`

СПЕЦІАЛЬНІ
ПАРТНЕРИ
ПРОЕКТУ

Чи використовує ваша компанія ChatGPT в роботі?

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

 

Телефон разрядился? Прикоснитесь к нему

Мало что может быть досаднее, чем разрядка телефона в неподходящий момент. Новая многообещающая технология, названная Power Felt, позволяет создать устройство, которое преобразует тепло тела в электрический ток.

Разработанная исследователями в Центре нанотехнологий и молекулярных материалов при Уэйк-Форестском университете, Power Felt составляется из тонких углеродных нанотрубок, заключенных в гибкие пластиковые волокна, и напоминает на ощупь ткань. Технология использует разность температур – комнатной и тела.

«Мы тратим уйму энергии в форме тепла, и сегодня термоэлектричество является плохо развитой технологией, так что представляется много возможностей в этой области», - сказал аспирант Кори Хьюитт (Corey Hewitt).

Power Felt может использоваться в автомобильных сиденьях, термоизоляционных трубах, собирать тепло на чердаках, в спортивном оборудовании для мониторинга и т. п.

Стандартные термоэлектрические устройства для преобразования тепла в электроэнергию используют в основном эффективные компоненты, такие как теллурид висмута. Однако его стоимость может достигать 1000 долл. за килограмм. Исследователи же хотят достичь стоимости всего 1 долл. при применении устройства для зарядки мобильных телефонов.

Сейчас стек из 72 слоев дает мощность около 140 нВт. Команда оценивает несколько способов, чтобы увеличить количество слоев и сделать их более тонкими. Однако до выхода на рынок предстоит еще много работы.

             Телефон разрядился? Прикоснитесь к нему

   Кори Хьюитт работает с образцом термоэлектрической ткани

Теперь вы никогда не забудете ключи, телефон или помаду

RFID-метки уже получили довольно широкое распространение. Теперь команда из Дубая разработала концепцию мобильной платформы, названной IPURSE, которая отслеживает RFID-метки, приклеенные или вставленные внутрь личных устройств, таких как мобильные телефоны, камеры, ноутбуки, ключи и другие устройства, и даже в косметику.

Мохамед Ватфа (Mohamed Watfa) из Университета Воллонгонг объяснил, как их система, построенная на мобильной платформе, может отслеживать вещи, которые пользователь носит в кошельке или сумке, и оповещать его в случае их удаления из сумки или потери.

IPURSE объединяет технологии RFID и NFC (near-field communication) в единую систему. Таким образом пользователи получают «умную» систему мониторинга, которая может напоминать им о незамеченных вещах или оповещать, когда вещь с RFID-меткой изымается из их сумки.

Исследователи объяснили, что чип RFID может хранить и посылать информацию с помощью радиочастотных сигналов. RFID-считыватель действует как антенна для передачи и получения сигналов от меток.

NFC является беспроводной близкодействующей технологией связи, которая обеспечивает простое двухстороннее взаимодействие электронных устройств, более быстрое и безопасное, чем Bluetooth. Более того, NFC-считыватель может также читать RFID-метки, что позволило команде объединить RFID и NFC в единую систему для мониторинга персональных вещей. Пока еще идет работа над рыночным прототипом системы.

                 Теперь вы никогда не забудете ключи, телефон или помаду

 

Спиновая структура открывает путь к созданию новой цифровой памяти

Давно известно, что синтетические компаунды, которые показывают интересные переходные свойства, могут быть основой для создания новых устройств с немагнитной формой памяти. Последние открытия команды RIKEN SPring-8 Center проливают свет на сложные отношения между ориентацией спина электронов компаунда и их транспортными свойствами.

Феномен перехода металла в изолятор заключается в том, что металл при охлаждении ниже определенной температуры вдруг становится изолятором. В отличие от чистого изолятора, такого как кремний и германий, и чистого проводника, такого как золото и серебро, металлы с переходом являются по своей природе нестабильными и трудными для исследований. Однако в их нестабильности и заключается их сила: сложные материалы с переходом, такие как полупроводники, служат строительными блоками современных технологий во многих областях.

