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) »

LHC – это такой гигантский (действительно гигантский) ускоритель элементарных частиц, который скоро запустят в работу. Интересно разыскивать страшилки, связанные с этим физическим прибором.

К сожалению, одну очередную страшилку про “машинки времени”, развеял Игорь Иванов. Суть страшилки в том, что, чисто теоретически, в результате работы LHC (из-за “фокусов с гравитацией”), могли бы образовываться миниатюрные “машины времени” – и вот по ним к нам, в прошлое, поползли бы страшные плотоядные зомби из будущего.

Впрочем, цитирую заметку Игоря по поводу таких “машинок”:

[…]все такие гравитационно-экзотические конфигурации все равно будут жить очень короткое время и тут же распадаться на более стабильные частицы. Наблюдатель ничего особого не увидит – просто какой-то набор частиц, ровно так же, как это происходит при других жестких столкновениях.

То есть, путешествия из будущего отменяются.

Раньше в копилке страшилок LHC были угрожающие чёрные дыры, но их пришлось исключить. Собственно, по той же самой причине, что и “машинки времени”: даже если дыры образуются, то они тут же испарятся. (Тут в скобках нужно отметить: уверенность в испарении дыр вызвана тем, что они испаряются в рамках той же физической теории, в рамках которой могли возникнуть внутри LHC – так что сомнения были бы “внутренне противоречивы”.)

В общем, к сожалению, пока в копилке страшилок LHC – только одна страшилка, хоть как-то близкая к физической реальности (насколько я могу судить): монстры из других измерений нашего Мира. Потому что эти самые дополнительные измерения (если они есть) как раз и могут проявиться в экспериментах на LHC. Вот только насчёт пробивания между измерениями проходов, достаточно широких для крупных монстров – всё еще есть серьёзные сомнения. Но физики молчат.



Комментарии (3) »

Републикую свой старый текст на тему “звукового барьера”:

Оказывается, одним из широко распространённых околоавиационных заблуждений является так называемый “звуковой барьер”, который “преодолевают” самолёты.

Даже больше: со сверхзвуковым полётом связан целый букет заблуждений. Как же обстоит дело в реальности? (Рассказ с фотографиями.)

Заблуждение первое: “хлопок”, якобы сопровождающий “преодоление звукового барьера” (ранее, ответ на этот вопрос опубликован на сайте “Элементы”).

С “хлопком” происходит недоразумение, вызванное неверным пониманием термина “звуковой барьер”. Этот “хлопок” правильно называть “звуковым ударом”. Самолет, движущийся со сверхзвуковой скоростью, создает в окружающем воздухе ударные волны, скачки воздушного давления. Упрощенно эти волны можно представить себе в виде сопровождающего полет самолета конуса, с вершиной, как бы привязанной к носовой части фюзеляжа, а образующими, направленными против движения самолета и распространяющимися довольно далеко, например до поверхности земли.

Когда граница этого воображаемого конуса, обозначающая фронт основной звуковой волны, достигает уха человека, то резкий скачок давления воспринимается на слух как хлопок. Звуковой удар, как привязанный, сопровождает весь полет самолета, при условии что самолет движется достаточно быстро, пусть и с постоянной скоростью. Хлопком же кажется проход основной волны звукового удара над фиксированной точкой поверхности земли, где, например, находится слушатель.

supsonicflyby.jpg

Другими словами, если бы сверхзвуковой самолет с постоянной, но сверхзвуковой, скоростью принялся летать над слушателем туда-сюда, то хлопок слышался бы каждый раз, спустя некоторое время после пролета самолета над слушателем на достаточно близком расстоянии.

А “звуковым барьером” в аэродинамике называют резкий скачок воздушного сопротивления, возникающий при достижении самолетом некоторой пограничной скорости, близкой к скорости звука. При достижении этой скорости характер обтекания самолета воздушным потоком меняется кардинальным образом, что в свое время сильно затрудняло достижение сверхзвуковых скоростей. Обычный, дозвуковой, самолет не способен устойчиво лететь быстрее звука, как бы его ни разгоняли, – он просто потеряет управление и развалится.

Для преодоления звукового барьера ученым пришлось разработать крыло со специальным аэродинамическим профилем и придумать другие ухищрения. Интересно, что пилот современного сверхзвукового самолета хорошо чувствует “преодоление” своим летательным аппаратом звукового барьера: при переходе на сверхзвуковое обтекание ощущается “аэродинамический удар” и характерные “скачки” в управляемости. Вот только с “хлопками” на земле эти процессы напрямую не связаны.

