Исследователи из Университета Райса разработали тепловой излучатель, который может значительно повысить эффективность термофотоэлектрических (ТФЭ) систем, преобразующих тепло в электричество с помощью света. Эта разработка может способствовать созданию более доступных альтернатив батареям в масштабе сети и помочь в переходе к миру с нулевым уровнем выбросов.

Традиционные подходы к проектированию тепловых излучателей ограничивали пространство для проектирования, что приводило к практичным, но низкопроизводительным устройствам или высокопроизводительным излучателям, которые трудно интегрировать в реальные приложения. Однако, используя подход, вдохновленный квантовой физикой, инженер Райса Гурурадж Наик и его команда создали тепловой излучатель, который может обеспечить высокую эффективность в рамках практических проектных параметров.

«Я уверен, что то, что мы продемонстрировали, в сочетании с очень эффективным фотоэлементом с малой шириной запрещённой зоны, имеет очень многообещающий потенциал. Основываясь на собственном опыте работы с NASA и запуска стартапа в сфере возобновляемой энергетики, я думаю, что технологии преобразования энергии сегодня очень востребованы», — сказал Наик.

Кроме того, технология этой группы может быть использована в космических приложениях, например, для питания марсоходов. «Если наш подход сможет привести к повышению эффективности таких систем с 2% до 5%, то это станет существенным стимулом для миссий, которые полагаются на эффективную генерацию электроэнергии в экстремальных условиях», — сказал Наик.

Эта разработка также может помочь в рекуперации отработанного тепла из промышленных процессов, что делает их более устойчивыми. По оценкам, до 20%–50 % тепла, используемого для преобразования сырья в потребительские товары, в конечном итоге тратится впустую, обходясь экономике Соединенных Штатов более чем в $200 миллиардов ежегодно.

Учёные разработали инновационный метод повышения стабильности и эффективности органических светодиодов (OLED), — технологии, широко используемой в смартфонах, телевизорах и других электронных дисплеях. Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, представляет новый тип молекул, который может значительно продлить срок службы OLED-устройств.

Команда исследователей разработала уникальные «жёстко плоские молекулы с переносом заряда», которые обеспечивают лучший сбор триплетов — процесс, повышающий эффективность органических светодиодов за счёт термически активированной замедленной флуоресценции (TADF). Эти молекулы ломают существующие представления о возбуждённых состояниях внутримолекулярного переноса заряда, требуя разработки новой модели, связывающей молекулярные паттерны связей, приводящие к разрыву молекулярного сопряжения в возбужденном состоянии.

«Эти новые молекулы представляют собой шаг вперёд в нашем понимании фундаментальных идей о возбуждённых состояниях внутримолекулярного переноса заряда. Концептуально они ломают все наши текущие представления об этих возбуждённых состояниях, и для объяснения этого нового явления была разработана совершенно новая модель», — заявил один из исследователей.

В отличие от обычных молекул OLED, которые имеют тенденцию терять устойчивость, новая конструкция сохраняет стабильную структуру, гарантируя более длительную работу устройства. OLED-дисплеи известны своими яркими цветами и энергоэффективностью, но часто имеют ограниченный срок службы. Новый подход может сделать OLED-устройства более долговечными, что снизит необходимость в частой замене.

«Эти молекулы, называемые "жёстко плоскими молекулами с переносом заряда", обеспечивают лучший сбор триплетов, что повышает эффективность органических светодиодов. В отличие от обычных молекул OLED, которые имеют тенденцию скручиваться и терять устойчивость, эта новая конструкция сохраняет стабильную структуру, гарантируя более длительную работу устройства», — пояснил другой исследователь.

Эта разработка может иметь последствия и за пределами OLED, с потенциальными применениями в биовизуализации и фотокатализе, где ценно стабильное, высокоэффективное излучение света. Улучшение стабильности и эффективности OLED-устройств может привести к более широкому распространению этой технологии и снижению экологического воздействия электронных отходов.

Один из дилеров Санкт-Петербурга привез в страну обновленный кроссовер Skoda Kamiq. Рестайлинговая версия получила узкую светодиодную оптику, более широкую решетку радиатора и переработанный задний бампер.

По своим габаритам Skoda Kamiq сравним с Hyundai Creta. Размеры кроссовера чешской марки — 4241 х 1793 х 1553 мм, колесная база — 2651 мм.

