одном направлении, но не имеет массы, когда движется в другом направлении. Частицы с таким странным поведением, известные как полудираковские фермионы, были впервые предсказаны 16 лет назад.

Открытие было сделано в полуметаллическом материале ZrSiS, состоящем из циркония, кремния и серы, при изучении свойств квазичастиц.

Предположительно, это открытие делает возможным целый ряд применений для ZrSiS, аналогичных применению графена.

Иньмин Шао, ведущий автор исследования, в котором важную роль сыграли и российские учёные (А.Н. Руденко, Дмитрий Смирнов, М.И Кацнельсон, Д.Н.Басов, М. Озеров):

"Это слоистый материал, а это значит, что как только мы поймем, как сделать однослойный срез этого соединения, мы сможем использовать силу полудираковских фермионов, контролировать его свойства с той же точностью, что и у графена... [...] Но самая захватывающая часть этого эксперимента заключается в том, что данные пока не могут быть полностью объяснены. В том, что мы наблюдали, есть много неразгаданных тайн, поэтому мы работаем над тем, чтобы понять это".

[Flanger]

[Flanger]

Ускорить компьютер в 1000 раз: как физики приручают альтермагнетизм

Для рекордной памяти не нужны токсичные металлы.

Физики из Университета Ноттингема впервые подтвердили существование нового типа магнетизма — альтермагнетизма. Это открытие, опубликованное в журнале Nature, может привести к созданию революционных устройств памяти, способных работать в тысячу раз быстрее современных технологий.

Альтермагнетизм характеризуется уникальным расположением магнитных моментов в материале: каждый из них направлен в сторону, противоположную соседнему. Такое расположение вызывает необычное явление — кристаллическая решетка материала слегка поворачивается относительно соседних областей, создавая новую динамику в структуре.

Руководитель исследования, профессор Питер Уэдли, сравнивает альтермагнетизм с антиферромагнетизмом, при котором магнитные моменты атомов компенсируют друг друга, выстраиваясь строго в противоположных направлениях. Однако в антиферромагнетизме кристаллическая решетка остается неизменной, а материал внешне не проявляет магнитных свойств. В случае же альтермагнетизма "закрученность" структуры изменяет симметрию материала и добавляет новые возможности для взаимодействия элементов.

Зафиксировать явление помогла установка MAX IV в Швеции. Этот комплекс, напоминающий гигантский металлический бублик, оснащен кольцевым ускорителем электронов (синхротроном), который генерирует рентгеновские лучи. Когда лучи взаимодействуют с магнитным материалом, с его поверхности выбиваются электроны. Специальный микроскоп фиксирует их, создавая изображение магнитной структуры с точностью до нескольких нанометров.

Альтермагнитные материалы способны полностью изменить подход к созданию компьютерной памяти и микроэлектроники. Современные магнитные материалы не только производятся с большими выбросами углекислого газа, но и требуют редких и токсичных тяжелых элементов. Замена таких компонентов на альтермагнитные позволит значительно увеличить скорость работы устройств, снизить энергопотребление и устранить зависимость от экологически вредных соединений.

Главное преимущество альтермагнетиков в том, что они объединяют лучшие свойства ферромагнетиков и антиферромагнетиков. Это делает их не только быстрее — до тысячи раз по сравнению с нынешними технологиями, — но и более надежными, с меньшим потреблением энергии.

 

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

 

[Flanger]

Китайский стартап (https://www.agibot.com/) AGIBOT начал массовое производство гуманоидных роботов «общего назначения», что стало значительным шагом вперед в области робототехники и технологий автоматизации.

[Flanger]

Наш мозг работает медленнее 50-летнего процессора — учёные из Калтеха измерили скорость человеческой мысли

Исследователи из Калифорнийского технологического института (Калтех) смогли оценить скорость человеческой мысли — она составила всего лишь 10 бит в секунду — даже процессоры 50-летней давности работали быстрее. Сенсорные системы человека собирают данные об окружающей среде со скоростью миллиард бит в секунду, что в 100 миллионов раз быстрее скорости мыслительных процессов. Исследователи опирались на методы теории информации и данные о человеческом поведении: чтении, письме, видеоиграх и сборке кубика Рубика.

«Это чрезвычайно низкое число, — говорит руководитель исследования профессор Маркус Мейстер (Markus Meister). — Каждый момент мы извлекаем всего 10 бит из триллиона, которые воспринимают наши чувства, и используем эти 10 для восприятия окружающего мира и принятия решений. Это порождает парадокс: что делает мозг, чтобы отфильтровать всю эту информацию?»

В мозге человека более 85 миллиардов нейронов, треть из которых расположена в коре головного мозга и занимается высокоуровневым мышлением. Отдельные нейроны являются мощными процессорами информации и могут легко передавать более 10 бит информации в секунду, но почему-то этого не делают. Мейстер полагает, что нейробиологи должны рассмотреть эти парадоксы в будущих исследованиях.

Ещё один вопрос, которую поднимает новое исследование — почему мозг обрабатывает одну мысль за раз, а не несколько параллельно, как это делают наши сенсорные системы? Например, шахматист, обдумывающий следующий ход, может исследовать только одну возможную последовательность за раз, а не несколько сразу. Исследователи предположили, что это, возможно, связано с тем, как развивался наш мозг.

Самые первые существа с примитивной нервной системой использовали мозг в первую очередь для навигации, чтобы находить еду и скрываться от хищников. Если человеческий мозг эволюционировал из этих простых систем, логично, что он может следовать только одному «пути» мысли за раз. «Человеческое мышление можно рассматривать как форму навигации в пространстве абстрактных концепций», — утверждают исследователи. Они полагают, что это ограничение — одна мысль за один «такт» — закодировано в архитектуре мозга.

«Наши предки выбрали экологическую нишу, где мир достаточно медленный, чтобы сделать выживание возможным, — полагают учёные. — На самом деле, 10 бит в секунду нужны только в худших ситуациях, и большую часть времени наша окружающая среда меняется в гораздо более неторопливом темпе».

Новая оценка скорости человеческого мышления может опровергнуть некоторые футуристические сценарии. Похоже, что мечты о прямом высокоскоростном интерфейсе между человеческим мозгом и компьютером останутся мечтами, так как человеческий мозг будет неторопливо общаться через нейронный интерфейс со скоростью 10 бит в секунду.