Объяснение физической основы переходов, одного из самых старых и наименее хорошо понимаемых явлений, в физике конденсированного состояния, могло бы пролить свет на широкий круг потенциально полезных материалов. Среди таких материалов - компаунд Cd2Os2O7, впервые открытый более 30 лет назад, привлек недавно внимание исследователей. Он обладает интригующими свойствами – при охлаждении до -46°С он подвергается двум переходам: переходу металл-изолятор и магнитному, при котором все спины электронов упорядочиваются. Это делает материал магнитным, что может быть использовано для хранения данных.

Спиновая структура открывает путь к созданию новой цифровой памяти

Кристаллическая структура Cd2Os2O7

Предыдущие попытки объяснить эту магнитную структуру, однако, осложнялись другим свойством материала: его склонностью поглощать нейтроны, что вносит искажения в картину рассеяния нейтронов, техники анализа магнетизма. Чтобы обойти эту проблему, исследователи использовали альтернативную технику, известную как резонансное рассеяние рентгеновских лучей синхротронного излучения. Полученные результаты показали, что Cd2Os2O7 при -46°С структурно превращается в тетраэдальную сеть атомов осмия со спинами электронов в каждом тетраэдре, ориентированными в двух направлениях: все внутрь или все наружу. При структуре «все наружу» собственные магнитные моменты электронов компенсируют друг друга, и материал становится немагнитным.

Спиновая структура открывает путь к созданию новой цифровой памяти

"Все наружу" и "все внутрь" (немагнитные атомы Cd и О опущены)

Таким образом, Cd2Os2O7 имеет все данные, чтобы служить новой средой для устройств памяти, чьи битовые состояния, в отличие от современной компьютерной памяти, не подвергаются влиянию окружающего магнитного поля. Результат также показывает, как спин электронов может влиять на их транспортные свойства, что, несомненно, получит широкое применение в физике конденсированного состояния.

Одноатомный транзистор положит конец закону Мура

Наименьший из возможных транзистор создан на основе одного атома фосфора интернациональной командой исследователей из Университета Нового Южного Уэльса, Университета Пердью и Университета Мельбурна.

Мишель Симмонс (Michelle Simmons), руководитель группы, сказала, что разработка не столько преследовала цель улучшить существующие технологии, сколько направлена на создание будущих.

«Это замечательная демонстрация управления материей на атомной шкале. Пятьдесят лет назад, когда был разработан первый транзистор, никто не мог предсказать роль компьютеров, которую они играют в современном обществе. По мере того как мы переходим на устройства атомной шкалы, мы входим в новую парадигму, в рамках которой квантовая механика обещает разрушить существующую».

Симуляция атомного транзистора для моделирования его поведения была проведена в Университете Пердью. Герхард Климек (Gerhard Klimeck), возглавлявший группу, сказал, что это важное исследование, поскольку оно демонстрирует, насколько малыми могут быть сконструированы электронные элементы. «По мне, это физический предел закона Мура. Мы не можем сделать транзистор меньше этого», - сказал он.

Одноатомный транзистор имеет одно серьезное ограничение: он должен находиться при очень низкой температуре – порядка – 196 °С.

«Атом помещается в яму или в канал, и для того чтобы он работал как транзистор, электроны должны оставаться в этом канале, - пояснил Климек. – При более высоких температурах электроны покидают канал».

Хотя транзисторы на основе одиночных атомов демонстрировались и раньше, впервые одноатомный транзистор был создан контролируемым способом на атомной шкале. Структура даже имеет маркеры, которые позволяют исследователям присоединить контакты и приложить напряжение. Симмонс сказала, что возможность контроля является ключевой при создании одноатомного устройства.

