`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Может ли интерфейс мозг-компьютер конвертировать ваши мысли в текст?

Вы никогда не задумывались, что было бы, если бы устройство могло декодировать ваши мысли в реальную речь или написанные слова? Наряду с тем что это могло бы расширить возможности уже существующих речевых интерфейсов с устройствами, это может быть потенциальным переключателем статуса для людей с речевыми патологиями и даже в большей степени для больных, у которых отсутствуют какие-либо речевые или моторные функции.

«Таким образом, вместо того, чтобы сказать "Siri, какая погода сегодня" или "Ok, Google, куда я могу пойти пообедать? ", вы просто представьте себе, что говорите эти вещи», - объясняет Кристиан Херфф (Christian Herff), автор статьи недавно опубликованной в журнале Frontiers in Human Neuroscience.

Хотя чтение чьих-либо мыслей по-прежнему может принадлежать к миру научной фантастики, ученые уже декодируют речь от сигналов, генерируемых в нашем мозгу, когда мы говорим или слушаем речь.

В своей статье, Херфф и соавтор, доктор Таня Шульц (Tanja Schultz), сравнивают плюсы и минусы использования различных методов захвата нервных сигналов от мозга, а затем их декодирования в текст.

Эти технологии включают в себя функциональную МРТ и отображение в ближней инфракрасной области, которые позволяют обнаружить нервные сигналы, основанные на метаболической активности нейронов, и методы, такие как EEG и магнитоэнцефалография (МЭГ), которые могут обнаружить электромагнитную активность нейронов, соответствующую речи. Один из способов, в частности, под названием электрокортикография или ЭКоГ, показал обнадеживающие возможности в исследовании Херффа.

Это исследование представляет систему мозг-в-текст, в котором участвовали больные эпилепсией с уже имплантированными ранее электродными сетками для лечения их состояния. Они зачитывали тексты, представленные на экране перед ними, в то время как регистрировалась их мозговая активность. Это легло в основу базы данных моделей нейронных сигналов, которые теперь могут быть согласованы с речевыми элементами, или фонемами.

Когда исследователи также включили язык и словарные модели в свои алгоритмы, они были способны декодировать нервные сигналы в текст с высокой степенью точности. «Впервые мы могли показать, что активность мозга может быть расшифрована достаточно конкретно, чтобы использовать технологию ASR для сигналов мозга, - сказал Херфф. - Однако необходимость в имплантированных электродах отдаляет ее использование в повседневной жизни».

Их результаты исследования, хотя и захватывающие, все еще только предварительный шаг к этому типу интерфейса мозг-компьютер.

Материалы, которые могут изменить транзисторы

Физики из Университета Техаса в Далласе опубликовали новые данные исследования электрических свойства материалов, которые можно было бы использовать для транзисторов нового поколения и электроники.

Доктор Фань Чжан (Fan Zhang), доцент кафедры физики, и старший студент-физик Армин Хамоши (Armin Khamosh) недавно опубликовали свои исследования дихалькогенидов переходных металлов, или TMD в журнале Nature Communications. Коллектив авторов статьи также включает ученых из Гонконгского университета науки и техники.

В последние годы ученые и инженеры заинтересовались TMD отчасти потому, что они превосходят во многих отношениях графен. С тех пор как он был впервые выделен в 2004 году, графен был исследован на возможность заменить традиционные полупроводники в транзисторах, сокращая их еще больше в размерах. Графен является исключительным проводником, материалом, в котором электроны движутся легко, с высокой подвижностью.

«Считалось, что графен может быть использован в транзисторах. Но в транзисторах вы должны быть в состоянии включать и выключать электрический ток, - сказал д-р Чжан. - С помощью графена, однако, в настоящее время ток не может быть легко выключен».

В поисках альтернативы ученые и инженеры обратились к TMD, которые также могут быть изготовлены в виде тонких двумерных листов, или монослоев, толщиной всего в несколько молекул.

