Немецкие инженеры представили новую технологию литья алюминиевых дисков для автомобилей, которая обещает вдвое сократить потребление энергии, значительно уменьшить использование сырья и полностью исключить производственные отходы, а также сделать колёса легче и прочнее.

Процесс, получивший название Turbu Pressure Casting (турбулентное литьё под давлением), разработан компанией Entec-Stracon и поддержан Федеральным фондом охраны окружающей среды Германии (German Federal Environmental Foundation, DBU). Метод позволяет сформировать легкосплавный диск всего за 0,05 секунды. По словам учёных, он превосходит традиционное литьё под низким давлением как по эффективности, так и по прочности конструкции.

Новый метод предоставляет значительные экологические преимущества, поскольку предполагает 100% переработанного материала. Это также сокращает потребность в сырье на 25% и приводит к существенной экономии средств. Процесс снижает потребление энергии вдвое, на производство требуется всего 57 киловатт-часов на один диск вместо обычных 114.

Одна литейная машина может производить более 150 000 колёсных дисков в год. Это означает экономию около девяти гигаватт-часов электроэнергии в год, что соответствует годовому потреблению электроэнергии более чем 2200 семей из четырёх человек. Кроме того, технология позволяет избежать использования источников энергии на основе горения, таких как природный газ.

В обычном литье под низким давлением расплавленный алюминий течёт из центра и растекается под действием силы тяжести. Усовершенствованный метод работает путём впрыскивания расплавленного алюминия сбоку в форму под высоким давлением всего за долю секунды. Благодаря высокой скорости и чрезвычайно низкой температуре формы материал имеет значительно меньшие размеры зёрен после затвердевания и, следовательно, более высокую прочность и пластичность.

Новая технология контурного литья позволяет формировать тонкостенные поперечные сечения, требующие минимальной постобработки. Технология может работать со 100% переработанным материалом, что делает её одним из самых ресурсоэффективных методов производства колёс.

BMW и Mercedes планируют оснащать свои автомобили колёсами, изготовленными с использованием этой технологии. Этот переход может значительно снизить воздействие автомобильной промышленности на окружающую среду, демонстрируя, как инновации в производственных процессах могут способствовать устойчивому развитию.

Компания Figure AI из Калифорнии объявила о завершении эксплуатации своих антропоморфных роботов Figure 02 (F.02) после 11 месяцев работы на заводе BMW в Южной Каролине. Этот пилотный проект стал частью сотрудничества, целью которого была проверка возможности использования человекоподобных роботов на реальной сборочной линии.

Как сообщила компания, роботы F.02 помогли в производстве более 30 000 автомобилей BMW X3 и погрузили более 90 000 деталей из листового металла. Генеральный директор Figure Бретт Эдкок (Brett Adcock) поделился фотографиями роботов, покрытых царапинами, потертостями и грязью.

Представленные видеоматериалы с роботами демонстрируют износ, накопившийся за месяцы работы на конвейере. По словам Эдкока, это — свидетельство «реальной работы». Царапины и грязь стали своеобразным знаком, показывающим, что роботы выдержали характер работы на заводе.

В ходе испытаний роботы поднимали детали из листового металла из контейнеров и помещали их на сварочные приспособления с допуском в 5 миллиметров. После установки традиционные роботизированные манипуляторы выполняли сварку. Роботы выполняли загрузку металла с циклом в 84 секунды, включая 37 секунд на загрузку. Точность выполнения операций превышала 99%, говорится в пресс-релизе компании. За время работы роботы провели на линии более 1250 часов и прошли около 320 километров внутри завода. Они работали по 10-часовому графику с понедельника по пятницу.

В компании также рассказали о проблемах с оборудованием, возникших в ходе эксплуатации. Самым слабым местом оказалось предплечье из-за сложности размещения трёх степеней свободы, системы терморегуляции и кабелей в конечности размером с человеческую руку. Постоянное движение приводило к перегрузке микроконтроллеров и проводки — проблема, которая редко освещается. Эти уроки были учтены при разработке Figure 03. В новой модели распределительная плата и динамическая кабельная разводка установлены в запястье, а контроллеры двигателей теперь взаимодействуют непосредственно с главным компьютером.

