f22css Радикально подешевевшая вычислительная мощность нынче позволяет делать всякие полезные фокусы с фотографиями. Так, по нескольким снимкам, например, научились в автоматическом режиме реконструировать конфигурацию бородок ключа от замка. То есть сфотографировали забытые на столе ключи телевиком с большого расстояния (с нескольких точек), запустили цифровые снимки в специальную программу и – можно изготавливать дубликаты ключей.

Понятно, что если тщательно сфотографировать некоторый трёхмерный объект с нескольких ракурсов, зафиксировав дополнительную информацию (параметры оптики, расположение камеры), то весьма детальную трехмерную модель внешней поверхности этого объекта можно сейчас построить автоматически, с помощью специального ПО. (Точности, кстати, добавляет особое “регулярное” освещение, если оно доступно; в “полевых условиях” можно, скажем, использовать дополнительную специальную вспышку.) Выходит, что сфотографированный на выставке “секретный” истребитель можно по фотографиям превратить в компьютерную модель. Истребители при этом фотографируют не только на выставках, но и прямо на секретных базах.

Очевидное, казалось бы, применение: построим по трёхмерной модели, полученной “из фотографий”, детальную диаграмму ЭПР (эффективная поверхность рассеяния) – это важно для анализа возможностей новой техники. Более того, в добавок к ЭПР, можно попытаться вычислить “радиолокационные сигнатуры“.

Действительно, достижения компьютеростроения и вычислительной физики позволяют многое в отношении электромагнитных полей посчитать. Но вот на практике от “фотографических реконструкций” толку совсем мало. Почему? Да потому, что на характеристики рассеяния электромагнитного излучения на трёхмерном объекте влияет не только форма поверхности, но и материалы, эту поверхность формирующие. Собственно в реальности именно “электромагнитные” характеристики материалов, из которых сделан истребитель, и будут формировать его диаграмму ЭПР.

Если задуматься над физикой распространения электромагнитных волн в разных средах, то становится понятно, что в случае с самолётом определяющее влияние имеют, казалось бы, малозаметные (или вообще не заметные на фотографии) нюансы, типа перехода материала носка крыла в панель обшивки (а тут ещё и разные материалы “даны” одним цветом). Более того, так как электрический заряд от падающей ЭМ-волны разбегается по всему корпусу самолёта (тут можно вспомнить школьный курс физики, про электрические цепи), весьма значительную роль в формировании свойств ЭПР играют внутренние особенности устройства агрегатов самолёта. А их, особенностей этих, вообще на фотографиях внешнего вида не обнаружить.

Так что для вычисления ЭПР придётся собрать гораздо больше информации. И для сбора потребуется уже не простой фотоаппарат, а особенный, специально подготовленный, довольно большой и необычный на вид. Подпустят ли с ним к военной новинке? Это вопрос.



Комментарии (40) »

На “Элементах”: детектор CDF обнаружил явление, не поддающееся объяснению в рамках Стандартной модели – интересно:

Пытаясь разрешить одну давнюю загадку в физике элементарных частиц, экспериментаторы из коллаборации CDF обнаружили явление, которому они не смогли найти объяснения. Статистическая значимость этого эффекта очень высока. Если подтвердится, что это не артефакт аппаратуры, то можно будет говорить о первом ярком эффекте за пределами Стандартной модели.



Комментарии (2) »

Вот так – пучки запустили, важных столкновений не производили. Земля на месте. Вроде бы. Завтра выяснят, что не всё сработало так, как планировали, поэтому переход к действительно серьёзным энергиям будет сдвинут на несколько недель. Ну, скорее всего, так выйдет.



Комментарии (5) »

Блоги и СМИ жужжат о том, что завтра официально стартует LHC – Большой Адронный Коллайдер. И, типа, Землю ждёт большая и очень чОрная дыра. Между тем, дата запуска столь сложного устройства – довольно условный момент. Это ж вам не воздушный шарик полетел. Можно было назначить такой датой некоторое уже случившееся событие на LHC (установка детекторов, инженерные тесты и т.п.). Выбрали 10 сентября и некоторый “первый пучок”.

А вот на энергии, с которыми связывают страшилки и конец Света – на них ускоритель выйдет не вовсе не 10 сентября, а в лучшем (худшем?) случае через несколько недель. Да и то лишь в том маловероятном случае, если завтрашние мероприятия пройдут успешно. Понятно, что от хитрого физико-технического изделия можно ожидать подвоха: что-нибудь сломается.

С другой стороны, конечно, можно считать, что на “первом пуске” кто-то “нажмёт не на тот рычаг” и тут оно “как жахнет!”. Обычно так происходит в кинофильмах. Но в реальности, вряд ли всё так же просто, как в кино. Так что нужно сдвинуть срок Конца.

А вообще, про LHC нужно читать в проекте на “Элементах”, который ведёт Игорь Иванов. Или в блоге Игоря.

(Фото: interactions.org)



Комментарии (3) »

В Nature статья про HAARP – это необычное штатовское сооружение на Аляске, пригодное, например, для изучения ионосферы. Впрочем, есть и целый ряд других применений, в том числе и широкий набор совсем фантастичных. (Кстати, HAARP организована в виде фазированной антенной решётки.)

haarp1.jpg



Комментарии (2) »

Познавательная заметка Игоря Иванова про технологию неинвазивного наблюдения за работой человеческого мозга с помощью лазерного излучения:

Реально работающая методика наблюдения за активностью внешних отделов головного мозга без какого-либо механического вмешательства в организм.

[…]

Световой импульс частично отражается от поверхности, а частично заходит внутрь ткани и начинает там рассеиваться и поглощаться. Фотоны хаотично блуждают внутри ткани, многократно рассеиваясь на оптических неоднородностях, и при этом изредка возвращаются обратно на поверхность. Причем чем глубже фотоны забурились внутрь ткани, тем позже — и тем меньшая их доля! — выйдет наружу. Эти фотоны можно отловить фотодатчиком, изучить распределение вышедших фотонов по времени, и таким путем восстановить оптические (рассеивательные и поглощательные) свойства тканей на разной глубине.

Полностью читайте в первоисточнике.



Comments Off on Лазером в лоб

При больших скоростях истечения потоки (струи?) воды образуют разные хитрые структуры, правда, в этом им помогает конфигурация “форсунок”. В том числе, вода образует многогранники:

waterhedra.jpg

Фото: Buckingham, Bush; MIT



Comments Off on Пятничный многогранник: многогранники из воды

Физический arXiv blog пишет, со ссылкой на работу группы исследователей из Гарварда, что практические квантовые компьютеры, когда (и если) они появятся, окончательно добьют химию.

Речь о том, что квантовый компьютер сможет полностью и точно моделировать химические реакции. Современным классическим компьютерам пока под силу только весьма приблизительное моделирование, работающее для “частных случаев” химических задач.

Появление же квантовых компьютеров достаточной мощности (в несколько сотен кубитов) позволит, как пишут, отказаться от химических опытов вообще (перевод мой):

“[вычислительные способности квантовых компьютеров] …обречены превратить химию в ещё более непопулярную дисциплину, чем она есть сейчас. Кому захочется возиться с пробирками и бунзеновскими горелками, если квантовый компьютер может сам вычислить ответ, пока вы сидите сложа руки?”



Комментарии (6) »

Давно, раньше радаров, для обнаружения самолётов использовались акустические системы. Этакие огромные “уши”. С помощью нескольких людей-операторов и четырёх (или более) “звукоприёмных рупоров” по звуку моторов вычислялось направление на летящий самолёт. Дальше в работу включался наблюдатель, которого в ночное время “поддерживал” мощный прожектор. Понятно, что подцепленный лучом вражеский самолёт тут же передавался на обслуживание зенитным батареям.

В принципе, по базовой логике работы, всё это очень близко к современным РЛС. Разве что радары работают с использованием радиоволн. Это, кстати, важный момент: радар, то бишь radio detecting and ranging, в переводе означает “радиообнаружение и определение дальности”. Поэтому никаких “акустических радаров” быть не должно.

Теперь обнаруживать в воздухе самолёты по звуку обычно не принято, РЛС справляется с задачей обнаружения несравнимо лучше. Однако акустическая локация и многие связанные с ней области отлично развиваются, находя разнообразные практические применения, в первую очередь – под водой (но не только).

Известно, что использование радиоволн для тех или иных задач под водой сопряжено с очень серьёзными трудностями по сравнению с воздушной средой. А вот звук, напротив, в воде распространяется быстрее и, условно говоря, дальше. Акустические подводные системы во многом похожи на радиосистемы по принципам действия. Это потому, что распространение звуковых волн имеет общие черты с распространением электромагнитных. В частности, математически многие акустические явления хорошо описываются теми же уравнениями, которые моделируют электромагнитное поле.

Так что есть акустические локаторы, использующие звуковые импульсы, например, для обнаружения целей и измерения их параметров – эти активные устройства широко известны и используются даже продвинутыми рыболовами.

noaasonar.jpg

Есть пассивные устройства, слушающие подводные акустические шумы. Среди них много интересных. Например, специальные автономные буи, которые сбрасывают в нужном районе океана с самолёта. Плавая в воде, такой буй с помощью электронной системы слушает подводный мир звуков (на предмет прохождения подводных лодок, обычно), а собранную информацию периодически передаёт в некий “центр обработки”. Разбросав множество подобных устройств “по району”, можно реализовать распределённую систему слежения.

Конечно, есть и подводные акустические помехопостановщики, и акустические “ложные цели”. (“Звуковые” помехопостановщики, кстати, весьма широко используются и вне морей-океанов, во вполне “офисной жизни” – для защиты от подслушивающих устройств. Но об этом – в другой раз.)

subakula.jpg

(Рисунок: Edward L. Cooper)

Но самое интересное в том, что есть и аналог популярной (и, конечно, суперактуальной) сейчас исследовательской темы по полной “электромагнитной невидимости” – акустическая невидимость. Оказывается, что, судя по всему, реализовать невидимость для акустических локаторов (активных, пассивных и “бистатических” – это которые используют разнесённое зондирование) может быть даже проще, чем электромагнитную невидимость. Речь, прежде всего, о невидимых подводных объектах. Нужно ли говорить, насколько важна подобная невидимость на практике?

Правда, понятно, что будут большие проблемы с самодвижущимися подводными объектами. А вот плывущий по течению “подводный контейнер” можно очень эффективно “прикрыть” от звуковых обнаружителей.

А ещё интереснее то, что такой “невидимый для акустики” подводный объект, конечно, будет отлично виден в оптическом диапазоне, то есть с использованием электромагнитных способов обнаружения. (Ну, если для оптической маскировки не принято дополнительных мер.)

Если провести параллель с электромагнитной невидимостью дальше, то легко заметить, что акустические системы локации могут вдруг обрести дополнительную немаленькую популярность и в воздушной среде, так сказать, на берегу. Это произойдёт с приходом невидимых в электромагнитном диапазоне объектов. Ведь совершенно невидимый для электромагнитного поля объект вполне можно обнаружить, скажем, с помощью ультразвукового локатора. А совместить акустическую невидимость с электромагнитной – это уже задача совсем другого порядка сложности.

Такое наблюдение.



Комментарии (4) »
Навигация по запискам: « Позже Раньше »