Свяжитесь с нами

Наука

Физики создали основу для гибридных фотонно-магнонных компьютеров

Физики создали основу для гибридных фотонно-магнонных компьютеров

Опубликовано

Физики создали основу для гибридных фотонно-магнонных компьютеров

Он представляет собой материал из двух многослойных структур. Одна «тормозит» фотоны, а благодаря другой магноны легче с ними взаимодействуют

ТАСС, 18 июня. Ученые разработали структуры, которые заставляют частицы света активно взаимодействовать с магнонами – волнами намагниченности. Эти структуры можно использовать для создания компьютеров нового поколения, пишут ученые в научном журнале Science Advances.

"Фотоны очень плохо взаимодействуют с магнонами. Мы создали систему, в которой они взаимодействуют очень сильно. С помощью сверхпроводников удалось существенно уменьшить электромагнитный резонатор. Благодаря этому мы уменьшили фазовую скорость фотонов в сотню раз, и взаимодействие кратно увеличилось", – рассказал один из авторов работы, старший научный сотрудник МФТИ Игорь Головчанский.

Магнонами физики называют квазичастицы, которые представляют собой коллективные колебания спинов электронов или других частиц. Их можно использовать для передачи и обмена информацией внутри квантовых и спиновых компьютеров. Главное препятствие для их создания состоит в том, что магноны крайне слабо взаимодействуют с частицами света из-за огромной разницы в размерах и свойствах. 

Головчанский и его коллеги сделали большой шаг в сторону решения этой проблемы. Они разработали материал, который состоит из двух многослойных структур. Одна из них особым образом "тормозит" частицы света, а вторая меняет поведение магнонов таким образом, что те начинают активнее взаимодействовать с фотонами.

Первая часть этой системы состоит из чередующихся пленок из сверхпроводниковых и диэлектрических материалов, а вторая – из слоев ферромагнетика и сверхпроводника. Пока подобная система работает при температурах, близких к абсолютному нулю, однако физики допускают, что похожего эффекта можно будет добиться и в менее экзотических условиях.

Текущая версия этого устройства позволяет за один цикл работы менять местами примерно 70% энергии, заточенной в магнонной или фотонной части прибора. Этот показатель и так рекордно высок, однако ученые предполагают, что его можно будет увеличить, если подобрать для каждого слоя более удачные материалы.

Подобные многослойные материалы можно использовать для разработки гибридных вычислительных систем на базе фотонов и магнонов и применять при создании новых типов электронных приборов, сочетающих в своей работе сверхпроводящие и ферромагнитные компоненты, которые в прошлом считались практически несовместимыми друг с другом.

Читать далее
Advertisement
Нажмите, чтобы прокомментировать

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наука

Формат лонгридов с прокруткой в полтора раза замедляет поиск информации на сайтах

Формат лонгридов с прокруткой в полтора раза замедляет поиск информации на сайтах

Опубликовано

Формат лонгридов с прокруткой в полтора раза замедляет поиск информации на сайтах

Специалисты факультета психологии МГУ выяснили, что эффективность поиска информации значительно повышается за счет наглядной визуализации объемов текста — с помощью миниатюрных изображений страниц

МОСКВА, 24 июля. /ТАСС/. Специалисты факультета психологии Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова измерили эффективность поиска информации пользователями сайтов и тестовых редакторов и выяснили, что анализ длинных текстов на страницах с одной лишь функцией прокрутки занимает у них в среднем в полтора раза больше времени, чем работа с контентом, дополненным миниатюрами страниц. Об этом в субботу ТАСС сообщили в пресс-службе факультета.

Авторы работы предложили участникам эксперимента несколько форматов просмотра цифровых текстов на разные темы — где-то страницы можно было перелистывать, как в электронных книгах, в других случаях пользователям дополнительно показывались миниатюры листов и индикаторы положения (сбоку страницы). Предлагался им и самый популярный в интернете вид страницы сайта с функцией прокрутки. Успешность поиска данных ученые оценивали по количеству правильно найденных ответов, затраченному времени и сложности восприятия, которая измерялась с помощью технологии отслеживания движений глаз.

"Авторы выяснили, что все участники испытывали сложности при работе с текстами, которые можно только прокручивать. Так, в среднем им приходилось затратить на поиск ответа на один вопрос в полтора раза больше времени, чем в других условиях, а траектории движения глаз участников были крайне запутанными и длинными. Данные условия работы с текстом, в которых мы ищем информацию долго и затратно для когнитивных ресурсов нашего мозга, являются наиболее распространенным форматом в цифровой среде. Именно плавное и непрерывное прокручивание без дополнительных подсказок и индикаторов объема материала можно встретить на большинстве сайтов, новостных порталах и лентах социальных сетей", — сказали ТАСС в пресс-службе факультета.

