1044
Новости, интересные статьи и важные объявления на тему квантовой механики. ——— По вопросам обращаться к: @ArtDoctor / @Culvirina
Deep Learning and Computational Physics Notes
Для любителей хардкора - совмещение тяжёлой высшей математики, искусственного интеллекта и физики. Основная цель этого конспекта - познакомить людей, которые знают базовые концепции линейной алгебры и дифференциальных уравнений с частными производными, с некоторыми темами Deep Learning.
После прочтения вы углубите свои знания в этих сферах, а также сможете провести параллель между ними, понять их схожесть и связь.
С наступающим Новым годом!
Желаем научных успехов, мирных времён и неожиданных открытий при разгрызании гранита науки!
Физикам удалось добиться, чтобы термоядерный синтез выработал на 50% больше энергии, чем потребил
Официальные лица Министерства энергетики США объявили об историческом достижении в области ядерного синтеза, сообщает CNN. Американские ученые впервые произвели больше энергии от синтеза, чем затрачено для питания эксперимента. Это называют «чистый прирост энергии», и он является важной вехой в многолетних попытках получить чистую, безграничную энергию из термоядерного синтеза — реакции, которая происходит, когда два или более атома сливаются вместе.
В ходе эксперимента было передано 2,05 мегаджоуля энергии, что привело к получению 3,15 мегаджоулей — на целых 50% больше. Подобного удалось добиться впервые в истории. Прорыв был совершен 5 декабря группой ученых из Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора в Калифорнии.
Министр энергетики США Дженнифер Грэнхольм в своем заявлении назвала прорыв «знаменательным достижением».
Пока до питания электросетей от ядерного синтеза все еще далеко. Американский прорыв, хотя и был новаторским, произвел энергии, чтобы вскипятить около 10 литров воды. Может показаться, что это не так уж много, но эксперимент имеет огромное значение, потому что ученые продемонстрировали, что подобное в принципе возможно. Прошлые эксперименты по термоядерному синтезу генерировали больше энергии, но не имели такого большого прироста.
Термоядерный синтез — это процесс, который происходит в звездах, в том числе в нашем Солнце. В масштабах нашей планеты он мог бы стать практически неисчерпаемым источником экологичной энергии, для производства которой могло бы понадобиться только немного морской воды. Однако, чтобы термоядерный синтез, подобный звездному, успешно протекал необходимы колоссальные температуры и давление. На Земле создать такое уже давно возможно, однако для этого долгое время требовалось больше энергии, чем получалось на выходе. Таким образом, значение результата Ливерморской лаборатории для будущего энергетики сложно переоценить.
В земных условиях термоядерный синтез создают в основном двумя путями: с помощью магнитного поля в специальной установке — токамаке; с помощью лазеров, направляя много лучей на капсулу с определенными веществами. Недавний прорыв был совершен как раз вторым способом — термоядерным синтезом на лазерной искре. Американские ученые стреляют массивом из почти 200 лазеров по гранулам, содержащими водородное топливо, по существу создавая серию чрезвычайно быстрых повторяющихся взрывов со скоростью 50 раз в секунду. Серьезная проблема использования термоядерной энергии также заключается, прежде всего, в том, чтобы поддерживать реакцию достаточно долго.
Источник
#QPNews
В сериале "Мандалорец" в определённом кадре можно увидеть траекторию космического корабля. Что мне показалось интересным, так это её вид - она по большей части проходит вокруг планет/звёзд, то есть фактически корабль частично выходит на круговую орбиту. Но зачем? 🤔
Данное решение является наиболее оптимальным и экономным - когда корабль летит вокруг планеты, ему не нужно использовать энергию (топливо), поскольку сумма потенциальной и кинетической энергий не меняется. Пусть и мелочь, но приятно, что авторы продумали такие мелочи. :)
А вот и обещанный пост про компьютерную физику)
https://telegra.ph/Kompyuterna-FizikaComputational-Physics-06-08
Всем доброго времени суток!
