Научная среда – новости о науке и технике. Выпуск #52

• В ядре нашей планеты открыта ранее неизвестная структура.
• Российские ученые открыли новую элементарную частицу с помощью БАК.
• Квантовый ключ преодолел расстояние в 511 километров.
• Россия и Китай подписали меморандум о создании лунной станции.
• Трюк с памятью Шерлока Холмса действительно работает.
• На новом фотонном чипе смогли запустить несколько программ.
• Исследование: коты плохо разбираются в человеческих отношениях.

Новости одной строкой

• Благодаря данным, полученным рентгеновским телескопом eROSITA, который установлен на борту обсерватории "Спектр-РГ", открыли новый остаток сверхновой в Млечном Пути.
• Ученые выяснили, что обоняние связано с нашей памятью сильнее других чувств.
• На Аляске найдены части бедренной кости собаки, жившей в этом регионе около 10 150 лет назад. Исследователи говорят, что это самые старые останки домашней собаки в Америке. Тем временем в пещерах в Германии обнаружены останки одомашненных волков, возрастом от 14 000 до 16 000 лет.
• Беспилотный летательный аппарат "Альтиус" испытают на применение высокоточного вооружения, а перспективные реактивные беспилотники "Молния", будут способны объединяться в "стаи".

Научная среда

В ядре нашей планеты открыта ранее неизвестная структура

Исследователи нашли больше доказательств того, что во внутреннем ядре Земли, похоже, есть еще одно, "самое внутреннее" ядро. Традиционно нас учат, что Земля состоит из четырех основных слоев: коры, мантии, внешнего ядра и внутреннего ядра. Однако наши знания о том, что находится под земной корой, основаны главным образом на изучении вулканов и сейсмических волн. Благодаря косвенным наблюдениям ученые подсчитали, что раскаленное внутреннее ядро ​​с температурами, превышающими 5000 градусов по Цельсию, составляет лишь 1% от общего объема Земли.

Новое исследование не показало значительных изменений глубины во внутреннем ядре, но обнаружило изменение направления волн на 54 градуса, причем те, что двигались быстрее, проходили параллельно оси.

Мы нашли доказательства, которые могут указывать на изменение структуры железа, что предполагает, возможно, два отдельных периода похолодания в истории Земли. Детали этого грандиозного события все еще остаются загадкой, но мы раскрыли еще одну часть головоломки, которая представляет наши знания о внутреннем ядре Земли.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Российские ученые открыли новую элементарную частицу с помощью Большого адронного коллайдера

Российские ученые из МФТИ, МИФИ и ФИАН, работающие в составе международной коллаборации CMS (англ. Compact Muon Solenoid) на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН, объявили об обнаружении новой элементарной частицы. Впервые открыто орбитальное возбуждение (резонанс) Ξb(6100)– прелестно-странного бариона. Оно распадается на основное состояние Ξb– («кси бэ минус барион») и два пи-мезона противоположных зарядов. В работе были использованы данные протон-протонных столкновений, набранные на Большом адронном коллайдере в 2016–2018 годах.

Сильное взаимодействие отвечает за связь кварков внутри адронов и помогает предсказывать, как именно могут формироваться частицы. Обнаруженный нами новый прелестно-странный барион дает важный вклад в наше понимание сильного взаимодействия и поможет различным теоретическим моделям лучше рассчитывать свойства адронов, построить более точную спектроскопию их энергетических уровней.

К этому результату мы шли почти два года, и поначалу было неочевидно, что на имеющейся статистике мы сможем эффективно восстановить и увидеть сигнал от нового бариона. Наша научная группа проделала большую работу по максимальному увеличению экспериментальной чувствительности. И как результат — новая частица обнаружена с большой статистической значимостью. Очень надеюсь, что впереди у нас много новых исследований в рамках эксперимента CMS.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Квантовый ключ преодолел расстояние в 511 километров

Физикам удалось передать секретный квантовый ключ на расстояние 511 километров в реальных условиях. Они смогли реализовать квантовую линию передачи данных не в лабораторных условиях, а в реальных между двумя городами.

Группе физиков из Научно-технического университета Китая под руководством Цзянь-Вэй Паня (Jian-Wei Pan) удалось реализовать протокол полей-близнецов в реальных условиях — они передали квантовый ключ между двумя городами. При этом скорость генерации ключей в их эксперименте превысила теоретический предел для линии без повторителей. Алиса находилась в городе Циндао, а Боб — на расстоянии 511 километров в Цзинане. Между ними располагался Чарли, к которому были проведены кабели из 12 оптоволокон (они использовали уже существующие кабели). Восемь из этих волокон продолжали использовать для классической связи, поэтому ученые не задействовали их в эксперименте. Оставшиеся нужны были для непосредственно передачи секретного ключа, синхронизации длин волн лазеров и синхронизации времени прихода импульсов.