«В TMD есть то, чего нет у графена – энергетическая щель, которая позволяет управлять потоком электронов и включать и выключать ток, - сказал Хамоши. – Эта запретная зона делает TMD идеально подходящими для использования в транзисторах. TMD также очень хорошие поглотители циркулярно поляризованного света, поэтому они могут быть использованы в детекторах. По этим причинам, такие материалы стали очень популярной темой исследования».

Одна из проблем заключается в оптимизации и увеличении подвижности электронов в TMD-материалах, что является ключевым фактором, если они планируются для использования в транзисторах, сказал Хамоши.

В своем последнем проекте д-р Чжан и Хамоши предоставили теоретическую работу группе в Гонконге для руководства по сооружению многослойного устройства TMD и по использованию магнитных полей для изучения подвижности электронов. Каждый монослой TMD имеет толщину три молекулы, и слои зажаты между двумя листами молекул нитрида бора.

«Поведение электронов управляет поведением этих материалов, - сказал д-р Чжан. - Мы хотим использовать высокоподвижные электроны, но это очень сложно. Наши сотрудники в Гонконге добились существенного прогресса в этом направлении, разработав способ значительно увеличить подвижность электронов».

Команда обнаружила, что поведение электронов в TMD зависит от того, было ли использовано четное или нечетное количество слоев TMD.

«Такое зависимое от слоев поведение является очень неожиданным результатом, - сказал д-р Чжан. - Не имеет значения, сколько слоев у вас есть, а только их четность».

Поскольку материалы TMD работают на шкале отдельных атомов и электронов, исследователи использовали квантовую физику в своей теории и наблюдениях.

На шкале размеров бытовых электрических приборов электроны, проходящие по проводам, ведут себя как поток частиц. В квантовом мире, тем не менее, электроны ведут себя как волны, а электрическая поперечная проводимость двумерного материала в присутствии магнитного поля больше не непрерывна - она изменяется скачкообразно, сказал д-р Чжан. Явление называется квантованной холловской проводимостью.

«Тип квантованной холловской проводимости, который мы предсказали и наблюдали в наших устройствах TMD, никогда не был найден ни в каком другом материале, - сказал д-р Чжан. - Эти результаты не только расшифровывают внутренние свойства TMD-материалов, но и демонстрируют, что нам удалось добиться высокой подвижности электронов в устройствах. Это дает нам надежду, что мы можем в один прекрасный день использовать TMD для транзисторов».

Материалы, которые могут изменить транзисторы

Доктор Фань Чжан (справа) и старший студент-физик Армин Хамоши

Новые данные о формировании Солнечной системы

Международное исследование с участием ученого из Университета Монаша, Австралия, использует новые компьютерные модели и данные от метеоритов, чтобы показать, что маломассивная сверхновая запустила процесс формирования нашей Солнечной системы.

Около 4,6 млрд лет назад облако газа и пыли, которые в конечном счете сформировали нашу Солнечную систему, подверглось сильному возмущению.

Последовавший за этим гравитационный коллапс сформировал протосолнце с окружающим диском, в котором образовались планеты. Сверхновая – звезда, взрывающаяся в конце своего жизненного цикла, – имела достаточно энергии, чтобы вызвать коллапс такого газового облака.

«До этой модели были только неубедительные доказательства в поддержку этой теории», - сказал профессор Александр Хегер (Alexander Heger) из Школы физики и астрономии в Университете Монаша.

Исследовательская группа под руководством профессора Юн-Чжун Цянь из Школы физики и астрономии Университета Миннесоты, решила сосредоточиться на короткоживущих радиоактивных ядрах, присутствующих только в ранней Солнечной системе.

Из-за их короткого времени жизни эти ядра могли бы исходить только от инициировавшей процесс сверхновой. Их содержание в ранней Солнечной системе было получено из продуктов их распада в метеоритах. Как мусор, оставшийся после формирования Солнечной системы, метеориты сопоставимы с оставшимися кирпичами и строительным раствором на строительной площадке. Они говорят нам, из чего состоит Солнечная система, и, в частности, какие короткоживущие ядра поступили от сверхновой.