Одноатомный транзистор может привести к созданию квантового компьютера, который работает на основе управляемых электронов. Правда, некоторые ученые сомневаются, что такое устройство может быть построено. «Хотя достигнутый результат является вехой в масштабируемых квантовых вычислениях, он не дает ответа, является ли создание квантового компьютера возможным, - сказала Симмонс. – Ответ на этот вопрос лежит в области сохранения квантовой когерентности для большого количества кубитов. Техника, которую мы разработали, потенциально масштабируема, но необходимо длительное время для реализации этой цели».

            Одноатомный транзистор положит конец закону Мура

Лучшее время для чашечки кофе

Напитки, содержащие кофеин, выбираются многими как тонизирующие, но потребление слишком больших доз кофеина может привести к проблемам со сном и с нервной системой.

Программа Caffeine Zone, разработанная исследователями из Университета штата Пенсильвания, может помочь определить, когда кофеин может усилить работу мозга, а когда навредить функции сна. Программа берет данные об использовании кофеина и объединяет ее с информацией о действии кофеина, представляя в результате график, как кофеин будет воздействовать на человека со временем.

«Многие люди не понимают, как концентрации кофеина в их крови растут и как понижаются, - сказал Франк Риттер (Frank Ritter), профессор информатики, технологии и психологии. – Важно понимать, как воздействует кофеин в разных концентрациях».

Проф. Риттер, который работает с Ко-Чуань (Мартин) Е (Kuo-Chuan (Martin) Yeh), ассистентом профессора по информатике, сказал, что если человек выпивает чашку кофе быстро, то он будет испытывать всплеск умственной активности, но большое количество кофеина может задержаться в крови и вызвать проблемы со сном спустя несколько часов.

Исследователи использовали прошедший экспертную проверку метод изучения, с помощью которого определили, что люди, у которых в крови 200—400 мг кофеина, находятся в оптимальном состоянии для подъема умственной деятельности. Для беспроблемного сна исследователи установили нижний порог в 100 мг. При более высоком уровне могут быть нарушения сна.

Соблюдение правильного баланса кофеина является важным для многих. Например, моряки-подводники должны тщательно соблюдать дисциплину сна, поскольку их распорядок меняется каждый день.

«Если они, или другие, которые пьют кофе для бодрости, употребят его слишком много, они могу плохо спать. Поэтому на следующий день они выпивают еще больше кофе и имеют еще больше проблем со сном», - сказал Риттер.

Чтобы получить график воздействия кофеина с помощью программы, человек вводит данные о том, как много кофе он выпил или планирует выпить, и когда он планируют его пить. Он также указывает, как быстро он пьет напиток.

Приложение может также помочь людям определить, когда нужно изменить своим привычкам к кофе и выбрать напитки без кофеина или пить менее крепкий кофе.

Приложение доступно на iTunes свободно с рекламой или за деньги без оной. Оно работает только на устройствах Apple: iPhone, iPod Touch и iPad.

Новая техника магнитной записи с использованием тепла

Международная команда ученых продемонстрировала новый способ магнитной записи, который позволит обрабатывать данные в сотни раз быстрее, чем современные технологии записи на магнитные диски.

Исследователи нашли возможность записывать данные только с использованием тепла – сценарий, который ранее было трудно предположить. Они полагают, что это открытие не только сделает будущие устройства более быстрыми, но и более энергоэффективными.

Томас Остлер (Thomas Ostler), физик из Университета Йорка сказал: «Взамен использования магнитного поля для записи данных на магнитной среде, мы воспользовались более сильными внешними силами и записали данные с помощью только тепла. Этот революционный метод позволяет записать терабайты данных в течение секунд, в сотни раз быстрее, чем существующие технологии записи на жесткие диски. Поскольку при этом отпадает необходимость в магнитном поле, то этот метод также более энергоэффективен».

Экспериментальные исследования выполнялись в Институте Поля Шеррера (Швейцария), Физико-техническом институте им. Иоффе (РАН) и Университете Радбуд (Голландия).

Д-р Алексей Кимель из Университета Радбуд сказал: «В течение столетий считалось, что тепло может только разрушать магнитную запись. Теперь мы успешно продемонстрировали, что оно может быть достаточным стимулом для записи информации на магнитные носители».

До недавнего времени считалось, что для записи одного бита информации (опрокидывания направления магнитного поля) необходимо было приложить внешнее магнитное поле. Чем сильнее прикладываемое поле, тем быстрее запись бита.

Однако команда ученых продемонстрировала, что положение северного и южного полюсов магнита может быть инвертировано посредством сверхкороткого теплового импульса.

            Новая техника магнитной записи с использованием тепла

Экспериментальные изображения, показывающие повторяющееся детерминированное переключение наноостровков. Вначале два наноострова имели разную магнитную ориентацию (черный и белый цвет соответственно). После приложения единичного импульса, направление намагниченности обоих островков меняется

Ирландские математики объяснили, почему пузырьки в гиннесе тонут

Почему пузырьки в стакане стаута, такого как «Гиннес», оседают во время отстаивания пива, хотя они легче, чем окружающая их жидкость? Это было загадкой вплоть до недавнего времени, пока команда математиков из Университета Лимерик не показала, что оседание пузырьков является результатом формы кружки объемом одну пинту, которая сужается книзу и вызывает циркуляцию, которая увлекает и пиво, и пузырьки вниз к стенкам кружки.

Как объяснили математики Евгений Бенилов, Катал Камминс (Cathal Cummins) и Уильям Ли (William Lee) в пиве сорта стаут, такого как «Гиннес», пена образуется благодаря комбинации двуокиси углерода и пузырькам азота, в то время как у других сортов пива она образуется только из двуокиси углерода. Азот обеспечивает менее горький вкус, густую долгоживущую шапку пены и пузырьки меньшего размера, которые тонут, когда пиво отстаивается.

Исследователи не являются первыми, которые изучали проблему тонущих пузырьков в стауте. Проведенные в течение последних десяти лет эксперименты показали, что явление тонущих пузырьков является реальностью, а не оптическим обманом, и симуляции продемонстрировали существование потоков, направленных ко дну вдоль стенок кружки, и вверх в середине. Но группа впервые показала, что механизм этих циркуляций зависит от формы кружки.

Чтобы проанализировать влияние формы кружек, математики смоделировали пиво «Гиннес», содержащее случайно распределенные пузырьки как в пинте, так и в «антипинте», т. е в перевернутой пинте.

Удлиненные завихрения образовывались в обеих кружках, но в антипинте вихри вращались в противоположном направлении, вызывая восходящие потоки жидкости и пузырьков вблизи стенок кружки.

Исследователи объяснили, что различия возникают от эффекта, который оказывает наклон стенок кружки на окружающую пузырьки плотность жидкости. Когда пиво наливают, пузырьки начинают подниматься. В типичной пинтовой кружке пузырьки, когда поднимаются, двигаются от наклоненных вверх и наружу стенок кружки, приводя к повышению плотности жидкости рядом со стенками и уменьшению пузырьков. Поскольку эта область жидкости является менее плавучей, она тонет под действием силы тяжести. Хотя близлежащие пузырьки пытаются всплыть, скорость нисходящих потоков превышает скорость всплывания пузырьков, так что те, которые находятся достаточно близко к стенкам, увлекаются вниз.

Противоположный эффект наблюдался в антипинте, где пузырьки при всплывании стремились сойтись вблизи стенок с противоположным наклоном. Увеличение количества пузырьков приводило к меньшей плотности в районе рядом со стенками, и жидкость вблизи стенок двигалась вверх.

Хотя объяснение, кажется, точно описывает наблюдение, ученые отметили, что они все же не уверены в специфике механизма, ответственного за уменьшение плотности пузырьков вблизи стенок пинты и ее увеличения в случае антипинты.