Помимо демонстрации реальной схемы передачи квантового ключа, физики посвятили часть работы доказательству секретности протокола и показали, как сделать его устойчивым к возможным атакам. Как и в BB84 они использовали импульсы с рандомизированной фазой. То есть импульсы Алисы и Боба сначала приобретали случайную фазу, а потом сдвигались на значение из какого-то базиса. После измерения они откидывали все случаи, когда эти случайные фазы были слишком далеко друг от друга.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Россия и Китай подписали меморандум о создании лунной станции

Генеральный директор Госкорпорации «Роскосмос» Дмитрий Рогозин и руководитель КНКА г-н Чжан Кэцзянь 9 марта 2021 года в формате видеоконференции подписали от имени правительств России и Китая Меморандум о взаимопонимании между Правительством Китайской Народной Республики и Правительством Российской Федерации о сотрудничестве в области создания Международной научной лунной станции (МНЛС).

Международная научная лунная станция — комплекс экспериментально-исследовательских средств, создаваемый на поверхности и/или на орбите Луны, предназначенный для проведения многопрофильных и многоцелевых научно-исследовательских работ, включая исследование и использование Луны, лунные наблюдения, фундаментальные исследовательские эксперименты и проверку технологий с возможностью длительной беспилотной эксплуатации с перспективой присутствия человека на Луне.

Предусматривается соглашение между Госкорпорацией "Роскосмос" и Китайской национальной космической администрацией о сотрудничестве в рамках координации российской миссии с орбитальным космическим аппаратом "Луна-Ресурс-1" и китайской миссии исследования полярной области Луны "Чанъэ-7".

Полную версию материала читайте по ссылке.

Исследование показало, что трюк с памятью Шерлока Холмса действительно работает

Вымышленный частный детектив Шерлок Холмс запоминал огромные объемы информации используя метод "дворец памяти". Дворец памяти – мнемонический метод, разработанный в Древней Греции, предполагает использование визуализации знакомых пространств, чтобы помочь вспомнить информацию. "Дворец памяти" работает так: пользователь представляет знакомое пространство (например, свой дом), а затем раскладывает в его комнатах важную информацию. Повторное мысленное путешествие по дому помогает ее вспомнить.

Люди, тренировавшие "дворец памяти", показали лучшие результаты: они смогли вспомнить больше слов, как через 20 минут после прочтения, так и через 24 часа.

Ученые также протестировали участников спустя четыре месяца – и снова метод «дворца памяти» показал лучшие результаты. Группа, его использующая, вспомнила в среднем 50 слов, в то время как группа, тренирующая рабочую память, – 30 слов, а те, кто не тренировался, – 27.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Образец астероида Итокава поразил ученых своим составом. В нем обнаружилась и вода, и органические вещества

Ученые впервые обнаружили следы воды и органических веществ вместе в образце астероида Итокава. Небольшое количество почвы было получено во время первой миссии Японского агентства аэрокосмических исследований (Jaxa) "Хаябуса" в 2010 году.

Это открытие действительно захватывает, поскольку оно раскрывает сложные детали истории конкретного астероида и то, как его эволюционный путь похож на путь пребиотической Земли.

В образце были обнаружены вода и органические вещества (в том числе полиароматический углерод и нанокристаллический графит), которые попали на тело не в результате столкновения, а образовались на самом астероиде. Исследователи из Королевского университета Холлоуэй в Лондоне предполагают, что космическое тело химически эволюционировало за миллиарды лет, объединяя жидкий и органический материал таким же образом, как это делала Земля.

Полную версию материала читайте по ссылке.

На новом фотонном чипе смогли запустить несколько программ

Физики представили масштабируемое фотонное вычислительное устройство, на котором можно запускать несколько различных программ. Разработка сможет стать основой для нового поколения квантовых компьютеров.

В новой работе физики из компании Xanadu показали способ преодолеть некоторые проблемы, связанные с фотонными вычислительными системами. Авторы создали работающий программируемый фотонный квантовый чип, который может выполнять несколько алгоритмов. Его назвали фотонным квантовым процессором X8. Во время работы чип подключается к так называемому «источнику сжатого света» — генератору инфракрасных лазерных импульсов, созданному на основе микроскопических резонаторов. Новая система выполняет непрерывные переменные квантовые вычисления, а не использует трудно реализуемые однофотонные источники, генерирующие одиночные частицы.

