Информация свежая... и не очень

Модераторы: morozov, mike@in-russia, Editor

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33097
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Информация свежая... и не очень

Номер сообщения:#556   morozov » Пт янв 03, 2014 11:38

В Сколково будут создавать источники одиночных фотонов
Проект создания одного из основных элементов квантовых компьютеров - генератора одиночных фотонов - одобрен консультативным научным советом фонда "Сколково". Такие генераторы ученые из ФИАНа и ИСАНа предлагают создавать на базе гиперболических метаматериалов.

Идея создания гиперболических метаматериалов, которые обычно получают путем чередования диэлектрических и металлических слоев нанометровой толщины (например, слоев Al2O3 и Ag), возникла как развитие идеи физика Виктора Веселаго о материалах с отрицательным показателем преломления (он выдвинул эту идею в 1967 году будучи сотрудником ФИАН). Для того, чтобы материал обладал отрицательным показателем преломления, его магнитная и диэлектрическая проницаемости должны быть одновременно отрицательны. Такие отсутствующие в природе материалы сейчас называют метаматериалами. В гиперболических метаматериалах, также отсутствующих в природе, ограничения накладываются только на тензор диэлектрической проницаемости, компоненты которого имеют как положительные, так и отрицательные значения. В таких метаматериалах отсутствует так называемый дифракционный предел, или, другими словами, распространение света в них возможно со сколь угодно высокими пространственными частотами.

"Если гиперболический метаматериал состоит из элементов с характерными размерами в 10 нанометров, то через него можно без затухания передавать изображение, элементы которого имеют размер порядка 10 нм. В обычных же материалах при распространении света сохраняются лишь детали изображения порядка 1 микрона", - рассказывает руководитель проекта, главный научный сотрудник ФИАН, доктор физико-математических наук Василий Климов.

Изображение
На рисунке: (a) – схематическое изображение гиперболического метаматериала, состоящего из нанометровых слоев металла и диэлектрика, (b) – "субволновое" распространение света в гиперболическом метаматериале

Современные компьютеры работают на частоте порядка 1 ГГц, которой соответствует длина волны приблизительно 30 см, в то время как средний размер элементов процессора сейчас уже меньше 90 нанометров. Повышение частоты работы компьютеров до оптической позволит в миллионы раз повысить их производительность. Но для этого необходим переход на новую элементную базу. Один из вариантов развития информационных технологий (оптические и квантовые компьютеры) связан с получением и использованием большого количества (тысяч или даже миллионов) наноразмерных источников света и даже одиночных фотонов. Цель проекта, который будет осуществляться в Сколково, заключается в создании матрицы из наноразмерных источников света на основе гиперболических метаматериалов.

Изображение
Приблизительная схема предлагаемого устройства

На гиперболический метаматериал, геометрия которого определяется методами трансформационной оптики, с помощью обычных микролинз подается свет. Микронного размера "пучки" от этих линз должны сфокусироваться и пройти, например, через золотую пленку с наноотверстиями. Как сделать так, чтобы свет сквозь эти отверстия проходил с наибольшей эффективностью - основная задача разработчиков на сегодняшний день. Для получения максимальной эффективности необходима "линза" из гиперболического метаматериала ("гиперлинза"), которая обеспечит максимальное попадание света в отверстия. С такой гиперлинзой наноразмерный источник света приобретает законченный вид, и может быть использован в схеме оптического компьютера или бионаносенсора.

"В каждом наноотверстии такого бионаносенсора или биочипа может быть расположен специальный биохимический препарат (например, заданная цепочка нуклеотидов), который реагирует только с конкретной составляющей требующего анализа биоматериала (например, с обнаруживаемым дефектным кусочком ДНК). Подсветив каждый элемент биопрепарата отдельным источником света, по изменениям в проходящем свете можно определить - произошла в этом отверстии реакция или нет, и сделать вывод о присутствии искомых молекул. Принципиально важно, что таким образом можно одновременно анализировать тысячи и тысячи участков цепочки ДНК", - объясняет принцип действия бионаносенсора Василий Климов.

Проект будет реализовываться в Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН и в Институте спектроскопии РАН. В ФИАНе в Лаборатории Нанооптики под руководством доктора физ.-мат.наук Василия Климова будет разрабатываться идеологическая часть проекта и осуществляться математическое моделирование. Экспериментальная часть проекта будет реализовываться в Институте спектроскопии в Лаборатории Атомной нанооптики под руководством профессора Виктора Балыкина. Эта лаборатория является фактически единственной в России, способной проводить эксперименты мирового уровня в области нанооптики и метаматериалов.
Научное направление, к которому относится развивающийся проект, носит название "нанооптика, плазмоника и метаматериалы". Это крайне интересное, перспективное и, в то же время, требующее высочайшей квалификации направление. Факт, что ключевой вклад в его создание и развитие сделан именно учеными из России, особенно важен. Поэтому вполне закономерно, что проект Василия Климова, который также внес существенный вклад в развитие этого направления, получил поддержку на консультативном совете в Сколково. Представлял проект один из самых известных в мире специалистов по нанооптике и метаматериалам - наш соотечественник профессор Владимир Шалаев, который сейчас работает в Университета Пердью (США) и одновременно является членом консультативного научного совета фонда "Сколково".

