Темная сторона спина: прорыв в квантовых вычислениях

Физики из Университета Рочестера достигли исторического прорыва в квантовых вычислениях, экспериментально подтвердив существование загадочного «темного состояния» ядерных спинов. Команда под руководством Джона Никола продемонстрировала, что это уникальное состояние может значительно снизить нежелательные взаимодействия в квантовых системах, открывая путь к созданию более стабильных квантовых компьютеров.

Используя кремниевые квантовые точки с управляемыми напряжением воротами, ученые смогли достичь состояния динамической ядерной поляризации, при котором ядра атомов синхронизируются особым образом. В этом состоянии их влияние на электронные спины, используемые для хранения квантовой информации, становится минимальным, что существенно увеличивает стабильность квантовых вычислений.

Это открытие может стать решающим шагом в преодолении одной из главных проблем квантовых компьютеров — декогеренции, разрушающей хрупкие квантовые состояния. Исследователи продолжают изучать возможности использования «темного состояния» в качестве квантовой памяти, что может проложить путь к созданию практичных и надежных квантовых вычислительных систем.

@SciTechQuantumAI

Охота на тени: гигантский лазер ищет частицы темной материи

В недрах Гамбурга, в трехкилометровом туннеле, заработал самый мощный в мире рентгеновский лазер XFEL, способный генерировать 27 000 сверхкоротких вспышек в секунду. Этот грандиозный научный инструмент нацелен на решение одной из самых загадочных проблем современной физики — поиск частиц темной материи, известных как аксионы.

Команда ученых из Оксфордского университета и STFC разработала уникальный эксперимент: мощные рентгеновские лучи пропускаются через кристаллы германия, создающие сильное электрическое поле. Согласно теории, в этих условиях обычные фотоны должны превращаться в неуловимые аксионы — частицы, которые могут пройти сквозь титановый экран, непроницаемый для обычного света.

Это исследование может не только подтвердить существование темной материи, но и решить давний парадокс квантовой хромодинамики, связанный с отсутствием электрического дипольного момента у нейтрона. Если эксперимент увенчается успехом, он откроет новую главу в нашем понимании Вселенной и докажет существование явлений за пределами Стандартной модели физики.

@SciTechQuantumAI

Магическое ядро с неожиданной формой: открытие британских физиков

Физики из Университета Суррея совершили открытие, которое заставит переписать учебники: ядро свинца-208, считавшееся эталоном стабильности и симметрии, оказалось вытянутым, как мяч для регби.

Это открытие опровергает десятилетия теоретических предположений о том, что «дважды магические» ядра (с 82 протонами и 126 нейтронами) должны быть идеально сферическими.

Используя ультрасовременный гамма-спектрометр GRETINA, ученые разгоняли частицы до одной десятой скорости света и бомбардировали ими атомы свинца. Анализ испускаемых гамма-квантов показал неожиданную асимметрию в структуре ядра, причем степень деформации напрямую зависела от количества переданной энергии.

@SciTechQuantumAI

Живая машина: андроид с мышцами и кровью меняет будущее робототехники

Компания Clone Robotics представила двуногого андроида Protoclone, созданного на основе точной копии человеческой анатомии. В отличие от традиционных роботов с электрическими приводами, этот механизм оснащен тысячей искусственных мышечных волокон, 206 костями и системой циркуляции специальной жидкости под давлением — аналогом человеческой крови.

Инженерное чудо обладает более чем 200 степенями свободы движения и 500 различными сенсорами, что делает его движения удивительно естественными. Полупрозрачный корпус позволяет наблюдать работу всех внутренних механизмов, включая уникальную технологию искусственных мышц Mylofiber. В быту Protoclone демонстрирует впечатляющие способности — от приготовления пищи и уборки до ведения осмысленных диалогов и самостоятельного передвижения.

Первая партия из 279 роботов модели Alpha Edition поступит к владельцам уже в 2025 году, хотя стоимость пока держится в секрете.

@SciTechQuantumAI

Симметрия времени: загадка, которую не могут разгадать физики

Исследователи из Университета Суррея бросили вызов нашему интуитивному пониманию времени, опубликовав в Scientific Reports работу с удивительным выводом: фундаментальные законы физики совершенно не различают прошлое и будущее. Классические уравнения Ньютона и квантовое уравнение Шредингера одинаково работают как при движении времени вперед, так и назад — для них оба направления равноправны.

