Квантовые двигатели с запутанным топливом

Чтобы заставить автомобиль двигаться, двигатель автомобиля сжигает бензин и преобразует энергию тепла сгорающего бензина в механическую работу. Однако при этом энергия тратится; типичный автомобиль только преобразует около 25 процентов энергии бензина в полезную энергию, чтобы заставить его работать. Двигатели, которые работают со 100-процентной эффективностью, по-прежнему являются скорее научной фантастикой, чем научными фактами, но новое исследование Университета Рочестера может приблизить ученых на один шаг к демонстрации идеальной передачи энергии в системе. Эндрю Джордан, профессор физики из Рочестера, недавно получил трехлетний грант в размере 1 миллиона долларов от Фонда Темплтона на исследование механизмов квантовых измерений — двигателей, которые используют принципы квантовой механики для работы со 100-процентной эффективностью. Исследование, которое будет проводиться с соучредителями во Франции и в Вашингтонском университете Сент-Луиса, может ответить на важные вопросы о законах термодинамики в квантовых системах и внести вклад в такие технологии, как более эффективные двигатели и квантовые компьютеры. «Грант решает несколько серьезных вопросов о нашем мире природы», — говорит Джордан. Физика на микроскопическом уровне Исследователи ранее описывали концепцию квантовых измерительных машин, но теория никогда не была продемонстрирована экспериментально. В микроскопическом квантовом мире частицы проявляют уникальные свойства, которые не согласуются с известными нам классическими законами физики. Джордан и его коллеги будут использовать сверхпроводящие схемы для разработки экспериментов, которые можно проводить в реалистичной квантовой системе. С помощью этих экспериментов исследователи изучат, как законы энергии, работы, мощности, эффективности, тепла и энтропии действуют на квантовом уровне. Эти концепции в настоящее время плохо изучены в квантовой механике. Микроскопические силовые задачи Механизмы квантовых измерений могут работать в микроскопических средах для задач с […]

Регулирование крупнейших технологических компаний

Ожидается, что генеральные директора трех из пяти «крупнейших технологических» компаний — Facebook, Twitter и Alphabet — материнской компании Google — выступят 28 октября на слушаниях в Сенате о своем контроле над разжиганием ненависти и дезинформацией. Крупные технологические компании, в которые также входят Amazon и Apple, в течение многих лет в основном делали то, что хотели, вызывая гнев и недоверие потребителей, а также многочисленные жалобы со стороны групп по вопросам конфиденциальности и защиты прав потребителей. Это включает в себя издевательство над правительствами. По сути, они доминируют на своих рынках, а Google и Facebook также считаются способными манипулировать новостями. Facebook недавно пригрозил заблокировать обмен новостями в Австралии из-за закона, требующего от него (и Google) делиться доходами с местными изданиями. Google пригрозил «убить» Google News в Европе, если ЕС введет налог на отображение новостей от местных издателей, но в конце концов отказался. Сообщается, что в прошлом месяце Facebook пригрозил уйти из Европы из-за запрета ЕС на обмен данными с США, однако позже компания отрицала, что сделает это. Случайные последствия Хотя все эти крупные технологические компании время от времени подвергались многомиллионным штрафам, Федеральная торговая комиссия США в прошлом году наложила на Facebook рекордный штраф в размере 5 миллиардов долларов США за нарушение приказа о согласии, подписанного компанией с Комиссией в 2012 о конфиденциальности потребителей. Многие утверждают, что это капля в море для компаний, которые ежегодно зарабатывают миллиарды долларов. За три месяца, закончившихся 30 июня этого года, продажи Amazon составили более 89 миллиардов долларов; Доходы Google превысили 38 миллиардов долларов; Facebook более 18 миллиардов долларов; […]

Самые чувствительные оптические приемники для космической связи на основе лазерного луча

Для связи в космосе требуются самые чувствительные приемники для максимального охвата, а также операции с высокой скоростью передачи данных. Новую концепцию связи на основе лазерного луча с использованием почти бесшумного оптического предусилителя в приемнике недавно продемонстрировали исследователи из Технологического университета Чалмерса, Швеция. В новой статье, опубликованной в научном журнале Nature: Light Science & Applications, группа исследователей описывает систему оптической передачи в свободном пространстве, основанную на оптическом усилителе, который в принципе не добавляет лишнего шума — в отличие от всех других существовавшие ранее оптические усилители, называемые фазочувствительными усилителями (PSA). Новая концепция исследователей демонстрирует беспрецедентную чувствительность приемника всего один фотон на информационный бит при скорости передачи данных 10 гигабит в секунду. «Наши результаты показывают жизнеспособность этого нового подхода к увеличению охвата и скорости передачи данных в каналах дальней космической связи. Таким образом, он также обещает помочь преодолеть существующее сегодня узкое место с возвратом данных в миссиях в дальний космос, от которого сегодня страдают космические агентства по всему миру», — говорит профессор Питер Андрэксон, глава исследовательской группы и автор книги статья вместе с доктором наук Равикираном Какарла и старшим научным сотрудником Йохеном Шредером на факультете микротехнологии и нанонаук Технологического университета Чалмерса. Существенное увеличение охвата и скорости передачи информации для будущих высокоскоростных линий связи будет иметь большие последствия для таких технологий, как межспутниковая связь, миссии в дальний космос и мониторинг Земли с обнаружением света и дальностью. В системах для таких высокоскоростных соединений данных все чаще используются оптические лазерные лучи, а не радиочастотные лучи. Основная причина этого заключается в том, что потери мощности при распространении […]

Новый композитный материал ускоряет поиск сверхэффективных двигателей для электромобилей

Ученые и инженеры-исследователи из Национальной лаборатории Окриджа использовали новые методы для создания композита, который увеличивает пропускную способность медных проводов по электрическому току, обеспечивая новый материал, который можно масштабировать для использования в сверхэффективных тяговых двигателях электромобилей с высокой плотностью мощности. Исследование направлено на снижение препятствий для более широкого внедрения электромобилей, включая снижение стоимости владения и повышение производительности и срока службы таких компонентов, как электродвигатели и силовая электроника. Материал может быть использован в любом компоненте, в котором используется медь, включая более эффективные шины и меньшие соединители для тяговых инверторов электромобилей, а также для таких приложений, как беспроводные и проводные системы зарядки. Чтобы получить более легкий проводящий материал с улучшенными характеристиками, инженеры-исследователи ORNL нанесли и выровняли углеродные нанотрубки на плоских медных подложках, в результате чего получился композитный материал с металлической матрицей с лучшей пропускной способностью по току и механическими свойствами, чем у одной меди. Включение углеродных нанотрубок или УНТ в медную матрицу для улучшения проводимости и механических характеристик не является новой идеей. УНТ — отличный выбор из-за их меньшего веса, исключительной прочности и проводящих свойств. Но прошлые попытки других инженеров-исследователей создать композиты привели к очень короткой длине материала, всего в микрометрах или миллиметрах, наряду с ограниченной масштабируемостью, или к увеличенной длине, которая плохо работала. Команда ORNL решила поэкспериментировать с нанесением одностенных УНТ с помощью электроспиннинга, коммерчески жизнеспособного метода, при котором волокна создаются в виде струи жидкости, движущейся через электрическое поле. «Этот метод обеспечивает контроль над структурой и ориентацией осажденных материалов», — пояснил Кай Ли, научный сотрудник отделения химических наук ORNL. В этом случае […]

Сенат США вызывает в суд руководителей Google, Facebook и Twitter

Комитет по торговле Сената США проголосовал за вызов в суд руководителей Google, Facebook и Twitter. Это означает, что Сундар Пичай, Марк Цукерберг и Джек Дорси сталкиваются с тем, что сенаторы спрашивают их об их политике в отношении различных типов контента. В центре внимания будет правовая защита, которой они пользуются в отношении того, что они оставляют и удаляют на своих платформах. Они также могут столкнуться с разногласиями по поводу конфиденциальности и дезинформации. Республиканцы и демократы в комитете единогласно проголосовали за вызов руководителей. Однако у каждой стороны, вероятно, будут разные приоритеты: некоторые республиканцы говорят о предполагаемой цензуре консервативных взглядов в Интернете, в то время как демократы сосредотачиваются на конкуренции и дезинформации. «Никогда в истории человечества не было такого агрегирования власти, как сегодня в крупных технологиях с деньгами и монополией, властью и высокомерием, которое сопровождается бесконтрольным использованием власти», — заявил сенатор-республиканец Тед Круз после голосования. Вызов в суд последовал за более ранним слушанием в июле, когда руководители Amazon, Apple, Facebook и Google дали показания комитету Палаты представителей по вопросам конкуренции и заявлениям о предвзятости. Защищенный статус В настоящее время платформы социальных сетей и другие веб-сайты защищены от судебного преследования в соответствии с разделом 230 Закона о порядочности в общении. По сути, это означает, что платформы не несут ответственности за то, что публикуется их пользователями, если они прекращают работу после уведомления, в отличие от традиционных газетных издателей. Но в этом году защита снова оказалась в центре внимания после того, как президент Трамп заявил, что она больше не должна применяться, если социальные сети выполняли «редакционную […]

Высокоэффективные экологически чистые солнечные элементы из перовскита

Хотя эффективность преобразования энергии перовскитных солнечных элементов (PVSC) — будущее солнечных элементов — уже значительно улучшилась за последнее десятилетие, проблемы нестабильности и потенциального воздействия на окружающую среду еще предстоит решить. Недавно ученые из Городского университета Гонконга (CityU) разработали новый метод, который может одновременно решить проблему утечки свинца из PVSC и проблему стабильности без ущерба для эффективности, открыв путь для реального применения перовскитной фотоэлектрической технологии. Исследовательскую группу возглавляют профессор Алекс Джен Кван-юэ, ректор CityU и профессор кафедры химии и материаловедения, а также профессор Сюй Чжэнтао и доктор Чжу Цзунлун из химического факультета. Результаты их исследований были недавно опубликованы в научном журнале Nature Nanotechnology под названием «2D металлоорганическая структура для стабильных перовскитных солнечных элементов с минимальной утечкой свинца». В настоящее время наивысшая эффективность преобразования энергии у фотоэлектрических панелей сопоставима с самыми современными солнечными элементами на основе кремния. Однако используемые перовскиты содержат компонент свинца, который вызывает опасения по поводу потенциального загрязнения окружающей среды. «По мере старения солнечного элемента свинец может просачиваться через устройства, например через дождевую воду в почву, создавая угрозу токсичности для окружающей среды», — объяснил профессор Джен, эксперт по PVSC. «Чтобы внедрить PVSC в крупномасштабное коммерческое использование, требуется не только высокая эффективность преобразования энергии, но также долгосрочная стабильность устройства и минимальное воздействие на окружающую среду». В сотрудничестве с профессором Сюй, специализирующимся в синтезе материалов, профессор Джен и доктор Чжу возглавили команду, чтобы преодолеть вышеуказанные проблемы, применив двумерные (2D) металлоорганические каркасы (MOF) к PVSC. «Мы первая команда, которая производит устройства PVSC с минимальной утечкой свинца, хорошей долговременной стабильностью и высокой эффективностью преобразования […]

Этот компьютер предсказывает ваши мысли, создавая изображения на основе сигналов вашего мозга

Контролируя работу мозга, можно заставить компьютеры представить, о чем думает человек, и представить результаты в виде изображений. Этот метод можно использовать в психологии и когнитивной нейробиологии, а также для поддержки творческих способностей человека. Исследователи из Хельсинкского университета разработали методику, с помощью которой компьютер моделирует визуальное восприятие, отслеживая сигналы человеческого мозга. В некотором смысле компьютер как будто пытается представить, о чем думает человек. В результате этого воображения компьютер может производить совершенно новую информацию, такую ​​как вымышленные изображения, которые раньше никогда не видели. Этот метод основан на новом интерфейсе мозг-компьютер. Раньше аналогичные интерфейсы мозг-компьютер могли осуществлять одностороннюю связь от мозга к компьютеру, например, произносить отдельные буквы или перемещать курсор. Насколько известно, новое исследование — первое, в котором компьютерное представление информации и сигналы мозга моделировались одновременно с использованием методов искусственного интеллекта. Изображения, которые соответствовали визуальным характеристикам, на которых фокусировались участники, были созданы посредством взаимодействия между реакциями человеческого мозга и генеративной нейронной сетью. Исследование было опубликовано в журнале Scientific Reports 7 сентября 2020 года. Scientific Reports — это многопрофильный онлайн-журнал с открытым доступом от издательства Nature. Нейроадаптивное генеративное моделирование Исследователи называют этот метод нейроадаптивным генеративным моделированием. В исследовании, в котором оценивалась эффективность метода, участвовал 31 доброволец. Участникам были показаны сотни созданных искусственным интеллектом изображений разноплановых людей во время записи их ЭЭГ. Испытуемых просили сконцентрироваться на определенных чертах лица, например, на лицах, которые выглядели старыми или улыбались. При просмотре быстро представленных серий изображений лиц ЭЭГ субъектов передавались в нейронную сеть, которая определяла, было ли какое-либо изображение обнаружено мозгом как соответствующее тому, что искали субъекты. Основываясь […]

Sony представляет Xperia 5 II с экраном 120 Гц

Sony продолжает обновление своей линейки смартфонов, чтобы сосредоточиться на фотографии и видео с новым Xperia 5 II. Это младший брат очень высокого и странно дорогого Xperia 1 II, и этот новый телефон превосходит его по нескольким параметрам. Во-первых, он дешевле: он поступит в продажу 29 сентября по цене 949 долларов. Другим важным улучшением является то, что Sony установила панель 120 Гц с высокой частотой обновления. Однако, как ни странно, Sony заявляет, что поставки не начнутся до 4 декабря, и что еще более странно, он будет иметь 5G, но не будет работать с сетями 5G в США, как и Xperia 1 II. Основная идея Xperia 5 II заключается в том, что это телефон относительно широкий с пропорциями экрана 21: 9, но относительно небольшой диагональю — 6,1 дюйма. Звучит громоздко, но из-за того, что он такой широкий, его ширина составляет всего 2,68 дюйма. Это гораздо более компактный телефон, чем Xperia 1 II. Он имеет довольно стандартные флагманские характеристики для 2020 года: процессор Snapdragon 865, аккумулятор на 4000 мАч и вышеупомянутый дисплей с частотой обновления 120 Гц. Sony также придерживается двух фронтальных стереодинамиков и традиционного разъема для наушников, которые теперь официально классифицируются как исчезающие виды. К сожалению, беспроводной зарядки нет. Что касается камер, Xperia 5 II имеет стандартный набор из трех камер на задней панели. Сосредоточенность Sony на фотографии означает, что она предпочитает маркировать их эквивалентами фокусного расстояния 35 мм: 16 мм, 24 мм и 70 мм. Sony утверждает, что Xperia 5 II является первым смартфоном, способным записывать замедленное движение со скоростью 120 […]

Компания Lucid – новый конкурент Tesla

Технические характеристики говорят сами за себя: от 0 до 100 километров в час за 2,5 секунды, дальность хода без подзарядки 832 километра и скорость зарядки 32 километра в минуту. Многие говорят, что хотят обыграть Tesla в ее собственной игре, Lucid Motors выглядит так, будто они уже это сделали. Появился еще один конкурент Tesla. И первый электромобиль Lucid Motor — Air, обладает, несомненно, впечатляющими характеристиками. Пожалуй, наиболее примечательным является то, что компания утверждает, что это самый быстро заряжаемый электромобиль, когда-либо созданный. Что это значит? Lucid заявляет о скорости зарядки до 32 километров в минуту, что составляет около 482 километров за менее чем 30 минут зарядки — если, конечно вы можете найти подходящее быструю зарядку постоянного тока. Начиная с цены в менее чем 80 000 долларов за «базовую» модель, цена Air идет прямо к планке в 169 000 долларов за версию Dream Edition с разгоном от 0 до 100 км/ч за 2,5 секунды и максимальной скоростью 270 километров в час. Автомобили, которые не будут доставлены владельцам до следующего года, а Air начального уровня выйдет в 2022 году, будут иметь значительный запас хода. Air Dream Edition сможет проехать до 809 километров без подзарядки, а Grand Touring — до 832 километров. Этого более чем достаточно, чтобы за один рейс добраться из Лондона во Франкфурт, Германия. Об ускорении максимальной версии Air  — Lucid говорит, что автомобиль может преодолевать четверть мили за 9,9 секунды «на постоянной, повторяемой основе». Давайте посмотрим на это в перспективе: он быстрее любой Tesla, соответствует McLaren 720S и превосходит Porsche Taycan Turbo […]

Смогут ли однажды бактериальные «провода» питать ваш телефон?

Когда Цзюнь Яо начал новую работу, этот инженер-электрик не собирался создавать «зеленый» источник энергии. Но случай помог ему найти способ использовать полностью натуральный белок для превращения воды в электричество. Яо работает в Массачусетском университете (UMass) в Амхерсте. Он использует нанопровода в разрабатываемой им электронике. Эти провода очень крошечные, каждый — всего в одну миллиардную метра в ширину. Но как новому профессору Яо с трудом набирал их в достаточном количестве для своих исследований. Обескураженный, он рассказал о проблеме Дереку Ловли. Этот микробиолог также работает в UMass. Ловли рассказал Яо о бактериях, которые образуют нанонити белка. Чтобы выяснить, могут ли они заменить нанопроволоки, пара объединилась. Бактерии Geobacter обитают в грязи. Ловли впервые обнаружил эти микробы более 30 лет назад. С тех пор эти микробы использовались для очистки разливов нефти и радиоактивных отходов. Бактерии содержат проволочные белковые нити по всей поверхности своих клеток. «Они выглядят как миниатюрные морские ежи», — говорит Яо. Когда микробы превращают пищу в энергию, они выделяют электроны. Эти электроны проходят через белковые нити, попадая в грязь на железе. Для нового исследования Ловли удалил нанонити из миллиардов этих бактерий. Затем команда Яо зажала облако похожих на проволоку нитей между двумя маленькими золотыми металлическими пластинами (Представьте, что вы берете горсть ниток и гладите их.). Золото служит электродами. Они вступают в контакт с неметаллической частью электрической цепи (это белковые провода). Затем аспирант Сяомэн Лю приложил напряжение между двумя электродами. Яо сравнивает это с подключением их к батарее. Когда Лю сделал это, электричество — поток электронов — прошел через систему. Белковые «проволочки» теперь […]