На пути к теории всего

На пути к теории всего

Как современные физики-теоретики разрабатывают новые теории, описывающие мир? Что такого они добавляют к квантовой механике и общей теории относительности, чтобы построить «теорию всего»? О каких ограничениях идет речь в статьях, говорящих про отсутствие «новой физики»? На все эти вопросы можно ответить, если разобраться, что такое — объект, лежащий в основе всех существующих физических теорий. В этой статье я расскажу, что физики понимают под действием, а также покажу, как с его помощью можно построить настоящую физическую теорию, используя всего несколько простых предположений о свойствах рассматриваемой системы.

Шведы запустили производство системы самошвартовки для яхт

Шведы запустили производство системы самошвартовки для яхт

Шведская компания Volvo Penta запустила серийное производство системы автоматической швартовки для яхт. Согласно сообщению компании, установка систем на яхты новой постройки начнется уже весной 2021 года, а позже такое оборудование будет предлагаться для монтажа на уже построенные яхты в рамках модернизации. При этом системой автоматической швартовки могут быть оборудованы только яхты с двигателями семейства Volvo Penta IPS.

В стали обнаружили марганцевые «бусы»

В стали обнаружили марганцевые «бусы»

Немецкие ученые из Института Макса Планка обнаружили новый фактор, влияющий на механические свойства сплавов. Исследуя структуру марганцевой стали, они обнаружили нетипичную для материала кристаллическую фазу, образующуюся на дислокациях (структурных дефектах кристаллической решетки) за счет их избыточной энергии. Такие структуры оказались способны сильно менять механические свойства материала. Исследование опубликовано в журнале .

Физики приблизились к созданию полностью светового логического вентиля

Физики приблизились к созданию полностью светового логического вентиля

Физики из университета Торонто совершили большой шаг к созданию универсального квантового компьютера — им удалось заставить одиночные фотоны взаимодействовать друг с другом через облако атомов рубидия, что в перспективе позволит создать полностью световые логические элементы. Результаты эксперимента были опубликованы в журнале

Ученые обнаружили эффект «сверхскользкости»

Ученые обнаружили эффект «сверхскользкости»

Группа физиков из Массачусетского Технологического Института поставила эксперимент, имитирующий трение между твердыми телами на атомарном уровне. Оказалось, что в некоторых условиях этот процесс может происходить почти без потерь энергии. Работа коллектива опубликована в журнале , а краткое ее изложение доступно на сайте журнала

Гарвардские физиологи отбили атаку на «белок молодости»

Гарвардские физиологи отбили атаку на «белок молодости»

Группа физиологов из Гарвардского университета вновь подтвердила важную роль белков GDF11 (фактор дифференцировки роста) и GDF8 (миостатин) для омоложения организма – уменьшения толщины сердечной мышцы, роста кровеносных сосудов, нейронов и восстановления скелетных мышц. Новое исследование было выполнено в ответ на критику другой группы ученых из Институтов Биомедицинских Исследований Новартис (Novartis Institutes for Biomedical Research), поставивших под сомнение открытие гарвардской группы и предположивших строго противоположную роль белка GDF11 в процессах старения. Работа опубликована в журнале .

Опубликована первая геологическая карта Харона

Астрономы на основе снимков и других данных с автоматической межпланетной станции New Horizons составили первую геоморфологическую карту Харона, самого крупного спутника Плутона. Благодаря ей удалось приблизительно описать геологическую историю Харона и выяснить, что около четырех миллиардов лет назад на нем шли масштабные процессы криовулканизма. Статья опубликована в журнале  

Американские «гремлины» получили обозначение

Американские «гремлины» получили обозначение

Перспективный беспилотный летательный аппарат, разрабатываемый американской компанией Dynetics в рамках программы Gremlins, получил официальное обозначение X-61A. Согласно сообщению компании, такое обозначение аппарату присвоили ВВС США. Это означает, что военные полностью одобрили разработку и признали ее важной для развития боевой авиации.