Исследовательская группа доктора Хян-Таг Лима из Центра квантовых технологий Корейского института науки и технологий (KIST) разработала алгоритм квантовых вычислений, который позволяет оценивать расстояния межатомных связей и энергии основного состояния с химической точностью, используя меньше ресурсов, чем традиционные методы. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Advances.

Квантовые компьютеры имеют существенный недостаток — быстрое увеличение ошибок по мере роста вычислительного пространства. Чтобы преодолеть эту проблему, был разработан метод Variational Quantum Eigensolver (VQE), который объединяет преимущества классических и квантовых компьютеров. VQE — это гибридный алгоритм, который позволяет использовать квантовый процессор (QPU) и классический процессор (CPU) для выполнения более быстрых вычислений. Однако, текущие реализации VQE на основе кубитов сталкиваются с проблемами ошибок, которые затрудняют масштабирование.

Используя этот метод, группа провела квантово-химические расчёты с помощью VQE, чтобы оценить длину связи между молекулами водорода в четырёх измерениях и молекулами гидрида лития (LiH) в 16 измерениях. Это первый случай реализации 16-мерных расчётов в фотонных системах. В отличие от обычных VQE, которые требуют методов смягчения ошибок для достижения химической точности, VQE команды KIST достиг химической точности без каких-либо методов смягчения ошибок.

«Разрабатывая технологию квантовых вычислений на основе кудита, которая может достигать химической точности с меньшими ресурсами, мы ожидаем, что она будет использоваться в различных практических областях, таких как разработка новых лекарств и улучшение производительности аккумуляторов», — сказал доктор Хян-Таг Лим из KIST. Эта технология также может быть полезна при решении сложных задач, таких как моделирование климата.

Ультразвуковая технология, разработанная исследовательской группой по оптике и фотонике факультета инженерии Ноттингемского университета, обещает революционизировать микроскопию, позволяя получать более чёткие изображения внутри живых клеток без повреждений. Эта инновация, известная как «фононная микроскопия», использует звуковые волны в гигагерцовом диапазоне, что в 1000 раз превышает частоту обычного медицинского ультразвука, для создания подробных изображений с разрешением, ранее недостижимым.

Для преодоления ограничений, связанных с фокусировкой звуковых волн, исследователи разработали специальные оптоакустические линзы, способные фокусировать эти волны в 3D. Эти линзы, некоторые из которых имеют размеры всего около 100 нм, позволяют создавать более чёткие изображения субклеточных компонентов живых клеток без повреждения.

Сэл Ла Кавера III, научный сотрудник факультета инженерии, подчеркнул преимущества акустики перед оптическими микроскопами: «Акустика позволяет избежать потенциально токсичных флуоресцентных меток и химических красителей или вредных длин волн (например, ультрафиолетового), значительно снижая вред, наносимый образцу. Кроме того, акустика обеспечивает доступ к количественной механической информации об образце».

Технология оптоакустических линз доктора Яо может иметь значительные последствия для исследований в области биологии рака, разработки лекарственных препаратов и регенеративной медицины, предлагая понимание поведения клеток на уровне отдельных клеток. Недавние научные прорывы показали, что многие заболевания вызваны изменениями в механике на клеточном уровне, что делает возможность обнаружения механических свойств в биологии в наномасштабе чрезвычайно ценной.

В Сети появились живые фото упрощенной Lada Aura: машина на штампованных колесных дисках замечена в Тольятти возле АвтоВАЗа с внутризаводскими номерными знаками и с обезличенным СТС.

На фото фигурирует ранний прототип, но даже у него есть парковочные датчики как спереди, так и сзади, противотуманные фары, дверные ручки, окрашенные в цвет самой машины (у упрощенной Lada Vesta дверные ручки были неокрашенными).

Упрощенная Lada Aura для такси станет самой доступной в линейке. Новая модель поступит в продажу уже в декабре, но вот будет ли на старте доступна и самая дешевая версия — пока непонятно.

Новый прототип очков с жидкокристаллическими линзами, разработанный исследователями из Университета Глазго и Университета Бирмингема, может стать значительным прорывом в помощи людям, страдающим светочувствительной эпилепсией. Результаты исследования были опубликованы в журнале Cell Reports Physical Science.

Прототип очков оснащён линзами, которые могут блокировать более 98% света в диапазоне длин волн 660–720 нм, что, как известно, вызывает приступы у наибольшего количества людей, страдающих светочувствительной эпилепсией.

Зубайр Ахмед, профессор нейронауки в Университете Бирмингема и соавтор исследования, отметил: «Это чрезвычайно захватывающий проект, который казался научно-фантастическим, когда мы впервые начали работу над ним четыре года назад. Эта работа демонстрирует потенциал использования жидкокристаллических линз, которые можно модулировать для отсечения определённых длин волн света».

Прототип очков включает в себя дискретную схему, установленную в оправе, которая питает линзы и может использоваться в ситуациях, когда определённая длина волны света может спровоцировать приступ, например, при просмотре телевизора или во время компьютерных игр. Схема позволяет блокировать более 98% света с длиной волны, способной вызвать приступы.

В настоящее время исследователи работают над усовершенствованием прототипа, чтобы улучшить его характеристики перед началом исследований на людях. Текущий прототип функционален в помещениях с температурой до 26°C, и для использования в более жарких условиях потребуются доработки технологии. Команда также отмечает, что время, необходимое прототипу для нагрева и охлаждения, можно было бы сократить.

Этот инновационный прототип очков может стать значительным шагом вперёд в улучшении качества жизни людей, страдающих светочувствительной эпилепсией, предоставляя им возможность безопасно наслаждаться повседневными занятиями, такими как просмотр телевизора или компьютерные игры, без риска возникновения приступов.

Протоны и нейтроны, известные как нуклоны, являются фундаментальными строительными блоками материи. Однако в экспериментах по ядерной физике нейтронам уделялось меньше внимания, чем протонам. Новая статья, опубликованная в Physical Review Letters, описывает первый взгляд на внутреннюю структуру нейтрона благодаря разработке специального детектора, на создание которого ушло 10 лет.

«Мы впервые обнаружили нейтрон в реакции такого типа, и это весьма важный результат для изучения нуклонов», — заявила Сильвия Никколаи, директор по исследованиям Французского национального центра научных исследований (CNRS).

Нуклоны состоят из более мелких частиц, называемых кварками и глюонами. Физики стремятся лучше понять, как эти составляющие частицы распределены внутри нуклонов и как они влияют на общий спин нуклона. Для этого они используют установку непрерывного электронного пучка (CEBAF) в Национальном ускорительном комплексе имени Томаса Джефферсона Министерства энергетики США, рассеивая электроны от нуклонных мишеней и обнаруживая конечные продукты этих реакций.

Одна из таких реакций — глубоко виртуальное комптоновское рассеяние (DVCS), в котором электрон взаимодействует с нуклонной мишенью, и нуклон поглощает часть энергии электрона, испуская фотон. Однако детекторы CLAS и CLAS12, используемые для изучения DVCS, в основном фокусировались на протоне, поскольку нейтроны сложнее обнаружить из-за их тенденции рассеиваться на 40 градусов вверх от линии пучка.

Никколаи предложила решение этой проблемы — Центральный нейтронный детектор. Её команда из Лаборатории физики двух бесконечностей Ирен Жолио-Кюри (IJCLab) начала строительство детектора в 2011 году и завершила в 2015 году. Детектор был установлен в CLAS12 в 2017 году.

Хотя детектор мог охватывать необходимые углы для обнаружения нейтронов, команда столкнулась с проблемой загрязнения протонами. Адам Хобарт, научный сотрудник IJCLab, который руководил анализом данных, использовал методы машинного обучения для различения шумовых сигналов от настоящих нейтронов.

Использование центрального нейтронного детектора позволило провести первые измерения DVCS на нейтроне, которые напрямую обнаруживают нейтрон, участвующий в реакции. Это даёт исследователям уверенность в том, что они действительно обнаруживают DVCS, что поможет физикам лучше понять структуру и спин как нейтронов, так и протонов.

Это достижение открывает новые возможности для изучения внутренней структуры нейтронов и их взаимодействия с другими частицами.

В Роскосмосе полагают, что человечество доберется до Марса в течение 50 лет. Об этом глава госкорпорации Юрий Борисов рассказал в интервью Марине Ким. Он считает, что в ближайшие 50 лет будут созданы и отработаны технологии, благодаря которым можно будет гораздо быстрее добираться до Марса.

Также глава Роскосмоса сообщил, что в ближайшей перспективе частные российские компании смогут создавать свои космодромы. Это мировая тенденция (например, в США 70% спутниковых группировок приходится на частные компании), и она вполне может закрепиться в России. Юрий Борисов подчеркнул, что в России создание частных космодромов пока находится на уровне стартапа.

Недавнее исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, проливает новый свет на квантовые эффекты в термодинамике и геометрии чёрных дыр. Команда исследователей сосредоточилась на расширении двух классических неравенств на квантовый режим, чтобы улучшить понимание динамики чёрных дыр.

Классический подход к изучению, основанный на общей теории относительности Эйнштейна, не учитывает квантовые эффекты, такие как излучение Хокинга. «Этот проект помог нам установить универсальные границы для руководства исследованиями квантовых эффектов в искривлённом пространстве-времени», — сказала соавтор доктор Фрассино.

Доктор Хеннигар добавил: «Я долгое время исследовал влияние квантовых эффектов на чёрные дыры, и в последнее время меня заинтересовали гравитационные сингулярности и то, какую роль в них могут играть квантовые эффекты». Доктор Педраса отметил: «Мои исследования за последние 15 лет были сосредоточены на чёрных дырах, и последние достижения в области голографии позволили нам изучать квантовые эффекты в физике чёрных дыр более контролируемым и детальным образом».

Внутри типичной чёрной дыры существует область бесконечной плотности, известная как сингулярность. Согласно принципу космической цензуры, сингулярности скрыты за горизонтами событий чёрной дыры. Однако в определённых случаях классическая физика не может обеспечить космическую цензуру, и учёные выдвигают гипотезу, что квантовые эффекты будут покрывать сингулярности, создавая горизонты событий.

Классическое неравенство Пенроуза устанавливает связь между массой чёрной дыры и площадью поверхности горизонта событий. Идея квантового неравенства Пенроуза расширяет эту концепцию, потенциально связывая энергию пространства-времени с полной энтропией чёрной дыры и квантовой материи. Связанное неравенство, известное как обратное изопериметрическое неравенство, устанавливает связь между объёмом, заключенным в горизонте событий чёрной дыры, и площадью её поверхности.

Исследователи использовали структуру для изучения квантовых чёрных дыр с помощью голографии бранного мира, также известной как двойная голография. Они сосредоточились на чёрных дырах BTZ (Банадос-Тейтельбойм-Занелли), которые являются объектами в трёхмерном пространстве-времени, связанном с пространством AdS [тип пространства-времени, которое часто используется в теоретической физике, особенно в контексте теории струн и теории гравитации. Также используется в моделировании поведения частиц в сильных гравитационных полях. Одним из наиболее интересных аспектов пространства AdS является его связь с конформной теории поля (CFT)]. Голографический подход помог учитывать квантовые обратные реакции, которые представляют собой эффекты обратной связи квантовой материи на кривизну пространства-времени.

Исследователи успешно расширили классические неравенства Пенроуза и обратные изопериметрические неравенства для учёта квантовых эффектов. Их предложенная версия справедлива для всех известных чёрных дыр в трехмерном пространстве AdS, даже с любым порядком квантовой обратной реакции.

Наша работа даёт две границы, которые справедливы не только для энтропии чёрной дыры, но и для обобщённой энтропии — комбинации энтропии чёрной дыры и энтропии полей материи за её пределами. Исследования показывают, что если бы энтропия чёрных дыр и материи превысила общую энергию пространства-времени, то образовалась бы голая сингулярность.

Объяснили исследователи

Для обратного изопериметрического неравенства исследователи обнаружили, что чёрные дыры, которые нарушают это неравенство (известные как суперэнтропийные чёрные дыры), термодинамически нестабильны. Даже когда в игру вступают квантовые эффекты, стабильность чёрных дыр по-прежнему в значительной степени зависит от термодинамического объёма.

Говоря о влиянии своей работы на область квантовой информации, исследователи заявили: «Оба наших результата — квантовое неравенство Пенроуза и квантовое изопериметрическое неравенство — можно понимать как границы энтропии. Энтропия по своей сути является теоретико-информационной величиной, и поэтому мы предоставляем доказательства фундаментальных ограничений в квантовой теории информации при наличии гравитации. Вполне вероятно, что эти идеи могут иметь отношение к квантовой информации».