Эксперимент предполагал чтение текстов на темы медицины, антропологии и интернет-безопасности и поиск ответов на вопросы, касающиеся представленных фактов. Согласно выводам ученых МГУ, эффективность поиска информации значительно повышалась за счет наглядной визуализации объемов текста — с помощью миниатюрных изображений страниц.

"Согласно результатам эксперимента, наличие миниатюр сократило траекторию зрительного поиска почти вдвое. Они служили навигационными подсказками, которые помогали читателю ориентироваться в пространстве текста, что значительно сокращало беспорядочные метания. Данное предположение было подтверждено как с помощью анализа движения глаз, так и в беседах с участниками", — пояснили представители вуза.

Полученные выводы могут быть полезны разработчикам сайта для создания более комфортных условий знакомства с контентом, считают авторы работы.

Читать далее

Наука

Ученые разработают для Анапы рекомендации по решению проблемы с водорослями в Черном море

Ученые разработают для Анапы рекомендации по решению проблемы с водорослями в Черном море

Опубликовано

В мэрии уточнили, что исследования будут проводить специалисты географического факультета МГУ и Института океанологии РАН им. Ширшова

КРАСНОДАР, 24 июля. /ТАСС/. Сотрудники МГУ и Института океанологии РАН изучат характеристики экологического состояния морской среды в Анапе, где туристы ежегодно жалуются на цветение водорослей в Черном море, и разработают рекомендации по оптимизации хозяйственной деятельности с целью уменьшения негативного воздействия на водную среду. Об этом сообщили ТАСС в пресс-службе администрации Анапы.

Каждый год отдыхающие в Анапе публикуют фото и видеозаписи, на которых запечатлено наличие водорослей в прибрежной зоне в Черном море, туристы жалуются, что из-за водорослей некомфортно купаться, опасаются, что водоросли могут быть вредны для здоровья. Ранее власти Анапы уже сообщали, что эти водоросли не опасны для здоровья и обладают лечебным эффектом.

"Морские научно-исследовательские работы будут проводиться для получения достоверной информации о состоянии и динамике параметров морской среды в районе Анапа. Для выявления негативных последствий естественных и антропогенных факторов в прибрежной зоне Черного моря необходимо определение количественных характеристик экологического состояния морской среды и их допустимых изменений. Выполнение эколого-океанологических работ позволит получить данные о гидрохимическом режиме (биогенные элементы, карбонатная система, техногенные загрязнения, металлы), режиме течений и водообмена в бухте, а также основах функционирования биологических сообществ в период цветения морских водорослей", — сообщили в пресс-службе.

В мэрии уточнили, что исследования будут проводить специалисты географического факультета МГУ и Института океанологии РАН им. Ширшова. По результатам исследований ученые выявят уровень воздействия прилегающих территорий на экологическое состояние акватории Черного моря в Анапе. "Что позволит разработать рекомендации по оптимизации хозяйственной деятельности, обеспечивающей минимизацию негативного воздействия на водную среду. В настоящее время уборка локальных выбросов водорослей производится механически", — добавили в пресс-службе.

Директор Новороссийского учебного и научно-исследовательского морского биологического центра Кубанского государственного университета Ирина Матасова ранее заявляла, что зеленые водоросли — любители воды с высоким содержанием определенных веществ, первопричиной их большого количества может быть попадание недостаточно очищенных сточных вод в морскую воду. По ее словам, уменьшить их количество можно за счет повышения степени очистки сточных вод.

Читать далее

Наука

Проект Арктического центра РАН поможет искать пресную воду в Предволжье по изотопам урана

Проект Арктического центра РАН поможет искать пресную воду в Предволжье по изотопам урана

Опубликовано

Ученые нашли связь между соотношением изотопов урана в воде и ее соленостью

АРХАНГЕЛЬСК, 23 июля. /ТАСС/. Исследования таяния мерзлоты специалистов Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики Уральского отделения РАН (ФИЦКИА, Архангельск) и Санкт-Петербургского государственного университета помогут в поиске пресной воды в Предволжье. Как рассказали ТАСС в пресс-службе ФИЦКИА, здесь удалось выявить связь между соотношением изотопов урана в воде и ее соленостью.