Оптическая центрифуга помогла открыть новый режим теплопроводности

Оптическая центрифуга помогла открыть новый режим теплопроводности

Физики из Университета Британской Колумбии, Канада экспериментально показали, что быстро вращающиеся молекулы газа («супер-роторы») могут достигнуть такого состояния, при котором межмолекулярные столкновения не приводят к распространению тепла. Лишь после того, как быстро вращающиеся молекулы теряют упорядоченную пространственную ориентацию, в системе вновь устанавливается нормальный режим теплопроводности. Исследование опубликовано в .Для «раскрутки» молекул кислорода до больших угловых скоростей авторы использовали оптическую центрифугу. Принцип ее действия основан на том, что в поляризованном свете линейные молекулы стремятся соориентироваться по направлению плоскости поляризаци. Если же она вращается, то и молекула будет вращаться вместе с ней. Постепенно ускоряя вращение плоскости поляризации, можно превратить молекулу в своеобразный волчок. Ей передается значительная энергия, но при этом она не ионизируется.При помощи измерения локального показателя преломления в газе ученые следили за распространением возмущения после облучения оптической центрифугой. Поскольку молекулы вращались только в определенной плоскости, в системе возникала анзотропия, то есть возмущение распространялось с разной скоростью вдоль разных направлений. Исследователи обнаружили, что после облучения в системе наблюдалось два характерных режима распространения энергии. В течение нескольких наносекунд молекулярные «волчки» сталкивались между собой, но сохраняли пространственную ориентацию. При этом столкновения не были «тепловыми», то есть вращательное движение практически не переходило в поступательное. Только после того, как ориентация волчков пропадала, наблюдалась привычная «поступательная» теплопроводность.Физики отмечают, что описанный переход впервые наблюдается экспериментально. Вращательное возбуждение молекул без их ионизации позволяет реализовать ряд необычных явлений. В частности, в таких системах теоретически был предсказан эффект взрывной передачи тепла, а также анизотропная диффузия.

Химики синтезировали молекулярную «пентаграмму»

Химики синтезировали молекулярную «пентаграмму»

Австралийским химикам впервые удалось получить незамещенный [5]радиален, соединение, формально являющееся мономером фуллерена C60. Несмотря на кажущуюся простой структуру, ни одна из попыток ее синтеза за последние 20 лет не увенчалась успехом.Синтез описан в .

«Теория просачивания» помогла определить устойчивость транспортных сетей

«Теория просачивания» помогла определить устойчивость транспортных сетей

Математик из Индианского университета в Блумингтоне разработал математический аппарат, позволяющий применить теорию перколяции (протекания) для оценки общей устойчивости и уязвимостей транспортных сетей, без использования сложных и дорогостоящих компьютерных симуляций. Работа опубликована в журнале .

Числа такси из легенды про Рамануджана связали с современной наукой

Числа такси из легенды про Рамануджана связали с современной наукой

Британские математики связали знаменитую формулу Рамануджана для чисел такси с современными математическими объектами, так называемыми К3-поверхностями. Препринт статьи доступен на arXiv.org.В математическом фольклоре есть следующая легенда. Однажды Годфри Харди приехал навестить в больнице Сриниваса Рамануджана. Харди приехал на такси с номером 1729 и по ходу беседы с Рамануджаном заметил, что, мол, удивительно скучное число ему попалось в качестве номера. На это индиец ответил, что это не правда - 1729 является минимальным натуральным числом, представимым в виде суммы кубов двух натуральных чисел двумя разными способами. Действительно,1729 = 1+ 12= 9+ 103.Обычно эту легенду рассказывают в качестве доказательства утверждения Харди о том, что каждое натуральное число было другом Рамануджана (то есть индиец держал в голове множество странных фактов о числах). Сравнительно недавнее изучение записей индийского математика, однако, показало, что он довольно плотно в конце своей жизни изучал диафантово уравнение  a+ b3 = c3 + d3. То есть число 1729 входило в сферу научных интересов Рамануджана.В своих неопубликованных работах Сринивасу Рамануджану удалось получить параметризацию подмножества решений этого уравнения, которая позволила получать бесконечное число чисел с тем же свойством, что и 1729. В новой работе авторы рассмотрели сумму кубов как эллиптическую кривую с некоторым параметром. Как оказалось, такой подход позволяет связать параметризацию, полученную Рамануджанам с К3 поверхностями. Это особый класс алгебраических проективных поверхностей. Грубо говоря, эти поверхности задаются однородными полиномиальными уравнениями на подходящем пространстве. При этом пространства, о которых идет речь, это не привычные пространства над полем действительных чисел, а пространства над полем рациональных чисел. В частности, оказалось, что Рамануджан, сам того не подозревая, открыл довольно интересный класс таких поверхностей.K3 поверхности используются в настоящее время в теории чисел, алгебраической геометрии и физике, при анализе разного рода топологических эффектов.

Единственная аминокислота связала болезнь Альцгеймера и прионы

Единственная аминокислота связала болезнь Альцгеймера и прионы

Международная команда ученых под руководством исследователей из Еврейского университета в Иерусалиме обнаружила, что в основе нескольких разных нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и прионные поражения мозга, лежит один общий механизм, связанный с появлением мутаций, которые мешают сворачиванию белковой цепи и взаимодействию с помогающими в этом процессе шаперонами — белками, главная функция которых состоит в восстановлении правильной третичной и четвертичной структуры других белков. Также ученые установили, что, вероятно, болезнь Альцгеймера является группой различных заболеваний, имеющих принципиально разные причины. Работа опубликована в .

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND