/ Новости

Тепло приравняли к звуку
Физики научились манипулировать теплом точно так же, как светом и звуком — транспортировать его в заданном направлении, фокусировать, отражать и так далее.
Об этом совершенно новом подходе к теплу рассказывает статья физиков из Массачусетского технологического института (MIT), опубликованная в журнале Physical Review Letters.
Главный автор статьи, Мартин Мэлдовен, решил посмотреть на тепло как на поток квазичастиц — фононов. Квазичастица — это распространяющаяся в определенном направлении волна колебаний кристаллической решетки, которая ведет себя подобно частице, бегущей сквозь эту решетку и взаимодействующей с ее узлами. Но если звуковой фонон распространяется с частотой, измеряемой килогерцами, то частота теплового фонона лежит в диапазоне миллиардов герц. Есть и еще одно отличие — звук или электромагнитную волну можно послать в одном направлении, тепловые же фононы распространяются во всех направлениях сразу.
«Звук, как известно, может распространяться на сотни метров и даже на километры, — говорит Мэлдовен, — в то время, как тепловой фонон может распространяться всего лишь на нанометры.
Вот почему мы не могли бы «слышать» тепло, даже если бы наши уши были способны воспринимать звуковые волны терагерцовых частот. К тому же звук может быть однотонным, то есть иметь определенную частоту, а тепловой фонон распространяется, имея широкий диапазон частот».
Чтобы манипулировать теплом так же, как манипулируют звуком или электромагнитными волнами, Мэлдовен решил сузить частотный диапазон тепловых фононов, одновременно снизив сами частоты. С этой целью он изготовил кремниевые сплавы с вкраплениями наночастиц германия; сетка этих наночастиц, по его расчетам, должна была снизить частоту тепловых фононов, что и произошло.
Далее Мэлдовэн изготовил из этого материала структуру, состоящую из тонких пленок, наложенных друг на друга. На границах этих пленок часть фононов рассеивалась, выживали только фононы с узким «окном» частот.
В результате 40% оставшегося тепла, пройдя сквозь эти пленки, концентрировалось в сверхзвуковом диапазоне от 100 до 300 гигагерц.
Свои структуры Мэлдовен назвал «термокристаллами» по аналогии с фононными кристаллами — акустическими метаматериалами, которые способны управлять звуковыми волнами. Эти термокристаллы, считает исследователь, могут иметь массу самых неожиданных приложений. Например, с их помощью можно существенно усовершенствовать термоэлектрические устройства, переводящие разницу температур в электрический ток.
С помощью термокристаллов, утверждает Мэлдовен, можно транспортировать тепло в нужном направлении.
Можно также на их основе создавать тепловые диоды, которые пропускают тепло в одном направлении, а в обратном не пропускают. На их основе можно, например, создавать дома-термосы, сохраняющие тепло в местах с очень холодным климатом и не допускающие его внутрь дома в слишком жарких местах.
На основе термокристаллов можно также создавать тепловые линзы, концентрирующие тепло в малом объеме пространства, тепловые зеркала и т.д. Можно также использовать их для создания тепловых «плащей-невидимок» — наподобие тех, которые экранируют объекты от обнаружения в видимом свете или в микроволновом диапазоне.
Даже если это и не открытие нобелевского уровня, это, вне всяких сомнений, новый подход к управлению тепловыми потоками, пионерная работа, которая способна вызвать поток новых исследований, подобный тому, какой был вызван недавно возникновением графена.
Именно так расценили работу физиков MIT их коллеги, в частности Рама Венкатасубраманиан, научный руководитель научно–исследовательского института RTI International в штате Северная Каролина. Он назвал ее «интересным подходом к контролю над частотами фононного спектра при транспорте тепла в твердом теле, который необходимо развивать дальше».
Источник: http://www.gazeta.ru/science/2013/01/15_a_4923937.shtml
Поделиться в Живом Журнале
Стать расой бессмертных – главная эволюционно-историческая задача человечества в III тысячелетии
Имея мышление бессмертных, парадигму бессмертных в качестве мировоззренческой основы, такие люди обязательно реализуют подобные технологии, и мир радикально изменится. Эволюционная ветвь гомо сапиенс в очередной раз сделает крутой вираж и вынесет человечество к невообразимым высотам, туда, где раньше парили только избранные одиночки – бессмертные и боги.
ПодробнееРобот открыл холодильник и принес оттуда пиво
Немецкие разработчики научили гуманоидного робота-помощника TIAGo самостоятельно искать путь к холодильнику, открывать его и приносить пиво. Модульный суперкомпьютер NVIDIA Jetson TX2, служащий зрительным центром робота, позволил ему не только эффективно проложить путь, но и найти пиво запрошенной марки по этикетке.
ПодробнееВ Швеции попытаются создать электронные копии умерших людей
Руководство крупной сети шведских похоронных бюро «Феникс» поставило перед собой амбициозную цель: попытаться создать максимально правдоподобные электронные копии усопших людей.
ПодробнееУчёные из США разработали искусственный аналог глаза
Новое изобретение представили учёные из Школы инженерных и прикладных наук при Гарвардском университете — они создали искусственный глаз, работающий по принципу человеческого.
ПодробнееАмериканцы занялись разработкой реактивных дронов для истребителей
Массачусетский технологический институт по заказу ВВС США занялся разработкой компактных реактивных беспилотных летательных аппаратов, которые можно было бы запускать со стандартного подвеса для ракет под крылом истребителя. Новая разработка получила название Firefly.
ПодробнееToyota представила гуманоидного робота с экзоскелетным управлением
Компания Toyota представила гуманоидного робота T-HR3, управляемого с помощью экзоскелетного контроллера с шлемом виртуальной реальности. Система позволяет оператору управлять движениями робота на месте или передвигать его, а также чувствовать отдачу при взаимодействии с объектами.
ПодробнееЧеловекоподобный робот научился делать сальто
Специалисты Boston Dynamics научили прямоходящего робота Atlas выполнять сальто. Ролик с демонстрацией его новых способностей опубликован на YouTube-канале компании.
ПодробнееРобот-спасатель от Honda: пять «глаз» и 33 степени подвижности
На Конференции по робототехнике в Ванкувере компания Honda представила прототип робота-спасателя E2-DR. У новинки 33 степени подвижности, пять «глаз» и защищенный от пыли и влаги корпус.
ПодробнееToyota представила автомобиль-робот, в салоне которого сразу 2 водительских места
Казалось бы, суть самоуправляемых автомобилей заключается в том, чтобы максимально обеспечить удобство пассажиров и «убрать» из салона водителя, доверив контроль за ситуацией роботу. Вроде бы логичное решение, но вот автоконцерн Toyota думает иначе. Недавно они представили крайне продвинутую версию самоуправляемого авто. Только вот водительских мест в нем аж целых два.
ПодробнееRHP2 - гуманоидный робот, созданный для того, чтобы падать, подниматься и снова падать
Исследователи-робототехники во всем мире тратят безумно большое количество времени и усилий для того, чтобы предотвратить или уменьшить вероятность падения создаваемых ими роботов.
ПодробнееМифы и факты о сверхумном искусственном интеллекте
Станет ли искусственный интеллект лучшим изобретением человечества или же, наоборот, его худшей ошибкой?
Подробнее/ мнения экспертов и членов инициативной группы
- Исследователь и теоретик фантастики и альтернативной истории, литературный критик и публицист, социолог, соционик и военный историк
Сергей Борисович
Переслегин«... Проект «2045» требует немереного инженерного обеспечения. И я утверждаю, что и для России, и для всего мира единственная возможность преодолеть фазовый барьер – это решить не биологические задачи, не биотех, а решить задачу на удержание инженерии на критические 20 лет...»
- Доктор медицинских наук, профессор, заведующий лабораторией роста клеток и тканей Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН
Борис Карпович
Гаврилюк«Для кожи киборга нужно просто сделать систему питания. А вообще... мы ведь несложно устроены! Есть всего несколько систем: кровеносная разносит кислород и питательные вещества, выделительная выводит отходы. Остальное — рабочие органы. Вначале можно сделать простейший живой организм. А потом более сложные системы...»