С. Чуваева, АНИ "ФИАН-информ"
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33097
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Информация свежая... и не очень

Номер сообщения:#557   morozov » Сб янв 04, 2014 0:24

Неразрушающая регистрация оптических фотонов

Работа детекторов оптического излучения основана на поглощении фотонов. При этом сами фотоны исчезают. В работе [1] физики из Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Германия) предложили и продемонстрировали на практике методику неразрушающей регистрации одиночных фотонов. Если фотон отражается от резонатора, содержащего атом в суперпозиции двух специально подобранных состояний, то по характеру изменения коэффициентов суперпозиции (определяемому экспериментально) можно судить о наличии фотона, тогда как последний остается целым и невредимым. Используя вместо единичного фотона лазерный импульс, при помощи такого резонатора с атомом можно создавать новые квантовые состояния света, включая состояние типа шредингеровского кота. Дополнительные возможности возникают, если в резонаторе находятся несколько атомов. Все это представляет интерес для квантовой информатики и квантовых систем связи.

1. A.Reiserer et al., Science 342, 1349 (2013).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33097
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Информация свежая... и не очень

Номер сообщения:#558   morozov » Вс янв 05, 2014 12:14

Квантовая механика на лабораторном столе
Авторы большинства учебников и задачников по квантовой механике и не представляли, что когда-нибудь процессы квантового мира можно будет воссоздать своими руками на лабораторном столе. Так, как делают это академик РАН профессор Роберт Сурис из Физико-технического института им. Иоффе РАН (Санкт-Петербург) и его коллеги.

С появлением зонной теории твердых тел возникла и возможность описания поведения в них отдельных электронов. Эта теория по своему хороша, но вот объяснить, почему кристалл держится в виде кристалла - ее модели не в состоянии. Дело в том, что зонная теория кристаллов использует модели, согласно которым атом и электрон, находящиеся в периодическом потенциале кристалла, живут независимой от "собратьев" жизнью. Каждый из них держится в решетке кристалла сам по себе. Но в дополнение к ней существует теория адгезии или теория связи в твердых телах. Согласно этой теории, рассматривать электроны и ионы отдельно нельзя. Все они взаимодействуют друг с другом, и именно это взаимодействие приводит к тому, что возникает кристалл.
Возможность проверить, как потенциалы разного типа воздействуют на электроны и дырки, появилась с возникновением полупроводниковых гетероструктур, которые используют гетеропереходы или, иными словами, контакт между полупроводниками разного химического состава, но с одинаковыми кристаллическими решетками. При этом можно создавать потенциалы (квантовые точки, квантовые ямы, квантовые проволоки и пр.) с характерными размерами в несколько нанометров, то есть в несколько десятков или сотен ангстрем, на которых рассеянием электрона можно пренебречь, так как длина его свободного пробега оказывается больше размера объекта.
С помощью таких структур сейчас исследователи во всем мире и, в частности, академик Роберт Сурис и его коллеги изФизико-технического института им. Иоффе и моделируют задачки из курса квантовой механики.

"Еще недавно рабочим инструментом инженера был такой предмет, как
Изображение
"Сопротивление материалов", сопромат.Это был период индустриализации, конструирования машин и механизмов. Теперь на смену сопромату приходит квантовая механика. Конструирование разного рода квантовых электронных устройств, в том числе и кремневой электроники, без квантовой механики невозможно. Например, для того, чтобы сконструировать лазер, нужно просчитать уровни энергии в квантовой яме. Для того, чтобы вычислить длину волны излучения, нужно посчитать и понять, какова масса электронов и дырок при движении вдоль ямы. Все это очень нетривиальные вещи", - рассказал Роберт Сурис во время своего визита в ФИАН.

Одна из смоделированных задач - задачка о движении электрона в периодическом поле под действием постоянного электрического поля. В этом случае оказывается, что электрон не ускоряется, а осциллирует.

"Это очень хороший эффект, - объясняет Роберт Арнольдович, - на который обратил внимание еще в конце 20-х годов Блох, а потом подхватил Ванье. Эту задачу можно реализовать, если сделать периодическую структуру квантовых ям. Тогда, прикладывая различное электрическое поле, можно видеть, как меняется частота колебаний электрона, вплоть до терагерцовых частот, о которых сейчас многие говорят. И эксперименты на таких структурах, называемых сверхрешетками, это подтвердили".
Изображение
Схематичное изображение искусственных периодических структур и их потенциал.
Экспериментальные зависимости взяты из статьи C.Waschke, H.G.Roskos, K Leo, H. Kurz, K.Köhler Semicond. Sci.Technol, 9, (1994) 416

Другая задача - о поведении атома водорода в очень сильном магнитном поле. Ее решение важно для понимания процессов, происходящих в нейтронных звездах, где, электронное облако оказывается "прижатым" большими магнитными полями к ядру атома в перпендикулярных к магнитному полю направлениях. Это существенно увеличивает энергию, необходимую для "вырывания" электрона из атома, т.е. энергию связи электрона в атоме.

"То же самое имеет место и в квантовой проволоке, и в квантовой яме, где аналогом атома водорода служит экситон - связанное состояние электрона и положительно заряженной частицы - дырки. Например, энергия связи экситона внутри квантовой ямы оказывается в четыре раза больше, чем вне нее, поскольку составляющие экситон - электрон и дырка - сильно прижаты друг к другу потенциалом квантовой ямы. Еще сильнее возрастает энергия связи экситона в квантовой проволоке, где электрон и дырка прижаты друг к другу в двух перпендикулярных ее оси направлениях. И мы это видим по оптическим спектрам таких структур без приложения невообразимо сильных магнитных полей, при которых это происходит в нейтронных звездах", - говорит профессор Сурис.