Представители Xanadu отметили, что их новая система является первой платформой для фотонных квантовых вычислений, которая будет доступна широкой общественности.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Физическая активность против депрессии

Авторы работы, которая опубликована в British Journal of Sports Medicine, в очередной раз подтвердили, насколько позитивный эффект могут оказывать физические нагрузки на мозг и психическое здоровье. Они выяснили, что при регулярных и длительных занятиях физкультурой снижается как выраженность субклинических симптомов депрессии, так и клинической формы болезни. И это не просто голословное утверждение: в его основе лежит метаанализ, включивший в себя 111 исследований при участии более чем трех миллионов человек из 11 стран мира.

И здесь никаких сюрпризов нет, одно из самых известных, простых и эффективных средств – это физическая активность. Ее позитивное влияние на мозг доказано в сотнях работ: она увеличивает продолжительность жизни, омолаживает мозг, замедляет развитие болезни Альцгеймера, улучшает память и помогает регенерации нейронов. В этом систематическом обзоре и метаанализе авторы решили проверить, связана ли и насколько связана физическая активность с уменьшением выраженности депрессии.

В результате исследователи пришли к выводу, что физические нагрузки снижали вероятность как депрессивных эпизодов, так и усиления субклинических симптомов. Причем, бОльший эффект оказывали именно средне- и высокоинтенсивные нагрузки, чем легкие. Интересно, что шансы на то, что депрессия «вернется», были тем ниже, чем дольше человек регулярно нагружал себя физкультурой, то есть имел место кумулятивный эффект. В целом же, с повышением уровня физической активности шансы на уменьшение выраженности симптомов или на предотвращение развития депрессии снижались на 21 процент.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Исследование показало, что коты плохо разбираются в человеческих отношениях

Большинство владельцев кошек согласится, что их питомцы – не самые чуткие и верные друзья. Новое исследование это в очередной раз подтверждает: кошки (в отличие от собак) не избегают людей, которые обижают их хозяев.

В 2015 году японские ученые из Киотского университета провели исследование, чтобы выяснить, способны ли собаки распознавать человеческие социальные отношения. Питомцы должны были наблюдать за тем, как незнакомый человек либо помогал хозяину достать предмет из контейнера, либо отказывался помочь и отворачивался от него. После этого актеры предлагали собакам угощения.

Оказалось, что животные охотно брали лакомства у людей, которые помогали хозяину, но не брали у тех, кто отверг просьбу о помощи. Полученные данные, по словам ученых, показали, что собаки в какой-то мере понимают социальные отношения людей.

Новое исследование показало, что кошкам было абсолютно неважно у кого брать угощения.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Российские ученые совершили прорыв в создании суперкомпьютеров

Новая разработка послужит важной деталью для создания полноценного квантового компьютера. Ученые НИТУ «МИСиС», Российского квантового центра и Технологического института Карлсруэ создали квантовый сенсор, который позволяет обнаруживать дефекты в работе квантовых систем.

Ключевым элементом сверхпроводниковых кубитов является джозефсоновский контакт размером от нескольких десятков до нескольких сотен нанометров. Он представляет собой два слоя проводника (сверхпроводящего металла), разделенные тонким слоем диэлектрика, чаще всего оксида алюминия.

Разработанный учеными квантовый сенсор позволяет определять точное расположение и концентрацию двухуровневых дефектов в кубитных микросхемах. По словам одного из авторов исследования, заведующего лабораторией «Сверхпроводящие метаматериалы» НИТУ «МИСиС» и руководителя группы в РКЦ Алексея Устинова, сенсорный датчик сам является сверхпроводниковым кубитом и позволяет детектировать отдельные дефекты и даже производить манипуляции с ними.

Как отмечают ученые, традиционные методы исследования качества материалов, вроде рентгеновского рассеяния, не слишком чувствительны к маленьким точечным дефектам, и их результаты часто не позволяют понять, в правильном ли направлении движутся разработчики именно с точки зрения создания лучших кубитов.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Научные видео

https://www.youtube.com/watch?v=zsTYubnSFYU https://www.youtube.com/watch?v=hHW5wLurlQc https://www.youtube.com/watch?v=m9sVt1oXBPg

Основные источники:

• neuronovosti.ru
• popmech.ru
• nplus1.ru
• elementy.ru

Спасибо за внимание, и помните, что никогда не поздно "Учиться, учиться и еще раз учиться!"

Прошлый выпуск рубрики:

• Открыта бесплатная библиотека ключевых научно-популярных книг на русском.
• Магнитные поля мозга могут помочь управлять компьютером с помощью взгляда.
• Разрешена двадцатилетняя загадка антикваркового устройства протона.
• С помощью рентгена ученые прочитали запечатанные письма эпохи Возрождения.
• Создан искусственный интеллект, способный пройти классические видеоигры 1980-х.
• Кладбище домашних животных в руинах античного порта указало на заботу о питомцах.

Источник