Используя модель Марковской динамики, ученые исследовали поведение гипотетического облака перегретых частиц в расширяющейся Вселенной. Результаты оказались поразительными: даже при обращении времени процесс выглядел бы идентично. Тем не менее, в повседневной жизни мы наблюдаем четкую «стрелу времени» — разбитая ваза никогда не собирается обратно, а мы стареем, а не молодеем.

Одно из возможных объяснений связано с Большим взрывом и расширением Вселенной. Существует гипотеза, что в момент этого колоссального события могли возникнуть два параллельных мира с противоположными направлениями времени. Пока эта идея остается лишь теоретической, но она заставляет задуматься о том, что наше привычное восприятие времени может быть лишь малой частью гораздо более сложной и загадочной картины мироздания.

@SciTechQuantumAI

Математическая любовь: семейная пара решила задачу, не поддававшуюся 50 лет

Математический мир празднует историческое событие — доказательство гипотезы Маккея, одной из самых загадочных проблем теории групп, над которой ученые бились полвека. Главной героиней этой научной саги стала Бритта Шпет, которая посвятила задаче более 20 лет своей жизни, превратив академический вызов в дело всей жизни.

Все началось в 2003 году, когда молодая аспирантка Университета Касселя заинтересовалась странной закономерностью, обнаруженной математиком Джоном Маккеем. Он заметил, что для понимания сложнейших математических структур — конечных групп — достаточно изучить лишь их небольшой фрагмент, называемый нормализатором Силова.

Парадоксальным образом, этот фрагмент, составляющий иногда менее 1% от основной группы, обладает идентичными ключевыми характеристиками. Работая в тандеме с Марком Кабанесом, который позже стал ее мужем, Бритта методично преодолевала преграду за преградой, используя классификацию простых конечных групп — грандиозное достижение математики XX века. Самыми сложными оказались группы типа Ли, на последнюю категорию которых ушло целых шесть лет напряженной работы.

@SciTechQuantumAI

Умный полет: как искусственный интеллект меняет авиапутешествия

Авиаперелеты долгие годы ассоциировались с множеством неприятностей: потерянным багажом, невкусной едой, долгими очередями и бесконечным ожиданием. Однако ведущие авиакомпании мира активно внедряют искусственный интеллект, чтобы кардинально изменить опыт пассажиров и превратить перелет из стрессового испытания в приятное приключение.

Air Baltic уже объявила о подключении к сети Starlink, обеспечивая пассажиров качественным интернетом без утомительной регистрации. Lufthansa, Emirates и British Airways внедрили системы ИИ-регистрации, которые упрощают процесс посадки, отслеживают багаж и помогают преодолевать языковые барьеры. В некоторых аэропортах, включая Лос-Анджелес, Лондон и Дубай, пассажиры уже проходят паспортный контроль и посадку по биометрическим данным без предъявления документов.

Особенно впечатляют возможности персонализации: искусственный интеллект анализирует ваши прошлые предпочтения и настраивает сервис индивидуально. Он предлагает блюда, которые вам понравились в предыдущих полетах, подбирает развлекательный контент по вашим интересам и даже определяет настроение пассажиров, подсказывая бортпроводникам, когда лучше предложить напиток, а когда просто дать отдохнуть. Благодаря таким инновациям эпоха резиновых сэндвичей и потерянного багажа вскоре может стать лишь неприятным воспоминанием.

@SciTechQuantumAI

Вода не так проста: нейросеть раскрывает тайну двойной жидкости

Исследователи использовали передовые нейросетевые технологии, чтобы подтвердить одну из самых интригующих гипотез современной физики: вода существует в двух различных жидких состояниях при экстремально низких температурах. В журнале Nature Physics опубликованы результаты компьютерного моделирования, которое наконец-то определило точку критического перехода между этими состояниями.

Используя нейросеть DNN@MB-pol, ученые смогли имитировать движение молекул воды в течение микросекунд — времени, достаточного для наблюдения спонтанных переключений между высокоплотным и низкоплотным состояниями жидкости. Моделирование показало, что критическая точка находится примерно при -75°C и давлении около 127 МПа — значительно ниже многих предыдущих теоретических прогнозов.

Это открытие приближает нас к экспериментальной проверке двойственной природы воды, которая до сих пор оставалась неуловимой из-за быстрой кристаллизации при низких температурах. Исследователи предполагают использовать нанокапли воды, способные развивать высокое внутреннее давление, для проведения экспериментов до момента замерзания.

@SciTechQuantumAI

Переполненная память как вычислительный ресурс: научный прорыв

Вопреки всем интуитивным представлениям о работе компьютеров, ученые совершили удивительное открытие: полностью заполненная память может стать катализатором, ускоряющим вычисления. Этот феномен, названный «каталитическими вычислениями», перевернул традиционные взгляды на роль памяти в компьютерных системах.

Все началось с исследований Михала Коуцкого из Карлова университета в Праге, который обнаружил, что временное изменение содержимого памяти без изменения конечного состояния создает дополнительный вычислительный ресурс. Это открытие позволило по-новому взглянуть на знаменитую «задачу оценки дерева», предложенную Пьером Маккензи и Стивеном Куком. Ирония ситуации в том, что именно сын Стивена Кука, Джеймс, вместе с Иэном Мерцем применил принципы каталитических вычислений к этой задаче и доказал, что она требует гораздо меньше памяти, чем считалось ранее, выиграв приз в 100 долларов, назначенный его отцом.

Сегодня каталитические вычисления уже применяются в различных областях — от квантовых вычислений до разработки алгоритмов с ограниченными ресурсами. Это открытие не только меняет наше понимание теоретической информатики, но и обещает практические преимущества для создания более эффективных компьютерных систем, способных максимально использовать имеющиеся ресурсы памяти.

@SciTechQuantumAI

Гепард размером с ручку: микроробот для невозможных задач

Исследователи создали устройство, имитирующее грациозные движения гепарда, но весом всего 38 граммов. Этот инновационный робот, описанный в Journal of Bionic Engineering, представляет собой H-образную конструкцию с четырьмя конечностями, соединенными пьезоэлектрическими балками, которые вырабатывают электричество при изгибе.

При размерах всего 150 × 80 × 31 миллиметров микроробот демонстрирует невероятную производительность — на испытаниях он развил скорость 66,79 мм/с при напряжении 320 В и без труда перемещал груз, превышающий его собственный вес на 45%. Одна из модификаций с конечностями разной высоты уверенно преодолевает наклонные поверхности, что делает конструкцию невероятно универсальной.

В отличие от существующих аналогов, этот пьезоэлектрический гепард отличается простотой и маневренностью — изменяя напряжение, можно мгновенно регулировать направление и радиус поворота. В перспективе ученые планируют оснастить его миниатюрными датчиками и камерами для работы в экстремальных условиях, недоступных человеку. Потенциальные применения включают поиск выживших под завалами, исследование опасных промышленных зон и другие задачи, требующие сочетания миниатюрности, выносливости и проходимости.

@SciTechQuantumAI

Роботы-муравьи MIT: крошечные исследователи лунного льда

Ученые из Массачусетского технологического института готовятся отправить на Луну уникальный набор технологий. В марте этого года три разработки MIT достигнут южного полюса нашего спутника в рамках миссии IM-2.

Главная цель экспедиции — поиск и изучение лунного льда в постоянно затененных кратерах. Замерзшая вода может стать ключевым ресурсом для будущих лунных баз, обеспечивая астронавтов питьевой водой и компонентами для производства ракетного топлива.

Среди технологий MIT — миниатюрный робот AstroAnt, способный в будущем работать в «рое» таких же устройств, и уникальная 3D-камера для картографирования в полной темноте. Эти инновации могут значительно приблизить момент создания постоянной лунной базы и открыть новую главу в исследовании космоса.

@SciTechQuantumAI

Невидимый суфлер: AR-очки Rokid произвели фурор в Китае

Китайская компания Rokid произвела настоящий фурор, когда ее основатель Миса Чжу Минмин продемонстрировал возможности AR-очков во время публичного выступления. С помощью «виртуального телесуфлера» и умного кольца для управления он с легкостью пролистывал текст доклада, проецируемый прямо перед глазами.

Технология мгновенно привлекла внимание как пользователей социальных сетей, так и инвесторов. Хештег ScriptOnGlassesTurnPagesWithRing вошел в топ-10 обсуждаемых тем на Weibo, а индекс AI Wearable, отслеживающий компании в сфере умных носимых устройств, вырос более чем на 10%.

Весящие всего 49 граммов и работающие до четырех часов от аккумулятора, очки Rokid становятся частью масштабного тренда интеграции искусственного интеллекта в повседневные устройства. Аналитики уверены, что подобные технологии способны кардинально изменить способы взаимодействия с информацией и правила публичных выступлений в ближайшем будущем.

@SciTechQuantumAI

Искусственный интеллект в школе: помощник или угроза критическому мышлению?

Исследование, проведенное в северном Китае, показало, что 40% школьников активно используют чат-боты для выполнения домашних заданий. Наибольшую популярность ИИ-помощники приобрели в изучении китайского языка, математики и английского, где они помогают разобраться с заданиями и систематизировать информацию.

Особое внимание привлекает китайский аналог ChatGPT — DeepSeek, который уже интегрируется в университетские программы. Однако в школьном образовании мнения разделились: одни видят в использовании ИИ угрозу развитию самостоятельного мышления, другие превращают технологии в креативный инструмент.

Эксперты сходятся во мнении, что интеграция искусственного интеллекта в образование неизбежна, но результаты будут зависеть от правильного баланса. Ключевым фактором станет способность педагогов и родителей научить детей использовать ИИ как дополнение к собственному мышлению, а не его замену.

@SciTechQuantumAI

Wi-Fi на века: первое «бессмертное» устройство от OpenWrt

Проект OpenWrt выпустил первый аппаратный продукт — маршрутизатор OpenWrt One, разработанный совместно с командой Banana Pi. Устройство базируется на чипе MediaTek MT7981B, поддерживает двухдиапазонный Wi-Fi 6 и оснащено портами WAN 2,5 Гбит/с и LAN 1 Гбит/с, обеспечивая высокую производительность для домашних сетей.

Главное преимущество новинки — ее «принципиальная неубиваемость» (forever unbrickable), позволяющая пользователям экспериментировать с прошивками без риска потерять функциональность устройства. Благодаря механическому переключателю между флэш-памятью NAND и NOR, слоту NVMe PCIe 2.0 и открытой архитектуре, роутер предоставляет беспрецедентный уровень контроля над оборудованием.

При цене всего 89 долларов США, OpenWrt One появляется как нельзя кстати на фоне растущих проблем с безопасностью домашних сетей и отказов производителей поддерживать старые устройства. Этот маршрутизатор предлагает альтернативу планируемому устареванию техники, позволяя продлить срок службы оборудования и снизить количество электронных отходов.

@SciTechQuantumAI

Аэродинамика и магниты: секреты самого быстрого поезда планеты

Экспресс CR450 преодолел рубеж в 450 км/ч на испытаниях и будет разгоняться до 400 км/ч в регулярном сообщении. Эти показатели значительно превосходят возможности предшественника — модели CR400, которая с 2017 года курсирует по магистралям Поднебесной на отметке 350 км/ч.

Разработчики полностью пересмотрели конструкцию, впервые применив специальные обтекатели для зоны тележек, создававшей максимальное сопротивление воздуха на сверхвысоких скоростях. Состав оснащен инновационным тяговым приводом на постоянных магнитах с водяным охлаждением и сетью из 4000 датчиков, контролирующих все системы поезда.

Сейчас два прототипа — CR450AF и CR450BF, каждый из восьми вагонов, проходят поэтапные испытания. После ввода в эксплуатацию новый экспресс не только станет самым быстрым поездом в мире, но и сделает Китай обладателем сразу трех составов-рекордсменов, подтверждая технологическое лидерство страны в области высокоскоростного транспорта.

@SciTechQuantumAI

Ловец космических частиц: эксперимент Нобелевского лауреата за 100 долларов

Энтузиаст-физик воссоздал эксперимент Нобелевского лауреата Луиса Альвареса, построив мюонный детектор всего за 100 долларов. Используя два счетчика Гейгера по 23 доллара каждый, российские ГМ-трубки SBM-20 за 49 долларов и микроконтроллер Arduino Nano, он смог регистрировать высокоэнергетические субатомные частицы, пронизывающие землю.

Мюоны образуются при столкновении космических лучей с атмосферой и обладают удивительной проникающей способностью, позволяя проходить через значительные толщи горных пород. Эту особенность физик использовал для обследования шахты Reed Gold Mine в Северной Каролине, где сумел зафиксировать увеличение числа мюонов в месте расположения вертикальной шахты, невидимой с поверхности.

Для отделения космических мюонов от других частиц экспериментатор применил метод совпадения, регистрируя только те события, когда обе трубки срабатывали одновременно. Несмотря на бюджетность решения, самодельный детектор успешно подтвердил закономерности распределения потока мюонов и продемонстрировал, что современные технологии позволяют любителям проводить эксперименты, ранее доступные только научным лабораториям.

@SciTechQuantumAI

Ледяные магниты для горячей плазмы: новая эра в космической тяге

Ученые из новозеландского Университета Виктории в Веллингтоне создали электромагнит на основе высокотемпературных сверхпроводников. Работая при экстремально низкой температуре -198,15°C, этот магнит станет сердцем принципиально нового космического двигателя, не требующего традиционного химического топлива.

В отличие от обычных ракетных двигателей, магнитоплазмодинамическая установка AF-MPD использует мощное магнитное поле для разгона ионизированных частиц до огромных скоростей. Сверхпроводящие катушки размером с обеденную тарелку генерируют поле в одну теслу (в 20 000 раз сильнее земного магнитного поля), потребляя всего один ватт энергии — в сто раз меньше, чем требуется обычным электромагнитам.

В ближайшие месяцы на МКС отправится экспериментальная установка «Хеки» (с языка маори — «яйцо»), которую разместят на внешней платформе NanoRacks. Успешные испытания могут открыть новую главу в истории космических полетов, сделав межпланетные экспедиции более экономичными и эффективными благодаря возможности использования различных видов топлива и значительному снижению энергозатрат.

@SciTechQuantumAI

Математика подводных дворцов: как пять переменных объясняют тысячи форм

Испанский физик Ева Льябрес совершила прорыв в понимании формирования коралловых рифов, создав математическую модель, объясняющую их удивительное разнообразие. Пройдя путь от изучения черных дыр до морских экосистем, исследовательница соединила точные науки с биологией, чтобы раскрыть тайны природных подводных сооружений.

Ученая представила базовую структуру кораллов в виде сети шестиугольных пирамидальных элементов — «гексаконусов», определив три фундаментальных правила роста. После многочисленных экспериментов Льябрес выявила пять ключевых переменных, включая скорость отложения карбоната кальция, дистанцию между организмами, углы роста боковых ответвлений и особый «режим роста», что позволило воспроизвести невероятное многообразие форм – от массивных валунов до изящных ветвистых структур.

Значение этой работы выходит далеко за пределы теоретической науки, особенно в условиях климатического кризиса. Модель позволяет прогнозировать, какие формы кораллов лучше выживут при определенных условиях среды, что критически важно для восстановления рифовых экосистем. Исследовательница продолжает совершенствовать свою разработку в Гавайском институте морской биологии, включая в нее влияние подводных течений и интенсивности освещения.

@SciTechQuantumAI

Стерильные нейтрино: неуловимая частица или фантом физики

Физики эксперимента NOvA в Фермилабе продолжают охоту за одной из самых загадочных частиц современной науки — стерильным нейтрино. Последние результаты исследования, в котором анализировались нейтрино, пролетевшие расстояние в 810 километров от лаборатории в Иллинойсе до детектора в Миннесоте, не выявили признаков существования этой гипотетической частицы.

Ученые искали аномалии в потоке мюонных нейтрино, получаемых при столкновении протонов с углеродной мишенью. Согласно стандартной модели, часть мюонных нейтрино должна превращаться в электронные, но если бы существовало стерильное нейтрино, картина осцилляций выглядела бы иначе. Новые данные не только не подтвердили гипотезу о четвертом типе нейтрино, но и исключили ряд параметров, ранее допускаемых другими экспериментами.

Результаты NOvA противоречат намекам на существование стерильных нейтрино, полученным в экспериментах LSND и MiniBooNE, что делает картину еще более запутанной. Несмотря на то что вопрос остается открытым, пространство для поисков этой загадочной частицы, предположительно взаимодействующей только через гравитацию, значительно сузилось.

@SciTechQuantumAI