Таким образом, квантовая механика - это, с одной стороны, мощная фундаментальная теория, но с другой - практический инструмент. И за это она вполне может называться аналогом сопромата в современном мире, мире информационных технологий, основой которых служат полупроводниковые электронные и оптоэлектронные устройства.

С. Чуваева, АНИ "ФИАН-информ"
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33097
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Информация свежая... и не очень

Номер сообщения:#559   morozov » Вт янв 07, 2014 20:56

Неразрушающая регистрация оптических фотонов
Работа детекторов оптического излучения основана на поглощении фотонов. При этом сами фотоны исчезают. В работе [1] физики из Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Германия) предложили и продемонстрировали на практике методику неразрушающей регистрации одиночных фотонов. Если фотон отражается от резонатора, содержащего атом в суперпозиции двух специально подобранных состояний, то по характеру изменения коэффициентов суперпозиции (определяемому экспериментально) можно судить о наличии фотона, тогда как последний остается целым и невредимым. Используя вместо единичного фотона лазерный импульс, при помощи такого резонатора с атомом можно создавать новые квантовые состояния света, включая состояние типа шредингеровского кота. Дополнительные возможности возникают, если в резонаторе находятся несколько атомов. Все это представляет интерес для квантовой информатики и квантовых систем связи.

1. A.Reiserer et al., Science 342, 1349 (2013).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33097
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Информация свежая... и не очень

Номер сообщения:#560   morozov » Ср янв 08, 2014 0:08

Получено первое радиоизображение активной галактики
Чуть больше года назад, 27 сентября 2011 года, космический радиотелескоп РадиоАстрон зарегистрировал "первый свет" от остатка сверхновой Кассиопея А. За этот год наземно-космический радиоинтерферометр РадиоАстрон доказал свою стабильность и работоспособность во всех четырех диапазонах длин волн 92, 18, 6 и 1.3 см и продолжает свою работу, давая всё более интересные результаты.

Новые научные данные были получены по трем основным направлениям Ранней научной программы РадиоАстрон: исследования пульсаров, галактических мазеров и внегалактических радиоисточников. Интерферометрические отклики продетектированы для проекций баз космического аппарата протяжённостью до 20 диаметров Земли, при наблюдениях пульсаров, и до 7 диаметров Земли при наблюдениях квазаров.
Изображение
Иллюстрация: первое радиоизображение быстропеременного объекта типа
BL Lacerta 0716+714
Международной группой по исследованию ядер активных галактик получено первое изображение быстропеременной активной галактики 0716+714, на длине волны 6.2 см. Изображение было получено на основе совместной работы интерферометра РадиоАстрон и Европейской РСДБ сети (European VLBI Network, EVN, РСДБ-Радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами).
Наблюдения проведены 14-15 марта 2012 года в рамках ранней научной программы РадиоАстрон по активным ядрам галактик. В работе были использованы данные, полученные в течение наблюдательного сеанса продолжительностью более 24 часов, в котором было задействовано порядка десяти крупнейших наземных радиотелескопов.
Представленная карта построена с помощью круговой диаграммы направленности размером 0.5 миллисекунды дуги. Цветовые контуры изображения соответствуют уровням равной интенсивности, каждый цветовой контур соответствует возрастанию интенсивности в два раза, начиная с 0.25 мЯн/луч, пик - 0.43 Ян/луч.
Излучение объекта BL Lacerta 0716+714 было продетектировано интерферометром РадиоАстрон с использованием сверхдлинной базы протяжённостью до 5 диаметров Земли.
Проведённые измерения позволили определить параметры видимого ядра галактики. Ширина релятивистской струи в её основании оказалась - около 70 микросекунд дуги, или 0.3 парсека, при этом яркостная температура в области радиоизлучения составила 2x1012 K, что согласуется с моделью излучения релятивистских электронов с доплеровским усилением. Следует отметить, что эти параметры были измерены в момент минимума активности объекта BL Lacerta 0716+714.


АНИ "ФИАН-информ" по материалам АКЦ ФИАН
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33097
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Информация свежая... и не очень

Номер сообщения:#561   morozov » Ср янв 08, 2014 16:14

Бумеранг, который не возвращается
Из курса общей физики мы знаем, что броуновское движение частицы определяется случайными факторами, и никогда заранее нельзя предсказать в каком направлении она сместится по прошествии времени. При этом ничего не говорится о форме частицы, исходя из “очевидного” предположения, что форма не может изменить хаотический характер движения. Тем не менее, как показали американские ученые [1], частица в виде бумеранга предпочитает двигаться в одном определенном направлении, по крайней мере, на начальных этапах движения.
Зависимость движения броуновской частицы от ее формы исследовали ранее. Так для эллиптических частиц среднее число ударов молекул не будет одинаковым для различных направлений. Тем не менее, симметричная форма частицы приводит к тому, что она подчиняется закону броуновского движения: среднее перемещение по различным траекториям равно нулю, а средний квадрат отклонения частицы от начального положения пропорционален квадратному корню из интервала времени наблюдения [2]. Однако для частиц в форме бумеранга, у которых центр масс лежит вне самой частицы, все может быть иначе.
Изображение
Движение броуновской частицы в форме бумеранга:
синим цветом показана траектория вершины угла,
образованного плечами бумеранга; красным – перемещение
“центра гидродинамического напряжения”,
в желтом цвете приведены изображения бумеранга
в различные моменты времени, наложенные друг на друга [1].

Микрочастицы в форме бумеранга с плечами длиной 2мкм, диаметром 0.5 мкм, расположенными под прямым углом друг к другу, были изготовлены методом фотолитографии из полимера SU8, затвердевающего под действием света. Водная суспензия полученных частиц была налита в кювету толщиной 2мкм, что позволяло “броуновским бумерангам” свободно двигаться в двух измерениях. Перемещения частиц регистрировали оптическим микроскопом. Кадры всех отснятых видео совмещали друг с другом таким образом, чтобы начальные положения и ориентация частицы совпадали. Это позволило получить общую картину броуновского движения на одном кадре (см. рис.). К удивлению исследователей, начальная стадия движения совсем не соответствовала картине, типичной для броуновской частицы: вместо аморфного облака отчетливо видно упорядоченное движение. Оно направлено вдоль биссектрисы угла между плечами бумеранга, и происходит в течение минуты – времени, необходимого для разворота бумеранга под действием ударов молекул на 180 градусов. На последующих стадиях картина соответствует обычному броуновскому движению.
Эту особенность движения частицы в форме бумеранга можно использовать в различных областях микробиологии: для сепарации макромолекул сложной формы и самосборки структурированных материалов, а также для доставки лекарств в пораженные болезнью клетки. В настоящее время авторы [1] работают над увеличением периода времени направленного движения частицы с использованием электрических и магнитных полей.
А. Пятаков
1. A.Chakrabarty et al., Phys. Rev. Lett. 111, 160603 (2013).
2. Y.Han et al., Science 314, 626 (2006).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

FENIMUS
Сообщения: 984
Зарегистрирован: Пн мар 31, 2008 11:57
Контактная информация:

Re: Информация свежая... и не очень

Номер сообщения:#562   FENIMUS » Ср янв 08, 2014 18:31

morozov писал(а):Неразрушающая регистрация оптических фотонов
Работа детекторов оптического излучения основана на поглощении фотонов. При этом сами фотоны исчезают. В работе [1] физики из Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Германия) предложили и продемонстрировали на практике методику неразрушающей регистрации одиночных фотонов. Если фотон отражается от резонатора, содержащего атом в суперпозиции двух специально подобранных состояний, то по характеру изменения коэффициентов суперпозиции (определяемому экспериментально) можно судить о наличии фотона, тогда как последний остается целым и невредимым. Используя вместо единичного фотона лазерный импульс, при помощи такого резонатора с атомом можно создавать новые квантовые состояния света, включая состояние типа шредингеровского кота. Дополнительные возможности возникают, если в резонаторе находятся несколько атомов. Все это представляет интерес для квантовой информатики и квантовых систем связи.

1. A.Reiserer et al., Science 342, 1349 (2013).
У меня такое ощущение, что отраженный фотон это уже другой фотон, а не "невредимый" предыдущий..

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33097
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Информация свежая... и не очень

Номер сообщения:#563   morozov » Ср янв 08, 2014 19:59

FENIMUS писал(а):это уже другой фотон
Тот не тот... в квантовой механике это не разговор. Частицы неразличимы...
К тому ж, вопрос "где?" тоже праздный.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33097
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Информация свежая... и не очень

Номер сообщения:#564   morozov » Пт янв 10, 2014 12:05

Суперконденсатор с графеновыми электродами
Рекордная величина удельной поверхности (свыше 1000 м2/г) и хорошие электрические характеристики делают графен идеальным материалом для электродов суперконденсатора (СК). Это устройство, используемое в качестве накопителя энергии в гибридных автомобильных двигателях и других энергетических установках, рассматривается как одно из эффективных средств снижения нагрузки на окружающую среду в условиях возрастающего потребления энергии. Основная трудность, возникающая при использовании графена в качестве электродов СК, связана с тенденцией графеновых листов к агрегации. Это приводит к уменьшению удельной поверхности электродов, доступной для заряженных частиц, и, соответственно, к снижению емкости СК. Интересный подход к решению проблемы предложен группой исследователей из Northwestern Univ. (США) и Korea Inst. of Geoscience and Mineral Resources (Ю. Корея) [1], которым удалось предотвратить агрегацию индивидуальных листов графена, придав им форму бумажного комка.
На рис. 1 схематически показана структура образцов графена, использованных в эксперименте. Для получения плоских листов графена использовали стандартный метод Хаммерса, основанный на окислении графита с последующей эксфолиацией листов, их восстановлением гидразином и очисткой. Для получения смятых графеновых комков использовали разработанный ранее метод аэрозольного распыления. Исходные образцы графена, а также графеновые комки отжигали в течение 30 мин в атмосфере азота при температуре 600оС. Также отжигали композит, составленный из частиц плоского и смятого графена в отношении 25:90 (по массе).

Изображение
Рис. 1. Схематическое изображение образцов графена,
использованных в эксперименте:
а – исходные плоские листы;
b – смятые листы;
с – графеновые комки.

