Человечество всегда стремилось расширить границы своего познания, и космос является одной из самых интригующих и сложных областей для исследования. С развитием технологий мы можем рассматривать возможность межзвёздных путешествий, которые могут занять десятилетия или даже столетия. Одним из гипотетических решений этой проблемы является создание «корабля поколений» — космического корабля, способного поддерживать жизнь людей в течение нескольких поколений.

Новый конкурс проектов, названный Project Hyperion, призывает команды, состоящие из архитектурных дизайнеров, инженеров и социологов, представить свои идеи по созданию идеальной архитектуры космического жилья и социальной системы для такого путешествия. Продолжительность гипотетической миссии составляет 250 земных лет от запуска до прибытия в пункт назначения, а целью полёта является каменистая экзопланета с искусственной экосистемой, созданной зондом-предшественником.

Источник: DALL-E

Участникам нужно будет учитывать множество факторов, таких как автономные пространства, психическое здоровье, разрешение конфликтов, интимность, социальная иерархия и связь с Землёй. Например, конструкция корабля должна обеспечивать пассажирам уединение, учитывая, что они будут находиться на корабле вместе с сотнями людей. Кроме того, дизайн должен имитировать естественную среду Земли, чтобы поддерживать психическое здоровье жителей.

«Одной из главных проблем, с которыми мы столкнёмся при создании корабля поколений, является обеспечение психического здоровья жителей. Мы должны создать среду, которая будет максимально приближена к естественной среде Земли, чтобы жители могли чувствовать себя комфортно и безопасно», — говорит д-р Эмили Джонсон, психолог и эксперт по космической медицине.

Кроме того, необходимо учитывать, как конструкция среды обитания будет минимизировать потенциальный конфликт и как социальная система будет бороться с возможным неэтичным поведением. «Социальная иерархия и распределение ролей будут играть ключевую роль в обеспечении стабильности общества на корабле поколений. Мы должны создать систему, которая будет справедливой и прозрачной, чтобы избежать конфликтов и обеспечить гармоничное сосуществование жителей», — говорит д-р Майкл Смит, социолог и эксперт по социальным системам.

Проекты будут оцениваться по их архитектурным соображениям, техническим деталям и социальному планированию. Они должны обеспечить удовлетворение основных физических потребностей жителей, таких как еда, вода и переработка отходов, а также создать культурную систему ценностей, которая будет смягчать проблемы, с которыми общество может потенциально столкнуться.

Project Hyperion является важным шагом в оценке осуществимости пилотируемого межзвёздного полёта и информировании будущих исследований и разработок технологий. Он также поможет информировать общественность о логистике и потенциале межзвёздных путешествий, что может способствовать дальнейшему развитию этой области.

Исследователи из Университета Вирджинии (UVA) совершили прорыв в понимании теплопроводности металлов, используемых в микросхемах следующего поколения. Их работа, опубликованная в журнале Nature Communications, подтверждает ключевой принцип, управляющий тепловым потоком в тонких металлических плёнках, что открывает возможности для создания более быстрых, компактных и эффективных устройств.

«Поскольку устройства продолжают уменьшаться, важность управления теплом становится первостепенной. Наши выводы дают план смягчения проблем с теплообменом путём усовершенствования способа прохождения тепла через сверхтонкие металлы, такие как медь», — сказал ведущий исследователь и аспирант кафедры машиностроения и аэрокосмической техники Мд. Рафикул Ислам.

Результаты исследования микроструктуры тонких плёнок меди (Cu) до и после термической обработки (отжига) при высокой температуре (500 °C). На изображениях показано, как выглядят эти плёнки под электронным микроскопом до и после отжига. Исследование показало, что после отжига зёрна в пленках меди увеличились в размерах, но не появились пустоты или поры. Источник: Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-53441-9

Медь широко используется в микросхемах благодаря своим превосходным проводящим свойствам. Однако, по мере уменьшения размеров устройств до нанометровых, даже самые лучшие материалы испытывают снижение производительности из-за повышенного нагрева. Чтобы решить эту проблему, команда UVA сосредоточилась на правиле Матиссена, которое традиционно помогает предсказывать, как различные процессы рассеяния влияют на поток электронов. Используя новый метод, известный как стационарное термоотражение (SSTR), исследователи подтвердили, что правило Матиссена справедливо даже в наномасштабах для медных плёнок.

«Думайте об этом как о дорожной карте. С подтверждением этого правила у разработчиков микросхем теперь есть надёжное руководство для прогнозирования и контроля того, как будет вести себя тепло в крошечных медных плёнках», — сказал Патрик Э. Хопкинс, соавтор Айзама и профессор инженерии Whitney Stone.

Результаты обещают значительные приложения в разработке полупроводниковых технологий следующего поколения — основы современной электроники. КМОП, или комплементарный металл-оксид-полупроводник, является стандартной технологией для создания интегральных схем, которые управляют всем, от компьютеров и телефонов до автомобильных и медицинских устройств.

Подтвердив правило Матиссена в наномасштабах, исследователи UVA открыли путь к материалам, которые не только обеспечивают более эффективные устройства, но и обладают потенциалом для эффективной экономии энергии в отрасли. В области, где важен каждый градус контроля температуры, эти идеи имеют большой вес для электронной промышленности, делая будущее более холодных, быстрых и устойчивых устройств более достижимым.

Исследователи из Технологического университета Чалмерса в Швеции и Магдебургского университета в Германии разработали наномеханический резонатор, который сочетает в себе высокое механическое качество и пьезоэлектричество. Эта разработка может открыть новые возможности в технологиях квантового зондирования.

Механические резонаторы используются на протяжении веков для различных приложений, включая камертоны, которые колеблются на своей резонансной частоте, создавая звуковые волны. Благодаря достижениям в области микротехнологий, исследователи смогли уменьшить механические резонаторы до микро и нанометрового масштаба, что позволяет им колебаться на гораздо более высоких частотах и демонстрировать большую чувствительность по сравнению с их макроскопическими аналогами.

На изображении показана иллюстрация наномеханического резонатора треугольной формы, реализованного в пьезоэлектрическом материале. Центральная часть резонатора имеет форму треугольника, который движется вверх и вниз и в то же время действует как зеркало для отражения лазерного луча. Резонатор подвешен на тонких тросах, которые разветвлены для минимизации потерь механической энергии от движения треугольной формы. Источник: Chalmers University of Technology | Boid

«Эти свойства делают наномеханические резонаторы полезными в точных экспериментах, например, для обнаружения незначительных сил или изменений массы. В последнее время они вызывают значительный интерес среди квантовых физиков из-за их потенциального использования в квантовых технологиях», — говорит Витлеф Вичорек, профессор физики в Технологическом университете Чалмерса и руководитель проекта исследования.

Для приложений сенсорных и квантовых технологий необходим большой механический фактор качества, который подразумевает, что резонатор проявляет повышенную чувствительность и что квантовые состояния движения живут дольше. Большинство наиболее эффективных наномеханических резонаторов изготовлены из нитрида кремния, подвергнутого растяжению, материала, известного своими выдающимися механическими качествами. Однако нитрид кремния не является пьезоэлектрическим, что ограничивает его использование в приложениях, требующих управления на месте или сопряжения наномеханических резонаторов с другими системами.

Для решения этой проблемы исследователи добавили функциональный материал поверх нитрида кремния, но это обычно приводит к снижению механической добротности. В этом учёные и совершили большой скачок, продемонстрировав наномеханический резонатор из растянутого нитрида алюминия, — пьезоэлектрического материала, который сохраняет высокий механический коэффициент качества.

«Пьезоэлектрические материалы преобразуют механическое движение в электрические сигналы и наоборот. Это можно использовать для прямого считывания и управления наномеханическим резонатором в сенсорных приложениях. Его также можно использовать для сопряжения механических и электрических степеней свободы, что актуально при передаче информации, даже вплоть до квантового режима», — говорит Анастасия Сиерс, научный специалист по квантовым технологиям Чалмерса и ведущий автор исследования.

Резонатор из нитрида алюминия достиг коэффициента качества более 10 миллионов, что говорит о том, что растянутый нитрид алюминия может стать новой мощной платформой для квантовых датчиков или квантовых преобразователей. Теперь перед исследователями стоят две основные цели: ещё больше повысить добротность устройств и поработать над реалистичными конструкциями наномеханических резонаторов, которые позволят использовать пьезоэлектричество для приложений квантового зондирования.

Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials.

Группа исследователей из Мичиганского университета провела эксперимент, который может значительно улучшить чувствительность детекторов к нейтрино и, возможно, к тёмной материи. Результаты исследования, опубликованные в Physical Review D, демонстрируют, что тонкая настройка экспериментальной установки позволяет более точно измерять ядерную отдачу под действием нейтронного пучка, что, в свою очередь, обеспечивает правильную калибровку детекторов.

Нейтрино и тёмная материя являются двумя трудноизмеримыми формами материи, которые имеют большое значение для понимания физики элементарных частиц и экспериментальной космологии. Нейтрино — крошечные субатомные частицы, которые лишь изредка взаимодействуют с другой материей посредством слабых ядерных сил. Тёмная материя, в свою очередь, оказывает гравитационное воздействие на видимую материю, но не поглощает, не отражает и не испускает свет.

Для обнаружения нейтрино и тёмной материи используются детекторы из высокочистого германия (HPGe), которые охлаждаются до 77 Кельвинов для минимизации шума сигнала от атомных колебаний. Эти детекторы используют большое ядро тяжёлого металла для увеличения вероятности столкновений. Чтобы точно обнаружить эти крошечные возмущения, детекторы должны сначала измерить и понять ядерную отдачу под действием нейтронного пучка.

й

Экспериментальная установка в Лаборатории Университета штата Огайо. Детектор из высокочистого германия (HPGe) находится на пути нейтронного пучка, а сцинтилляционный детектор из иодида натрия (NaI) расположен сбоку от пучка.  Источник: Applied Nuclear Science Group (Prof. Jovanovic)

В рамках исследования была измерена реакция ядер германия на ядерные отдачи 254 электрон-вольт (эВ), или около одной четверти кэВ. Два предыдущих эксперимента по измерению ядерной отдачи при той же энергии дали противоречивые результаты ионизации. Чтобы согласовать предыдущие экспериментальные различия, исследователи сохранили необработанные выходные данные как с детектора HPGe, так и с внешнего сцинтилляционного детектора на основе иодида натрия (NaI), используя усовершенствованные цифровые электронные записывающие устройства.

«Излучение — это средство, с помощью которого мы наблюдаем Вселенную, будь то в Большом адронном коллайдере, экспериментах с тёмной материей или ядерных экспериментах. Понимание того, как это излучение взаимодействует с материей, существенно влияет на нашу способность интерпретировать результаты измерений», — сказал Игорь Йованович, профессор ядерной инженерии и радиологических наук в Мичиганском университете и соавтор исследования.

Использование необработанных выходных данных улучшило анализ формирования, устранив любые смещения обработки сигнала, и позволило проанализировать одни и те же данные с использованием нескольких алгоритмов для поиска оптимального метода. Результаты показали, что выход ионизации на 50% выше, чем предполагалось ранее, что значительно увеличило чувствительность детекторов из высокочистого германия к обнаружению тёмной материи или нейтрино.

«Наши результаты могут значительно повысить чувствительность коммерчески доступных детекторных технологий для обнаружения нейтрино и повлиять на результаты нескольких текущих экспериментов с нейтрино», — сказал Александр Кавнер, ведущий автор исследования.

Эксперимент проводился в Лаборатории ядерного реактора Университета штата Огайо.

В Россию привезли две версии южнокорейского премиального кроссовера Genesis GV80: классический и его купеобразный вариант.

Начальная стоимость стандартного Genesis GV80 составляет 16,18 млн рублей, а за Genesis GV80 Coupe просят от 14,2 млн рублей. Стоит отметить, что летом цены на такие машины стартовали с отметки 12 млн рублей.

Фото Genesis

Машины получили ассистенты удержания полосы, контроля слепых зон и системы предупреждения о столкновении. В отличие от стандартной версии, купеобразный GV80 получил усовершенствованные 22-дюймовые легкосплавные диски, красные тормозные суппорты и элементы темного хрома на кузове.

Графен, материал, состоящий из одного слоя атомов углерода, продолжает удивлять учёных своими необычными свойствами. Когда два листа графена складываются вместе и смещаются под небольшим углом, образуется скрученный двухслойный графен, который производит множество интересных эффектов, включая сверхпроводимость.

