Новости технологий и прогресса

RSS

Старт европейской программы по изучению графена
Графен представляет собой одну из кристаллических форм углерода наряду с алмазом, графитом, углеродными нанотрубками и фуллеренами. В этом материале атомы углерода расположены в правильной гексагональной структуре. Графен может быть описан как отделённый слой толщиной в 1 атом от кристалла графита. Высококачественный графен обладает очень высокой прочностью (до 300 раз прочнее стали), малым весом; почти прозрачный и проводит электричество лучше, чем медь. Его взаимодействие с другими материалами, а также фотонами, и, по сути своей, обладание двумерной природой, создают уникальные свойства.
 
Его теоретическое исследование началось задолго до получения реальных образцов материала, поскольку из графена можно собрать трёхмерный кристалл графита, поэтому исследователи, изучающие углеродные нанотрубки, были уже хорошо знакомы с составом, структурой и свойствами графена. Сочетание известности и предсказуемости, необыкновенных свойств и удивительной легкости графена, произвели бурный рост в этом направлении исследований. Андрей Гейм и Константин Новоселов из Манчестерского университета, получили Нобелевскую Премию по Физике в 2010 году «За новаторские эксперименты с двумерным материалом графеном».
 
К 2013 году по всему миру было выдано более 7 000 патентов для использования графена. В этом же году, Европейский Союз объявил программу стоимостью 1 млрд евро с привлечением исследователей из 200 научно-исследовательских институтов, предназначенную для ускорения познания свойств графена и методов производства. Работа программы рассчитана до 2020 года. Основан консорциум "Graphene Flagship" в который входят Технический университет Чалмерса (Швеция), крупнейшие следующие семь европейских университетов и исследовательских центров, а также финская Nokia, которая уже несколько лет занималась исследованиями технологий графена.
 
Часто описываемый как «чудо-материал 21 века», подобно пластмассе в 20 веке, существует ряд революционных применений графена. Развитие легких, ультра-тонких, гибких и прочных дисплеев; замена кремния, что позволит продолжить тенденции Закона Мура и открывает путь к наноэлектронике; высокоэффективные солнечные элементы; дешевые и быстрые методы опреснения воды; различные новые медицинские, химические и другие промышленные процессы станут возможны в последующие десятилетия.
 
Графен, обнаруженный в 2004 году. Изображение: AlexanderAlUS (CC-BY-SA 3.0)
Насколько распространены пригодные для жизни планеты?

После выхода маховиков из строя, точная ориентация космического телескопа Кеплер стала невозможна в конце его четырехлетней миссии. Тем не менее аппарат собрал достаточно данных, чтобы завершить цель своей миссии: определить, сколько из 200 миллиардов звезд в нашей галактике имеют потенциально обитаемые планеты. На основе статистического анализа всех наблюдений Кеплера, астрономы из университета Беркли и Гавайского университета в Маноа, установили, что около 22% звезд, похожих на Солнце, содержат планеты, соразмерными с Землёй с температурой поверхности благоприятной для жизни. Что составляет несколько десятков миллиардов потенциально обитаемых миров.

Новости о зонде «Новые Горизонты»
Автоматическая межпланетная станция «Новые Горизонты» (New Horizons), запущенная НАСА в январе 2006 года в рамках программы «Новые рубежи» (New Frontiers) для изучения Плутона и его естественного спутника Харона и прислать из далекого мира первые в истории фотографии, сделанные с близкого расстояния. В конце октября 2013 года зонд преодолел ещё один рубеж в своём долгом путешествии.
 
Траектория движения зонда "Новые Горизонты"
Траектория движения зонда «Новые Горизонты»
 
Зонд сейчас находится в пределах 5 а.е. от Плутона. Астрономическая единица (а.е.) – это среднее расстояние от Земли до Солнца – около 149 миллионов километров. Пока «Новые Горизонты» прошёл более 4,4 млрд км, это уже 85% пути и совсем близко к системе Плутона. Встреча состоится в январе 2015 года.
 
После прохождения Плутона зонд продолжит свой путь в пояс Койпера, региону, похожему на пояс астероидов, но гораздо больше – в 20 раз шире и, возможно, в 200 раз массивнее. В отличие от объектов пояса астероидов, которые в основном состоят из горных пород и металлов, объекты пояса Койпера (оПК) состоят главным образом из летучих веществ (называемых льдами), таких как метан, аммиак и вода. Организаторы миссии теперь озабочены поиском одного или нескольких дополнительных объектов в поясе Койпера около 50–100 км в диаметре, для его исследования зондом.
 
К 2038 годц зонд будет в 100 а.е. от Солнца. Если он всё ещё сможет работать, то будет исследовать внешнюю гелиосферу на краю межзвездного пространства. После этого он направится в направлении созвездия Стрельца.
 
зонд Новые горизонты
Астрономы обнаружили новую самую далекую галактику
В Nature опубликованы результаты исследования ряда учёных, которые обнаружили самую далекую, а значит и самую старую галактику, из когда-либо найденных. Обнаруженная галактика появилась всего спустя 700 млн. лет после Большого взрыва, когда возраст Вселенной составлял только 5 процентов от своего текущего возраста – 13,8 млрд. лет.
 
Изображение: V. Tilvi, S.L. Finkelstein, C. Papovich, NASA, ESA, A. Aloisi, The Hubble Heritage, HST, STScI, and AURA.
 
В сотрудничестве с астрономами из Техасского университета в Остине, Техасским университетом A&M и Национальной обсерватории Китт-Пик, учёные выявили кандидата на очень далекую галактику с помощью глубокого оптических и инфракрасных изображений, полученных космическим телескопом Хаббл. Последующие наблюдения за этой галактикой телескопом обсерватории Кека на Гавайях подтвердили её расстояние.
 
В поисках далеких галактик команда отобрала несколько кандидатов на основе их цвета, из приблизительно 100 000 галактик, выявленных по изображениям, сделанным Хабблом, снятых в рамках проекта CANDELS – самого крупного исследования, когда-либо сделанного космическим телескопом, на которое было выделено 900 часов. Однако, использование цвета в качестве метода сортировки галактик является сложным, так как некоторые близлежащие объекты могут под них маскироваться.
 
Поэтому для подтверждения измерения расстояния до этих галактик, астрономы дополнительно используют спектроскопию – способ определения насколько длина волны света галактики смещается в красную часть спектра, из-за расширения вселенной. Поскольку скорости расширения (красное смещение) и расстояния галактик пропорциональны, красное смещение позволяет астрономам измерить расстояние до галактик.
 
То, что делает эту галактику уникальной по сравнению с другими, так это, спектроскопическое подтверждение её расстояния.
 
Так как свет распространяется со скоростью около 300 000 километров в секунду, когда мы смотрим на удаленные объекты, мы видим не их, а то, как они выглядели в прошлом. Чем более далеко мы будем смотреть, тем большее прошлое мы увидим. Наблюдая за галактиками в далёком прошлом, мы можем изучить их ранние формирования. Сравнивая свойства галактик на разных расстояниях, мы можем исследовать эволюцию галактик на протяжении возраста вселенной.
 
Открытие стало возможным благодаря новому инструменту MOSFIRE, установленному в обсерватории Кека. Помимо того, что он является высокочувствительным спектрометром, он предназначен для обнаружения инфракрасного света (области спектра, где длина волны излучаемого света от далеких галактик смещается), а также способен нацеливаться на несколько объектов одновременно. Этот недостающий элемент позволил в течение всего двух ночей выявить 43 галактики-кандидата, получив более высокое качество наблюдений, чем в предыдущих исследованиях.
 
MOSFIRE
 
Ученые смогли точно определить расстояния между галактиками путем измерения у объекта спектральной серии в спектре атома водорода (т.н. «Лайман-альфа лес"). Она обнаруживается в большинстве галактик, которые возникли позднее чем один миллиард лет после Большого взрыва, но так как учёные исследовали более раннее время, линии излучения водорода по какой-то причине становится всё сложнее увидеть.
 
Из сорока трёх наблюдаемых MOSFIRE галактик исследовательская группа обнаружила эту особенность только у одной галактики, z8-GND-5296, с значением красного смещения 7,5. Исследователи считают, что они нацелились на эпоху, когда Вселенная совершила свой переход из непрозрачного состояния, в котором водород был в основном нейтральным, до полупрозрачного состояния, когда водород был в основном ионизированным (газ, в котором электроны находятся отдельно от протонов) – эпохи реионизации.
 
Трудность обнаружения линий излучения водорода не означает, что галактики отсутствуют. Может быть, что они скрыты от обнаружения за стеной нейтрального водорода.
 
Реионизация в эпоху ранней вселенной
 

Страницы