Connect with us

Технологии

Считалось невозможным: физики решили 100-летнюю загадку энергии, как это изменит технологии

Published

on

Можно ли удерживать энергию бесконечно долго? Благодаря новому эксперименту, проведённому физиками, стало ясно: да, это возможно — с помощью так называемого связанного состояния в континууме.

Это поразительное достижение может стать основой для создания более эффективных устройств, которым не требуется постоянная подача энергии.

Исследование, подтверждающее реальность этого явления, опубликовано в журнале Physical Review Letters и описано изданием Interesting Engineering.

Идея удержания энергии в системе на первый взгляд противоречит нашему интуитивному пониманию. Почти век назад, в 1929 году, легендарные физики Джон фон Нейман и Юджин Вигнер предложили гипотетическое состояние, в котором волна остаётся “запертой” внутри системы, несмотря на то, что вокруг неё находится открытое пространство, куда она должна бы распространиться. Это поведение назвали связанным состоянием в континууме. Его можно представить как звук или свет, застрявшие в одном месте — не рассеиваются, не уходят наружу, хотя внешне ничто не мешает им это сделать.

Долгое время ученые считали, что такие состояния возможны лишь в теоретических моделях. Но недавний эксперимент показал обратное — физики сумели реализовать это явление в реальности. Они использовали механические волны и особую конструкцию из кварцевых стержней цилиндрической формы, которые выступали в роли резонаторов. Система была устроена так, чтобы можно было точно управлять тем, как эти стержни взаимодействуют друг с другом — то есть как именно механические волны переходят от одного к другому.

Оказалось, что при определённой конфигурации, волна полностью “запирается” в одном из стержней и не рассеивается. Энергия остаётся внутри системы — ни малейших потерь. Это поведение ученые идентифицировали как поляризационно-защищённое связанное состояние в континууме.

Далее исследователи пошли ещё дальше — они соединили несколько таких стержней в единую цепочку. В результате наблюдалось уникальное поведение: волна не только сохранялась, но и могла растягиваться вдоль всей цепи, не теряя энергии. Это явление известно как плоская полоса (flat band). С физической точки зрения, несмотря на наличие возможности движения, волна не распространяется — энергия остаётся строго локализованной в системе.

Когда обе волновые особенности — индивидуально связанные состояния и плоская полоса — объединяются, они формируют так называемую связанную полосу в континууме. Это уникальное состояние, при котором энергия может свободно перемещаться по системе, но не рассеивается. В отличие от обычной волны, которая теряет силу, проходя через среду, такая волна сохраняет свою энергию, даже находясь в движении.

Это открытие имеет колоссальное прикладное значение. Сегодня множество устройств — от микроволновых печей до смартфонов и смарт-часов — используют резонаторы, чтобы усиливать сигналы (например, звуковые или электромагнитные). Однако такие резонаторы имеют серьёзный недостаток: они теряют энергию и требуют постоянного питания, чтобы работать.

Новые же структуры, основанные на связанных состояниях в континууме, открывают перспективу создания резонаторов, которые сохраняют энергию без потерь. Это означает возможность разработки технологий, где устройства смогут работать значительно дольше, эффективнее, а возможно — и автономно, без постоянного подключения к источнику энергии.

Таким образом, то, что когда-то считалось чисто теоретическим парадоксом, теперь становится реальностью. Новое поколение энергоэффективных технологий может быть построено на этих принципах, что может изменить подход к проектированию многих устройств в будущем.

Источник: Interesting Engineering

author avatar
Юрій Гай
Народився і живу в місті Біла Церква на Київщині. Закінчив національний університет ім. Драгоманова по спеціальності соціологія. Захоплююсь подорожами та мотоциклами. Професійно займаюсь дизайном і поліграфією. Радий бути в дружній команді Shode.life!
Continue Reading
Advertisement

Бизнес

Инвестиции в стартап Neuralink Илона Маска составили $650 млн

Стартап Neuralink, основанный Илоном Маском, объявил о привлечении 650 миллионов долларов в новом раунде финансирования. Среди инвесторов — известные венчурные фонды, такие как ARK Invest, Sequoia Capital, Founders Fund, Thrive Capital и Lightspeed Venture Partners.

Published

on

By

Стартап Neuralink, основанный Илоном Маском, объявил о привлечении 650 миллионов долларов в новом раунде финансирования. Среди инвесторов — известные венчурные фонды, такие как ARK Invest, Sequoia Capital, Founders Fund, Thrive Capital и Lightspeed Venture Partners.

Полученные средства компания планирует использовать для расширения доступа к своей технологии среди новых пациентов, а также для разработки новых устройств, которые усиливают взаимодействие между биологическим мозгом и искусственным интеллектом.

Neuralink занимается созданием мозгово-компьютерного интерфейса (BCI), который преобразует нейронные сигналы в цифровые команды. Первая система под названием Telepathy состоит из 64 сверхтонких «нитей», имплантируемых в мозг, и более тысячи электродов, регистрирующих нейронную активность. На начало июня устройство было имплантировано пятерым пациентам, а компания проводит четыре клинических испытания Telepathy.

Технологии BCI изучаются в научной среде уже много лет, и среди конкурентов Neuralink — компании Synchron, Paradromics и Precision Neuroscience.

Кроме того, Neuralink работает над системой Blindsight, которая потенциально может вернуть зрение людям, потерявшим глаза и зрительные нервы. Это устройство получило статус «прорывной технологии» от FDA, что ускоряет процесс получения одобрения.

Несмотря на значительные успехи, компании предстоит пройти множество этапов до массового коммерческого внедрения своих устройств. Однако Маск сохраняет оптимизм и даже заявлял, что готов лично имплантировать себе такое устройство.

Источник: Neuralink

Continue Reading

Бизнес

Samsung намерена вложить средства в стартап Exo

Инвестиционное подразделение Samsung — Samsung Ventures — рассматривает возможность вложения около $100 млн в американский стартап Exo, расположенный в Калифорнии. Компания занимается созданием портативных ультразвуковых аппаратов, оснащённых технологиями искусственного интеллекта.

Published

on

By

Инвестиционное подразделение Samsung — Samsung Ventures — рассматривает возможность вложения около $100 млн в американский стартап Exo, расположенный в Калифорнии. Компания занимается созданием портативных ультразвуковых аппаратов, оснащённых технологиями искусственного интеллекта. Об этом сообщает Bloomberg.

Кроме того, Exo может наладить сотрудничество с Samsung Medison — дочерней структурой Samsung, которая занимается производством оборудования для ультразвуковой и рентгеновской диагностики.

Стартап Exo был основан в 2015 году. Он разрабатывает компактные ультразвуковые сканеры, использующие кремниевые чипы, ИИ и передовые решения в области медицинской визуализации. Эти устройства подключаются к смартфону, позволяя выводить результаты диагностики прямо на экран, сохранять их и передавать через мобильное приложение.

На сегодняшний день Exo уже собрала свыше $320 млн инвестиций. Среди её инвесторов — RA Capital Management, BlackRock, Intel, Sony и другие. Крупнейший инвестиционный раунд прошёл в 2021 году и составил $220 млн.

Источник:Bloomberg

Continue Reading

Новости Вашингтона

Искусственный интеллект становится заменой диспетчерам PenCom на фоне нехватки сотрудников

Из примерно 50 вызовов, которые Иэн Харрингтон обрабатывает за смену в качестве диспетчера 911, почти половина не являются экстренными. «Это всё ещё важные звонки, но не срочные — например, лай собаки или припаркованная машина», — объясняет он.

Published

on

By

Из примерно 50 вызовов, которые Иэн Харрингтон обрабатывает за смену в качестве диспетчера 911, почти половина не являются экстренными. «Это всё ещё важные звонки, но не срочные — например, лай собаки или припаркованная машина», — объясняет он.

В центре экстренных служб PenCom на полуострове Олимпик ежегодно принимают около 85 000 неэкстренных вызовов, отнимающих время, которое можно было бы посвятить реальным угрозам. Ситуация усугубляется острым кадровым дефицитом: из 20 штатных позиций заняты лишь 9, из-за чего сотрудники работают по 12 часов в день, иногда пять смен подряд.

Для решения проблемы внедрили «Еву» — ИИ-диспетчера, ведущего диалог как человек. В отличие от автоответчиков с выбором цифр, Ева анализирует речь, распознаёт ключевые слова (например, указывающие на преступление) и интонацию, чтобы определить уровень угрозы. Если система выявляет опасность для жизни или имущества, звонок мгновенно переключается на живого оператора.

«ИИ не сомневается — он сразу передаёт вызов диспетчеру», — подчеркивает Карл Хэттон, заместитель главы полиции Порт-Анджелеса. При этом все звонки позже проверяются сотрудниками, которые при необходимости перезванивают гражданам.

По прогнозам, благодаря ИИ число неэкстренных вызовов, обрабатываемых людьми, сократится с 85 000 до 25 000 в год. Однако PenCom по-прежнему нуждается как минимум в четырёх новых диспетчерах. «Живые люди незаменимы», — отмечает Харрингтон, призывая соискателей откликаться на вакансии.

Источник:KING5

Continue Reading

В тренде