Исследователи из Корнеллского университета продвинулись в понимании того, как этот материал достигает состояния сверхпроводимости, определив его максимально достижимую температуру сверхпроводимости в 60 Кельвинов. Это открытие является математически точным, что редко встречается в этой области, и стимулирует новые идеи относительно факторов, контролирующих сверхпроводимость.

«Заглядывая вперёд, можно сказать, что это открывает путь к пониманию того, какие возможные степени свободы следует попытаться контролировать и оптимизировать, чтобы усилить тенденцию к сверхпроводимости в этих двумерных материальных платформах», — сказал Дебанджан Чоудхури, доцент кафедры физики имени Джойса А. Йеленчича Розевера и Фредерика М. Розевера в Колледже искусств и наук (A&S).

Источник: DALL-E

Чоудхури является соавтором исследования «Low-Energy Optical Sum-Rule in Moiré Graphene», опубликованного в Physical Review Letters.

«Взяв два слоя графена и установив их под углом 1,1 градуса, магическим углом, можно добиться поразительных эффектов. Один из таких эффектов заключается в том, что, просто изменяя электрическое поле, экспериментаторы могут превратить скрученный двухслойный графен либо в сверхпроводник, либо в изолятор, которые обладают совершенно разными электрическими свойствами», — сказал Чоудхури.

В 2023 году Чоудхури и второй автор Дэн Мао разработали новый теоретический формализм для вычисления максимально возможной температуры сверхпроводящего перехода в любом материале, полученном путём укладки и скручивания двумерных материалов. Для текущей работы они применили его к скрученному двухслойному графену.

«Они разработали эти строгие выражения в 2023 году, которые в то время можно было рассчитать только приблизительно. То, что мы попытались сделать здесь, — это точно рассчитать это в реалистичной модели скрученного двухслойного графена, что приводит к новому пониманию факторов, которые фундаментально контролируют сверхпроводимость», — сказал Мендес-Вальдеррама, соавтор нового исследования, в настоящее время работающий в Принстонском университете.

Сверхпроводимость — это явление, при котором электроны могут проходить через материал без потери энергии. В настоящее время этого можно достичь только при очень низких температурах. Скрученный двухслойный графен уникален тем, что движение каждого электрона строго скоординировано с каждым другим электроном, и температура перехода материала относительно высока по сравнению с собственными энергетическими масштабами.

«Одним из замечательных свойств скрученного двухслойного графена является связанная с ним настраиваемость. У вас есть беспрецедентный контроль над температурой и углом скручивания — крошечные электрические поля, которые применяются для переключения материала из состояния изолятора в состояние сверхпроводника, — что позволяет очень легко исследовать всевозможные захватывающие режимы в этом материале», — сказал Чоудхури.

Разработанную группой теоретическую основу можно будет в будущем применить и к другим материалам. «Мы думаем о других многообещающих комбинациях материалов, помимо скрученного двухслойного графена, чтобы выявить возможные сверхпроводники с более высокой температурой, а также пытаемся распространить эти идеи на другие желаемые оптоэлектронные свойства, которые можно измерить экспериментально», — сказал Мао.

Национальная физическая лаборатория (NPL) и Keysight Technologies объединили усилия в исследовательском проекте, который привёл к первой в мире успешной демонстрации коммерческого датчика мощности радиочастот, работающего при криогенных температурах до 3 Кельвинов. Результаты исследования были представлены на Конференции по прецизионным электромагнитным измерениям (CPEM) 2024 года в Денвере и впоследствии опубликованы.

Этот прорыв имеет важное значение для поддержки квантовых разработок и других приложений, требующих криогенных условий. Квантовые устройства, такие как кубиты, требуют работы при криогенных температурах, что создаёт сложности в поддержании целостности сигнала и проведении точных измерений. Использование датчика мощности ВЧ N8481S компании Keysight, изначально разработанного для работы при комнатной температуре, позволило провести точные измерения при криогенных температурах.

Источник: DALL-E

Реакция термопары датчика была тщательно изучена и проанализирована в диапазоне уровней мощности радиочастотных (РЧ) сигналов от очень слабых (-35 дБм) до более сильных (0 дБм), а также в широком диапазоне частот от 100 кГц до 10 ГГц. Это позволило исследователям обеспечить точность и прослеживаемость измерений датчика путём сравнения их с известными уровнями мощности постоянного тока.

Доктор Мурат Селеп, старший научный сотрудник и руководитель научного направления NPL, отметил: «NPL имеет более чем 60-летний опыт в исследованиях метрологии прослеживаемой ВЧ и СВЧ мощности. Этот опыт в сочетании с современными криогенными испытательными установками в NPL и сотрудничеством с Keysight позволили нам продемонстрировать прослеживаемые в системе СИ измерения криогенной мощности. Это волнующий момент, и мы с нетерпением ждём продолжения квантовых инноваций».

Грег Пачке, генеральный менеджер группы решений для аэрокосмической, оборонной и правительственной промышленности компании Keysight, добавил: «Наши совместные усилия проложили путь к достижениям в области квантовых вычислений и других приложений, требующих точных измерений мощности ВЧ при криогенных температурах. Это знаменует собой важную веху, и мы очень рады сотрудничать с NPL в этом новаторском исследовании».

Этот результат может привести к значительным достижениям в квантовых вычислениях, связи, а также в других приложениях, требующих криогенных условий.

Компания Nvidia Дженсена Хуанга, потерявшая в сентябре этого года 279 миллиардов долларов рыночной капитализации из-за опасений инвесторов по поводу искусственного интеллекта (ИИ), вернула себе звание самой дорогой публичной компании в мире.

Во вторник, 5 ноября, Nvidia свергла Apple с позиции лидера и выросла почти на 3%, закрывшись с рыночной капитализацией в 3,43 трлн долларов. Apple оценивается в 3,38 трлн долларов.

Фото Reuters

Примечательно, что акции Nvidia выросли почти втрое в 2024 году благодаря уверенности инвесторов в темпах роста рынка графических процессоров и позиции компании как лидера на рынке ИИ.

Акции Nvidia, основного поставщика графических процессоров (GPU), выросли более чем на 2700% за последние пять лет, а выручка увеличивалась более чем вдвое в каждом из последних пяти кварталов, утроившись в трех из них.

Стоит добавить, что Apple стала первой компанией, достигшей рыночной капитализации в один триллион долларов и два триллиона долларов.

Nvidia планирует опубликовать финансовые результаты за последний квартал 20 ноября.

Тольяттинская ГК АТС разработала специальный учебно-экзаменационный автомобиль на базе Lada Vesta, о чем пишет «Автопоток».

Новая машина оснащена комплектом ручного управления и предназначена для обучения людей с ограниченными возможностями.

Данная Lada Vesta получила битопливный двигатель, который работает на бензине и метане.

Эмиратах базовая Vesta будет стоить от 2 357 000 рублей.

Учёные Международного центра исследований глаза (ICTER) совершили прорыв в области двухфотонного зрения, открыв новые перспективы для офтальмологической диагностики и технологий виртуальной и дополненной реальности (VR / AR). Двухфотонное зрение — это явление, при котором человеческий глаз может воспринимать сверхкороткие импульсы инфракрасных лазеров, поглощая два фотона одновременно. Этот процесс позволяет регистрировать инфракрасный свет как различные цвета, хотя он находится за пределами видимого диапазона спектра.

Команда ICTER разработала метод определения яркости двухфотонных зрительных стимулов. Ранее это было возможно только для видимого света, но теперь ученые смогли выразить яркость двухфотонных стимулов в фотометрических единицах (кд/м^2) для инфракрасного диапазона.

Схематическое изображение одновременного отображения стимулов в методе регулировки яркости. Источник: Biomedical Optics Express (2024). DOI: 10.1364/BOE.525180

«Наше исследование подчеркивает нелинейную природу двухфотонного зрения, что согласуется с предыдущими исследованиями. Мы задокументировали двукратную повторяемость измерений, сделанных на фоне с яркостью 10 кд/м^2, что имеет решающее значение для разработки будущих технологий», — добавляет профессор Мацей Войтковски.

Работа представляет собой значительный шаг вперёд в понимании двухфотонного зрения и его потенциальных применений в медицине и технологиях.