Описанные выше образцы графена подвергали электрохимическим испытаниям в качестве симметрично расположенных электродов. С этой целью образцы бумаги из плоского графена нарезали на кусочки нужной площади массой от 2 до 16 мг, а образцы смятого графена и композита такой же массы заливали водой и наносили в виде суспензии на поверхность. При электрохимических испытаниях проводили стандартные процедуры измерения импеданса и постоянных токов зарядки/разрядки в конфигурации. В качестве электролита применяли раствор КОН (5М), а сепаратором служила фильтровальная бумага. Испытания показали, что емкость суперконденсатора на основе образцов графена трех модификаций сохраняется на неизменном уровне после нескольких тысяч циклов зарядка-разрядка. При этом длительность каждого цикла составляет 4 мин. Как следует из результатов измерений, выполненных при токе зарядки 0.1 А/г, удельная емкость суперконденсатора, изготовленного на основе плоских графеновых листов (рис. 1а), смятых графеновых листов (рис. 1b) и графеновых комков (рис. 1с), составила 122, 141 и 150 Ф/г, соответственно. С ростом тока зарядки, однако, величина удельной емкости падает, достигая в случае плоских графеновых листов и смятых графеновых листов величин порядка 10 Ф/г при токе зарядки 2 А/г. Значительное снижение удельной емкости суперконденсатора наблюдается также в случае плоских и смятых графеновых листов при увеличении массы графенового электрода. Указанный эффект снижения удельной емкости суперконденсаторов в результате увеличения тока зарядки или повышения массы электрода практически не наблюдается при использовании в качестве электрода из смятых графеновых комочков. Такой результат указывает на повышенную степень доступности всей поверхности электрода для ионов, содержащихся в электролите, в случае использования электродов на основе графеновых комочков.

А. Елецкий
1. J.Luo et al., ACS Nano 7, 1464 (2013).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33097
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Информация свежая... и не очень

Номер сообщения:#565   morozov » Сб янв 11, 2014 8:50

Успехи РадиоАстрона
В начале октября с докладом о проекте «РадиоАстрон» в ФИАНе выступил заведующий лабораторией АКЦ ФИАН доктор физ.-мат.наук Юрий Ковалёв. В своём докладе Ю.Ковалёв сделал краткий обзор ситуации в мировой радиоастрономии, месте отечественных исследователей в этой области науки и подробно рассказал о развитии проекта «РадиоАстрон».

Радиоастрономия начала интенсивно развиваться после Второй Мировой войны, и очень быстро сложилась ситуация, когда возрастающая чувствительность приёма потребовала новых возможностей по угловому разрешению. Угловое разрешение любого телескопа определяется отношением длины волны наблюдения к диаметру зеркала. При используемых в радиоастрономии длинах волн угловое разрешение – достаточно плохое, и составляет минуты дуги, десятки секунд… С этого начался рассказ Ю.Ковалёва об истории развития отечественного проекта «РадиоАстрон». Эта почти 30-летняя история окончилась триумфом его создателей, когда жарким летом 2011 года на околоземной орбите раскрылся 10-метровый зонтик радиотелескопа и начали поступать первые сигналы о начале его работы. Однако не менее важные события были впереди, - подготовка к совместной работе с наземными радиотелескопами в интерферометрическом режиме со сверхдлинной базой закончилась полным успехом, полученные характеристики превзошли все ожидания.

Изображение
Схема работы радиотелескопов в режиме интерферометра

В дальнейшем программа миссии «РадиоАстрон» предусматривает проведение исследований гравитационного поля Земли, сверхмассивных чёрных дыр в центрах далёких и близких галактик, черных дыр звёздных масс в нашей галактике, нейтронных и кварковых звёзд, областей звездообразования в нашей и других галактиках, облаков межзвёздной плазмы, мазеров, пульсаров, квазаров и многое другое.
Научная программа РадиоАстрона состоит из трех основных частей: Ранняя научная программа, Ключевая научная программа, Общее наблюдательное время. Ранняя научная программа, которая выполняется в настоящее время и будет продолжаться до середины 2013 года, включает в себя исследования по основным научным направлениям и модам наблюдений РадиоАстрон.
На борту космической станции размещены четыре высокочувствительных радиометра, позволяющие проводить астрономические наблюдения в диапазонах радиоволн от 92 см до 1 см. Прошедший период показал, что РадиоАстрон успешно работает на всех диапазонах.
То, чем справедливо можно гордиться в масштабах отечественной науки, – это установленный на борту космической станции водородный стандарт частоты, созданный российскими учёными и уже целый год работающий на орбите, он превзошел по времени работы американский аналог, проработавший в космосе всего 10 часов. Согласно программе РадиоАстрон, в случае выхода из строя бортового стандарта частоты, будет осуществлён переход на наземный стандарт частоты, установленный в Пущинской обсерватории.
Одной из важнейших проблем, решаемых в рамках программы «РадиоАстрон», является время накопления сигнала, от которого зависит чувствительность системы. В наземных системах со сверхдлинными базами типичное время накопления сигнала составляет от 1 до 15 мин, оно ограничивается "порчей" фазовых характеристик сигнала при его прохождении через слои земной атмосферы, ионосферы, тропосферы. В случае наличия космического сегмента, при определённых условиях, на определённых диапазонах частот, это время может быть существенно увеличено, благодаря стандарту частоты «Время-Ч», впервые с успехом используемому в космическом исполнении.
Большой интерес аудитории вызвал изложенный в докладе подход к разгадке внутреннего строения релятивистской струи синхротронного излучения в ядрах активных галактик, радиоизмерения которой подтверждают предположения о её неоднородности, по крайней мере для некоторых далеких галактик. В этом направлении проект РадиоАстрон позволит сделать новый значительный шаг.

«Радиоастрон – это наиболее значительный за постсоветское время научный космический проект. И развивается он в точном соответствии с программой», - подытожил Юрий Ковалев.

АНИ "ФИАН-информ" по материалам АКЦ ФИАН
С уважением, Морозов Валерий Борисович

C.Г.Петропавловский
Сообщения: 85
Зарегистрирован: Сб янв 16, 2010 18:46

Re: Информация свежая... и не очень

Номер сообщения:#566   C.Г.Петропавловский » Вс янв 12, 2014 17:25

на 556:В Сколково будут создавать источники одиночных фотонов.
Ну, простите меня физики и лично Валерий Борисович. Вот когда я слышу "Сколково" меня передергивает, а когда рядом "нано", то в девятой степени. Я не поленился, хотя бы наименования, даты трудов Климова и его сотрудников посмотрел. Ну, вот не верю я, что узким коллективом в 10 человек, что-то прорывное можно сделать. Теперь к Вам как к физикам и теоретикам в том числе. Простенько- Вы в "Википедию" заглянули? Что там про фотон написано, по моему там написано и про волновую природу. Поэтому "источник одиночных фотонов" - это нечто теоретическое. А ведь Вы в отделении работаете под громким названием "взаимодействие излучения с веществом". Вообще-то тоже очень емко. С каким веществом, в каких размерах, какой мощности. У вас ведь есть прекрасная тема достойная отдельного института - взаимодействие излучения на капсюлы с дейтерием и тритием. Вот это я понимаю. Но это я понимаю - два высших, элементарные представления о направлениях в физике. А "Сколковцы"..., да у них и оборудования еще нет. Только распил "бабла"!

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33097
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Информация свежая... и не очень

Номер сообщения:#567   morozov » Пн янв 13, 2014 0:01

Вот когда я слышу "Сколково" меня передергивает, а когда рядом "нано", то в девятой степени.
Аналогично...
Меня не очень смущают редкие положительные отклики. Это скорее исключение... В целом Сколково наглое воровство....
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33097
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Информация свежая... и не очень

Номер сообщения:#568   morozov » Вт янв 14, 2014 0:01

В Италии прошла пятая международная конференция «CHANNELING 2012»
С 23 по 28 сентября 2012 года в городе Альгеро (Италия) прошла 5 международная конференция «Charged and Neutral Particles Channeling Phenomena» («Явление каналирования заряженных и нейтральных частиц»). Конференцию организовали Национальный институт ядерной физики (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, INFN, Италия) совместно с Физическим институтом им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) и рядом других институтов.

Термин «каналирование» в физике обозначает прохождение частиц через специальным образом ориентированные кристаллы или кристаллические структуры. Теория эффекта была развита датским физиком И. Линдхардом в 1965 году. Дело в том, что в определенных направлениях кристалла существуют оси или плоскости, сформированные атомами кристалла, которые формируют каналы. Двигаясь вдоль каналов как заряженные, так и нейтральные (например, нейтроны, рентгеновские и гамма кванты) частицы испытывают скоррелированное малоугловое рассеяние. Кроме того, выделенные каналы различной геометрической конфигурации можно создавать искусственно, что позволяет управлять пучками частиц; например, капиллярные микро- и наноструктуры способны преобразовывать расходящийся пучок в квазипараллельный, сфокусированный или расходящийся на строго определенные углы. Явление каналирования имеет очень важное практическое применение в различных отраслях физики как для формирования пучков заряженных и нейтральных частиц, так и для генерации интенсивного излучения в гамма- и рентгеновском диапазонах.
В рамках конференции широко обсуждались вопросы, связанные с излучением заряженных частиц в периодических структурах, в частности, ондуляторное излучение. Оно представляет собой электромагнитное излучение равномерно и прямолинейно движущихся осцилляторов (систем с периодически совершаемыми колебаниями), например, излучение заряженных частиц, скажем, электронов, в ондуляторе. Ондулятор – это устройство, в котором создаются электромагнитные поля, действующие на движущиеся в нём заряженные частицы с периодической силой. Такое воздействие заставляет движущиеся частицы совершать периодические колебания, подобно частицам бегущей волны, и испускать излучение. Описанное явление применяется в лазерах на свободных электронах, масс-спектрометрах, в системах, создающих регулируемый угловой разброс пучков частиц (в том числе и при каналировании).

Международная конференция «Явления каналирования заряженных и нейтральных частиц» или «Channeling» проводится раз в два года, начиная с 2004 года, при этом интерес к тематике конференции с каждым разом все набирает обороты.

Рассказывает член программного комитета «Channeling», главный научный сотрудник ФИАН, доктор физико-математических наук и профессор Евгений Григорьевич Бессонов: «Тема конференции, прежде всего, связана с явлениями каналирования и излучения частиц в кристаллах, а также с использованием этих явлений для диагностики кристаллов и в качестве компактных источников рентгеновского излучения. Кроме того, на конференцию выносятся другие актуальные на данный момент темы, связанные с другими видами источников излучения, проблемами ускорения и охлаждения пучков частиц таких источников, отклонения частиц, каналирующих в изогнутом кристалле и т.д. Конференция объединила ученых постсоветского пространства и представителей мировой науки. Интересно отметить, что источники ондуляторного излучения, а именно, некогерентного ондуляторного излучения и параметрические лазеры на свободных электронах, были предложены в ФИАНе В.Л. Гинзбургом в 1947 г. Пионерские работы по исследованию свойств ондуляторного излучения, испускаемого с орбиты циклического ускорителя, также были проведены в ФИАНе в начале 70-х годов. Параллельно такие работы велись в Ереване и Томске, в бывшем Советском Союзе. Источники каналирования также были предложены и интенсивно исследовались в бывшем Советском Союзе - Томске, Минске, Москве. Представители этих школ присутствовали на всех конференциях по каналированию.»
Изображение
На фото: Открытие 5 международной конференции «Channeling 2012» в Teatro Civico

В прошедшей пятой конференции приняло участие более 120 человек из 17 стран мира, в том числе из России, США, Китая, Японии, стран Европы.
Открытие конференции, которое проходило в небольшом и красивом историческом здании Teatro Civico, предваряла специальная секция «Channeling Primer», с приветствиями от организаторов и представителей мэрии г. Альгеро, обзорными докладами известных физиков из ведущих мировых центров и университетов по актуальным проблемам. На открытии участниками было принято решение о посвящении самой конференции и ее трудов недавно ушедшему из жизни профессору Джиордано Диамбрини Палацци (Giordano Diambrini Palazzi), одному из первооткрывателей когерентно-тормозного излучения и основателей Национального Института Ядерной Физики (Италия), а также активному участнику предыдущих конференций «Channeling».
Изображение
На фото: В.Д. Зворыкин (ФИАН,
г. Москва) во время доклада
Всего во время конференции участниками было представлено более 80 устных и более 50 стендовых докладов.
Организатором и председателем всей серии «Channeling» является ведущий научный сотрудник ФИАН, доктор физ.-мат.наук С.Б. Дабагов. Директор ФИАН, вице-президент РАН академик Г.А. Месяц был членом международного совещательного комитета пятой конференции; Е.Г. Бессонов - член программного комитета. Также сотрудниками и аспирантами ФИАН были представлены 3 устных (В.Д. Зворыкин, А. Дик, Е. Фролов) и 2 стендовых (А. Дик и В. Шпаков) доклада.

Один из участников конференции от ФИАН, Владимир Шпаков так охарактеризовал атмосферу конференции: «В конференции участвовало много и молодых ребят, и уже известных людей. Наверное, я бы выделил профессора Эдуарда Цыганова (Edward Tsyganov), рассказавшего нам историю каналирования, в которой он принимал непосредственное участие. Также, я бы отметил профессора Ксавьера Артру (Xavier Artru). Именно по его книгам я начинал знакомство с лазерами на свободных электронах и до сих пор пользуюсь его работами по дифракционному излучению».
Изображение
На фото (слева направо): Е. Фролов (ФИАН, г. Москва - ТПУ, г. Томск),
F.Casarin (Istituto Nazionale di Fisica Nuclear, г. Фраскатти, Италия) с сыном,
А.З. Лигидов (МИФИ, г. Москва),
D. Pierluigi (Istituto Nazionale di Fisica Nuclear, г. Фраскатти, Италия),
С.Б. Дабагов (ФИАН, г. Москва) и А. Дик (ФИАН, г. Москва)

Впервые в истории «Channeling» были проведены два круглых стола, один из которых был посвящен истории открытия Лоренц-трансформации в специальной теории относительности (Е.Г. Бессонов, ФИАН), а второй - проблеме термоядерного синтеза (Э. Цыганов, Университет Далласа, США).

«Круглые столы проходили после завершения дневных докладов, и их темы были настолько интересными, что вызывали, порой, бурные реакции и оживленные споры» - продолжил Владимир Шпаков.

Кроме официальной части конференция сопровождалась и культурной программой, которая позволила обсудить многие вопросы в неформальной обстановке.

Изображение
Е.Г. Бессонов (ФИАН, г. Москва) и К. Артру (Institut de Physique Nucleaire de Lyon, г. Лион, Франция)
«Пожалуй, это одна из самых важных составляющих конференции, – прокомментировал Евгений Фролов, – потому что за короткий промежуток официальных докладов, определенный регламентом конференции, трудно успеть обсудить все вопросы. В неформальной же обстановке удавалось пообщаться не только на темы, непосредственно связанные с нашими работами, но и обменяться опытом с коллегами, узнать побольше об их исследованиях в данной области. К тому же неформальное общение помогает завязать новые научные контакты, наметить дальнейшие направления собственных разработок и найти единомышленников по собственной тематике, готовых сотрудничать.»

В целом все участники международной конференции отметили прекрасную дружескую атмосферу, которая установилась на конференции, высоко оценили эффективность подобных встреч с точки зрения научного сотрудничества и обмена информацией о последних научных достижениях, а также выразили надежду на дальнейшее продолжение сотрудничества.

«На конференции мы представляли результаты нескольких лет исследований, поэтому для нас вдвойне было важно увидеть реакцию сторонних ученых, особенно такого высокого уровня. То, как нас приняли - дружелюбно, с одобрением, хотя и сопровождавшимся бурными дебатами, - а также неподдельный интерес к нашим работам помогли дополнительно утвердиться в правильности выбранного нами направления исследований. В целом же, это был незаменимый и незабываемый опыт, и, конечно же, хочется надеяться, не последний: с удовольствием будем участвовать в конференции в следующий раз» - отметил аспирант ФИАН Алексей Дик.


Изображение
На фото: Участники 5 международной конференции «Channeling 2012» возле здания Teatro Civico

Е. Любченко, АНИ "ФИАН-Информ"

C.Г.Петропавловский
Сообщения: 85
Зарегистрирован: Сб янв 16, 2010 18:46

Re: Информация свежая... и не очень

Номер сообщения:#569   C.Г.Петропавловский » Ср янв 15, 2014 11:44

8 октября 2013 года в Ливерморской лаборатории имени Лоуренса (ведущий ядерный исследовательский центр США) на лазерной установке NIF впервые в истории удалось зажечь термоядерную реакцию с «положительным выходом энергии». Установка представляет собой огромный заводской цех, в котором смонтировано 192 импульсных лазера, на ее сооружение было затрачено 12 лет и четыре миллиарда долларов.
Подробнее: http://vpk-news.ru/articles/18750

Очень хороший обзор. Я наконец вкратце увидел все о лазерах в военном применении и полностью согласен с автором.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33097
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Информация свежая... и не очень

Номер сообщения:#570   morozov » Сб янв 18, 2014 10:48

Магнитные икосаэдрические квазикристаллы
с локализованными моментами

Квазикристаллы, как известно уже около 30 лет, образуются в металлических сплавах и обладают непериодическим дальним позиционным порядком и вращательной симметрией с осями, запрещенными симметрией в обычных кристаллах (например, оси пятого или десятого порядка). До сих пор были известны только металлические магнитные квази-кристаллы с коллективизированными электронами-носителями магнетизма. В работе [1] группа исследователей из Iowa State Univ. (США) сообщила об открытии, по крайней мере, семи новых редкоземельных икосаэдрических бинарных квазикристаллов i-R-Cd, (R=Gd-Tm и Y), шесть из которых содержат локализованные магнитные моменты (ЛММ). Образцы получали с помощью методики роста монокристаллов из раствора. Была тщательно исследована область фазовой диаграммы бинарных растворов R-Cd, обогащенная Cd. В области перитектики были найдены i-R-Cd фазы. Элементный состав образцов определяли двумя независимыми методами: рентгеновским энергодисперсионным анализом и по температурной зависимости намагниченности при высоких температурах по закону Кюри-Вейсса. Первый метод дал средний состав i-RCd7.55+/-0.3, а второй показал более обогащенные кадмием составы: i-RCd7.75+/-0.25. Оба состава значительно отличаются от прототипа i-YbCd5.7 и близкого по структуре кубического кристалла (аппроксиманта) RCd6. Стехиометрия обнаруженных квазикристаллов ближе к недавно открытым немагнитным икосаэдрическим сплавам Sc12Zn88 (ScZn7.33 в обозначениях авторов [1]).

Изображение
Изображение
Рис.1. Результаты дифракции синхротронного излучения от одного зерна i-Gd-Cd при падающем луче вдоль оси пятого (а)
и второго (б) порядка. Маркеры 2, 5 и 3 на рис.1б показывают на рефлексы вдоль осей соответствующего порядка.

Кристаллическую структуру исследовали как стандартной рентгеновской порошковой дифракцией, так и высокоэнергетической рентгеновской однозерновой дифракцией на станции 6-ID-D на синхротроне APS в Argonne Natl. Lab. (США) (рис. 1). Эти квазикристаллы содержат те же базовые структурные элементы, а именно ромбические триаконтоэдральные кластеры типа Цая, которые известны для немагнитных икосаэдрических фаз i-YbCd5.7 и периодического аппроксиманта RCd6, несмотря на различия в составе.
Температурные зависимости намагниченности в поле и без поля были измерены с помощью СКВИД-магнитометра. Из высокотемпературных измерений для всех составов найдены отрицательные величины парамагнитной константы Кюри, показывающие доминирующий антиферромагнитный обмен. Низкотемпературные магнитные свойства показаны на рис. 2.


Изображение
Изображение
Изображение
Рис. 2. Низкотемпературная часть магнитной восприимчивости квазикристаллов i-R-Cd
с охлаждением в магнитном поле (FC) и без поля (ZFC) для R=Gd (a), Tb (b), Dy (c).

В случае с Gd видно обычное поведение спинового стекла с заметным различием FC, ZFC ниже пика при температуре замерзания Tf=4.6K, которая на порядок ниже парамагнитной точки Кюри, что типично для сильно фрустрированных систем. Поведение систем с Tb и Dy более сложное. Расщепление кривых FC, ZFC начинается раньше пика. Подобное поведение ранее было отмечено для Tb-Mg-Cd сплава и связывалось с проявлением эффектов кристаллического поля. Для Gd в S-состоянии эти эффекты не важны. Открытие магнитных квазикристаллов с ЛММ предлагает композиционно простейшие системы для исследования магнитных взаимодействий и эффектов фрустраций в апериодических структурах.
С. Овчинников
1. A.I.Goldman et. al., Nature Mater. 12, 714 (2013).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Ответить

Вернуться в «Дискуссионный клуб / Debating-Society»