«Выявление этих "отпечатков пальцев" взрыва сверхновой – это то, что нам нужно для понимания, как было начато формирование Солнечной системы», - сказал профессор Хегер. - Отпечатки пальцев однозначно указывают на существование маломассивной сверхновой в качестве триггера. Результаты открыли совершенно новое направление исследований, касающееся маломассивных сверхновых».

В дополнение к объяснению содержания бериллия-10, эта модель с маломассивной сверхновой могла бы также объяснить короткоживущие ядра кальция-41, палладий-107 и нескольких других ядер, найденных в метеоритах.

Профессор Цянь сказал, что группа хотела бы изучить оставшиеся тайны, окружающие короткоживущие ядра, найденные в метеоритах.

Новые данные о формировании Солнечной системы

Модель маломассивной сверхновой, полученная на суперкомпьютере

Свет может переключать топологические материалы

Физики-теоретики из Национальной ускорительной лаборатории SLAC при Департаменте энергетики США использовали компьютерное моделирование, чтобы показать, как специальные световые импульсы могут создать надежные каналы в атомарно тонком полупроводнике, в которых электричество течет без сопротивления.

Если этот подход подтвердится экспериментами, он может открыть дверь для нового способа создания и управления этим желательным свойством в более широком спектре материалов, чем это возможно сегодня.

За последнее десятилетие понимание того, как создать этот экзотический тип материала, известный как "топологически защищенный", потому что его поверхностные состояния невосприимчивы к незначительным искажениям, был горячей темой исследования в области материаловедения. Наиболее известными примерами являются топологические изоляторы, которые проводят электрический ток без сопротивления в закрытых каналах вдоль их краев или поверхностей, но не внутри.

Ученые из SLAC и Стэнфордского университета были на переднем крае открытия таких материалов и исследования их свойств, которые могли бы иметь будущие применения в микроэлектронных схемах и устройствах. В этом году Нобелевская премия по физике была присуждена трем ученым, который впервые высказал мысль о возможности топологически защищенных свойств материала.

Предыдущие теоретические исследования рассматривали, как свет может вызвать топологически защищенные явления в графене, листе чистого углерода толщиной всего в один атом. К сожалению, чтобы вызвать этот эффект в графене, необходимо была непрактично высокая энергия и интенсивность света. В этом исследовании ученые из SLAC сосредоточились на дисульфиде вольфрама и родственных соединениях, которые образуют листы толщиной всего в одну молекулу и по своей природе являются полупроводниками.

Исследователи моделировали эксперименты, в которых импульсы циркулярно поляризованного света в красной и в ближней инфракрасной области длин волн, падали на один слоя дисульфида вольфрама. Результаты показали, что в то время, когда материал освещался, его электроны организовали себя способом, принципиально отличным от графена, создавая новые пути без какого-либо электрического сопротивления вдоль краев образца.

Для учета флуктуаций взаимодействий между световыми волнами и электронами исследователи использовали периодически изменяющуюся во времени систему отсчета, которая восходит к 1880-м годам и французскому математику Гастону Флоке. Подход ясно показал, что свет с более низкой энергией, для которого материал может оказаться прозрачным, создаст топологически защищенные с нулевым сопротивлением пути по краям в монослое дисульфида вольфрама.

Кроме того, моделирование показало, что нежелательного нагрева материала, который разрушит пути, можно было бы избежать путем настройки энергии света, которая должна быть немного меньше, чем наиболее эффективная "резонансная" энергия.

«Мы первые, кто связал основные принципы модели материала с топологически защищенными состояниями, индуцированными светом, при ослаблении избыточного нагрева материала», - сказал Мартин Клаассен (Martin Claassen), аспирант из Стэнфорда, работающий на SLAC и ведущий автор технической статьи.

Ученые проводят обсуждения с другими исследовательскими группами, которые могут привести к экспериментам, проверяющих их теоретические предсказания на реальных материалах.

