Category: наука

Category was added automatically. Read all entries about "наука".

Лицо

Мои будущие посты

1). Германский феномен и будущее Украины и Беларуси.
2. Как личность украинки расставила все точки над "и" в югославской войне.
3. Будущие мировые войны.
4. Апокалипсис который мы переживем.
...
П.С.Некоторые посты в этом году. Все они связаны с нумерологией и проблематично объяснить обычному читателю.)
promo tamiranov august 20, 2016 20:17 1
Buy for 10 tokens
В этом году я стал большим поклонником Ёлки)) , живущей у Yoll , пост о ней, я решил разместить у себя:) 3 августа 2016 года в Москве проходила встреча людей, занимающихся дрессировкой, обучением, лечением и реабилитацией птиц на волонтёрской основе. Приехали волонтёры из разных городов…
Жизнь

Китай-США 1:0))

Американская заявка на участие в научных работах на борту новой китайской орбитальной станции «Тяньгун» была отклонена Китайским национальным космическим управлением (CNSA). Об этом 17 июня сообщает китайская газета Baijiahao.

Приглашения к научному сотрудничеству на китайской орбитальной станции получили 17 стран, включая Россию, которой предоставлено право, занять отдельный отсек или присоединить к Китайской станции свой модуль. В то время, как на официальную просьбу США было дан отказ из-за несоответствия стандартам с точки зрения научной ценности и технологий.

Источник АШ
Жизнь

Немецкий путь

Решил выложить часть дискуссии о Германии

....
Во-вторых
Они ведь не долбодятлы ставить дуру от зеленых которая выступает против СП-2 . Дураку понятно что зелень не вытянет промышленность Германии. Атом и уголь мимо, остается дешевый газ России.
Америка Америкой , но немцам ближе своя рубашка, они не поляки и не укры с прибалтами, а могли бы зарубить СП-1 , но не сделали. Так что самый лучший вариант для них это Сара.
Жизнь

Сегодняшний случай

Сегодня постучал в... (колокол)) коллега:

Скажи, что думаешь о парне
19.08.1992?
Конкретно светит ему зона, или пронесет
С ним девушка, можно сказать, жена
Ей 20 .


С первого взгляда и не поймешь, потом глаз фокусируется на судьбе, выискиваешь событие, год, время. Но не это главное и не то что у парня в следующем году суд и пойдет он по этапу. Все это подтверждает одную теорию: всё предопределено и ничего не изменить.
Лицо

Размышление о Брекзите

Англия с таким рвением старается выйти из Европейского Союза, как 60 лет назад пыталась в него войти (в 1963-м и в 1967) и только в 1973 ( после отставки де Голя) наконец-то обрела европейский лоск))
А вы не задавались вопросом, в чем причина такой спешки?
Была у меня теория о цикличности в 60 лет, где все события приобретают противоположный знак. Увы, чем дальше углубляешься в ситуацию глубь истории, тем больше больше понимаешь несостоятельность данной теории, хотя она даже имеет право на существование. В итоге я нашел причину.
А что вы думаете по этому поводу? Приветствуются любые размышления)
шаман

Тайны британской истории: как рассеять туман над Альбионом

Британские острова — эдакая «европейская Япония»: отделены от остального мира морем и варятся в своём котле традиций. Но всегда ли так было? О многочисленных загадках истории Англии — в нашем материале.

Острова в бурлящем море истории

Фильм «Последний легион» (2007) показывает события 460 года н. э., накануне падения Западной империи. Часть действия происходит в Британии. Но картинка в фильме мало бьётся с реальностью — римских легионов в то время на острове уже не было. А Девятый легион исчез со страниц истории намного раньше. Что же там происходило?

О Британии в Средиземноморье знали давно. Первым вокруг острова проплыл ещё древнегреческий путешественник Пифей в IV веке до н. э. Он, кстати, первым из древних авторов описал полярные ночь и день, вечные льды и северное сияние. Пифей также доплыл до таинственного северного острова Туле — то ли Норвегии, то ли Исландии. Но античные авторы ему не верили.

Из школьных учебников истории мы знаем, что Юлий Цезарь завоевал кельтские племена Галлии (к западу от Рейна), нанёс поражение германцам и дважды высаживался в Британии. Но завоевание острова римляне начали через сто лет. Вскоре они покорили его почти весь, кроме северной части, и поэтому отгородились от неё, построив на границе вал — сначала Адриана, а затем Антонина.

В начале V века римские легионы отозвали с острова — они нужны были империи на континенте. Для защиты от набегов пиктов и скоттов местные вожди начали приглашать германских воинов. Сначала приплыли юты, им понравилось.

Козлов позвали в огород.

Вскоре на остров обрушились волны англов, ранее обитавших в Ютландии, и саксов. С ними и сражался легендарный король Артур. Но Британию германские племена завоевали. И там была создана гептархия — семь королевств (три — англов, три — саксов и одно, Кент, — ютов). Переселялись и фризы, но своё государство на острове они не построили.

Карта раннесредневекового заселения острова

Примерно в то же время на севере безжалостный король шотландский загеноцидил несчастных малюток-пиктов. Поэтому в магазинах больше нет верескового мёда…


Обитавшие на севере острова пикты вовсе не были безобидными и миролюбивыми хоббитами, какими их представил Роберт Льюис Стивенсон в свой балладе, известной нам как «Вересковый мёд», в переводе С. Я. Маршака. Скорее они походили на злобных и упрямых гномов. Пикты отчаянно воевали со всеми соседями, доходя в набегах до Лондона. В 685 году они разгромили англов. Пиктов никто не вырезал — в IX веке они объединились со скоттами в одно государство. И это королевство — Альба — в дальнейшем стало известно как Шотландия.

Затем на острова накатились волны викингов: на Англию — прежде всего датских, на Ирландию и Шотландию — норвежских. По иронии судьбы, в Англии потомкам переселенцев из Ютландии пришлось воевать с новой волной выходцев оттуда же. Но не очень удачно — на северо-востоке острова даже появилась область Денло (то есть «датского права»).

В 1066 году Вильгельм, известный нам как Завоеватель, разгромил войско англосаксов при Гастингсе — и Англия стала добычей нормандцев.

Менялись хозяева острова, менялся и язык.


Английский язык не стоял на месте. Это хорошо видно на примере двадцать второго псалма: «Господь — Пастырь мой; я ни в чём не буду нуждаться. Он покоит меня на злачных пажитях и водит меня к водам тихим».

Современный английский перевод (1989): «The Lord is my shepherd, I lack nothing. He lets me lie down in green pastures. He leads me to still waters».

Среднеанглийский перевод (1100-1500): «Our Lord gouerneth me, and nothyng shal defailen to me. In the sted of pasture he sett me ther. He norissed me upon water of fyllyng».

Древнеанглийский перевод (800-1066): «Drihten me raet, ne byth me nanes godes wan. And he me geset on swythe good feohland. And fedde me be waetera stathum».

(цитируем по «Третьему шимпанзе» Джареда Даймонда)

Но какой вклад внесли те или иные незваные гости в состав населения острова? Можно ли его посчитать?

Новые возможности науки

Учёным помогло развитие популяционной генетики.

Для генетических исследований чаще всего используются Y-хромосомные гаплогруппы, которые передаются строго от отца к сыну. И позволяют, таким образом, проследить пути расселения народов. А мутации этой гаплогруппы позволяют, например, определить возраст расхождения различных ветвей.

Так, при помощи исследования Y-хромосом удалось доказать, что все люди на земле происходят от африканских сапиенсов. И если вынести за скобки миграции (в том числе принудительные — на кораблях работорговцев) негров в Новое время, то выясняется, что все люди за пределами Африки — прямые потомки одной группы сапиенсов, покинувшей этот континент несколько десятков тысяч лет назад. Видимо, переправившись через «Врата скорби» — Баб-эль-Мандебский пролив.

Доминирующие гаплогруппы по странам и возможные пути их миграций

От матери к дочери передаётся митохондриальная ДНК. Генетики определили возраст Евы — но не библейской, как это поняли многие, прочитав статьи в журналах. Ева — это условное название прямого предка всех современных женщин по материнской линии. Она жила примерно 160-200 тысяч лет назад.

Генетическое расследование

Развитие популяционной генетики позволило ответить на вопросы о вкладе тех или иных волн переселенцев в население Британии. И вскрыло сложнейшую картину миграций.

Практически одновременно вышли две книги, созданные известными специалистами в этой области. Стивен Оппенгеймер написал «Происхождение британцев» (The Origins of the British, 2006), а Брайан Сайкс —«Кровь островов» (Blood of the Isles, 2005).


Брайан Сайкс и Стивен Оппенгеймер — известные и авторитетные учёные в сфере популяционной генетики и археогенетики. Кое-что из этих работ доступно и русскому читателю. В России выходил базовый труд С. Оппенгеймера «Изгнание из Эдема», а также книга Б. Сайкса «Расшифрованный код Ледового человека: От кого мы произошли, или Семь дочерей».

В США книга Сайкса вышла под названием «Саксы, викинги и кельты: генетические корни Британии и Ирландии» (Saxons, Vikings and Celts: The Genetic Roots of Britain and Ireland). В своей работе он опирался на выборку из шести тысяч генетических образцов.

Вот несколько из его выводов. Некоторые из них очевидны, но большинство буквально рвёт шаблоны традиционных представлений.

Генетический вклад англосаксов в состав населения Англии в целом составил не более 20 процентов от общего населения. Версия о полном уничтожении захватчиками коренного населения была опровергнута. Они смешались с германскими племенами и постепенно перешли на их язык.

Викинги также оставили генетический след — преимущественно на территории Денло. На Оркнейских и Шетландских островах он достигает 40 процентов. Но даже там айлендеры — это не чистые викинги, а их смесь с автохтонным населением.

Генетический вклад нормандцев и древних римлян в современное население островов очень низкий и фиксируется в следовых количествах.

Видимо, поэтому островитяне так и не перешли ни на латынь, ни на французский.

Не только кельтские переселенцы из континентальной Европы были доанглийским населением острова. То есть воинственные кельты в первом тысячелетии до нашей эры на острова переселялись, но аборигенов не уничтожили, а ассимилировали.

В целом генетический состав островов сохранился со времён мезолита и неолита. При этом женские линии — это смесь мезолитического населения и неолитического, прибывшего из Иберии, а мужские линии восходят к неолиту. С мезолитическими мужчинами на островах случилось что-то грустное.


Генетическая карта Британских островов

Оппенгеймер в своей работе исходил из других ранее проведённых генетических исследований населения островов. Он пришёл к выводу, что большинство «мужских» генных типов (R1b) на Британских островах ведут своё происхождение из Иберии. В различных графствах эти цифры колеблются от 59 процентов (в Норфолке) до 96 (в северном Уэльсе). Лишь около 30 процентов генных типов в Англии происходят из северо-западной Европы. Как и Сайкс, Оппенгеймер отверг популярную версию полного уничтожения англосаксами автохтонного населения.


Иногда в истории сильно проявляется «эффект основателя». На северо-западе Ирландии 21,5 процент мужского населения (а в целом по Ирландии — 8,3 процента) имеют схожие гаплотипы, которые указывают на происхождение от одного мужчины, жившего около пятнадцати веков назад.

Этот гаплотип часто встречается среди людей, носящих фамилии, произошедшие от «Ниалл» (например, МакНил). Так появилась гипотеза, что их предок — ирландский король Ниалл Девять Заложников, живший в пятом веке. Таким образом, он претендует на звание самого плодовитого мужчины в истории Ирландии.

Развитие методов

Технологии изучения генома не стоят на месте. В дальнейшем, кроме исследования Y-хромосомных маркеров, которые передаются сыновьям от их отцов, и МтДНК, которая передаётся дочерям от матери, стали исследовать и прочие — аутосомные — гены. Это позволило вскрыть новый пласт генетической информации. Именно так удалось доказать, что сапиенсы вскоре после выхода из Африки породнились с неандертальцами.

Учёные исследовали и древнюю ДНК, следы которой обнаружились в захоронениях. Новые методики позволили скорректировать картину заселения островов. В 2016 году в журнале Nature Communication была опубликована новая статья по этой тематике. Авторы продолжили дело Сайкса и Оппенгеймера — и уточнили вклад англосаксонской миграции в современный генофонд Великобритании. По их оценкам, он составил 38 процентов на востоке Англии и 30 процентов в Уэльсе и Шотландии. Наиболее древний генофонд сохранился в Уэльсе.

То есть принципиально выводы не изменились, но цифры были скорректированы.

Но, наверное, и они не окончательные. Только развитие новых научных методов позволит закрасить различные белые пятна в истории человечества.

Михаил Поликарпов 

Источник
шаман

Российские физики уплотнили энергию ядерной батарейки в десять раз

Ученые из МФТИ, ФГБНУ ТИСНУМ и МИСиС оптимизировали толщину слоев «ядерной батарейки», использующей для генерации электрической энергии бета-распад изотопа никеля-63. В одном грамме созданной ими батарейки запасено около 3300 милливатт-часов, что является лучшим результатом среди «ядерных батареек» на основе никеля-63 и в десять раз превосходит плотность энергии, запасенной в обычных химических элементах. Статья опубликована в журнале Diamond and Related Materials



Как работает батарейка

Обычные батарейки, которые используют для питания часов, карманных фонариков, игрушек и других сравнительно небольших автономных электрических приборов, получают электрическую энергию с помощью химических реакций. В ходе этих реакций, которые называют окислительно-восстановительными, электроны «перетекают» через электролит с одного электрода на другой, и на электродах возникает разность потенциалов. Если соединить концы батарейки проводом, электроны придут в движение так, чтобы разность потенциалов исчезла — по проводу потечет ток. Химические батарейки, которые также называют гальваническими элементами, обладают высокой удельной мощностью, то есть отношением мощности создаваемого тока к объему батарейки, но сравнительно быстро разряжаются — и это заметно ограничивает их автономную работу. Конечно, при определенной конструкции химических элементов их можно перезаряжать (тогда их называют аккумуляторами). Однако даже в этом случае батарейку нужно вынимать из прибора, что может быть опасно или невозможно: например, если она обеспечивает питание кардиостимулятора или космического аппарата.



Немного истории

К счастью, электрическую энергию можно получать не только в химических реакциях. Более ста лет назад, в 1913 году, Генри Мозли представил первый радиоизотопный источник электрической энергии, представлявший собой посеребренную изнутри стеклянную сферу, в центре которой, на изолированном электроде, располагался радиевый источник. Электроны бета-распада радия создавали разность потенциалов между серебряным слоем стеклянной сферы и центральным электродом. Такой источник обладает чрезвычайно высоким напряжением холостого хода — в десятки киловольт — и малым током, поэтому на практике его использование почти невозможно.


В 1953 году Пол Раппапорт предложил использовать полупроводниковую структуру для преобразования энергии бета-распада радиоактивных элементов. Бета-частицы (электроны или позитроны) ионизируют атомы полупроводника и создают неравновесные носители зарядов, которые при наличии статического поля барьерной p-n-структуры упорядоченно движутся, создавая электрический ток. Основанные на этом принципе элементы назвали бета-вольтическими. Главным преимуществом таких элементов перед гальваническими выступает их долговечность: период полураспада некоторых радиоактивных изотопов составляет десятки или сотни лет, следовательно, мощность элемента будет оставаться почти постоянной в течение всего периода. К сожалению, удельная мощность бета-вольтических генераторов сильно уступает химическим батареям. Тем не менее радиоактивные генераторы все-таки использовали в 1970-х годах для питания кардиостимуляторов, однако впоследствии их вытеснили литий-ионные аккумуляторы, дешевизна изготовления которых перевесила долговечность бета-вольтических элементов.


Заметим, что бета-вольтические батарейки не следует путать с радиоизотопными термоэлектрическими генераторами (сокращенно — РИТЭГ), которые тоже иногда называют ядерными батареями. В этих устройствах энергия радиоактивных распадов используется для нагрева и создания потока тепла, который потом конвертируется в электрический ток с помощью термоэлектрических элементов. Эффективность РИТЭГов составляет всего несколько процентов и зависит от температуры. Тем не менее из-за своей долговечности и относительно простого устройства радиоизотопные генераторы широко используются для питания космических аппаратов — например, зонда New Horizons или марсохода Curiosity. Ранее РИТЭГи также устанавливали на радиомаяках и метеостанциях, расположенных в труднодоступных областях, однако сейчас эту практику приостановили из-за трудностей утилизации и риска утечки радиоактивных веществ.



Мощность повысили на порядок

Группа ученых под руководством Владимира Бланка, директора ФГБНУ ТИСНУМ и заведующего кафедрой «Физика и химия наноструктур» МФТИ, придумала способ почти на порядок повысить удельную мощность «ядерной батарейки». В разработанном и изготовленном ими элементе бета-частицы испускались радиоактивным изотопом никеля-63 и попадали в алмазные преобразователи на основе барьера Шоттки (потенциальный барьер, образующийся в приконтактном слое полупроводника, граничащего с металлом, равный разности работ выхода). Полная электрическая мощность батарейки составила около одного мкВт, а удельная мощность достигла десяти микроватт на кубический сантиметр — этого достаточно, чтобы питать современный кардиостимулятор. Период полураспада никеля-63 — около ста лет. Таким образом, в одном грамме батарейки запасено около 3300 милливатт-часов, что в десять раз больше, чем в химических батарейках.



Образец «ядерной батарейки» состоял из двухсот алмазных преобразователей, чередуемых слоями фольги никеля-63 и стабильного никеля (рисунок 1). Мощность, генерируемая преобразователем, зависит от толщины никелевой фольги и самого преобразователя, который поглощает бета-частицы. Все известные на данный момент прототипы ядерных батарей плохо оптимизированы, так как имеют лишний объем. Если толщина бета-источника слишком велика, электроны, рождающиеся внутри него, не смогут покинуть его. Этот эффект называется самопоглощением. С другой стороны, сильно уменьшать толщину источника тоже невыгодно, поскольку вместе с ней уменьшается число бета-распадов в единицу времени. Аналогичные рассуждения применимы и к толщине преобразователя.



Ядерная батарейка, образец



Сначала расчеты

Перед учеными стояла цель: создать батарею на никеле-63 с максимальной удельной мощностью, то есть без лишнего объема. Для этого они численно смоделировали движение электронов в бета-источнике и прилегающих преобразователях и нашли их оптимальные толщины: оказалось, что эффективнее всего бета-источник на основе никеля-63 «работает» при толщине около двух микрометров, а алмазный преобразователь на основе барьера Шоттки — при толщине около 10 микрометров.



(а) зависимость потока энергии из никелевой фольги от ее толщины; (b) эффективность поглощения алмазным преобразователем в зависимости от его толщины. Видно, что в случае (a) насыщение происходит при толщине около двух микрометров, а в случае (b) — при толщине около десяти микрометров 



Технология изготовления

Наиболее затруднительной задачей было изготовление большого количества алмазных преобразователей со сложной внутренней структурой толщиной всего в несколько десятков микрон (как полиэтиленовый пакет из супермаркета). Традиционные механические и ионные методы уменьшения толщины алмаза не подходили для ее решения. Сотрудники ФГБНУ ТИСНУМ и МФТИ разработали уникальную технологию синтеза и отщепления тонких алмазных пластин от многоразовых алмазных подложек для массового создания сверхтонких преобразователей.


В качестве исходного материала были использованы 20 толстых подложек из легированного бором алмаза, выращенного методом температурного градиента. При помощи ионной имплантации в подложках создавался дефектный слой толщиной около 100 нанометров на глубине около 700 нанометров. Поверх этого слоя методом осаждения из газовой фазы синтезировался гомоэпитаксиальный (наследующий кристаллическую структуру подложки) слой слабо легированного бором алмаза толщиной 15 мкм. Затем методом высокотемпературного отжига дефектный слой подвергали графитизации, после чего удаляли методом электрохимического травления. После удаления дефектного слоя заготовку преобразователя снимали с подложки и покрывали контактами: омическим и Шоттки.

В ходе всего описанного процесса подложка теряла менее 1 мкм толщины, после чего операции повторялись. Таким образом на 20 подложках были выращены 200 преобразователей. Разработанная технология чрезвычайно важна с экономической точки зрения: высококачественные алмазные подложки стоят очень дорого, поэтому не подходят для массового производства преобразователей методом уменьшения толщины.

Все преобразователи были объединены параллельно, согласно схеме, показанной на рисунке 1. Технология изготовления фольги никеля-63 толщиной в 2 микрона была разработана в НПО «Луч». Батарею залили эпоксидным клеем для герметичности.


Батарея обладает характерной вольт-амперной характеристикой (рисунок 3). Напряжение короткого замыкания составило около 1 вольта, а ток короткого замыкания — около 1 мкА. Наибольшая электрическая мощность W 0,93 микроватт достигалась при напряжении V 0,93 вольт. Такая мощность отвечает плотности энергии около 3300 милливатт-часов на грамм, что в десять раз превышает плотность энергии созданной ранее в ФГБНУ ТИСНУМ «ядерной батарейки» на основе никеля-63 и во столько же раз превосходит обычные химические батарейки.



(a) зависимость силы тока и выходной мощности, выдаваемой батареей, от напряжения; (b) зависимость выходной мощности от сопротивления подключенной к батарее нагрузки


В 2016 году ученые уже сообщали о разработке прототипа ядерной батарейки на основе никеля-63. В июне 2017-го работающий образец ядерной батарейки мощностью в 1 микроватт с полезным объемом 1,5 кубического сантиметра был показан ФГБНУ ТИСНУМ и НПО «Луч» на форуме «Атомэкспо-2017».


Основным фактором, ограничивающим изготовление ядерных батареек в России, является отсутствие промышленного производства и обогащения изотопа никеля-63. К середине 2020-х годов планируется поставить такое производство на поток.

Альтернативный способ создания ядерной батарейки на основе алмаза — изготовление алмазных преобразователей из радиоактивного углерода-14, обладающего чрезвычайно большим периодом полураспада: 5700 лет. О разработке таких генераторов сообщали физики из Университета Бристоля.



Будущее ядерных батареек

Полученный результат открывает новые перспективы для медицинских применений. Современные кардиостимуляторы имеют размер более 10 кубических сантиметров и потребляют мощность около 10 микроватт. Разработанная батарея может быть использована в качестве источника питания такого кардиостимулятора практически без серьезных изменений его конструкции и объема. «Вечный» кардиостимулятор значительно повысит качество жизни пациентов, так как исчезнет потребность в его обслуживании и замене батарей.


Также в разработке компактных ядерных батарей заинтересована космическая промышленность. В частности, в настоящее время существует потребность в автономных беспроводных внешних датчиках и микросхемах памяти со встроенной системой питания для космических аппаратов. Алмаз — один из наиболее радиационно стойких полупроводников и за счет большой ширины запрещенной зоны может функционировать в широком диапазоне температур, что делает его идеальным материалом для создания ядерных батарей космических аппаратов.


Ученые планируют продолжить свои исследования в области ядерных батарей и предлагают основные направления развития данной тематики. Во-первых, это повышение обогащения никеля-63 в батарее, что приведет к линейному росту мощности. Во-вторых, разработка алмазной p-i-n-структуры с контролируемым профилем легирования, которая позволит увеличить напряжение, а значит, и полезную мощность батареи — в три и более раза. В-третьих, увеличение площади поверхности преобразователя, что позволит разместить больше атомов никеля-63 на одном преобразователе.


Владимир Бланк, директор ФГБНУ ТИСНУМ и заведующий кафедрой «Физика и химия наноструктур» МФТИ, говорит: «Мы уже достигли выдающегося результата, который может быть применен в медицине и космической технике, но не собираемся останавливаться на этом. За последние годы наш институт достиг значительных успехов в создании высококачественных легированных алмазов, в частности алмазов с проводимостью n-типа. Это позволит нам перейти от барьера Шоттки к p-i-n-структуре и повысить удельную мощность батареи в три раза. А чем больше удельная мощность, тем большее количество применений может найти наша разработка. Мы имеем хороший задел в области синтеза алмазов высокого качества и планируем использовать сочетание уникальных свойств этого материала для расширения компонентной базы радиационно-стойкой электроники и создания инновационных электронных и оптических устройств на его основе».


P.S. не ленитесь переходить по ссылкам в тексте, за ними много интересного материала



Источник Naked Science

(с)