Заблуждение второе: “срыв тумана”.

Если о “хлопке” почти все знают, то с “туманом” ситуация несколько более “специальная”. Есть множество снимков, где летящий самолёт (обычно это истребитель) как бы “выскакивает” из туманного конуса. Смотрится очень эффектно:

sonicf141.jpg

Туман и относят к “звуковому барьеру”. Мол, это на фотографии как раз запечатлён момент “преодоления”, а туман и есть “тот самый барьер”.

sonicf18shornet.jpg

На самом же деле, возникновение тумана связано лишь с резким перепадом давления, сопровождающим полёт самолёта. В результате аэродинамических эффектов за элементами конструкции самолёта образуются не только области повышенного давления, но и области разрежения воздуха (возникают колебания давления). Именно в этих областях разрежения (протекающего, фактически, без теплообмена с окружающей средой, так как процесс “очень быстрый”) и конденсируется водяной пар. Причиной этому служит резкое падение “локальной температуры”, приводящее к резкому смещению так называемой “точки росы”.

Так что, если влажность воздуха и температура подходят, то такой туман – вызванный интенсивной конденсацией атмосферной влаги – сопровождает весь полёт самолёта. И не обязательно на сверхзвуковой скорости. Например, на фотографии ниже, бомбардировщик B-2, а это дозвуковой самолёт, сопровождается характерной дымкой:

f15b2.jpg

Конечно, так как фотография фиксирует один миг полёта, то, в случае со сверхзвуковыми самолётами, создаётся ощущение “выскакивающего” из тумана истребителя. Особенно выраженного эффекта можно достичь при полёте на небольших высотах над морем, так как в этом случае атмосфера обычно очень влажная.

sonicf18shornet2.jpg

Именно поэтому большинство “художественных” снимков сверхзвукового полёта сделано с борта того или иного корабля, а запечатлены на снимках самолёты палубной авиации.

sonicf14d.jpg

(Использованы фотографии U.S. Navy News Service и U.S. Air Force Press Service)

(Отдельное спасибо Игорю Иванову за ценное замечание по физике образования тумана.)



Комментарии (17) »

На днях в CERN закончили установку детектора CMS (Compact Muon Solenoid) в строящийся ускоритель LHC. На стометровую глубину под землю опустили собранные на поверхности элементы детектора. CMS – весьма большой физический прибор: например, его последний элемент, установленный 22 января, весит около 1430 тонн. Пара фото:

mscern.jpg

mscern2.jpg

(Credit: CERN)

По планам, ускоритель должны запустить уже этим летом (хотя, вполне возможно, запуск отложат). С помощью LHC, помимо прочего, физики надеются выяснить, откуда у элементарных частиц берётся масса. Кроме того, именно с LHC связываются всякие ужасные перспективы, рассмотренные в сценариях компьютерных игр, самая интересная из которых – это пробивание дыры в другое измерение. Из дыры, понятно, начинают выползать злобные монстры. (Изучение дополнительных измерений нашего Мира – вполне научная цель, реально стоящая перед LHC.)



Комментарии (2) »

Между тем, Gravity Probe B все летает и летает на орбите, бесполезный: так как срок его научной эксплуатации закончился, вышел вместе с гелием, использовавшимся для охлаждения и маневрирования. Правда, в конце мая Gravity Probe B обещают отправить в спячку (или в гибернацию), отключив всякие штуки, имеющиеся на борту.

От имени руководства миссии новорят, что за время эксперимента сгрузили с борта на землю почти терабайт данных. Теперь его анализируют, с целью проверить гравимагнитный эффект и тем самым испытав общую теорию относительности. Анализировать решили в три этапа: на первых двух (с сентября 2005-го по февраль 2006-го и с февраля 2006-го по август 2006-го) выявляют закономерности и ошибки в прецессиях каждого отдельного гироскопа из четырех, работавших на борту. На третьем этапе все анализы двух предыдущих этапов смело смешают, ну, или сведут вместе, это должно случиться к декабрю 2006-го года.

Но и тут еще не конец: потом слитые данные сверят с движением опорной звезды (январь 2007) и подвергнут разносторонней критике в специальном комитете и у мировых профильных экспертов; опубликуют статьи. И тут, наконец-то, сообщат порядком заскучавшей общественности результаты и вердикт относительно общей теории относительности. Впрочем, особо неожиданных заявлений ждать не стоит, видимо.



Comments Off on Проба гравитации