Свет может переключать топологические материалы

Кадр из анимации показывает электронные состояния в монослое дисульфида вольфрама, который подвергается освещению циркулярно поляризованным светом в диапазоне от красного до ближнего инфракрасного длин волн. Тонкие светлые области в середине обозначают топологически защищенный путь, по которому электроны могут двигаться без сопротивления

10 бит на один фотон

Ученым из Исследовательского института MESA+ Университета Твенте удалось передать более 10 бит информации с помощью одного фотона. Они добились этого, используя остроумный метод для обнаружения отдельных фотонов. Знания, полученные из этого исследования, могут быть использованы для повышения безопасности и скорости квантовой связи.

На вопрос, сколько информации вы можете передавать, используя только один фотон, большинство ученых даст ответ – один бит. В теории, тем не менее, не существует ограничений на количество информации, которую можно передавать с помощью одного фотона. Есть, однако, многие практические соображения, которые ограничивают количество информации на фотон. Используя инновационный метод, исследователям из Университета Твенте теперь удалось передать не менее 10,5 бит информации с одной частицей света.

Профессор Пепийн Пинксе (Pepijn Pinkse), один из принимавших участие исследователей, объясняет, как работает система. «Вы можете сравнить это с освещением лазерной указкой букв, установленных на плате с пазами. Освещенная буква является информацией, содержащейся в свете лазерной указки. Число букв на плате определяет количество информации, которую можно передавать со светом». Основным отличием является то, что профессор Пинксе и его команда создали алфавит из 9072 символов, и они – в отличие от лазерной указки в приведенной выше аналогии – передают информацию с помощью освещения одним фотоном. Это было основной проблемой в данном исследовании – регистрация одиночного фотона. Это трудно потому, что шум (случайные фотоны) могут препятствовать измерению. Исследователи разработали хитроумную уловку, чтобы устранить любые шумы. Они использовали тот факт, что отдельные синие фотоны могут разделяться ровно на два красных фотона. Исследователи использовали первый фотон, чтобы послать сигнал в детектор, подобный цифровой камере, который затем открывался на очень короткое время. Используя зеркало, второй фотон направлялся на нужную букву из специально созданного алфавита. Однако они заставили этот фотон сделать небольшой крюк, так что он достигал целевой буквы в одно и то же время, когда открывался детектор. Это был единственный момент, когда фотоны смогли поступить в детектор. Таким образом, исследователи смогли устранить шум.

Согласно проф. Пинксе, с практической точки зрения, трудно указать максимальное количество информации, которое можно передавать с помощью одного фотона. «Используя наш метод, не существует теоретического предела для количества информации, которое может быть передано. Количество информации зависит от размера алфавита, который вы создаете. Но даже если вы могли бы создать алфавит с таким количеством символов, сколько атомов во всей нашей Вселенной, вы все равно сможете только передавать максимум 270 бит с помощью одного фотона», - отметил он.

Профессор Пинксе, который первоначально сделал свое имя путем разработки невзламываемой кредитной карты, говорит, что основная цель данного исследования заключается в подъеме квантовых коммуникаций на более высокий уровень: «Чем больше информации вы можете передавать с помощью одного фотона, тем более безопасной и быстрой вы можете сделать квантовую связь».

10 бит на один фотон

Иллюстрация большого алфавита символов, которые можно использовать для кодирования значительного количества информации (более чем 10 бит в данном случае) с помощью одного фотона

Технологические предсказания на 2017 г. от IEEE Computer Society

Последний месяц каждого года традиционно изобилует множеством предсказаний. К ним можно относиться по-разному, и это во многом определяется авторитетом «предсказателя». Думается, что к прогнозам IEEE Computer Society можно относиться со всей серьезностью. Что же увидели ведущие мировые ИТ-эксперты в «хрустальном шаре» в этот раз? Какие технологии будут приняты на вооружение в 2017 году?

