Думали, что «мощность = размер»? Немцы «сломали» физику и упаковали лазер размером с комнату в коробок

В руке — как фонарик, по мощности — как целая лаборатория. А главное, эффективность более 80%.

Исследователи из Штутгартского университета совместно с компанией Stuttgart Instruments GmbH представили миниатюрный лазер, который помещается на ладони, но по эффективности превосходит установки размером с комнату. Новый источник сверхкоротких световых импульсов показал рекордный коэффициент полезного действия — более 80%, что более чем вдвое выше уровня традиционных систем. Это достижение может изменить подход к использованию ультрабыстрого света в промышленности, медицине и квантовых исследованиях.

Долгое время короткоимпульсные лазеры оставались громоздкими, сложными и энергоёмкими устройствами. Для их стабильной работы требовались массивные охлаждающие контуры и дорогостоящие оптические узлы, а эффективность редко превышала 30–35%. Несмотря на высокую мощность, значительная часть энергии уходила в тепло. Штутгартским инженерам удалось сохранить прежние характеристики — длительность импульсов, диапазон частот и выходную мощность — в приборе, занимающем всего несколько квадратных сантиметров.

Проектом руководил профессор Харальд Гиссен, один из ведущих специалистов в области фотоники. Команда доказала, что достижение 80-процентного преобразования входной энергии в полезное излучение не только реально, но и технологически устойчиво. Для сравнения: большинство существующих аналогов теряют почти 2/3 подведённой мощности в виде тепловых потерь.

Короткоимпульсные лазеры испускают вспышки длительностью фемтосекунды — квадриллионные доли секунды. За счёт этого они могут концентрировать огромную энергию в невероятно короткие промежутки времени. Такие установки применяются в микрообработке материалов, высокоточной хирургии, молекулярной визуализации и производстве микросхем, где важна предельная точность и минимальное тепловое воздействие. Но объединить компактность и высокий КПД в одном корпусе долгое время не удавалось.

Главный автор исследования, доктор Тобиас Штайнле, объясняет, что генерация сверхкоротких импульсов требует одновременно усиливать входной пучок и охватывать широкий спектр длин волн. Обычно это противоречивые задачи: широкополосные усилители строятся на коротких кристаллах, тогда как энергоэффективные используют длинные. Попытки соединить несколько коротких элементов в последовательную цепочку теоретически выглядели многообещающе, но на практике приводили к нестабильности и усложняли настройку оптического тракта.

Штутгартская группа нашла другой путь. Вместо серии кристаллов она применила один короткий элемент, через который световой импульс проходит несколько раз, каждый раз перенастраиваясь и синхронизируясь. Такой метод, известный как многопроходное оптическое параметрическое усиление, позволил сохранить широкий спектр и резко повысить энергетическую отдачу.

Получившийся лазер генерирует импульсы короче 50 фемтосекунд, состоит всего из 5 компонентов и занимает площадь меньше ладони. Он не требует сложного охлаждения и точной юстировки, поэтому может использоваться в переносных устройствах.

Авторы считают, что сочетание компактности, регулируемого диапазона длин волн и высокой эффективности сделает технологию востребованной далеко за пределами научных лабораторий. Подобные источники излучения смогут работать в медицинских приборах, сенсорах для анализа газов, системах экологического контроля и мобильных установках для диагностики. Лёгкие и экономичные устройства способны выполнять задачи, для которых сейчас нужны оптические комплексы размером с холодильник, — от микрохирургии до квантового анализа вещества.

Вместо расплавленного металла — точная укладка атомов. Перестановка в кристаллах открыла дорогу к межконтинентальному квантовому интернету на 4000 км

Температура 2000°C убивает когерентность, но что, если продлить кубитам жизнь другим путём?

Американские учёные сделали шаг, который может привести к созданию глобального квантового интернета — системы, где квантовые компьютеры смогут обмениваться данными на расстояниях в 1000 километров. Исследователи из Университета Чикаго разработали метод, позволяющий соединять квантовые устройства через оптоволоконные линии на дистанции до 2000 километров, что более чем в 500 раз превышает предыдущие возможности подобных технологий.

Проблема квантовой связи заключается в том, что состояние запутанности между частицами, обеспечивающее передачу информации, сохраняется лишь очень короткое время. Даже малейшее воздействие среды — тепловые колебания, шум или вибрации — разрушает хрупкое квантовое состояние. До сих пор учёным удавалось поддерживать связь между квантовыми системами на расстоянии не более нескольких километров: при увеличении длины кабеля квантовая когерентность — согласованность квантовых состояний — быстро терялась.

Команда под руководством профессора Тяня Чжуна из школы молекулярной инженерии Университета Чикаго показала, что этот барьер можно преодолеть. Исследователи сумели увеличить время когерентности отдельных атомов эрбия с 0,1 миллисекунды до более чем 10 миллисекунд, а в одном из экспериментов — до 24 миллисекунд. Такой показатель теоретически позволяет связывать квантовые компьютеры на расстоянии до 4000 километров — от Чикаго до колумбийского города Окана.

Чтобы добиться этого, учёные применили другой способ изготовления кристаллов, содержащих редкоземельные элементы, используемые для квантовых вычислений. Вместо традиционного метода Чохральского, при котором материалы плавят при температуре свыше 2000 °C и медленно охлаждают, они использовали технологию молекулярно-пучковой эпитаксии (MBE). Этот метод позволяет «выращивать» кристаллы послойно, атом за атомом, с высокой степенью контроля над структурой решётки и положением примесей.

Полученные таким образом кристаллы с добавками эрбия обладают исключительно высокой чистотой и упорядоченностью. Благодаря этому квантовые биты сохраняют когерентность гораздо дольше, чем в материалах, полученных традиционным способом. Более того, эти кристаллы работают в диапазоне длин волн, совместимом с существующей телекоммуникационной инфраструктурой, что делает их особенно подходящими для построения сетей квантовой связи по уже проложенным оптоволоконным линиям.

Учёные добились однократного чтения состояния кубитов и их когерентного управления с помощью микроволновых импульсов в интегрированном оптоволоконном модуле. Это значит, что новые элементы можно подключать к квантовым системам без сложных лабораторных условий, а значит — масштабировать технологию и использовать её в будущем квантовом интернете.

По словам исследователей, сочетание высокой кристалличности, контролируемого размещения атомов-примесей и симметричной структуры решётки позволило им добиться ширины оптической линии на уровне килогерц — показателя, ранее считавшегося недостижимым для редкоземельных материалов.

Этот успех открывает путь к созданию масштабируемых квантовых сетей связи, где свет (фотоны) и материя (атомы) взаимодействуют напрямую и без потерь. В перспективе подобные системы смогут объединять квантовые компьютеры в разных странах, обеспечивая обмен данными на скоростях и с уровнем безопасности, невозможными для классических технологий.

Если раньше даже 2 квантовых компьютера в пределах одного города не могли «договориться» друг с другом из-за потери когерентности, то теперь установка в кампусе Университета Чикаго может, как подчёркивает профессор Чжун, теоретически связаться с квантовым узлом за 1000 километров — вплоть до другой стороны континента.

Революционная система постоянного полного привода без дифференциала

Система Line Traction приводит в движение каждое колесо через планетарную передачу и зубчатый венец, который может вращаться с гидравлически контролируемой скоростью внутри своего корпуса.

Постоянный полный привод — одна из тех раздражающих вещей, которые хороши, пока не понадобятся по-настоящему. В этот момент он перестаёт работать, если только вы не отключите одну из функций, благодаря которым он работает нормально в остальное время.

Я говорю о том, что происходит с автомобилем, когда дорога становится настолько скользкой, что одно колесо начинает буксовать на месте. В этот момент все остальные колеса останавливаются. А это совсем не то, на что вы надеетесь.

Они останавливаются благодаря специальным зубчатым передачам, известным как дифференциалы. Дифференциал позволяет одному двигателю вращать два колеса автомобиля с разной скоростью. Три дифференциала позволяют одному двигателю вращать четыре колеса автомобиля с разной скоростью. Разная скорость необходима при повороте, поскольку внешние колеса должны пройти больше, чем внутренние, а передние колеса пройдут дальше, чем задние.

Без дифференциалов вы бы не смогли включить постоянный полный привод. Но никакой дифференциал не будет приводить в движение ни одно колесо, если противоположное ему колесо (или ось) вращается.

Полноприводные автомобили, предназначенные для очень неровной и скользкой дороги, решают эту проблему с помощью блокируемых дифференциалов. Блокировки можно включать и выключать, и каждая из них блокирует работу дифференциала. Вы можете включать их на короткие периоды, когда нет необходимости управлять автомобилем или когда поверхность настолько сыпучая, что управлять автомобилем можно, буксуя.

Что, если заменить дифференциалы чем-то, что позволяет ведущим колёсам вращаться с разной скоростью, как это делает дифференциал, но при этом предотвращает их пробуксовку, как блокировка дифференциала? Именно эта идея лежит в основе революционной системы полного привода, придуманной немецким инженером и впервые представленной недавно на Agritechnica, крупной выставке сельскохозяйственной техники в Ганновере.

Line Traction в действии на прототипе Aebi

На этом этапе система Line Traction была оптимизирована для использования на полноприводных сельскохозяйственных машинах, которым необходимо преодолевать очень крутые, очень неровные или очень неровные поверхности. На выставке Agritechnica она использовалась на прототипе трактора, созданном швейцарской маркой Aebi.

В нём дифференциалы упразднены, и вместо них на каждом колесе установлен набор планетарных шестерен. Вал двигателя вращает планетарные шестерни, которые, в свою очередь, приводят в движение наружную коронную шестерню с внутренним зацеплением. Коронная шестерня закреплена на ступице, которая, в свою очередь, вращает колесо.

Самая инновационная особенность системы — это способ соединения зубчатого венца со ступицей: он соединяется через гидравлический контур. Контур может фиксировать его на месте или позволять ему вращаться, причём скорость вращения можно регулировать.

Вращение зубчатого венца позволяет колесу вращаться медленнее, чем приводной вал, при этом передавая весь крутящий момент. Скорости вращения ступиц регулируются автоматически, без необходимости вмешательства водителя.

Полная планетарная втулка Line Traction

Разработчики описывают принцип работы следующим образом: «Когда зубчатое колесо полностью заблокировано, масло не поступает. Блокировка управляется программно-управляемым пропорциональным клапаном. В этом состоянии трансмиссия Line Traction ведёт себя как обычная планетарная передача с фиксированным передаточным числом».

«При прохождении поворотов пропорциональный клапан целенаправленно открывается, обеспечивая циркуляцию масла в системе. Это обеспечивает контролируемое освобождение зубчатого венца, что, благодаря геометрии трансмиссии, приводит к перекрытию скоростей».

В результате водило, к которому прикреплено соответствующее колесо, замедляется. Регистрируя скорости вращения колёс, можно замкнуть контур управления для индивидуального управления скоростью каждого колеса.

«В системе Line Traction самое внешнее колесо на кривой называется «ведущим». Для этого колеса зубчатый венец всегда полностью зафиксирован. Соответствующий пропорциональный клапан полностью закрыт. Для остальных колёс, которые должны двигаться с пониженной скоростью на кривой, пропорциональные клапаны открываются до достижения соответствующей целевой скорости».

