Физика

Давно известно, что черника и другие ягоды в действительности содержат только красные красители в мякоти и кожуре. Но тогда откуда берется такой красивый сине-голубой цвет черники и голубики? Ученые решили присмотреться к поверхности кожуры ягод черники, некоторых сортов винограда, а также голубых ягод можжевельника.

Появилась научная статья, в которой китайские исследователи предлагают выплавлять цинк с помощью лазеров. Этот метод не использует высокотемпературного обжига и восстановления углем, поэтому выбросы парниковых газов равны нулю. Авторы технологии назвали ее оптической металлургией.

Атомные электростанции по-прежнему остаются основным способом генерации дешевой электроэнергии. В отдаленных российских регионах наиболее эффективны станции малой мощности. Исследователи Томского политехнического университета изучили, как изменение наружного диаметра доставляемых на станцию тепловыделяющих элементов повлияет на её теплофизические характеристики при переходе на торий-урановое топливо. Физики с помощью математического моделирования оценили работу реактора и также рассмотрели различные перспективные топливные композиции. Исследование открывает путь к модернизации реакторов малой мощности для труднодоступных территорий.

С–Н связь — одна из самых сильных связей в природе, разрыв которой катализируют палладий и родий. Ученые нескольких европейских университетов сделали шаг к разгадке механизма этого катализа. Физики провели эксперименты на самых мощных и коротких источниках рентгена в мире, лазерном и синхротронном. Исследователи использовали вспышки рентгеновского излучения для зондирования электронных состояний реагентов. Теоретики провели расчеты квантово-механической модели явления, которые позволили четко идентифицировать перетекание электронного заряда между катализатором и группой С–Н.

Можно ли бороться с жарой? Наука уверенно отвечает на этот вопрос — да. Давайте посмотрим, как это можно сделать на нескольких примерах из жарких стран.

У рутената стронция Sr₂RuO₄ подозревают высокотемпературную сверхпроводимость, но ее нет. Физики из Иллинойсского университета разбирались — почему. Разобраться не удалось, зато, глядя на аномалии рассеяния энергии ударных электронов, они нашли в образце удивительные электронные образования: без массы и заряда.

Ученые из Радбаудского университета показали, что во Вселенной испаряется все — от черных дыр до нейтронных звезд.

Лучший способ снизить влияние характеристик мембраны динамика на возбуждаемый в воздухе звук – сделать ее из воздуха. Поэтому давно известен способ генерировать звук с помощью ионизации воздуха. Недавно ученые под руководством Станислава Сергеева из акустической лаборатории Федерального технологического института в Лозанне, экспериментально показали, как ионизированный воздух может эффективно абсорбировать звук. Они построили плазменный передатчик-поглотитель. Сейчас лаборатория сотрудничает с компанией Sonexos SA, которая производит оборудование для шумоподавления. Большой частотный диапазон и компактность прибора пригодятся для самых различных целей.

Сегодня для поглощения кинетической энергии применяют мягкие материалы, а также сложные механические или электрические системы. Команда физиков Амстердамского университета создала новый класс легких ячеистых метаматериалов, состоящих из большого числа одинаковых элементов, которые хорошо поглощают механическую энергию. Ученые на численных математических моделях проверили свойства ячеистых поглотителей, сделанных из резины или металлов. Авторам работы удалось достичь коэффициента демпфирования, который на порядки превосходит таковой для традиционных легких поглотителей, например пористых полимеров.

Поисками источников даровой энергии занялись инженеры Массачусетского университета в Амхерсте. Они представили новую конструкцию генератора чистой энергии, который построен на очевидных физических принципах и способен непрерывно вырабатывать электроэнергию из влажного воздуха. Работа базируется на эффекте, открытом в 2020 году, а физику процессов описывает модель конденсатора с утечкой тока. Инженеры уверены, что их генераторы смогут достичь киловаттной мощности, достаточной для большинства бытовых целей.

Черные дыры выбрасывают в окружающее пространство релятивистские струи плазмы, которые дают сильное радиоизлучение, а также эмитируют рентгеновское излучение. Американские астрофизики проанализировали архивные данные космической обсерватории Чандра и собрали статистику всех джетов, которые обсерватория наблюдала несколько раз. Обработка данных однозначно показала, что рентгеновское излучение от 30 до 100% джетов переменно и неоднородно вдоль длины джета. Ученые обсуждают две главные и принципиально разные модели явления, но не могут сделать однозначный выбор.

Физики Университета Констанца создали прибор, позволяющий увидеть экстремально быстрые процессы в оптоэлектронных приборах, лазерах, светодиодах, солнечных батареях и пр. Ученые модифицировали просвечивающий электронный микроскоп так, что он с аттосекундным разрешением фиксирует взаимодействие между светом и веществом в метаматериалах и материалах для нанофотоники. Физики провели эксперименты на наноостриях, диэлектрических резонаторах и наноантеннах, а об электромагнитных процессах в волноводных материалах сняли целый фильм. Приложения нового микроскопа широки и не ограничены фундаментальными исследованиями.

Пористый монтмориллонит Na_x(Al, Mg)_2-3Si₄O₁₀(OH)₂∙nH₂O способен сильно увеличивать свой объем и поглощать органические и неорганические соединения. Эту глину можно применять для доставки лекарств, очищения крови и желудочно-кишечного тракта от вредных веществ, выведения аллергенов, бактерий и вирусов из организма, поглощения тяжелых металлов и пр. Ученые из Института химии силикатов имени И.В. Гребенщикова РАН выяснили, как изменяются свойства синтетических монтмориллонитов в зависимости от условий их получения. Оказалось, их токсичность можно значительно снизить, если оптимизировать условия синтеза и правильно подобрать исходные вещества. Уже такие синтетические глины можно использовать в медицине.

Ученые МИФИ давно изучают гиперкубан (C₄₀H₂₄), которая имеет две оболочки, вложенные одна в другую. Форма молекулы похожа на проекцию четырехмерного куба на трехмерное пространство. Физики решили теоретически проверить, сможет ли молекула гиперкубана образовать кристаллы. Они провели квантово-механическое моделирование, построили структурные модели кристаллов и рассчитали их оптические свойства. Результаты превзошли все ожидания — две формы молекулы оказались полупроводниками, третья — проводником. Сейчас авторы работы оценивают возможности применения гиперкубанов в литий-ионных аккумуляторах.

Пекинские физики научились покрывать листовые материалы жидкими легкоплавкими соединения галлия, индия, висмута и олова. Избранный ими способ оказался неожиданно простым. Проводящая электрический ток бумага сохраняет механические свойства и легко складывается в разные объемные фигуры. Она имеет память формы, поэтому из нее можно изготовить разные электронные приборы, например приемные и передающие антенны. Сейчас инженеры заняты разработкой оборудования для массового производства.

С оксидом кремния дела на Земле обстоят неплохо — больше половины земной коры именно из него. И применяется он тоже весьма широко — в любом компьютере, в любом радиоприемнике и радиопередатчике, а в новом веке — в детекторах гравитационных волн. За какие заслуги и благодаря каким свойствам?