В первую очередь хотелось бы извиниться за то, что долгое время не было актива - впредь такого точно не будет. А что бы точно знать, что вам интересно, предлагаю взять участие в опросе:
Эффект Лейденфроста
Это явление, при котором жидкость в контакте с телом значительно более горячим, чем точка кипения этой жидкости, создаёт изолирующий слой пара, который предохраняет жидкость от быстрого выкипания.
Явление названо в честь Иоганна Готлоба Лейденфроста, который затронул данную проблему в «Трактате о некоторых свойствах обыкновенной воды» в 1756 году, хотя до него феномен наблюдал как минимум нидерландский химик Герман Бургаве в 1732 году.
В повседневной жизни явление проще всего наблюдать при приготовлении пищи: для оценки температуры сковороды на неё брызгают водой — если температура достигла или уже выше точки Лейденфроста, вода соберётся в капли, которые будут «скользить» по поверхности металла и испаряться дольше, чем если бы это происходило в сковороде, нагретой сильнее точки кипения воды, но ниже точки Лейденфроста. Этот же эффект отвечает за подобное поведение жидкого азота, пролитого на пол при комнатной температуре.
Альтернативные сценарии зарождения нашей вселенной
× Теория Большого взрыва гласит, что Вселенная появилась из чрезвычайно горячей и плотной точки 13,8 млрд лет назад. Но у этой теории есть много противников.
× Астрофизик Пол Саттер из Университета штата Нью-Йорк рассказал о пяти основных теориях, которые противоречат и ставят под сомнение теорию Большого взрыва. Также ученый рассказал, почему эти теории не сработали, сообщает Space.
× На сегодня теория Большого взрыва – это единственная общепринятая модель появления нашей Вселенной 13,8 млрд лет назад и ее развития за все это время. Она соответствует всем существующим доказательствам: расширение Вселенной, образование легких элементов, существование космического микроволнового фона, и многим другим. Но за долгое время с момента появления теории Большого взрыва в начале 20 века, у нее появилось много противников.
1) Вечная вселенная
До того, как появилась теория Большого взрыва и после этого, ученые считали, что Вселенная всегда была и всегда будет такой, какая она есть. Конечно, в какой-то момент в далеком прошлом могло произойти создание Вселенной, но она сразу же выглядела такой же как сейчас и в ней происходили те же процессы. То есть она просто существовала и оставалась неизменной на протяжении вечности, говорит Саттер, Но все изменилось, когда американский астроном Эдвин Хаббл обнаружил расширение Вселенной. Поэтому теория о вечной Вселенной перестала существовать. Потому что в расширяющемся пространстве Вселенная отличается от той, какая она была в прошлом, и тем более будет отличаться от ее будущей версии. Это открытие показало, что мы живем динамично развивающейся Вселенной.
2)Стационарная вселенная
Даже когда стало известно о том, что Вселенная расширяется, многие ученые все еще искали альтернативы теории Большого взрыва. Например, британский астроном Фред Хойл предложил свою модель развития Вселенной, которая получила названия теория стационарной Вселенной.
Согласно этой теории, во время расширения Вселенной в образовавшейся пустоте всегда появляется новая материя. То есть космос становится больше, но его плотность остается на том же уровне. В теории стационарной Вселенной динамичное развитие остается неизменным в течение длительного времени и это поддерживает идею о вечной Вселенной.
Эта теория также канула в Лету после обнаружения квазаров и космического микроволнового фона или реликтового излучения. Квазары — это очень яркие источники радиоизлучения, которые находятся очень далеко от нас и появились в ранней Вселенной. Реликтовое излучение — это излучение, которое окружает нас со всех сторон и также появилось в ранний период развития космоса. Теория Большого взрыва может это легко объяснить. Свет приходит из более ранней эпохи истории космоса, когда все было иначе. Но в стационарной модели ранняя Вселенная должна выглядеть так же, как и сейчас.
3)Электрическая вселенная
Еще одну теорию представил лауреат Нобелевской премии по физике Ханнес Альвен, который получил награду за разработку целой области физики – магнитогидродинамики.
Шведский ученый утверждал, что, поскольку электромагнитные силы намного сильнее гравитационных, значит то, что мы наблюдаем в космосе, следует лучше понимать, как последствия электромагнетизма, а не гравитации. Это включало эволюцию Солнечной системы, рождение звезд и расширение Вселенной.
Альвен считал, что Вселенная состоит из больших участков материи и антиматерии, которые постоянно конкурируют друг с другом. Эти участки расширяются, что приводит к тому, что мы воспринимаем как расширение Вселенной, и там, где они встречаются, создается свет реликтового излучения, говорит Саттер.
Но электрическая Вселенная не может соответствовать уже известным наблюдениям, а особенно закону Хаббла. Для ближайших галактик скорость их удаления пропорциональна их расстоянию, что четко объясняется общей теорией относительности и расширением пространства. В теории Альвена все галактики удалялись с одинаковой скоростью.
4) Вселенная Mixmaster
Концепция черных дыр
Концепция существования черных дыр была выдвинута впервые в 1784 году английским ученым Джоном Мичеллом, а в апреле 2019 года мир увидел первые в истории снимки окрестностей черной дыры. И хотя ни одной «путешественницы» до сих пор не обнаружили, новая находка астрономов может понять их природу и отыскать другие уникальные объекты.
Концепция существования черных дыр была выдвинута впервые в 1784 году английским ученым Джоном Мичеллом, а в апреле 2019 года мир увидел первые в истории снимки окрестностей черной дыры. И хотя ни одной «путешественницы» до сих пор не обнаружили, новая находка астрономов может понять их природу и отыскать другие уникальные объекты.В космосе существует такое явление, как вспышка сверхновой, в ходе которого звезда на 4−8 порядков резко увеличивает свою яркость, после чего сравнительно медленно затухает. Это финальный процесс эволюции некоторых звезд. В результате во Вселенной образуется новое астрономическое тело — черная дыра или нейтронная звезда. От того, как прошел предыдущий этап эволюции, будет понятно, в какой объект преобразуется сверхновая. Если коллапс гравитации был остановлен за счет внутреннего давления, то появится новая нейтронная звезда. Если же коллапс все же произошел — появится черная дыра. Крайне высока вероятность появления черных дыр, если масса сверхновой звезды превышает массу Солнца в 100 и более раз. Черная дыра поглощает невероятно большие объемы частиц, миллионы земных масс ежесекундно. И вот черная дыра отправляется странствовать бескрайними просторами космоса, ускоряясь от мощности взрыва. Но находить таких «бездомных путешественниц» очень сложно. Определить черные дыры трудно: по природе они незаметны на фоне темного космоса. Эти удивительные объекты имеют звезд-компаньонов, которые можно обнаружить благодаря излучению падающего на них в процессе «вытягивания» из звезды-партнера. А вот черные дыры-одиночки практически незаметны. Но неоспоримые доказательства их существования все же есть.
Группа исследователей нашла подтверждение существования таких дыр-путешественниц. Так называемое «подмигивание», или хаотичное изменение яркости звезды, может быть связано с плавающей дырой в галактическом пространстве. А вот чтобы найти вольно плавающую в космосе дыру, нужно поискать эффекты микролинзирования от гравитации. Это означает, что гравитация самого объекта, если он имеет огромную массу, является своеобразной линзой для излучения. В этом случае свет, который исходит от звезд, может искривляться притяжением объекта. То же самое происходит и в случае с черной дырой. Астрофизик Кевин Пимблетт из университета Великобритании рассказал, что может произойти, если Земля начнет падать в черную дыру. Вариант первый. Та часть планеты, которая находится ближе к черной дыре, начнет притягиваться быстрее, фактически перетекать тонкой струйкой в сторону дыры. В итоге Земля, как и все объекты на ней, станут бесконечно длинной нитью, которая постепенно исчезнет из поля зрения. Вариант второй. Наша планета будет сожжена уже при подходе к черной дыре.