Откуда система Line Traction знает, насколько нужно замедлить остальные колеса?

«Благодаря постоянному контролю угла поворота рулевого колеса и учёту геометрии автомобиля, линии слежения рассчитываются в режиме реального времени. В сочетании со скоростью, заданной водителем, это позволяет определить целевые скорости для каждого колеса, которые служат входными параметрами для системы Line Traction System, контролирующей скорости колес».

Судя по всему, Line Traction также использует контур обратной связи на основе данных от датчиков, который отслеживает внешнюю нагрузку на компоненты, что позволяет компенсировать нагрузку на колеса, которую не предусмотрело управляющее программное обеспечение.

В результате получается система постоянного полного привода, которая обходится без дифференциалов и их блокировок и ведёт себя так, будто использует их одновременно, что невозможно. Все колёса работают постоянно. Даже если два колеса оторваны от земли, они продолжают вращаться с заданной скоростью, в то время как заземлённые колёса приводят автомобиль в движение.

Даже если одно колесо оторвано от земли, система Line Traction продолжает передавать максимальный крутящий момент на остальные три колеса.

Ещё одним преимуществом Line Traction, заявленным как преимущество, является уменьшение повреждений проезжаемой части. Колёса не пробуксовывают (если только не все), и автомобиль всегда может повернуть без заноса. Система достаточно надёжна, чтобы автомобили могли двигаться с полным приводом по асфальтированным дорогам.

Также утверждается, что система Line Traction упрощает проектирование трансмиссии, и если это кажется маловероятным, взгляните на внутреннее устройство дифференциала. Кроме того, она снижает нагрузку на водителя, которому не приходится думать о том, какие блокировки дифференциалов и когда их включать.

Изобретатель системы Вернер Мюллер запатентовал свою идею в 2015 году и разработал её совместно с инженерами Технологического института Карлсруэ на юго-западе Германии. Система Line Traction получила золотую награду за инновации на выставке Agritechnica 2025, и ожидается, что вскоре она будет запущена в производство для трактора Terratrac компании Aebi, предназначенного для работы на крутых склонах.

Многие современные внедорожники с полным приводом решают проблему пробуксовки колёс, используя менее инвазивные, хотя и менее эффективные решения, чем блокировка дифференциала. Например, система контроля тяги обычно ограничивает пробуксовку, подтормаживая отдельные колёса. Некоторые производители современных электромобилей устанавливают отдельный электродвигатель на каждое колесо, опять же используя программное обеспечение для регулировки скорости при повороте автомобиля.

В рекламе Line Traction говорится, что система «гибкая и готова к новым концепциям транспортных средств». Неясно, найдёт ли она применение за пределами тяжёлой техники, учитывая, что устанавливаемые на ступицы редукторы, вероятно, добавляют неподрессоренную массу, которая может ухудшить работу подвески, — помимо прочих возможных недостатков. Однако на начальном этапе продаж система, похоже, эффективно и действенно решает давнюю проблему.

Ознакомьтесь с системой в видео ниже.

Ученые создали «умный» гриб, который может ловить и убивать комаров

Ученые создали генетически модифицированный гриб, способный привлекать и уничтожать комаров. Новая технология может стать безопасной альтернативой химическим инсектицидам и помочь в борьбе с болезнями, переносимыми насекомыми.

Комары считаются одними из самых опасных существ на планете. Ежегодно они становятся причиной миллионов заражений малярией, денге и вирусом Зика. Традиционные методы борьбы, такие как распыление ядов или фумигация, все чаще оказываются неэффективными, поскольку насекомые вырабатывают устойчивость, а химикаты вредят окружающей среде и здоровью человека.

Основой новой технологии стал гриб Metarhizium, давно известный своими свойствами поражать насекомых. Он выделяет споры, которые проникают в организм комара и разрушают его изнутри. Проблема в том, что гриб становится привлекательным для насекомых лишь после их гибели — он выделяет ароматное соединение лонгифолен, напоминающее запах цветов, откуда комары получают нектар.

Чтобы превратить гриб в активный «приманивающий» агент, ученые генетически модифицировали Metarhizium, заставив его выделять лонгифолен постоянно.

В результате созданный штамм не только убивает комаров, но и активно их к себе привлекает.

Комар, зараженный двумя разными видами грибов Metarhizium.

В лабораторных экспериментах споры гриба помещались в ловушки, из которых выделялся сладковатый запах. Результат оказался впечатляющим: от 90 до 100% комаров погибали в течение нескольких дней.

Борьба с комарами

Эффект сохранялся и в помещении, и на открытом воздухе, даже при наличии людей или живых цветов поблизости. При этом, как отмечают авторы исследования, лонгифолен полностью безопасен для человека и широко применяется в парфюмерии.

По словам профессора энтомологии Рэймонда Ст. Леджера, вероятность того, что комары смогут выработать устойчивость к этому способу, крайне мала: «Если они перестанут реагировать на запах лонгифолена, им придется отказаться от цветов — а без нектара они не выживут».

Эксперты также допускают возможность модифицировать гриб под другие ароматы, если потребуется адаптация под разные экосистемы.

Так, новая технология может стать частью комплексной программы борьбы с комарами в условиях глобального потепления, когда ареалы насекомых стремительно расширяются.

В будущем Metarhizium могут использовать вместе с другими биологическими и химическими средствами, чтобы создать устойчивую систему защиты без ущерба для экологии.

Два техасца случайно изобрели металлический гель. А вместе с ним — источник энергии для гиперзвуковой авиации

По словам исследователей из Техасского университета A&M, они всего лишь хотели понять, как ведут себя два металла с очень разной температурой плавления, если их смешать и нагреть.

В своей исследовательской работе, доктор Майкл Демкович и докторант Чарльз Боренстин из Инженерного колледжа изучали, как ведут себя па́ры металлов при нагреве.

Неожиданность случилась, когда они взяли смесь порошков меди и тантала, очень тугоплавкого металла. Меди давно пора было разлиться в лужу, но этого не произошло: смесь металлов продолжала держать форму на жаре, намного превышающей температуру ее плавления, рассказывают авторы открытия в пресс-релизе университета.

«Почему она не плавится?»

Удивленные исследователи сделали компьютерную томографию образца и обнаружили, что тантал образовал структуру, удерживавшую сжиженную медь.

Так же устроены на микроуровне обычные гели, которые мы активно используем в повседневной жизни, от санитарных средств до контактных линз. В них «скелет» образуют органические молекулы, а в роли жидкости выступает вода.

«О появлении металлических гелей никто раньше не заявлял, возможно, потому что никто не считал, что жидкий металл может удерживаться микрокаркасом, – сказал Майкл Демкович, ведущий автор. – Удивляет здесь то, что главный компонент – медь – расплавился, но в лужу не превратился, как сделала бы чистая медь».

Чарльз Боренстин и Майкл Демкович

Гели медные, кальциевые, висмутовые

За метаморфозами меди и тантала удобно наблюдать с помощью КТ-сканеров, однако с практической точки зрения эта пара не очень интересна. Техасские ученые начали комбинировать другие металлы и обнаружили, что подобные свойства проявляются в разных сочетаниях.

Наиболее перспективными оказались две: сжиженный кальций с твердым железом или сжиженный висмут – с ним же. И кальций, и висмут химически очень активны, и это делает их идеальной основой для электродов в аккумуляторах.

Открытие решает большую проблему жидкометаллических батарей

Такие источники питания работают при высоких температурах. Роль электродов в них играют расплавленные металлы: за счет этого, они могут запасать больше энергии и вырабатывать большую мощность, чем обычные литий-ионные батареи. Однако жидкие электроды делают их очень уязвимыми к механическим воздействиям, при любом смещении они сразу теряют форму. Поэтому в наши дни их применяют только в стационарных системах хранения энергии.

Но что будет, если жидкий металл заменить на гель? Чтобы проверить, исследователи сделали экспериментальный образец с анодом из смеси кальция и железа и катодом из висмута и железа. В качестве электролита использовался расплав соли. Нагретая до 1000°С, батарея отлично работала, а оба электрода сохранили кубическую форму. Свое открытие и результаты экспериментов ученые описали в статье в рецензируемом издании Advanced Engineering Materials.

Чарльз Боренстин с экспериментальным аккумулятором

Горячая энергия для кораблей и ракет

Благодаря механической стойкости, батареи на металлических гелях могут использоваться в движущихся машинах. Причем если гелеобразные электроды дополнить гелевым электролитом, в котором роль каркаса играет керамика, то их стойкость еще вырастет.

Речь идет не об автомобилях или самокатах: поскольку жидкометаллические батареи работают при очень высоких температурах, применять их выгодно лишь на тяжелой технике, такой как корабли, горнодобывающие машины и подобных механизмах.

Еще одна многообещающая сфера их применения – гиперзвуковая авиация, считает Демкович. Такие летательные аппараты сильно разогреваются в полете из-за трения о воздух, и им пригодятся термостойкие и мощные источники питания.

Ученые доказали невозможное: гравитация создает квантовую связь

Учёные нашли способ получить квантовые эффекты с помощью обычной гравитации. Это меняет понимание того, как взаимодействуют главные силы природы.

Физики проверили идею, предложенную Ричардом Фейнманом ещё в 1957 году. Суть: один объект в квантовой суперпозиции может взаимодействовать с другим через гравитацию.

Раньше это считали невозможным. Ученые полагали, что для такой связи гравитация должна быть квантовой. Новое исследование показывает: даже если гравитация остаётся классической, она всё равно создаёт запутанность между объектами.

Это открытие ставит под сомнение привычное разделение: квантовая механика для микромира и общая теория относительности для крупных объектов. Оказалось, что классическая гравитация тоже влияет на квантовые системы.

Гриб «Тетушка хвостовая» — альтернатива одноразовой пластиковой упаковке

Гриб «Траметес разноцветный» (Trametes versicolor) растет на деревьях по всему миру

Недавно опубликованное исследование демонстрирует многообещающие результаты при сочетании съедобного гриба траметеса разноцветного с раствором древесных волокон. Конечный продукт представляет собой натуральное, экологически устойчивое водонепроницаемое покрытие, которое может заменить одноразовую пластиковую пищевую пленку и синтетические покрытия для бумажных стаканчиков.

Исследователи из Университета штата Мэн хотели разработать экологически безопасное покрытие, которое бы устойчиво к воздействию воды, масла и жира, но также было бы безопасно для пищевых продуктов, поэтому они экспериментировали с мицелием из траметеса разноцветного ( Trametes versicolor ).

Мицелий – это корневидная структура, обнаруженная в древесине, на которой растёт гриб, и представляет собой густой клубок перистых нитей, которые также водонепроницаемы. В сочетании с крошечными волокнами древесной целлюлозы, называемыми нанофибриллами (используемыми в производстве бумаги), он использовался для создания поверхности, непроницаемой для кислорода, масел и жиров.

«Мы надеемся, что, предложив больше способов потенциально снизить нашу зависимость от одноразового пластика, мы сможем помочь уменьшить количество отходов, попадающих на свалки и в океан; природа предлагает элегантные и устойчивые решения, которые помогут нам в этом», — говорит доцент Кейтлин Хауэлл, соавтор исследования.

Мицелий белого гриба

Смесь грибка и древесных волокон тонкими слоями наносилась на поверхности двух видов бумаги: джинсовой ткани, полиэфирного войлока и берёзового шпона, после чего сушилась в духовке в течение суток. После трёх дней роста грибка в тёплых условиях образовалась эффективная водонепроницаемая основа толщиной примерно с слой краски, а к четвёртому дню на покрытии появились неравномерные жёлтые, оранжевые или коричневые пятна.

Капли воды, помещённые на обработанные материалы, собирались в небольшие сферы, в то время как капли, помещённые на необработанные поверхности, растекались или полностью впитывались. Грибковое покрытие также эффективно предотвращало впитывание других жидкостей, таких как н-гептан (топливо), толуол (растворитель) и касторовое масло, демонстрируя большие перспективы в качестве эффективного барьера против других жидкостей, помимо воды.

Капли воды собираются в шарики и скатываются с различных материалов, на которые нанесено покрытие (сверху вниз: бумага, джинсовая ткань и полиэстеровый войлок). Адаптировано из Langmuir 2025, DOI: 10.1021/acs.langmuir.5c03185

Изделия на основе мицелия становятся всё более распространёнными в строительстве, по крайней мере, в экспериментальном порядке. Например, учёные из Наньянского технологического университета в Сингапуре разработали плитку на основе вешенок и бамбука , изготовленную из остатков строительных материалов. Эта плитка напоминает кожу слона своей бугристой, шероховатой поверхностью и предназначена для пассивного поддержания прохлады в здании в жаркие месяцы, а также для повышения энергоэффективности в более прохладные.

К другим технологиям на основе грибов в строительстве относится микобетон — разновидность бетона, состоящая из мицелия и зерен с добавлением ингредиентов, обеспечивающих объем, разрабатываемая в Университете Ньюкасла в Великобритании.

Источник: Американское химическое общество

W18 от Porsche

Немецкая фирма получила патент на мотор-монстр, который по конструкции совершенно не похож на предыдущий мотор W16 от Bugatti. И, как ожидается, лишен его недостатков.

О том, что Porsche тихо работает над двигателем с невероятным числом цилиндров, впервые узнало издание CarBuzz, раскопав описание недавно полученного патента.

Согласно описанию, мотор имеет три ряда по 6 «горшков» каждый, установленных под углом 60° по отношению к соседним рядам. Пояснительная записка поясняет, в чем его новизна: каждый ряд цилиндров четко отделен от остальных и имеет отдельную головку цилиндров.

Зачем нужен такой двигатель, документация не объясняет. Поэтому мы не знаем, какое применение Porsche ему готовит, и готовит ли вообще. Компании часто патентуют ту или

Концерн VAG, в который входит Porsche, с двигателями W-конфигурации работает с девяностых годов прошлого века. Топовые версии Volkswagen Passat оснащались моторами W8, Bentley получила W12, а Bugatti Veyron и Chiron – удивительные W16.

Однако позже «ваговцы» отказались от этой линейки, и следующий гиперкар Bugatti получит двигатель V16.

Запатентованный недавно W18 радикально отличается от прошлого 16-цилиндрового мотора. Тот, по сути, не был W-образным в полной мере, а имел два зигзагообразных ряда цилиндров – такую конфигурацию придумали в Volkswagen и назвали VR. Инженеры Bugatti соединили два VR8, поставив их рядом – получился W16.

Главной проблемой того старого мотора была теснота: цилиндры в нем стояли так плотно друг к другу, что наладить охлаждение, впрыск и отвод выхлопных газов оказалось суперсложной задачей. И эффективность мотора была умеренная: системы впуска и выпуска оказались так близко друг у другу, что выхлопные газы нагревали входящий воздух, сводя на нет усилия интеркулеров.

В новом W18 ряды цилиндров прямые и разделены достаточным пространством, чтобы обеспечить нормальный газо- и теплообмен. При этом ряды получились достаточно короткими, чтобы потери на трение в воздуховодах были умеренными – в отличие от нового V16, создаваемого Bugatti.

Четвертое царство: открыта новая «супергруппа» организмов, меняющая древо жизни

Учёные из естественно-научного факультета Карлова университета в Праге сообщили об открытии удивительного микроорганизма Solarion arienae. Это крайне редкий и необычный одноклеточный эукариот, который помогает по-новому взглянуть на то, как возникли и эволюционировали эукариотические клетки.

Статья с описанием находки опубликована в журнале Nature. В ней говорится, что Solarion относится к принципиально новой группе организмов: он выделен в отдельный тип (phylum) и вместе с несколькими загадочными линиями простейших образует новую эукариотическую супергруппу — по сути новое «царство», получившее название Disparia. Особый интерес вызывает то, что Solarion сохранил древние особенности митохондрий, которые считались давно утраченной стадией эволюции. Это даёт редкую возможность заглянуть в устройство самых ранних эукариотических клеток.

Сам Solarion arienae выглядит крайне неприметно. Это крошечный организм размером всего несколько микрометров, почти не двигающийся и внешне ничем не выделяющийся. Его обнаружили случайно в долговременной лабораторной культуре морских инфузорий на кафедре зоологии Карлова университета. Из-за микроскопических размеров Solarion годами оставался незамеченным, пока более крупные инфузории в культуре неожиданно не погибли. После этого на него обратили внимание, и находка оказалась по-настоящему сенсационной.

Геномное секвенирование и масштабный филогеномный анализ, выполненные исследователями из Карлова университета и их коллегами из США, показали, что Solarion не относится ни к одной из известных крупных линий эукариот. На сегодняшний день ему известен только один близкий родственник — необычный протист Meteora sporadica. Вместе они образуют новый тип Caelestes, который, в свою очередь, вместе с типами Provora и Hemimastigophora входит в состав новой супергруппы Disparia. Хотя представителей Disparia пока описано совсем немного, речь идёт о древней эволюционной ветви, а современные виды могут быть лишь редкими «остатками» когда-то гораздо более богатого разнообразия.

По словам авторов работы, Solarion почти не встречается в глобальных базах данных по метагеномике. Исследователи просмотрели более 1,8 петабайта экологических ДНК-данных, и следы этого организма обнаружились лишь в нескольких образцах морских осадков из разных районов планеты. Это говорит о том, что Solarion распространён по миру, но крайне редок везде, где встречается. Его история подчёркивает важность классических лабораторных культур и тщательного изучения мало исследованных природных ниш.

Внешний вид Solarion тоже выделяется на фоне других протистов, если вообще удаётся разглядеть его под микроскопом. Чаще всего он существует в виде неподвижных «солнечных» клеток: от центрального тела во все стороны отходят стебельчатые органеллы, которые получили название целестиосомы. Эти структуры служат для захвата бактериальной добычи и были подробно изучены с помощью трёхмерной электронной микроскопии. В жизненном цикле Solarion присутствуют и подвижные жгутиковые стадии с настолько необычной формой клетки, что перепутать их с каким-либо другим известным эукариотом невозможно.

Самое необычное в этом организме связано с его митохондриями. Эти органеллы, отвечающие за выработку энергии в клетке, произошли от древнего бактериального предка. У Solarion в митохондриальном геноме сохранился ген secA — редкий остаток белкотранспортной системы, унаследованной от альфапротеобактериального предшественника митохондрий. Этот ген исчез почти у всех современных эукариот, что делает Solarion одним из немногих живых организмов, в которых древний молекулярный «инструментарий» всё ещё присутствует. Кроме того, митохондрии Solarion содержат уникальное сочетание генов, которое помогает восстановить, какие метаболические возможности были у митохондрий у последнего общего предка всех эукариот.

Профессор Иван Чепичка (Ivan Čepička) и Марек Валт, основные авторы исследования, подчёркивают, насколько важна эта находка. По их словам, Solarion напоминает, как мало мы на самом деле знаем о микробном мире. Открытие такой глубокой эволюционной ветви, по сути «живого ископаемого», показывает, что важнейшие главы истории эукариот всё ещё скрыты в слабо изученных уголках природы. Это крошечное существо позволяет заглянуть в очень древнюю главу эволюции клетки, которую раньше приходилось восстанавливать только косвенно.

Новая компактная установка для литографии приблизила Китай к независимости в производстве чипов

Китайские исследователи разработали новый настольный источник экстремального ультрафиолетового излучения для литографии, что стало важным шагом на пути страны к самообеспеченности в области производства микрочипов. По сообщениям, новая технология позволяет производить микросхемы с топологическим узлом 14 нанометров. Хотя разработка не может заменить традиционные машины голландской компании ASML, она предлагает перспективную альтернативу для выпуска небольших партий чипов при необходимости.

Как отмечается, новая технология также может использоваться для других важных задач, таких как инспекция чипов, создание прототипов квантовых процессоров и выявление дефектов фотошаблонов. Таким образом, разработка не является миниатюрной версией машины ASML, но может оказаться чрезвычайно полезной для научно-исследовательских работ и мелкосерийного производства.

В то время как машины ASML используют технологию лазерно-индуцированной плазмы, требующую огромных коллекторных зеркал, которые Китай, как сообщается, пока не может производить внутри страны, новый прибор применяет фемтосекундный лазер, воздействующий на газ аргон. Эта установка генерирует экстремальное ультрафиолетовое излучение с помощью процесса, известного как генерация высоких гармоник. Такой подход означает, что устройство не требует гигантских зеркал и не зависит от оловянных капель, что делает систему значительно проще. Она способна производить настраиваемые длины волн в диапазоне от 1 до 200 нанометров.

Традиционные машины ASML потребляют около 200 ватт мощности EUV для экспонирования пластин на производственной скорости. Новый китайский источник потребляет лишь около 1 микроватта на импульс, что в 200 миллионов раз меньше, чем у ASML. Это означает, что он не может использоваться для массового производства передовых чипов, однако его «окно экспонирования» крайне мало, поэтому яркость на единицу площади оказывается пригодной для таких задач, как проверка фотошаблонов, исследование структур транзисторов или травление крошечных экспериментальных чипов.

В то время как установки ASML занимают десятки метров, новая разработка имеет настольный размер и значительно дешевле, составляя лишь несколько процентов от стоимости стандартной машины ASML, а также обладает относительно низкими эксплуатационными расходами. Для Китая такие машины крайне необходимы, поскольку страна не может приобретать новейшее оборудование ASML, а её собственные программы по EUV отстают от мирового уровня. Таким образом, создание источника EUV на основе генерации высоких гармоник с длиной волны 13,5 нм является значимым достижением. По мнению экспертов, новая технология компактна, дешева и достаточно эффективна для исследований и выпуска небольших партий чипов. В случае масштабирования она может помочь китайским производителям улучшить выход годной продукции на узлах 14 и 28 нанометров, а также представляет собой серьёзный прорыв в области инспекции чипов и выравнивания масок, воплощая планы Китая по снижению зависимости от западных технологий в научно-исследовательской среде без нарушения действующих международных санкций.

MV Agusta связывает свое будущее с 240-сильным двигателем Square 5

Пятицилиндровый двигатель Quadato сочетает в себе поперечно расположенный двухцилиндровый двигатель и поперечно расположенный трёхцилиндровый двигатель. По заявлению MV, он способен развивать обороты свыше 16 000 об/мин, обеспечивая мощность 240 л.с. (179 кВт) при объёме 1150 куб. см.

Пять цилиндров — весьма необычное число для мотоциклетного двигателя, и самые известные экземпляры были представлены на гоночных прототипах, которые принесли Honda чемпионские титулы в двух эпохах. Легендарный итальянский бренд MV Agusta хочет привлечь внимание общественности, объявлением о том, что пятицилиндровый двигатель будет приводить в движение новую линейку мотоциклов.

То, что MV разрабатывает такой двигатель, было недвусмысленно заявлено в этом месяце в Милане на крупнейшей в мире выставке мотоциклов EICMA 2025, где в прозрачном корпусе был представлен двигатель необычной формы. Пресс-кит к нему не прилагался, хотя некоторые журналы получили комментарии от представителей MV, присутствовавших на мероприятии.

С тех пор компания опубликовала описание компоновки двигателя и краткое описание его возможного использования. Помимо того, что спустя 10 дней после первого рекламного сенсационного выпуска, эти детали подтверждают то, что итальянскому изданию Moto.it было устно заявлено на выставке: новый двигатель действительно пятицилиндровый, объём двигателя может варьироваться от 850 до 1150 куб. см, мощность может достигать 240 л.с. (179 кВт), и он дебютирует в новой модели через несколько лет.

Первым пятицилиндровым мотоциклом Honda и, пожалуй, самым известным, был мотоцикл RC149 с поперечным расположением цилиндров, выигравший чемпионат мира по шоссейно-кольцевым гонкам в классе 125 куб. см в 1966 году. Он имел максимальный оборот 21 000 об/мин и восьмиступенчатую коробку передач. Другой пятицилиндровый мотоцикл Honda, RC211V, был V5 объёмом 990 куб. см, на котором Валентино Росси выиграл первые два титула чемпиона MotoGP, разыгрывавшихся по новым правилам, поощрявшим четырёхтактные двигатели. Пятицилиндровый двигатель MV Agusta снова отличается: это не рядный и не V-образный двигатель, а «квадрато» – квадратный, как его называет компания, хотя, скорее, это трапеция.

Представленный двигатель MV представляет собой, по сути, поперечный параллельный двухцилиндровый двигатель, расположенный позади параллельного трёхцилиндрового, с одной головкой блока цилиндров, с впускными клапанами, расположенными между двумя рядами цилиндров, и выпускными — снаружи. Судя по всему, он использует три распределительных вала: один для каждого набора выпускных клапанов, а третий между ними управляет всеми впускными клапанами. Каждый ряд цилиндров вращает свой коленчатый вал, «образуя букву „U“» — что бы это ни значило, как иронично замечает немецкий журнал Motorrad . Возможно, основой U-образной формы является зубчатая передача, соединяющая кривошипы на одном конце.

Несмотря на массу дополнительного коленвала, MV Agusta утверждает, что двигатель будет весить менее 60 кг, что значительно легче 65-килограммового двигателя Desmosedici Stradale, установленного на Ducati Panigale V4. Для уменьшения веса масляный и водяной насосы будут электрическими.

Примечательным аспектом заявленных характеристик, предположительно для самой большой версии, является максимальный крутящий момент, который описывается как «поразительный» и составляет 135 Нм. Для сравнения, Ducati заявляет всего лишь 121 Нм для своего немного меньшего V4.

Более того, пик крутящего момента у «квадратной пятёрки», как говорят, достигается всего при 8500 об/мин, а пиковая мощность — выше 16 000. Это оправдывает название конструкции, которое завод называет «инженерным шедевром», а в MV утверждают, что двигателю даже не требуется система изменения фаз газораспределения, загадочно приписывая увеличенный разброс мощности «уникальному порядку работы 5-цилиндровых двигателей».

Говорят, что квадратная пятёрка уже рядной четвёрки и короче V4, что даёт разработчикам шасси большую свободу в оптимизации её расположения. Особое внимание уделяется плавности хода, утончённости и динамическому балансу. В целом, такая оригинальность и реальная производительность могут оправдать сверхвысокие цены на мотоциклы, созданные на её основе.

В MV Agusta говорят, что дебют двигателя ознаменует возвращение «долгожданной» модели, выпуск которой был прекращен, но также намекают на то, что в конечном итоге он появится в модификациях supersport, naked и даже tourer.

Компания из Варесе была спасена от почти банкротства в 2016 году благодаря российскому энтузиасту мотоциклов Тимору Сардарову, чей отец сколотил состояние для семьи на нефтегазовых активах. Партнерство с KTM завершилось в январе, и Сардаровы восстановили эксклюзивный контроль над компанией через свою фирму Art of Mobility SA, где Тимор занимает пост генерального директора. MV Agusta заявляет, что в 2024 году продала 4000 мотоциклов, что значительно больше, чем в 2023 году, и заявляет о наличии запчастей на уровне 99% для моделей до семи лет.

На выставке EICMA компания представила два новых трёхцилиндровых нейкеда: Brutale Serie Oro с броским дизайном и более простой и недорогой Brutale 800. Пиком производительности в линейке является Superveloce 1000 Serie Oro — полностью обтекаемый рядный четырёхцилиндровый двигатель объёмом 998 куб. см мощностью 208 л.с. с поперечным расположением цилиндров. Если пятицилиндровый двигатель Quadato оправдает ожидания, он значительно выделит модели MV среди более дешёвых конкурентов.

Ученые опровергают, что большинство генетических мутаций нейтральны

Больше 60 лет теория биологии утверждала, что большинство генетических изменений, влияющих на эволюцию генов и белков, нейтральны. Считалось, что эти мутации ни вредны, ни полезны и это позволяет им незаметно проходить естественный отбор. Теперь биологи-эволюционисты ставят теорию под сомнение. Их эксперименты раскрывают множество новых фундаментальных вопросов.

Согласно исследованию ученых из Мичиганского университета, организмы могут никогда полностью не адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды. Их результаты ставят под сомнение давнюю идею о том, что большинство фиксированных генетических мутаций нейтральны, пишет SciTechDaily.

По мере эволюции видов мутации возникают и иногда становятся фиксированными — то есть, каждый представитель популяции в конечном итоге несет одно и то же изменение. Нейтральная теория молекулярной эволюции утверждает, что большинство фиксированных мутаций относятся к этой нейтральной категории. Считается, что вредные мутации будут устранены естественным отбором, а полезные настолько редкие, что нейтральные изменения должны доминировать.

Теперь ученые провели новый анализ и выяснили, что полезные мутации встречаются намного чаще, чем сегодня допускает нейтральная теория. Выводы основаны на изучении эволюции 800 поколений дрожжей.

Нюанс в том, что несмотря на возникновение большого количества полезных мутаций, они не успевали зафиксироваться до изменений условий среды.

«Вот откуда и возникает это противоречие. Хотя мы наблюдаем множество полезных мутаций в данной среде, эти полезные мутации не имеют возможности закрепиться, потому что по мере увеличения их частоты до определенного уровня среда меняется», — объяснил соавтор работы биолог-эволюционист Цзяньчжи Чжан.

Теперь ученым необходимо подтвердить выводы в экспериментах с многоклеточными организмами. Помимо этого, они планируют изучить причины, по которым организмам требуется так много времени для полной адаптации к постоянной среде.

Тем временем ученые из США утверждают, что эволюция человека сегодня определяется культурой, а не генами. По их мнению, скорость развития технологий и культурных особенностей будет доминировать над генетикой, формируя здоровье, выживаемость и социальную организацию людей.

Shoei выпускает первый в мире шлем с полностью интегрированной дополненной реальностью

В последнее время технологии шлемов развиваются довольно быстро. Мы видели шлемы, обещающие 100% устранение слепых зон , другие, фильтрующие вдыхаемый воздух , и даже такие компании, как Sena и Cardo, которые представили свои «умные» шлемы.

И вот Shoei только что представил GT-Air 3 Smart — первый в мире дрон с полностью интегрированной дополненной реальностью. Для этого компания объединилась с французской EyeLights — той же компанией, которая представила на прошлой выставке EICMA концепт Rocket One .

Компания EyeLights специализируется на проекционных дисплеях (HUD) и аудиокомплектах Bluetooth для мотоциклетных шлемов. Компания использует третье поколение своих технологий для шлема Shoei, оснащая этот шлем встроенным в визор проекционным дисплеем (HUD), который проецирует данные о поездке непосредственно в поле зрения водителя, устраняя необходимость во внешнем оборудовании.

По данным EyeLights, такая информация, как скорость, GPS-навигация, звонки и предупреждения радаров, проецируется в поле зрения на расстоянии трёх метров. Компания утверждает, что эта технология сократит время реакции более чем на 32%. Внушительные цифры!

Самая большая проблема HUD-дисплеев заключается в том, что некоторые из них нечитаемы под прямыми солнечными лучами. Но, к счастью, компания позаботилась об этом. Проекция осуществляется через нано-OLED-дисплей, который, как предполагается, сохраняет читаемость в разрешении Full HD даже при прямом попадании на него солнечных лучей.

Идея проста: вы можете сосредоточиться на дороге, а не на телефоне на приборной панели или руле. Просто слегка поднимите взгляд, чтобы увидеть всю необходимую информацию.

Но GT-Air 3 Smart — это не только HUD, но и ряд других функций, в частности, универсальная система внутренней связи. Система связи, как утверждается, обеспечивает «неограниченный» радиус действия и совместима со всеми моделями.

Он работает как в онлайн-, так и в офлайн-сетевом режиме. Аудиокомплект включает микрофон с активным шумоподавлением и поддерживает голосовые помощники Siri и Google. По заявлению EyeLights, время автономной работы составляет более 10 часов. Внешнее оборудование не требуется — аккумулятор, проектор, динамики, микрофон и проводка полностью интегрированы в корпус шлема.

Что касается самого шлема, он по-прежнему обладает превосходными показателями безопасности Shoei, отвечая стандартам DOT и ECE 22.06 — всё благодаря многослойному композитному материалу Shoei AIM (Advanced Integrated Matrix), из которого изготовлена оболочка. Стандартный GT-Air 3 весит всего около 1,77 кг, но стоит ожидать, что комплектация Smart будет весить немного больше, хотя точные данные пока не разглашаются.

GT-Air 3 Smart также оснащён опускающимся солнцезащитным визором QSV-2 и внешним визором CNS-1C с поддержкой Pinlock. Система антизапотевания Shoei с широкими регулируемыми воздухозаборными отверстиями сверху и на подбородке, а также выходными отверстиями, улучшает циркуляцию воздуха.

Шлем доступен в пяти цветах: белый, матово-чёрный, матово-синий металлик, матово-серый металлик и REALM TC10, а также в размерах от S до XXL. Цена — 1199 долларов США. Это почти вдвое дороже стандартного GT-Air 3.

Благодаря своему богатому функционалу GT-Air 3 Smart, безусловно, является интригующей покупкой. Однако Phantom от Sena гораздо доступнее — $499, а Beyond GTS от Cardo стоит столько же — $1199. Однако ни один из них не поддерживает UHD и в основном ориентирован на тех, кто хочет интегрировать интерком непосредственно в шлем.