- Директор Всероссийского НИИ электрификации сельского хозяйства РАСХН
Дмитрий
Стребков«Мы предлагаем шесть стратегических проектов для будущего мира, которые позволят увеличить энергетическую безопасность и создать новое энергетическое снабжение Земли, не основанное на сжигании ископаемого топлива».
- Доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейроинтерфейсов биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова
Александр Яковлевич
Каплан«К тому времени, когда мозг можно будет перенести в искусственное тело, роботы достигнут совершенства формы и будут выглядеть, как вполне приличное человеческое тело...»
- Философ, профессор Оксфордского университета, известный своими работами об антропном принципе, основатель (вместе с Д. Пирсом) Всемирной ассоциации трансгуманистов
Ник
Бостром«Цифровой путь [бессмертия] – это наша возможность разработать технологию полного копирования мозга, когда мы могли бы создать очень подробную модель конкретного человеческого мозга и воспроизвести ее на компьютере. Тогда мы имели бы потенциал бесконечного существования, создавали бы запасные копии человека и тому подобное...»
- Директор Филиала РГМУ «НКЦ геронтологии» Минздравсоцразвития РФ, академик РАМН, доктор медицинских наук, профессор
Владимир Николаевич
Шабалин«Россия была и остаётся богатой интеллектуалами, несмотря на значительную утечку мозгов за рубеж. А когда будут первые результаты, с удовольствием вернутся и наши специалисты и потянутся иностранные...»
- Российский писатель-футуролог, журналист
Максим
КалашниковЧлен инициативной группы«Это то, что еще никто в мире не решился делать. Создание сверх- и постлюдей считаю спасением нас от вырождения и вымирания, обретением новой силы. Именно это может сделать Россию мировым лидером....»
- Доктор технических наук, профессор
Александр Александрович
БолонкинЧлен инициативной группы«Искусственное механическое тело будет обладать огромной силой и переносить экстремальные внешние условия: высокие температуры, давление, радиацию, космос...»
- Художник, теоретик искусства, куратор Государственного центра современного искусства (Калининградский филиал)
Дмитрий Хаметович
БулатовЧлен инициативной группы«В ближайшем будущем гибридные схемы из комбинаций живых и неживых элементов позволят вернуть утраченные или изначально отсутствующие функции. И конечно, заметно усилить их по сравнению с обычными...»
- Доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель наук России, является автором более 300 научных работ, в том числе 25 монографий
Александр Иванович
Галушкин«Я убежден в том, что нейросетевые технологии – это основа построения будущих систем управления роботами, т.е. мозга будущих роботов».
- Автор концепции психонетики, разработчик методологии и методик деконцентрации, корпуса техник активизации сознания и прямой работы с сознанием.
Олег Георгиевич
Бахтияров"...«Россия 2045» заставит нас обсуждать очень серьезные вопросы, и это обсуждение приведет к серьезным переформулировкам. Я полагаю, произойдет смещение задач от продления жизни на управляемое развитие человека с выходом за пределы человеческих ограничений..."
- Доктор философских наук, канд. психологических наук, главный редактор журнала «Историческая психология и социология истории», профессор МГУ.
Акоп Погосович
Назаретян«Интеллект современного человека – это искусственный интеллект. Естественным осталось только то, что он на белковом носителе, т.е. естествен не интеллект, а мозг...»
- Историк и теоретик культуры, культуролог, консультант по культурному развитию. Доцент Института искусств и культуры и Философского факультета ТГУ
Дмитрий Владимирович
Галкин«Искусство – уникальный ресурс для фабрики инноваций. Только в искусстве креативная мощь так тесно связана с порождением смыслов и гуманизацией технологий...»
- Руководитель компании «Нейроботикс»
Владимир Анатольевич
КонышевЧлен инициативной группы«Перенос мозга в искусственное тело — более выносливое, более совершенное — единственная возможность человеческой расе остаться на Земле...»
- Руководитель Отдела медицинской психологии (Научный Центр Психического Здоровья РАМН), действительный член Академии медико-технических наук РФ
Сергей Николаевич
Ениколопов«Разговоры о том, что технологически мы можем достичь бессмертия, во всяком случае, фантастического удлинения жизни, ведут к пересмотру огромного пласта наших собственных убеждений».