Вариант третий — наиболее фантастический. Есть вероятность, что если черная дыра притянет Землю к себе, планета навсегда не исчезнет. Ученый уточняет, что физически планета будет уничтожена, но вместо нее останется неточная копия, голограмма. Но это всего лишь неподтвержденные гипотезы и теоретические выводы. Черная дыра еще долго будет оставаться одной из наиболее интересных загадок в современной науке.
https://www.instagram.com/tv/Cal6QgCg6H4/?utm_medium=share_sheet
Читать полностью…
Исследователи из США впервые смогли успешно создать квантовый объект, который называют доменной стенкой, в лабораторных условиях
Такие объекты возникают в микромире, когда атомы, хранящиеся при очень низких температурах, группируются вместе в домены при определенных условиях. Стенки являются соединениями между этими доменами.
«Это похоже на песчаную дюну в пустыне — она состоит из песка, но дюна действует как объект, который ведет себя не так, как отдельные песчинки», — говорит физик Кай-Суан Яо из Чикагского университета.
Ранее проводились исследования доменных стенок, но до сих пор их никогда не удавалось создать в лаборатории, что дало бы ученым возможность анализировать их по-новому. Оказывается, они действуют как независимые квантовые объекты, но не обязательно так, как от них ожидают ученые.
Это неожиданное поведение означает, что доменные стены присоединяются к классу объектов, называемых эмерджентными явлениями, где частицы, которые объединяются, следуют другому набору законов физики, чем частицы, которые действуют сами по себе.
Одним из необычных наблюдений, сделанных командой, является то, как доменные стенки реагируют на электрические поля, что потребует дальнейшего изучения. На данный момент просто возможность создавать эти стены и манипулировать ими — важный шаг вперед.
«У этого явления могут быть приложения для создания программируемых квантовых материалов или процессоров квантовой информации. Его можно использовать для создания более надежного способа хранения квантовой информации», — говорит Чин.
#QPNews
Источник
Принцип физики, который вдохновил современные ИИ
Вы наверняка слышали про современные технологические прорывы в виде ChatGPT, Dall-E и другие ИИ, которые поражают своими возможностями. Если же нет, то вкратце:
DALL·E 2 - ИИ, который генерирует картинки из текстового описания.
ChatGPT - ИИ, который является современным продвинутым чат-ботом. Он умеет отвечать на сложные философские и логические вопросы, может помочь вам приготовить обед или же посоветовать какой-то фильм на вечер.
В основе обоих ИИ лежит физический концепт - диффузия. В данный момент мы имеем в виду диффузию жидкости. Например, представьте стакан с водой. А теперь добавьте в него каплю чернил. Вы сможете наблюдать как чернила растворяются в жидкости, со временем перекрасив воду в синеватый оттенок. В итоге получится равномерная жидкость.
Похожий концепт лежит в основе ИИ. Он начинает со случайным набором пикселей, который является шумом. ИИ, используя текстовое описание, со временем изменяет цвет точек, что бы приблизиться к правильной картинке в его понимании.
Фактически, когда ИИ создаёт картинку из шума, можно себе представить как в стакане с водой чернила снова собираются в единую каплю.
Впервые к этому концепту пришёл Соль-Дикштейн. Он был доктором наук в Стэнфордском университете, работал над генеративными моделями, и параллельно интересовался неравновесной термодинамикой. Эта отрасль физики изучает системы, не находящиеся в тепловом равновесии - те, которые обмениваются веществом и энергией внутри и с окружающей средой.
Некоторые идеи взяты отсюда: https://www.quantamagazine.org/the-physics-principle-that-inspired-modern-ai-art-20230105/
#QPLearning
Новостная сводка недели
Опавшие листья помогают восполнить дефицит железа в растениях
Растениям необходимы ионы железа (II) (Fe2+) для осуществления фотосинтеза и производства хлорофилла. Однако в природе Fe2+ встречается гораздо реже, чем его трехвалентный родственник Fe3+. Группа исследователей из Восточно-Китайского университета науки и технологии в Шанхае обнаружила, что железо в опавших листьях мертвых деревьев помогает восполнить этот недостаток путем преобразования Fe3+ в Fe2+ через реакции переноса заряда. Результаты, полученные с помощью ряда спектроскопических методов, позволяют понять механизмы изменения валентного состояния и указывают на то, что листья, разлагающиеся в почве, являются важным источником столь необходимого Fe2+.
Источник
Electrons in Cooper pairs point their spins in opposite directions
Эксперимент показал, что спины двух электронов в Куперовской паре имеют отрицательную корреляцию - они направлены в противоположные стороны, как и предсказывает квантовая теория сверхпроводимости. Наблюдение было сделано физиками из Швейцарии и Италии и, как утверждается, является первым экспериментальным подтверждением этого эффекта.
Источник
"Спагеттированная" звезда, разорванная черной дырой, загорается релятивистской струей
Звезда, разорванная сверхмассивной черной дырой в далекой галактике, выпустила редкую, но мощную струю частиц, движущихся почти со скоростью света. Это открытие, первоначально сделанное Центром переходных процессов Цвики (ZTF) в Паломарской обсерватории в Калифорнии, - первый случай, когда такая струя была замечена в оптическом диапазоне длин волн, и оно проливает свет на то, как звезда встретила свою гибель.
Источник
Физики впервые измерили постоянную тонкой структуры напрямую
Значение постоянной тонкой структуры - возможно, самой важной постоянной в природе, поскольку она определяет силу электромагнетизма - было напрямую измерено исследователями из Австрии и США. Используемая ими техника включает в себя измерение того, насколько сильно вращается поляризация света при прохождении через магнитный топологический изолятор, и хотя она не так точна, как другие методы, исследователи считают, что ее прямота может привести к более чистым тестам на то, изменяется ли эта предполагаемая постоянная со временем.
Источник
#QPNews
5 доказательств того, что мы живём в симуляции
Задумывались ли вы о том, что вы сейчас можете находиться не в реальном мире, а в симуляции? Или, может, вы верите в действия фильма "Матрица"? 🤔
В данной статье мы наведём 5 основных и научных доказательств того, что мы действительно живём в симуляции. 🖥
https://telegra.ph/5-dokazatelstv-togo-chto-my-zhivyom-v-simulyacii-08-31
Недавно получил доступ к Dall-E - одному из мощнейших ИИ на данный момент. Он генерирует картинки, исходя из описания. :)
Решил попросить его сгенерировать "квантовую физику", и вот результат. В целом, довольно интересно - например, во второй картинке, как мне кажется, изображено излучение/поглощение фотонов атомом, в третьей - орбитали электронов, в четвёртой - какое-то схематические изображение спина. Возможно, в первом показана структура кварков, или что-то в этом роде.🤔
Также, предлагаю взять участие в открытом вебинаре по квантовому машинному обучению - по своему опыту могу сказать, вещь многообещающая.)
Скоро, кстати, будет пост про компьютерную физику. ;)
Верите ли вы в близкое будущее квантового компьютера?
А знаете ли, что машинное обучение при помощи квантовых компьютеров уже считается перспективной областью их применения?
О том, как это может работать, поговорим на вебинаре, который проведёт научный консультант Artezio, доктор технических наук Владимир Крылов.
Тема: «Знакомимся с квантовым машинным обучением (QML)»
10 июня в 12:00 по МСК
Вебинар бесплатный. Для участия - достаточно заполнить простую форму:
https://forms.gle/U8pTNKeAmLodEjvu8
Все зарегистрированные участники получат на указанный при регистрации e-mail инструкции для подключения к трансляции.
Будем рады всем, кто интересуется QML
Всем доброго времени суток!
Поскольку новостей мы давно не постили, я решил сделать подборку основных:
Физики придумали, как увидеть квантовый эффект всего за несколько часов
Исследователи предложили новый способ подтверждения неуловимого эффекта Унру. Эксперимент должен занять несколько часов, а не миллиарды лет. Эффект Урну впервые был предсказан физиком Уильямом Унру из Университета Британской Колумбии в 1976 году. Теория предполагает, что тело, ускоряющееся в вакууме, должно ощущать присутствие теплого излучения. Как отмечают исследователи из MIT, этот эффект связан с квантовыми взаимодействиями между ускоренной материей и квантовыми флуктуациями в вакууме пустого пространства.