Исследователи также отметили, что такая же картина потоков встречается и в других типах пива, но бóльшие пузырьки двуокиси углерода менее подвергаются увлечению потоком, чем меньшие пузырьки азота в стауте.

Исследование имеет практическое значение – оно позволяет спроектировать улучшенные формы кружек для пива и бокалов для шампанского, а также контейнеры для промышленных процессов, включающих «потоки пузырьков». В качестве непосредственного применения исследователи предполагают, что время отстаивания стаута может быть значительно снижено за счет другой формы пинты.

Ирландские математики объяснили, почему пузырьки в гиннесе оседают

Симуляция удлиненных вихрей в пинте (слева) и в антипинте (справа)

Физики сохранили короткий фильм на парах атомов

Хранение закодированных с помощью света сообщений на пленках, компакт-дисках и голограммах довольно распространено. Но теперь световые сигналы могут быть сохранены как изображение на парах атомов при комнатной температуре.

Ученые из Объединенного института квантовой физики (JQI) сохранили две буквы алфавита в небольшой ячейке, наполненной атомами рубидия, которые смогли абсорбировать и позже переизлучить сообщение по требованию. Впервые два изображения одновременно были надежно сохранены в газообразной среде и затем воспроизведены.

По сути, это первый записанный и воспроизведенный атомный фильм. Новый процесс сохранения разработал Поль Летт (Paul Lett) и его коллеги. Он может быть использован для хранения и обработки квантовой информации, что требует сохранения когерентности и изоляции от внешней среды.

Атомная среда хранения представляет собой узкую ячейку около 20 см длиной, что кажется довольно крупным для квантового устройства. Это потому, что квантовый процесс, называемый градиентной эхо-памятью (gradient echo memory, GEM), требует достаточно большого пространства.

Изображение сохраняется в любом отдельном месте ячейки в зависимости от того, подвергаются ли эти атомы в этом месте воздействию тщательно согласованных полей: полю информационного светового сигнала, управляющему полю лазера и магнитному полю, заставляющем прецессировать атомы рубидия. Когда изображение поглощается атомами в ячейке, управляющий луч выключается. Этот процесс требует одновременного воздействия двух фотонов – один переводит атом в возбужденное состояние, другой переводит его обратно в несколько измененное основное состояние, поэтому это состояние не может быть легко разрушено случайными излучениями фотонов другими атомами.

Вот почему изображение удается сохранить. Воспроизведение образа происходит с помощью в некотором смысле обратного процесса. Магнитное поле опрокидывается в противоположное направление, управляющий луч включается снова, и атомы начинают прецессировать в противоположном направлении. В конечном счете атомы переизлучаю свет и реконструируют сохраненное изображение.

Сохранив одно изображение буквы (букву N), физики затем сохранили изображение буквы Т. Два «кадра» этого фильма, продолжительностью около микросекунды, были успешно воспроизведены.

Согласно Полю Летту, одна из самых больших трудностей при сохранении информации этим методом – это удержать атомы с сохраненным изображением от диффузии, иначе изображение размывается.

Первый автор опубликованной в Optics Express статьи Квентин Глоро (Quentin Glorieux) считает, что изобретенный способ хранения информации является потенциально важным дополнением для создания квантовых сетей, оборудования, которое использует квантовые эффекты для вычислений, коммуникаций и метрологии.

Физики сохранили короткий фильм на парах атомов

Установка для градиентной эхо-памяти. Образ, буква N кодируется лазерным лучом (розовый) и маской и проходит в ячейку хранения, заполненную атомами рубидия. Компоненты этого изображения поглощаются атомами, которые находятся под воздействием трех вышеупомянутых полей (управляющий луч показан зеленым цветом, магнитная катушка – коричневым, внутри катушки - ячейка). Сохраненное изображение может позже быть считано и наблюдаемо с помощью камеры CCD.

