Дайджест научпоп-новостей за неделю, о которых мы ничего не писали
Появляется всё больше доказательств того, что тёмная материя состоит из аксионов
Среди различных предположений астрономов о природе тёмной материи есть и такое: эта загадочная космическая материя состоит из странных частиц, называемых «аксионами»
Однако вместо того, чтобы искать непосредственно аксионы, многонациональная группа исследователей под руководством Кейра Роджерса из Университета Торонто искала нечто другое. Они обратили внимание на то, как комкуется материя на крупных масштабах Вселенной и обнаружили, что космическая материя распределена более равномерно, чем ожидалось.
Какую же роль здесь играют аксионы? Квантовая механика описывает эти сверхлёгкие частицы как «размытые» — они не просто описываются волновой функцией, но длина их волн может быть больше, чем диаметр целой галактики. По-видимому, эта нечёткость играет роль в сглаживании Вселенной, влияя на формирование и распределение тёмной материи. Если это правда, то это в значительной степени объясняет, почему материя в космосе распределена более равномерно, чем получается на основе текущих моделей. Получается, что аксионы играют определённую роль в распределении материи в космосе.
Инженеры предлагают маркеры для тротуаров, которые помогут робомобилям ориентироваться в сложных условиях
Электрические робомобили все ещё сталкиваются с крутыми подъёмами на своём пути к достаточной надёжности. Исследователи из Ок-Риджской национальной лаборатории Министерства энергетики и Западного Мичиганского университета совместно работают над решением этой проблемы, лежащим за пределами самого автомобиля: датчики и обработка данных, встроенные в дорожную инфраструктуру.
Совместно с партнёрами инженеры ORNL размещают маломощные датчики в светоотражающих рельефных дорожных знаках, которые уже используются для того, чтобы помочь водителям определить полосу движения. Согласно статье в журнале IEEE Sensors, написанной исследователем ORNL Али Экти и ведущим автором Сачином Шармой из WMU, микрочипы внутри маркёров передают информацию о форме дороги проезжающим автомобилям. Они эффективны даже тогда, когда камеры автомобиля или дистанционное лазерное зондирование, называемое LiDAR, ненадёжны из-за тумана, снега, бликов или других препятствий.
«Мы работаем над тем, чтобы сделать функции автономного вождения точными и безопасными в более отдалённых районах, — сказал Экти. — И мы делаем это путём преобразования фиктивной части инфраструктуры в нечто, имеющее гораздо большее применение».
Учёные обнаружили необычный материал, состоящий из бозонов
Учёные всегда находятся в поисках новых необычных материал, и вот недавно они нашли ещё один: бозонный корреляционный изолятор. Он представляет собой как новый материал, так и, по сути, совершенно новое состоянием материи.
Это решётка, образованная из слоя диселенида вольфрама и слоя дисульфида вольфрама, расположенных друг над другом, но не полностью выровненных.
Это небольшое смещение создаёт так называемый муаровый узор, который обнаруживает некоторые интересные свойства.
Чтобы понять, что особенного в этом материале, нужно понять, что такое бозоны и фермионы. На квантовом уровне частицы делятся на два основных типа: бозоны (носители силы, такие как фотоны), которые могут иметь одно и то же квантовое состояние, и фермионы (частицы материи, такие как электроны), которые не могут. Обычно с фермионами легче работать.
«Обычно люди тратили большую часть своих усилий на то, чтобы понять, что происходит, когда вы собираете вместе много фермионов», — говорит физик конденсированного состояния Ченхао Джин из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (UCSB). «Основная суть нашей работы заключается в том, что мы, по сути, создали новый материал из взаимодействующих бозонов».
Компания GE воскресила воздушно-реактивный двигатель для самолётов
Когда-то компания GE считала, что суперэффективные воздушно-реактивные двигатели (ВРД) — это будущее авиаперевозок, пока низкие цены на топливо в конце 1980-х годов не отодвинули вопрос потребления топлива на второй план. Теперь она возвращает их с помощью CFM Rise, обещая 20% экономию топлива.
Винты без всасывания (Unducted fans, UDF), также известные как пропфаны или ВРД, впервые появились в 1970-х годах. Для современного глаза они выглядят немного странно: спереди — гладкие гондолы и воздухозаборники, а сзади — два набора лопастей вентилятора, выходящих на открытый воздух.
Как правило, лопастей много, они отклонены назад и сильно закручены. Задние лопасти закручены в противоположном направлении по сравнению с передними; иногда они вращаются в противоположном направлении, иногда не вращаются вообще, действуя как лопасти статора с переменным шагом, помогая в восстановлении воздушного потока.
«История авиационных силовых установок, — говорится в техническом документе GE, — говорит нам, что все предыдущие прорывы в эффективности были достигнуты благодаря новым технологиям, которые позволяли увеличить размер вентилятора и повысить степень двухконтурности». ВРД делают и то, и другое, сочетая топливную эффективность турбовинтового двигателя со скоростью и производительностью турбовентилятора.
Теоретическое исследование демонстрирует потенциальную применимость приливной генерации энергии
Схемы приливного диапазона являются финансово жизнеспособными и могут снизить счета за электроэнергию, говорят исследователи.
Исследования, проведённые инженерной школой Ланкастерского университета и Центром экологии и гидрологии Великобритании, объединили модель выработки энергии на основе приливов с моделью затрат, чтобы продемонстрировать жизнеспособность приливной энергетики.
Профессор Джордж Аггидис, заведующий кафедрой энергетической инженерии Ланкастерского университета, сказал: «Очевидный вопрос для Великобритании, обладающей одним из лучших в мире ресурсов приливов, заключается в том, почему у нас ещё нет схемы приливной дамбы?».
Исследование, опубликованное в журнале Energy, демонстрирует преимущества энергии приливов, которая не страдает от непредсказуемой прерывистости, поскольку энергия вырабатывается как днём, так и ночью.
Построенная приливная дамба может работать в течение 120 лет и более, чтобы удовлетворить будущий спрос и решить проблемы хранения энергии.
Профессор Аггидис сказал: «Необходимо срочно начать отбор и разработку схем по всей Великобритании. Приливная энергия — это предсказуемая возобновляемая энергия, получаемая за счёт гравитационного притяжения Луны и Солнца. Экологические и экономические выгоды огромны, поскольку запруды могут защитить прибрежные районы от наводнений и повышения уровня моря. При двусторонней генерации и откачке энергии в водохранилищах может поддерживаться полный диапазон существующих приливов и отливов для защиты и поддержки низколежащих приливно-отливных зон, таких как солончаки и илистые отмели».