"Анализ изотопного состава покажет, какие источники участвуют в формировании подземных вод и в каком направлении нужно двигаться, чтобы в дальнейшем вести разведку запасов воды. Далее уже можно будет целенаправленно проводить промышленные изыскания", — сказали в пресс-службе.

Ученые ФИЦКИА с 2020 года работают над проектом по изучению таяния многолетней мерзлоты в Арктической зоне РФ. Они исследуют изотопный состав воды в регионах, где есть мерзлые грунты, например, в Республике Коми и Ненецком автономном округе. Радиологи смотрят содержание дейтерия и кислорода-18 — это изотопы, которые входят в состав молекулы воды, и соотношение урана-234 к урану-238. "Проект поддержан Российским научным фондом, участники предполагают в его рамках развивать новые подходы, в частности, разработать методику применения изотопов природного урана — урана-234 и урана-238. Их соотношение, согласно предлагаемой нами интерпретации, маркирует "возрожденные" воды, сформировавшиеся при таянии подземных льдов", — рассказал ТАСС заведующий лабораторией экологической радиологии ФИЦКИА Евгений Яковлев.

Для сравнения нужны были данные с территории, где мерзлота когда-то была, но уже растаяла. Было выбрано Предволжье, где многолетняя мерзлота существовала десятки тысяч лет. При исследованиях ученые выявили, что изотопы урана находятся в равновесии в "современной" воде, она при этом пресная и годится для питья. А вот соленые воды характеризуются значительным превышением количества урана-234 над ураном-238. Эти данные можно использовать для поиска пресных вод, чтобы зря не бурить скважину.

Соленые "следы" мерзлоты

Предволжье — это регион правобережья Волги в районе Куйбышевского водохранилища: юг Чувашии, юго-запад Татарстана и север Ульяновской области. На этой территории очень большие проблемы с обеспечением пресной водой. Только один город Тетюши имеет централизованное водоснабжение из Волги. В основном используются подземные воды, которые очень засолены. До последнего времени запасы разведанных подземных вод в Предволжье, которые можно использовать для централизованного питьевого водоснабжения, были незначительными.

Даже на сравнительно небольших глубинах 50-70 м вода соленая. А "виновата" в этом растаявшая мерзлота. Климат в Предволжье 12-100 тыс. лет назад был очень суровым. Пик похолодания пришелся на период примерно 18 тыс. лет назад. Тогда в Предволжье жили мамонты, которые ходили по сухой арктической степи. Температура воздуха были сопоставима с нынешней в районе примерно Лабытанги, но осадков было значительно меньше.

Ледника в Предволжье не было, а вот многолетняя мерзлота из-за сильных холодов в течение всего года достигала глубин 200-300 м. 10 тыс. лет назад она начала таять, а в воде растворяться соли. "Соли, образующиеся при растворении гипса, имеют аномально высокую растворимость при околонулевой температуре. Поэтому в Предволжье и зона бывшей мерзлоты, и зона остаточных растворов содержит воды с повышенной соленостью", — пояснил Яковлев.

В той воде, которая образуется после таяния мерзлоты, урана-234 намного больше, чем урана-238. В периоды похолоданий уран-234 накапливается в породах. "При таянии мерзлоты он вымывается быстрее, чем уран-238, как более водорастворимый и мобильный", — добавил собеседник агентства.

При этом грунты здесь содержали и содержат много глины, поэтому эта соленая вода оставалась близко к поверхности. Участники проекта считают, что ниже могут располагаться участки, содержащие воду с небольшой соленостью и пресную воду. При проведении исследований были найдены как соленые, так и пресные воды.

О необходимости изучения мерзлоты

Как отметил собеседник агентства, исследования состояния многолетней мерзлоты очень важны для Арктической зоны РФ. Изменения климата и потепление Арктики ведет к тому, что практически во всех регионах слой, оттаивающий летом, становится все больше. При этом непонятно, что происходит внутри мерзлых грунтов, тем более на большой глубине. "Проявляются эти изменения в разрушении морских берегов, выбросах метана — Ямальская воронка, потере прочности грунтов под жилыми зданиями и промышленными сооружениями и прочих подобных негативных явлениях", — пояснил Яковлев.

При этом хозяйственная деятельность человека в Арктике становится все интенсивнее, что ведет к риску аварий, в том числе и из-за деградации многолетней мерзлоты. Кроме того, в зоне мерзлоты захоронено почти вдвое больше углерода, чем содержится в атмосфере. И ее таяние может привести приведет к выделению такого количества метана и углекислого газа, которое может вызвать дальнейшее потепление климата. При оттаивании мерзлоты также меняется химический состав воды, увеличивается содержание тяжелых металлов и органических соединений, поскольку они высвобождаются при таянии.

Чтобы исследовать, что находится в глубине, нужно бурить скважины. "Изучение участков мерзлоты, которые залегают глубоко, требует больших материальных и финансовых затрат. Поэтому логичным является поиск таких природных меток, которые могли бы раскрыть историю изменения климата в прошлом и быть полезными для изучения современных природных процессов", — сказал исследователь. По словам ученого, исследования "следов" растаявшей мерзлоты могут помочь в изучении состояния современной в Арктической зоне РФ. Изотопные методы гораздо менее затратные, чем бурение, и они позволяют оценивать состояние мерзлых грунтов на значительной площади. Сейчас ученые отрабатывают методику в лабораторных условиях и собирают новые данные, в частности, в Баренцевом море.

ФИЦКИА ведет исследования по изучению деградации мерзлоты совместно с Санкт-Петербургским государственным университетом. Проект поддержан Российским научным фондом.

Читать далее
Advertisement

Последние новости

Общество30 минут назад

Суд оштрафовал пермячку, организовавшую запись видеообращения к Путину с просьбой прекратить застройку стадиона

Мотовилихинский районный суд Перми оштрафовал на 20 тысяч рублей местную жительницу Елену Германову, организовавшую съемку видеообращения к президенту Владимиру Путину....

"Газпром": Никто не предлагал Украине покупать российский газ "Газпром": Никто не предлагал Украине покупать российский газ
Экономика4 часа назад

«Газпром»: Никто не предлагал Украине покупать российский газ

В «Газпроме» ответили на заявление главы «Нафтогаза Украины» Юрия Витренко, который отказался от покупки газа у России. В компании отметили,...

"Зенит" одержал волевую победу над "Химками" в первом туре РПЛ "Зенит" одержал волевую победу над "Химками" в первом туре РПЛ
Спорт5 часов назад

«Зенит» одержал волевую победу над «Химками» в первом туре РПЛ

В матче первого тура «Зенит» переиграл на выезде «Химки». Уступая по ходу матча 0:1, команда Сергея Семака забила три мяча,...

Вице-премьер Хуснуллин сообщил, что правительство будет компенсировать цены на стройматериалы Вице-премьер Хуснуллин сообщил, что правительство будет компенсировать цены на стройматериалы
Экономика5 часов назад

Вице-премьер Хуснуллин сообщил, что правительство будет компенсировать цены на стройматериалы

МОСКВА, 24 июл – ПРАЙМ. Вице-премьер РФ Марат Хуснуллин сообщил, что правительство будет компенсировать цены на стройматериалы для застройщиков. «Ситуация с ценами на стройматериалы тяжелейшая,...

В мире5 часов назад

Столкновения противников COVID-мер с полицией начались в Париже и Лионе

Москва. 24 июля. INTERFAX.RU — Столкновения с полицией начались в Париже и Лионе, где в субботу проходят манифестации против так...

Анастасия Галашина: Есть только я, моя винтовка и мишень Анастасия Галашина: Есть только я, моя винтовка и мишень
Спорт5 часов назад

Анастасия Галашина: Есть только я, моя винтовка и мишень

Как проходили последние часы перед вашим выступлением? Анастасия Галашина: Проснулась я в четыре утра. Сон был нормальный, но немножко беспокойный....

Общество6 часов назад

Volkskrant: Нидерланды хотят депортировать пару, рассказавшую о причастности России к крушению малазийского боинга

Миграционная служба Нидерландов отказывает в статусе беженцев двоим россиянам, рассказавшим о причастности России к крушению малазийского Boeing 777 в 2014...

Общество6 часов назад

ЦИК исключил Павла Грудинина из списка КПРФ на выборы в Госдуму

Центризбирком исключил Павла Грудинина из федерального списка КПРФ и зарегистрировал список партии без него. Об этом сообщает сам ЦИК. «Павел...

Общество6 часов назад

В Ставрополе застрелили замглавы одного из отделов уголовного розыска

В Ставрополе застрелили замначальника отдела уголовного розыска отдела полиции №4 местного управления МВД Руслана Абовяна. Об этом сообщает региональное управление...

Общество6 часов назад

Защитница осужденного по «пензенскому делу» Филинкова рассказала, что его перевели в камеру в подвале кировского СИЗО

Осужденного по «пензенскому делу» Виктора Филинкова отправили в подвальную камеру в кировском СИЗО-1. Об этом рассказала его защитница Евгения Кулакова....

Advertisement

Популярное