Падение коммунизма изменило математику в США

Согласно исследованиям Керка Дорана (Kirk Doran) из Университета Notre Dame и Джорджа Борьяса (George Borjas) из Гарвардского университета, коллапс Советского Союза в 1992 г. привел к появлению советских математиков в американских институтах и изменил методы изучения математики и обучения в этой стране в разных областях их специализации.

«В своей работе мы исследовали влияние появления в США известных советских математиков на глобальное математическое сообщество, - сказал Доран. – В период между установлением и падением коммунизма советские математики работали изолировано и в более разнообразных направлениях, чем их американские коллеги. В результате некоторые области математики в США пополнились новыми учеными, теоремами и идеями».

В период существования Советского Союза (1922—1992) сотрудничество между западными и советскими математиками было слабым. Фактически любая связь с американскими математиками контролировалась властями, и требовалось специальное разрешение, чтобы опубликовать статью за пределами СССР.

«Подобно тому, как люди, говорящие на одном языке, но разделенные географически многими поколениями, создают со временем различные диалекты, так и западные и восточные математики, разделенные режимами и «железным занавесом», разработали в разных условиях очень различные направления в математике», - объяснил Доран.

Результаты изучения подтверждают, что непредсказуемый сдвиг в областях специализации не только привел к сниженной продуктивности американских математиков, чьи области специализации пересекались с советскими математиками, но также и снизил вероятность конкуренции в передовых исследованиях.

Кроме этого, американские математики среднего звена стали чаще переходить в институты с более низким рейтингом и значительно сократили свои исследования и понизили знания. В статье приведены факты, что студенты, которых обучали советские эмигранты, обладали более продолжительным творческим периодом, чем студенты из тех же институтов с другими руководителями.

Магнитная память для хранения данных

Плотность MRAM, базирующейся на новых технологиях переноса спина, стала более высокой посредством размещения нескольких бит в каждой ячейке.

Спрос на твердотельную память растет благодаря появлению портативных устройств, таких как планшетные компьютеры и смартфоны. MRAM является новым типом твердотельной памяти, которая использует электрический ток для записи и чтения данных, хранящихся как направление спина электронов. Рашид Сбиаа (Rachid Sbiaa) с сотрудниками из A*STAR Data Storage Institute повысили плотность MRAM, разместив несколько бит данных в каждой из ее ячеек.

«Как технология MRAM (STT-MRAM) имеет несколько преимуществ, - сказал Сбиаа. – Она предоставляет высокую скорость операций чтение-запись, низкое энергопотребление, большой ресурс эксплуатации и легко интегрируется со стандартными полупроводниковыми технологиями». Дальнейшее уплотнение представляется проблематичным, поскольку ток записи необходимо увеличивать для обеспечения тепловой стабильности бита.

По существу запись и чтение данных в MRAM выполняется за счет прохождения тока через несколько тонких магнитных пленок. Данные записываются, если магнитные моменты электронов в электрическом токе располагаются в одном преимущественном направлении. Суммарный магнитный момент должен быть достаточно сильным, чтобы переключить направление намагниченности в магнитных слоях в то же направление, что и у спинов электронов тока.

Чтение данных выполняется посредством измерения электрического сопротивления устройства, которое зависит от того, является ли намагниченности магнитомягких и магнитожестких слоев параллельны или антипараллельны. Намагниченность магнитожесткого слоя не может быть переключена электрическим током.

Чтобы сохранить два бита, исследователи добавили второй мягкий магнитный слой. Эти два мягких магнитных слоя слегка различны, один несколько «тверже», чем другой, и поэтому могут переключаться независимо подходящим выбором силы тока. Таким образом удается закодировать четыре комбинации магнитных состояний и, соответственно, два бита данных.

Кроме этого, исследователи создали поляризацию магнитных слоев в плоскости, что улучшает вращающий эффект и, таким образом, уменьшает электрический ток, необходимый для записи данных.

 

Ukraine

 

  •  Home  •  Ринок  •  IТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Мережі  •  Безпека  •  Наука  •  IoT