Квантовые часы удалось синхронизировать на расстоянии 50 км
Китайские ученые реализовали двухстороннюю синхронизацию квантовых часов по оптоволокну. Квантовые часы — это тип атомных часов, в которых одиночные ионы, охлаждаемые лазером, удерживаются вместе в электромагнитной ионной ловушке. Ученые провели провели полевые испытания двусторонней квантовой синхронизации между H-мазером, расположенным в студенческом городке NTSC (National Time Service Center в Китайской академии наук), и Rb-часами в обсерватории ЛиШань (LSO), соединенными развернутым волокном длиной 7 км. Они наблюдали как кратковременную, так и долговременную стабильность синхронизации.
Исследователи впервые сгенерировали высококачественный квантовый свет
Ученые впервые получили квантовый свет с помощью модульного источника на основе волноводного усилителя. Они считают, что это важный шаг на пути к созданию более быстрых и практичных оптических квантовых компьютеров. Они использовали нелинейные оптические кристаллы для генерации сжатого света, но обычные устройства не генерируют квантовый свет со свойствами, необходимыми для более быстрых квантовых вычислений. Чтобы преодолеть эту проблему, исследователи из Токийского университета разработали OPA на основе устройства волноводного типа, которое достигает высокой эффективности, ограничивая свет узким кристаллом.
Сейчас исследователи изучают возможность сочетания высокоскоростных методов измерения с новым волноводным OPA, чтобы приблизиться к своей цели — создания сверхбыстрого оптического квантового вычислителя.
Hyundai применит квантовые вычисления в беспилотниках
Компания Hyundai Motor Company и американский стартап IonQ объявили о новом проекте в области квантовых вычислений. Партнеры решили задействовать квантовое машинное обучение для классификации изображений, обнаружения и распознавания трехмерных объектов — всё это пригодится будущим автономным автомобилям. Преимущества квантовых алгоритмов в нейросетях очевидны — это снижение стоимости вычислений и увеличение скорости работы в сотни, а то и тысяч раз.
Создан первый квантовый бит на основе топологических изоляторов
Ученые из Юлихского исследовательского центра получили первый гибридный квантовый бит, созданный на основе топологических изоляторов. Это первый шаг на пути к топологическим квантовым компьютерам. Исследовательская группа продемонстрировала первый в мире топологический кубит. Им удалось интегрировать топологический изолятор в обычный сверхпроводящий кубит. Благодаря своим превосходным свойствам топологические кубиты могут помочь совершить прорыв в разработке квантового компьютера, предназначенного для универсальных приложений.
Ученые передали данные на рекордные 102 км с помощью защищенной квантовой связи
Группа китайских ученых побила рекорд по дальности передачи информации с использованием прямой безопасной квантовой связи (QSDC). Ученые полагают, что возможность передавать защищенные данные на расстояние свыше 100 км позволяет создать междугородные сети с использованием нового протокола QSDC на основе имеющихся у нас технологий. Защищенный обмен, по мнению авторов, сможет заменить отдельные наиболее уязвимые сегменты интернета, чтобы защитить чувствительные данные от хакеров.
Источники: hightech.fm, motor.ru
#QPNews
Обратный эффект Лейденфроста
https://youtu.be/-e9Sx9URsR8
Теория Большого Взрыва не идеальна. Существует одна загадочная особенность Вселенной, которая заключается в том, насколько она однородна в больших масштабах. Даже очень удаленные друг от друга области космоса имеют примерно одну и ту же температуру. В ранней Вселенной просто не хватило бы времени, чтобы все стало однородным.
"Это называется проблемой горизонта. То есть трудно объяснить механизм, который задал в самом начале одинаковые условия для развития Вселенной", — говорит Саттер.
Но физик Чарльз Мизнер создал решение этой проблемы, которое он назвал Вселенная Mixmaster (по названию популярной марки кухонных блендеров). Согласно этой теории, в ранней Вселенной все было очень хаотичным, а пространство болталось туда-сюда. Эти хаотические действия привели к тому, что материя смешалась в малых масштабах и появились галактики, а также это стало причиной однородности материи в больших масштабах."Несмотря на название, математика никогда не работала для этой теории, и другое описание раннего космоса Вселенной, которое называется инфляционная модель Вселенной, смогло объяснить проблему горизонта гораздо проще", — говорит Саттер.
5) Циклическая вселенная
Одна из самых больших проблем, которая связана с теорией Большого взрыва, есть ли начало у Вселенной. То есть до момента появления было время без Вселенной. Поскольку теория Большого взрыва не пытается объяснить истинное начало Вселенной, то многие ученые придумывали разные варианты того, что "большой взрыв" появился в результате другого физического процесса.
"Почти все попытки заменить Большой взрыв заканчиваются появлением какой-то циклической Вселенной, в которой Большой взрыв — всего лишь одна из бесконечно длинной цепочки вселенных, потому что, если вы замените Большой взрыв другим таким же событием, вы на самом деле не ничего не измените. Эти циклические модели представляют собой вечную Вселенную, но с большим количеством вариантов", — говорит Саттер.
По словам ученого, существует множество циклических моделей, и все они основаны на теоретической физике и не подтверждены современными наблюдениями. Также все эти модели с трудом объясняют темную энергию и то, что расширение нашей Вселенной ускоряется, а не замедляется.
Всем добрый день! Канал потихоньку возвращается) Что касается контента, давно размышляли о публикации интересной информации по всем разделам физики)) Теперь все посты будут публиковаться на разные и интересные темы теоретической и общей физик, а не только квантовой. Будем потихоньку собирать пазлы нашего окружающего мира)😉
Читать полностью…
Найден ключ к пониманию формирования сверхмассивных черных дыр в молодой Вселенной
Астрономы обнаружили в молодой Вселенной «связующее звено» между обычными галактиками и квазарами. Судя по свойствам, это будущая сверхмассивная черная дыра, которая формировалась, когда Вселенной было всего 750 миллионов лет.Считается, что сверхмассивные черные дыры формируются на протяжении миллиардов лет, сливаясь с другими дырами и поглощая окружающую материю. Но мы находим такие огромные объекты в молодой Вселенной. Астрономы выдвигают разные предположения о том, как первые сверхмассивные дыры могли сформироваться за очень короткий, по астрономическим меркам, отрезок времени. Возможно, новое открытие поможет разобраться в этом вопросе.Обнаруженный объект соединяет собой две редкие популяции небесных объектов: пыльные звездообразующие галактики (DSFGs) и яркие квазары. С его помощью нам удастся разобраться, как в ранней Вселенной могли быстро формироваться сверхмассивные черные дыры», — комментирует Сейджи Фуджимото (Seiji Fujimoto), постдокторант из Института Нильса Бора при Копенгагенском университете. Результаты исследования международная команда ученых опубликовала в журнале Nature.
Квазары — одни из самых ярких источников радиоизлучения во Вселенной. С помощью снимков «Хаббла» и других мощных телескопов астрономы определили, что квазары всегда находятся в центрах галактик. Закрепилось предположение, что квазары — это сверхмассивные черные дыры, активно поглощающие окружающую материю. Падая в дыру, материя нагревается из-за трения и начинает ярко светиться.
На момент формирования объекта GNz7q, каким мы его видим, Вселенной было всего 750 миллионов лет. Он находится в центре галактики, где звезды рождаются в 1600 раз быстрее, чем в Млечном пути. Галактика и объект ярко светятся в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах. Такое свечение не может быть вызвано одной лишь галактикой, но отчасти совпадает с паттерном излучения от активной черной дыры.
Обычно края аккреционного диска черной дыры светятся ультрафиолетовым излучением, а центр — рентгеновским. В галактике с объектом GNz7q «Хаббл» засек ультрафиолетовое свечение, но не обнаружил рентгеновское. Получается, центр галактики всё еще скрыт нагретой пылью, которая объясняет инфракрасное свечение, а вот внешние регионы от пыли уже избавились.
Такая интерпретация данных полностью совпадает с теоретическими предположениями о формировании первых сверхмассивных черных дыр. Как объясняет астрофизик Гэбриэль Браммер (Gabriel Brammer) из Института Нильса Бора, «теоретики предсказывали, что такие черные дыры росли очень быстро: в пыльной звездообразующей галактике появлялся компактный объект, красный из-за окружающей пыли, но, отбросив пыль и газ, он становился ясным и ярким».
Ученые уже находили в молодой Вселенной яркие квазары, однако найти такой объект на этапе формирования удалось впервые.
Любопытно, что объект GNz7q нашелся в центре хорошо изученного кусочка неба, так называемого Hubble GOODS North field. Заметить его удалось благодаря подробной базе данных в широком диапазоне волн. Теперь команда ученых планирует целенаправленно искать объекты подобные GNz7q, в том числе с помощью данных, которые поступят от космического телескопа «Джеймс Уэбб».
Прошу проявить максимальную компетентность и понимание к нашей ситуации
Читать полностью…
Физика частиц и новейшие технологии: что нас ждет в ближайшие 10 лет?
Квантовая теория родилась в первой половине XX века. Среди ее создателей были Нильс Бор, Альберт Эйнштейн, Макс Планк, Вернер Гейзенберг, Эрвин Шредингер и другие, не менее выдающиеся ученые. Создание Стандартной модели элементарных частиц ознаменовало собой революцию в понимании Вселенной. Именно квантовая теория подарила миру лазеры, МРТ, ускорители частиц, компьютеры, интернет и ядерное оружие. Но что дальше? Некоторые физики полагают, что в ближайшие пять лет будут созданы устройства, которые до недавнего времени описывались лишь на страницах научно-фантастических романов. Дело в том, что любой скачок в области квантовых вычислений увеличивает потенциал технологии, способной выполнять вычисления и моделирование, выходящие за рамки современных суперкомпьютеров. Иными словами, мир готовится к квантовому будущему. И если квантовые технологии действительно изменят вычисления в том виде, в каком мы их знаем, то какое будущее нас ждет?
Квантовая теория необходима для понимания ядерной структуры, составляющей ядро частицы – протона и нейтрона – которые сильно притягиваются друг к другу ядерными силами, а их столкновение высвобождает ядерную энергию.
Квантовые эффекты также лежат в основе полупроводников и транзисторов, которые привели к настоящей электронной революции и массовому производству классических компьютеров. И если говорить о современных технологиях, основанных на квантовой теории, то они могут быть усовершенствованы.
Так, мы знаем, что информация в обычных компьютерах принимает форму двоичных цифр (битов), которые могут иметь только два состояния: 0 или 1. Суперпозиция квантовых битов (кубитов) позволяет компьютеру хранить и 0 и 1 по отдельности, а также комбинацию обоих значений одновременно – используя суперпозиции этих двух состояний.
На самом деле квантовые вычисления являются самой горячей темой среди физиков и инвесторов, так как обладают невероятным потенциалом с точки зрения скорости и эффективности по сравнению с классическими компьютерами. И все же впереди еще много работы, прежде чем квантовые компьютеры появятся на рынке.
По мнению некоторых исследователей, квантовые компьютеры предоставят нам возможность изучать саму квантовую физику неизвестным до сих пор способом. Его можно будет использовать, например, для моделирования поведения молекул лекарств и разработке новых материалов для более эффективных батарей или источников энергии.
Страны по всему миру, включая Китай, Канаду и США, объявили о многомиллионных и миллиардных исследовательских программах по продвижению квантовых технологий и работы в области квантовой информатики. Очевидно, что квантовые информационные технологии окажут мощное влияние на весь мир, но мы только-только начинаем понимать, как будет выглядеть квантовое будущее.
Если квантовые компьютеры станут достаточно большими и будут содержать тысячи или миллионы кубитов, они позволят понять сложные химические реакции и разработать новые лекарства. Это, в свою очередь, приведет к разработке новых материалов и вычислений.
В конечном итоге все эти данные позволят ученым оптимизировать алгоритмы искусственного интеллекта и машинного обучения, кибербезопасности и финансов, а также расшифровке кода, на котором основана безопасность современных систем связи.
Более того, некоторые исследователи полагают, что в течение ближайшего десятилетия мы наконец увидим появление искусственного интеллекта. Интересно и то, что появление квантовых технологий приблизит нас к новому пониманию природы, Вселенной и нас самих.
Источник
#QPNews
Квантовая механика полный курс. Часть первая
https://youtu.be/hyctIDPRSqY