В Томске разработали наномембранный реактор для производства биотоплива

Увеличение спроса на возобновляемые источники энергии делает актуальным и производство биотоплива. Для того, чтобы поддерживать эффективность в процессах разделения биотоплива применяют наномембранные биологические реакторы.

На поверхности мембраны биологических реакторов наносят частицы определенного материала в зависимости от задач фильтрования сточных вод.

Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разработали новый наномембранный реактор, в конструкции которого используется полупроницаемая полимерная мембрана с нанесенными на нее частицами палладия, платины и никеля, чтобы улучшить ее каталитические свойства. Ученым удалось добиться повышения качества производимого биотоплива, что подтвердилось серией предварительных испытаний реактора.

Кроме того, разработанные материалы позволили добиться повышенной прочности и устойчивости к агрессивным химическим средам в сравнении с аналогами.

Миниатюрные лазеры для квантовых сенсоров и кубитов

В Калифорнийском университете в Санта-Барбаре создали компактный перестраиваемый лазер, который состоит из лазерного диода Фабри-Перо и дополнительного высокодобротного резонатора на основе нитрида кремния.

Разработанная система легко интегрируется на чипе и обеспечивает высокие характеристики точности и стабильности, сравнимые с характеристиками дорогих настольных лазеров. Длина волны лазера составляет 780 нм, что позволяет использовать его в компактных квантовых сенсорах и метрологических приборах на основе атомов рубидия: атомных часах, гравиметрах и магнетометрах с оптической накачкой. Однако принцип, заложенный в систему, позволяет изготавливать прецизионные лазеры и на других длинах волн.

Разработана «наногубка» для очистки воды от тяжелых металлов и удобрений

Ученые уже несколько лет разрабатывают технологии, позволяющие очищать воду и другие жидкие среды от разных структур и молекул.

Для решения этой проблемы химики из США создали пористый материал из целлюлозы, содержащий в себе большое число наночастиц, подобный «наногубке». Структура материала способна вбирать в себя ионы цинка, меди, свинца и других соединений, а также частицы микропластика.

Материал поможет замедлить размножение токсичных водорослей в природных средах.

Масштабируемая архитектура квантового процессора предложена в Италии

📔С ростом числа кубитов увеличивается и число управляющих линий. В больших процессорах их может потребоваться порядка миллиона. Помимо технической сложности, это приводит к росту взаимных перекрестных помех и, как результат, к снижению точности вычислений.

Итальянская компания Planckian (спин-офф Университета Пизы) разработала концептуальную архитектуру — «конвейерную ленту», в которой кубиты объединяются в кластеры с общими управляющими линиями.

Это существенно упрощает конструкцию процессора и позволяет производить за один цикл сложные многокубитные операции. Подобная конвейерная архитектура может быть реализована также на атомной и спиновой платформах.

Физики описали поведение многотысячной толпы

Ученые часто ищут научное вдохновение в окружающих их процессах и явлениях. Например, могут составить уравнение перемещения своей кошки или изучить поведение небольших групп людей по аналогии с термодинамикой жидкости — это позволяет выявлять много интересных закономерностей.

На этот раз физики разобрались в причинах тряски скопления людей, смоделировав движение пятитысячной толпы во время фестиваля «Сан-Фермин». Они обработали видеокадры с обзорных камер фестиваля и смогли оценить линейный рост средней плотности людей, а также флуктуацию средней скорости толпы от начала фестиваля вплоть до его завершения.

Моделирование процесса позволило выявить закономерности, что при критических значениях плотности людей на квадратный метр в многотысячной толпе возникают асимметричные осцилляции с периодом примерно 18 секунд. На основе этого они предложили способ для предсказания потенциально травмоопасных ситуаций внутри больших групп людей.

Физики отыскали 12 потенциальных источников космического нейтрино

При распаде мезонов или взаимодействии космических лучей с атомными ядрами и фотонами могут возникать астрофизические нейтрино с выделением энергии от нескольких тераэлектронвольт до нескольких петаэлектронвольт.

Для регистрации подобных событий ученые используют габаритные детекторы, например Baikal-GVD или IceCube, которые срабатывают при появлении черенковского излучения частиц.

При помощи детектора ARCA физики из коллаборации KM3NeT зарегистрировали мюон, который породил три ливня вторичных частиц. Он возник при прохождении сквозь Землю нейтрино с энергией 220 петэлектронвольт. Это примерно в десять тысяч раз больше, чем энергия частиц, получаемая в земных ускорителях.

Обработав экспериментальные данные, ученые смогли гипотетически выявить 12 внегалактических источников нейтрино, которые могут преодолевать огромные расстояния.

⌚️ Компактные оптические часы на тории-229 показали точность 5x10^-17

Сверхточные оптические эталоны времени пока еще имеют большие размеры, дороги и сложны в эксплуатации. Помимо больших эталонных часов, есть миниатюрные атомные часы, но их точность мала (5x10^-13), поэтому для эталона они не подходят. А американские ученые смогли создать компактные оптические атомные часы на основе радиоактивного изотопа тория-229 с высокой точностью.

Стабильность атомных часов обычно лежит в пределах 10^-14 —10^-15, а в специальных конструкциях достигает 10^−17 и является наилучшей среди всех существующих типов часов.

С помощью напыления была создана пленка фторида тория толщиной 30 нм и диаметром 50 мкм. Возбуждение переходов в ядре осуществлялось излучением ультрафиолетового лазера, а точность часов составила 5x10^-17 — это на 3–4 порядка лучше точности миниатюрных атомных часов. Стабильность этих часов является наилучшей среди всех существующих типов часов. Количество изотопа, необходимое для создания пленки, минимально, поэтому его радиоактивность не представляет опасности.