Завершение эксплуатации F.02 знаменует собой переход от пилотных испытаний к более масштабному производству. Компания заявила, что «Figure 02 преподал первые уроки». Вывод из эксплуатации этого парка роботов открывает путь для Figure 03, который, по утверждению компании, готов к «заступлению на смену».

Учёные «ЦЕРНа» превратили получение десятков тысяч атомов антиводорода из многолетней мечты в обычную, выполняемую за ночь задачу. Участники эксперимента ALPHA представили новую технологию охлаждения, которая позволяет генерировать более 15 000 атомов антиводорода всего за несколько часов. Это значительный скачок в эффективности получения простейшей формы атомного антивещества.

Для создания антиводорода команда должна сначала захватить и охладить облака позитронов и антипротонов по отдельности, прежде чем объединить их. С годами этот процесс постоянно совершенствовался. Последний прорыв — инновационный способ охлаждения позитронов — увеличил скорость производства антиводорода в 8 раз. Суть этого достижения заключается в способе подготовки позитронов. Сначала частицы генерируются из радиоактивной формы натрия и захватываются внутри ловушки Пеннинга, где электромагнитные поля удерживают их на месте. Внутри ловушки они естественным образом вращаются, теряя немного энергии при движении. Этот эффект самоохлаждения помогает, но недостаточно для эффективного образования антиводорода.

Чтобы преодолеть это ограничение, группа ALPHA ввела в ловушку облако охлаждённых лазером ионов бериллия, что позволило позитронам сбрасывать энергию посредством процесса, известного как симпатическое охлаждение. Это метод, при котором одна группа частиц охлаждается путём взаимодействия с другой, уже охлаждённой группой.

Решение позволило охладить облако позитронов до температуры около −266 °C. При таких низких энергиях частицы с большей вероятностью связываются с антипротонами с образованием антиводорода. В результате менее чем за 7 часов было получено более 15 000 атомов антиводорода. Для сравнения, предыдущему эксперименту потребовалось 10 недель, чтобы собрать около 16 000 атомов для высокоточного спектроскопического исследования.

«Новая техника кардинально меняет ситуацию, когда речь идёт об исследовании систематических неопределённостей в наших измерениях. Теперь мы можем накапливать антиводород за ночь и измерять спектральную линию на следующий день», — отметил Нильс Мадсен, заместитель представителя ALPHA и руководитель проекта по охлаждению позитронов.

В ходе экспериментальных серий 2023–2024 годов этот метод позволил произвести более двух миллионов атомов антиводорода, достигнув результатов, которые ранее считались невозможными. В текущем году коллаборация ALPHA использует этот беспрецедентный запас для изучения влияния гравитации на антивещество в рамках эксперимента ALPHA-g, который является ключевым тестом фундаментальной физики. Поскольку симпатическое охлаждение продолжает открывать доступ к большим наборам данных и более быстрым измерениям, учёные рассчитывают исследовать свойства антивещества с беспрецедентной точностью. Это может углубить понимание асимметрий во Вселенной.

Машины Exeed в России переименовывать в Esteo не будут, об этом пишет No Limits. Сообщается, что из-за премиального позиционирования марки Exeed китайцы бояться уронить хрупкий имидж марки.

Группа учёных из Принстонского университета, изучая динамику объектов в поясе Койпера – области за орбитой Нептуна, – обнаружила признаки существования «очень старой, нетронутой структуры». Пояс Койпера расположен на расстоянии от 30 до 50 астрономических единиц от Солнца и содержит миллионы небольших ледяных объектов и карликовых планет, в том числе Плутон, Макемаке, Эриду и Аррокот.

В 2011 году астрономы, анализируя орбитальное распределение 169 транснептуновых объектов (ТНО), выделили три отдельные группы внутри классического пояса Койпера: «горячую» компоненту с широким диапазоном наклонов орбит и две «холодные» компоненты – «возбуждённую» и «ядро» – с более узкими диапазонами. Особенно выделялось «ядро» – плотное скопление объектов на расстоянии около 44 а.е. от Солнца.

В новом исследовании учёные использовали алгоритм кластеризации DBSCAN для анализа 1650 объектов пояса Койпера. Они обнаружили, что, помимо уже известного «ядра», существует возможное «внутреннее ядро» на расстоянии около 43 а.е. от Солнца.

Особенностью этой предполагаемой структуры является её низкий эксцентриситет, то есть орбиты объектов, входящих в неё, очень близки к круговым. «Такая орбитальная стабильность является признаком очень старой, нетронутой структуры», – объясняет ведущий автор работы, астрофизик Амир Сирадж (Amir Siraj). По его словам, подобные структуры могут содержать ключи к пониманию эволюции Солнечной системы, миграции планет-гигантов и воздействию межзвёздной среды.

Хотя причины формирования «внутреннего ядра» пока не ясны, учёные предполагают, что скачкообразная миграция Нептуна могла сыграть роль в его образовании, как и в случае с уже известным «ядром». Авторы работы отмечают, что для подтверждения существования «внутреннего ядра» необходимы дальнейшие наблюдения. Они надеются, что будущие исследования, в том числе с использованием обсерватории имени Веры Рубин, помогут получить больше данных и разрешить вопрос о том, является ли «внутреннее ядро» продолжением «ядра» или самостоятельной структурой.

Изучение подобных «нетронутых» областей поможет понять, как распределялась материя в ранней Солнечной системе и как гравитационные взаимодействия планет влияли на структуру пояса Койпера.

Учёные из Университета Цинхуа обнаружили галактику MPG-CR3 (или CR3), сформировавшуюся около 11 миллиардов лет назад, которая, по-видимому, не содержит «металлов». В астрономии «металлами» называют все элементы тяжелее водорода и гелия. Это открытие ставит под сомнение существующие представления об эволюции галактик и может указывать на наличие в CR3 звёзд так называемого «поколения III» — самых первых звёзд во Вселенной.

Звёзды поколения III – гипотетические звёзды, возникшие из первичного вещества после Большого взрыва. Они должны состоять почти исключительно из водорода и гелия, так как более тяжёлые элементы ещё не были синтезированы в ядрах звёзд. До сих пор астрономам не удавалось обнаружить звёзды этого типа. Обычно поиски ведутся в эпоху реионизации, в период до 1 миллиарда лет после Большого взрыва, когда, как считается, формировались первые звёзды.

Галактика CR3 была обнаружена с помощью данных, собранных космическим телескопом «Джеймс Уэбб» (JWST), Очень большим телескопом (VLT) и телескопом «Субару». Спектральный анализ показал необычайно чистые линии водорода и гелия, а также почти полное отсутствие линий «металлов». По оценкам учёных, содержание «металлов» в звёздах CR3 не превышает 0,7% от содержания «металлов» в Солнце. Возраст самой галактики, по-видимому, составляет всего около 2 миллионов лет, что делает её очень молодой по галактическим меркам.

При этом, в спектре CR3 отсутствует важная деталь, которую обычно ожидают увидеть при обнаружении звёзд поколения III — линия излучения гелия II (He II). Авторы работы предлагают два объяснения этому факту. Во-первых, в этой части спектра уже присутствует сильная линия излучения OH из другого источника, которая может маскировать сигнал He II. Во-вторых, сигнал He II мог ослабнуть, так как его интенсивность значительно падает всего через несколько миллионов лет после начала звездообразования.

Учёные полагают, что CR3 смогла избежать «загрязнения металлами» из-за своего расположения в «пустом кармане» пространства — области с низкой плотностью вещества. К моменту, когда газовое облако, из которого сформировалась CR3, сколлапсировало и начало формировать звёзды, «металлы» из соседних областей ещё не достигли её. Изоляция позволила CR3 сформировать собственное первое поколение звёзд, независимо от процессов, происходящих в остальной Вселенной.

Если открытие CR3 как галактики с населением звёздами поколения III подтвердится, это станет важным шагом вперёд в изучении ранней Вселенной. Близость этой галактики по сравнению с ожидаемыми регионами обнаружения значительно облегчит дальнейшие исследования. Подтверждение наличия линии He II или убедительное объяснение её отсутствия станет ключевым фактором для окончательного признания CR3 первой обнаруженной галактикой, содержащей звёзды самого первого поколения.

В китайской провинции Шаньдун стартовало полномасштабное строительство АЭС «Чжаоюань» (Zhaoyuan). Объект будет вырабатывать 50 миллиардов киловатт-часов электроэнергии в год. Этого достаточно для обеспечения электроэнергией около 5 миллионов человек.

Старт строительства первого энергоблока был дан 18 ноября, с заливки первого бетона под градирню высотой 203 метра. Эта градирня станет первой для реакторов типа Hualong One. Её площадь орошения составляет 16 800 квадратных метров, что позволяет перенести основной источник охлаждения с моря на атмосферу. Такое решение снижает энергопотребление и обеспечивает повторное использование водных ресурсов.

Использование градирни — стратегическое изменение в проектировании АЭС. Обычно прибрежные станции используют для охлаждения морскую воду, но в проекте «Чжаоюань» применена «технология вторичного контура охлаждения», использующая атмосферный теплосток.

На АЭС также внедрена «двухслойная система безопасности»: естественная + механическая, обеспечивающая надёжную работу. По словам Ян Ячжана, заместителя генерального директора подрядчика CGN Power Engineering Co, градирня с естественной тягой может поддерживать работу станции в течение как минимум двух часов в случае потери внешнего водоснабжения, что даст достаточно времени для безопасной остановки реактора. Кроме того, станция оснащена механической градирней с большим резервуаром воды, способным обеспечивать охлаждение реактора в течение как минимум 30 дней без пополнения запасов. «Вместе эти две системы образуют комплексную, двухслойную систему защиты источника охлаждения, охватывающую как обычные, так и ядерные компоненты», — добавил Ян Ячжан.

По завершении строительства, АЭС «Чжаоюань» поможет сократить потребление угля на 15,27 миллионов тонн в год и снизить выбросы углекислого газа на 46,2 миллиона тонн ежегодно. По оценкам, экологический эффект от этого будет эквивалентен посадке более 110 000 гектаров леса. Всего на площадке планируется разместить шесть реакторов Hualong One общей установленной мощностью около 7,2 ГВт.

Мхи известны своей способностью адаптироваться к самым суровым условиям на Земле. Вдохновлённые этой живучестью, учёные отправили спорофиты мха – структуры, содержащие споры, – за пределы планеты, чтобы проверить их стойкость в космосе. Результаты показали, что более 80% спор выжили после 9 месяцев пребывания снаружи МКС и сохранили способность к размножению. Это первое доказательство того, что одно из древнейших наземных растений может выдерживать длительное воздействие космической среды.

«Большинство живых организмов, включая человека, не могут выжить даже кратковременно в вакууме космоса, – говорит ведущий автор исследования Томомичи Фуджита (Tomomichi Fujita) из Университета Хоккайдо. – Однако споры мха сохранили свою жизнеспособность после девяти месяцев прямого воздействия. Это является поразительным свидетельством того, что жизнь, развившаяся на Земле, обладает на клеточном уровне внутренними механизмами, позволяющими выдерживать условия космоса».

Для эксперимента команда Фуджиты использовала Physcomitrium patens – вид мха, который часто используют в научных исследованиях. Различные части мха, включая выводковые клетки (специализированные стволовые клетки, образующиеся в стрессовых условиях) и спорофиты, подверглись воздействию условий, имитирующих космическую среду: высокий уровень ультрафиолетового (УФ) излучения, экстремальные температуры и вакуум.

Эксперименты показали, что наиболее устойчивыми оказались спорофиты. Они продемонстрировали в 1000 раз большую устойчивость к УФ-излучению, чем выводковые клетки. Споры также выживали и прорастали после воздействия температуры -196°C в течение недели и 55°C в течение месяца. По мнению учёных, защитная оболочка спор играет роль барьера, поглощающего УФ-излучение и предохраняющего внутреннюю часть споры от повреждений. Вероятно, это эволюционная адаптация, позволившая мхам, относящимся к группе бриофитов, перейти от водной к наземной среде около 500 миллионов лет назад и пережить несколько массовых вымираний.

В марте 2022 года споры мха были отправлены на МКС на борту космического корабля Cygnus NG-17. Астронавты закрепили образцы снаружи станции, где они находились в течение 283 дней, подвергаясь воздействию космического пространства. В январе 2023 года мох вернулся на Землю на корабле SpaceX CRS-16 для дальнейшего изучения. После возвращения на Землю более 80% спор остались живыми, и почти все они успешно проросли в лабораторных условиях. Учёные также измерили уровень хлорофилла в спорах и обнаружили, что за исключением небольшого снижения уровня хлорофилла а (на 20%), важного для фотосинтеза пигмента, состояние спор практически не изменилось.

Далее, основываясь на полученных данных, учёные создали математическую модель и спрогнозировали, что споры мха, заключенные в спорофиты, потенциально могут выжить в космических условиях до 5600 дней, что составляет около 15 лет.

Авторы работы надеются, что исследование станет стимулом для изучения возможности выращивания растений на других планетах и использования мхов для создания сельскохозяйственных систем в космосе. «В конечном счёте, мы надеемся, что эта работа откроет новую эру в создании экосистем во внеземных средах, таких как Луна и Марс, – говорит Фуджита. – Я надеюсь, что наше исследование мха послужит отправной точкой».

SpaceX сообщила о начале предстартовых испытаний Booster 18 — первого экземпляра Super Heavy нового поколения (версия V3).

Первый запуск ракеты Starship нового поколения ожидается в следующем году.

Группа исследователей из Штутгартского университета (Германия) совершила прорыв на пути к созданию практичного квантового интернета. Они впервые продемонстрировали передачу квантовой информации между фотонами, испущенными двумя разными квантовыми точками. Этот успех решает одну из сложнейших задач в создании квантовых ретрансляторов, необходимых для расширения квантовой связи по оптоволоконным сетям на большие расстояния.

Квантовая связь использует отдельные фотоны, поляризация которых кодирует информацию в виде нулей и единиц. Любая попытка прочитать или перехватить это состояние оставляет «следы», что делает систему принципиально безопасной. Однако фотоны ослабевают при прохождении через оптоволоконные кабели, а квантовую информацию нельзя копировать или усиливать.

Квантовые ретрансляторы призваны восстанавливать эту информацию с помощью телепортации, но этот процесс требует почти идентичных фотонов из разных источников. Команда из Штутгарта решила эту проблему с помощью полупроводниковых «островков» нанометрового размера – квантовых точек. Эти квантовые точки генерируют отдельные фотоны с определёнными характеристиками.

Учёным удалось передать квантовую информацию между фотонами, происходящими из двух разных квантовых точек. Для этого проекта учёные сотрудничали с Институтом твёрдого тела и материаловедения им. Лейбница в Дрездене, где были созданы почти идентичные квантовые точки. Как отмечает Тим Штробель, главный автор исследования: «Кванты света из разных квантовых точек никогда раньше не телепортировались, потому что это очень сложная задача». Он добавляет, что фиксированные энергетические уровни внутри квантовых точек позволяют генерировать чётко определённые фотоны по требованию.

Чтобы продемонстрировать телепортацию, одна квантовая точка произвела отдельный фотон, а другая – пару запутанных фотонов. Один фотон из пары прошёл через 10-метровый оптоволоконный кабель и провзаимодействовал с одиночным фотоном. Это взаимодействие передало состояние поляризации удалённому фотону-партнёру. Квантовые преобразователи частоты скорректировали оставшиеся различия в частоте, чтобы фотоны оставались неразличимыми.

«Передача квантовой информации между фотонами из разных квантовых точек является важным шагом на пути к преодолению больших расстояний», – отмечает профессор Петер Михлер. Предыдущие эксперименты той же группы сохраняли квантовую запутанность на протяжении 36-километрового оптоволоконного кабеля в Штутгарте, что доказывает возможность развёртывания системы на большие расстояния. Текущая установка телепортирует информацию с вероятностью успеха чуть более 70%. Команда хочет улучшить этот показатель за счёт стабилизации квантовых точек, совершенствуя методы изготовления полупроводников.