По их мнению, одной их наибольших и влиятельнейших арен для аналитики больших данных в 2017 г. будет индустриальный IoT. Это обеспечат много миллионов датчиков, которые будут использоваться в многочисленных промышленных процессах.

Более широкое распространение получат автомобили-роботы. Уже сегодня в Кремниевой долине можно увидеть до трех беспилотных автомобилей на одной улице. Хотя их массовое распространение маловероятно, однако они могут получить более благожелательный прием в качестве транспортных средств, к примеру, в аэропортах или на заводах.

Важное место среди технологий, которые будут освоены в 2017 г., занимают ИИ, машинное обучение и когнитивные вычисления. Использование этих перекрывающихся областей является фундаментальным требованием для аналитики больших данных и для многих задач управления. Машинное обучение сегодня быстро переходит из лабораторий в массовые продукты. Если рассматривать ПО, то современные машины и библиотеки от индустриальных лидеров, таких как Facebook и Google становятся доступными как open source. Что же касается аппаратных средств, то мы видим непрерывное улучшение производительности и масштабируемости существующих технологий (CPU, GPU), а также появление ускорителей. Следовательно, разработка проблемно-ориентированных приложений, которые могут обучаться, адаптироваться и обрабатывать сложные и зашумленные входные сигналы, становится более легкой, и появляется широкий спектр новых приложений.

Предполагается, что в 2017 г. энергонезависимая память займет более прочные позиции на рынке. Большое количество компаний, занимающихся разработками в этой области, будь то материалы, архитектура или ПО, делает ее кандидатом на неизбежный прием индустрии. Быстрые энергонезависимые устройства хранения данных будут служить мостом между RAM и SSD с отношением производительность/стоимость, лежащим где-то посередине между ними. Эти устройства вначале будут конфигурироваться либо как диск, доступный ОС подобно любому другому долговременному устройству хранения, либо как RAM в слотах DIMM. Но как только поддержка аппаратных средств и ОС будет полностью обеспечена, эта технология откроет дверь новым приложениям, которые сегодня недоступны.

В 2017 г. «интеллект» от умных транспортных средств, умных домов, инноваций в розничных продажах, спорта, развлечений и индустриального IoT будет агрессивно распространяться на границу. Это приведет к необходимости вычислений на границе, и разнообразие предложений вычислений на границе откроет путь новым «подрывным» возможностям.

Найдет признание технология Blockchain, известная как основа Bitcoin. Она имеет большие «подрывные» возможности, потенциально меняющие способ, которым мы реализуем процессы подобные голосованию, финансовым транзакциям, праву собственности и владению, борьбе с контрафактной продукцией, обеспечивая безопасность этих процессов без необходимости в централизованном управлении.

Получат распространение гиперконвергентные системы, также известные как «программно-определяемое все». Эти системы являются связкой аппаратных средств и ПО, которая содержит вычислительные элементы, устройства хранения и сеть вместе с системой оркестровки, что позволяет ИТ-администраторам управлять ими, используя облачные инструменты и практики DevOps.

Построение практических квантовых компьютеров упрощается

Ученые из Университета Суссекса изобрели новый метод, который делает возможным построение крупномасштабных квантовых компьютеров в пределах досягаемости современных технологий.

Универсальные квантовые компьютеры могут быть построены в принципе, но технологические проблемы огромны. Разработка, требуемая для их построения, считается более сложной, чем пилотируемых космических путешествий на Марс.

Квантовые вычисления в небольшом масштабе с использованием захваченных ионов (заряженных атомов) осуществляется путем согласования отдельными лазерными пучками отдельных ионов, каждый из которых образует квантовый бит. Однако крупномасштабный квантовый компьютер потребует миллиарды квантовых битов, поэтому потребует миллиарды точно согласованных лазеров, по одному для каждого иона.

Вместо этого ученые из Суссекса придумали простой способ, при котором к микрочипу квантового компьютера прикладываются напряжения, что приводит к тому же эффекту без необходимости согласования лазерными лучами.

Профессор Винфрид Хензингер (Winfried Hensinger) и его команде также удалось продемонстрировать основной строительный блок этого нового метода с впечатляюще низкой частотой ошибок на их оборудовании для квантовых вычислений в Суссексе.

Профессор Хензингер сказал: «Эта разработка является переломным моментом для квантовых вычислений, что делает их доступными для промышленного и правительственного использования. Мы построим крупномасштабный квантовый компьютер в Суссексе, обеспечив полноценное использование этой захватывающей новой технологии».

Квантовые компьютеры могут революционизировать общество таким же образом, как появление классических компьютеров. Д-р Себ Уэйдт (Seb Weidt) из Ion Quantum Technology Group отметил: «Развитие этой новой технологии было довольно рискованным приключением и крайне удивительно видеть, что это на самом деле работает в лаборатории».

Построение практических квантовых компьютеров упрощается

Квантовый компьютер на ионных ловушках будет состоять из множества X-переходов с квантовыми битами, образованными отдельными ионами, которые захватываются над поверхностью квантового чипа (показано серым цветом). Отдельные квантовые биты управляются изменением напряжения так же просто, как настройка радио на разные станции. Приложение напряжения V1 не приводит к квантовой операции (синие зоны), Приложение напряжения V2 приводит к квантовой операции на одном квантовом бите (зеленые зоны), приложение напряжения V3 вызывает квантовую операцию "зацепления" двух квантовых битов (красные зоны). На основе этого простого инженерного подхода может быть построен сколь угодно большой квантовый компьютер

Будет ли безопасен ИИ для человека?

Проблемы отношений роботов и человека обсуждаются с той или иной активностью уже более полувека. Пожалуй, первая явная попытка обеспечить безопасность человека была предпринята Айзеком Азимовым в рассказе «Хоровод», в котором он сформулировал Три закона робототехники:

1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред.
2. Робот должен повиноваться всем приказам, которые даёт человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому Закону.
3. Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит Первому или Второму Законам.

Однако законы содержали ряд неопределенностей и лазеек, которые впоследствии были неоднократно обыграны в других рассказах писателя-фантаста.

Время шло, и то, что казалось принадлежит к области научной фантастики, уже вырисовывается на пороге нашей реальности. Речь идет о бурном развитии направления ИИ. Возможная опасность развитого ИИ для человека была обозначена в известном сериале «Терминатор».

Каким должен быть ИИ, чтобы в будущем не навредить человеку? Эта проблема обсуждалась, в частности, на конференции Beneficial A. I. 2017, организованной Future of Life Institute в начале января в Азиломаре, государственном парке Калифорнии, США.

На этой конференции были предложены 23 принципа (Asilomar A.I. Principles), следуя которым можно избежать того, что ИИ, может быть, не убьет всех нас в будущем.

Принципы были разработаны десятками экспертов в области робототехники, физики, экономики, философии, собравшихся вместе на конференции. После ожесточенных дебатов о безопасности ИИ, его экономическом воздействии и этике программирования, был сформулирован ряд принципов, выполнение которых должно было, по идее, обезопасит человечество. Для включения принципа в окончательный список, он должен был быть одобрен 90% экспертов. В результате был сформирован список из 23 принципов, относящихся к широкому ряду проблем, от научно-исследовательских стратегий в области прав на данные до будущих проблем, связанных с потенциальным суперинтеллектом.

Как объясняет Институт Future of Life, этот список принципов ни в коем случае не является всеобъемлющим, и он, безусловно, открыт для различных интерпретаций. Но он также показывает, как текущее поведение "по умолчанию" вокруг многих смежных вопросов может нарушить принципы, которые являются важными, по мнению большинство участников.

С тех пор 892 исследователей в области ИИ и робототехники и 1445 других экспертов, в том числе генеральный директор Tesla Илон Маск и знаменитый астрофизик Стивен Хокинг, одобрили эти принципы.

Некоторые из принципов, такие как прозрачность и открытый обмен результатами исследований среди конкурентных компаний, кажутся менее вероятными, чем другие. Однако даже если они и не будут выполняться в полном объеме, то 23 принципа могли бы пройти долгий путь в направлении улучшения разработки ИИ и обеспечение этики, чтобы предотвратить возникновение ИИ Skynet из сериала «Терминатор».

Для понимания духа и буквы сформулированных принципов приведем несколько из них.

1. Цель исследования. Целью исследований в области ИИ должно быть не создание неуправляемого интеллекта, а полезного интеллекта.
3. Связка политика-наука. Должен быть конструктивный и здоровый обмен между исследователями ИИ и политиками.
4. Культура исследования. Следует поощрять среди исследователей и разработчиков ИИ культуру сотрудничества, доверия и прозрачности.
5. Избегание соревнований. Команды, разрабатывающие системы ИИ, должны активно сотрудничать, чтобы избежать получения преимуществ за счет пренебрежения стандартами безопасности.
6. Безопасность. Системы ИИ должны быть безопасными, обеспечивать безопасность на протяжении всего срока их эксплуатации и поддаваться проверке там, где это применимо и выполнимо.

Будет ли безопасен ИИ для человека?

Один из моментов обсуждения 23 принципов ИИ

Космология вне опасности – Вселенная не имеет выделенного направления

Вселенная расширяется равномерно, по данным исследования, проведенного во главе с Лондонским университетским колледжем (UCL). Оно устанавливает, что пространство не растягивается в предпочтительном направлении и не скручивается.

Новое исследование, опубликованное в Physical Review Letters, изучало космический микроволновый фон (CMB), известный также как реликтовое излучение, который является остатком излучения от Большого взрыва. Оно показывает, что Вселенная расширяется одинаково во всех направлениях, поддерживая предположения, сделанные в стандартной космологической модели Вселенной.

Первый автор, Даниэла Саадех (Daniela Saadeh) из UCL, сказала: «Исследование является лучшим доказательством на данный момент, что Вселенная одинакова во всех направлениях. Наше нынешнее понимание Вселенной строится на предположении, что в ней не существует предпочтительного направление, но на самом деле существует огромное количество способов нарушить это предположение, которые допускает общая теория относительности Эйнштейна. Вселенные, которые скручиваются и растягиваются, вполне возможны в рамках ОТО, поэтому очень важно, чтобы мы показали, что наш мир справедлив ко всем своим направлениям».

Команда из UCL и Лондонского имперского колледжа (ICL) использовала измерения реликтового излучения, выполненные в период между 2009 и 2013 гг. спутником Европейского космического агентства «Планк». Космический аппарат недавно в первый раз предоставил информацию о поляризации реликтового излучения по всему небу, обеспечивая дополнительный вид ранней Вселенной, чем и воспользовалась команда.

Исследователи смоделировали исчерпывающее многообразие сценариев скручивания и растяжения, и каким образом они могут проявляться в реликтовом излучении, в том числе – его поляризации. Затем они сравнили свои выводы с реальной картой космоса от «Планка» в поисках специфических признаков в данных.

«Мы рассчитали различные модели, которые были бы видны в космическом микроволновом фоне, если бы пространство имело различные свойства в различных направлениях. Признаки могут включать в себя горячие и холодные пятна от растяжения вдоль определенной оси или даже спиральные искажения», - объяснила Даниэла Саадех.

Соавтор д-р Стивен Фини (Stephen Feeney) из ICL добавил: «Мы затем сравнили эти предсказания с реальностью. Это серьезная проблема, поскольку мы нашли огромное количество способов, которыми Вселенная может быть анизотропной. Чрезвычайно легко потеряться в этом несметном количестве всевозможных вселенных – нам нужно было найти правильный номер на телефонном диске с 32 цифрами».

Предыдущие исследования рассматривали только, как Вселенная может вращаться, в то время как это исследование является первым, которое проверило самый широкий спектр возможных геометрий пространства. Кроме того, использование множество новых данных, собранных «Планком», позволило команде достичь значительно более жестких ограничений, чем в предыдущем исследовании. «Вы никогда не сможете исключить это полностью, но мы теперь вычислили, что вероятность того, что Вселенная предпочитает одно направление над другими составляет отношение только 1 на 121000», - сказала Даниэла Саадех.

Большинство современных космологических исследований предполагают, что Вселенная ведет себя одинаково во всех направлениях. Если это предположение окажется несправедливым, то большое количество анализов космоса и его содержания будет неверным.

Космология вне опасности – Вселенная не имеет выделенного направления

Иллюстрация вклада, который оставили бы в космическом микроволновом фоне возможные модели анизотропной Вселенной, в том числе (по часовой стрелке из левого нижнего угла) вклад от квантовых флуктуаций, а также от трех различных аспектов анизотропного расширения

Самый маленький радиоприемник имеет блоки два атома

Исследователи из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук Джона А. Полсона (SEAS) сделали самый маленький в мире радиоприемник, построив его из сборки дефектов атомного размера в розовых бриллиантах.

Этот микроскопический радиоприемник, чьи строительные блоки имеют размер два атома, может выдерживать чрезвычайно суровые условия и является биологически совместимым, то есть он может работать в любом месте от зонда на Венере до кардиостимулятора в сердце человека.

Исследование проводилось под руководством проф. Марко Лончара (Marko Loncar) его аспирантом Линьбо Шао (Linbo Shao) и опубликовано в Physical Review Applied.

Радио использует крошечные дефекты в алмазах, называемые азото-замещенные вакансии (NV). Для того чтобы создать NV-центры, исследователи заменяют один атом углерода в кристалле алмаза атомом азота и удаляют соседний атом, создавая систему, которая по существу представляет собой атом азота с дыркой рядом с ним. NV-центры могут быть использованы для излучения одиночных фотонов или обнаружения очень слабых магнитных полей. Они обладают фотолюминесцентными свойствами, то есть они могут преобразовать информацию в свет, что делает их мощными и перспективными для квантовых вычислений, фотоники и зондирования.

Радио имеет пять основных компонентов: источник питания, приемник, преобразователь для преобразования высокочастотного электромагнитного сигнала в воздухе в низкочастотный ток, динамик или наушники, чтобы преобразовать ток в звук, и тюнер.

В устройстве электроны в алмазных NV-центрах накачиваются зеленым светом, испускаемым лазером. Эти электроны чувствительны к электромагнитным полям, в том числе к волнам, используемым в FM-радио, например. Когда NV-центр принимает радиоволны, он преобразует их и излучает звуковой сигнал как красный свет. Обычный фотодиод преобразует этот свет в ток, который затем преобразуется в звук посредством простого динамика или наушника.

Электромагнит создает сильное магнитное поле вокруг алмаза, которое может быть использовано для поиска радиостанций, настраивая частоту приема NV-центров.

Шао и Лончар используют миллиарды NV-центров, для того чтобы усилить сигнал, но радиостанция работает с одним NV-центром, испуская один фотон за один раз, а не поток света.

Радиоприемник чрезвычайно надежен благодаря присущей прочности алмаза. Команда успешно принимала музыку при 350 градусах по Цельсию.

«Алмазы имеют уникальные свойства, - сказал проф. Лончар. - Это радио сможет работать в космосе, в жестких условиях, и даже в человеческом теле, так как алмазы являются биологически совместимыми».

Видео: https://www.youtube.com/watch?v=aytf0Jk8YJ4

Этот миниатюрное радио, чьи строительные блоки имеют размер двух атомов, может выдерживать чрезвычайно суровые условия и является биологически совместимым, то есть оно может работать в любом месте, от зонда на Венере до кардиостимулятора в сердце человека

 
 
IDC
Реклама
Смотри подробности новой коллекции. Коляски дешево: детали и много фото
angel74.ru
Стенды в наличии. Изготовление на заказ. Дизайн! Доставка
mls-group.ru

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT