Новости науки и техники

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обидовичский учебно-педагогический комплекс

Реферат на тему:

«Новости науки и техники»

Выполнил

Алексютин Андрей Валерьевич

Ученик 11 класса

д. Обидовичи 2014

Содержание

Одно кольцо, чтобы править любой электроникой

Первый в мире серийный водородный автомобиль

В НАСА испытывают космический клубок стержней

Создан первый образец магнонной голографической памяти

«Квантовые батареи» готовы к массовому производству!

Первый в мире гиперзвуковой частный самолёт заменит свои иллюминаторы гигантскими видеоэкранами

Найдена неизвестная теория Эйнштейна

Новый ДВС Nissan: 400 лошадиных сил, которые можно унести на руках

Список литературы

Одно кольцо, чтобы править любой электроникой

Это гаджет, который даёт вам возможность делать практически всё, что может вам потребоваться в вашей повседневной жизни. По сути, Ring - это носимое устройство ввода в форме кольца, которое оснащено четырьмя ключевыми функциями: управление жестами, передача текста, управление платёжными транзакциями, и функция приёма/оповещения.

Например, чтобы включить телевизор, вам достаточно написать в воздухе слово «ТВ». Таким же образом вы можете контролировать почти любой предмет домашней электроники. Вы можете отправлять текстовые сообщения, просто набирая их в воздухе, и ваши жесты будут транслироваться в буквы в вашем смартфоне. С помощью функции платежей вы сможете осуществлять транзакции одним движением пальца - написав необходимую цифру в воздухе, или просто подтвердив платёж знаком галочки. Ring распознаёт даже мельчайшие движения пальца -- к тому же вы можете модифицировать или заменить любой конкретный жест, и ввести эти данные в кольцо. Функция же уведомления засекает любые входящие сообщения и сигнализирует вам с помощью вибрации и светодиодной индикации. Если вы приглядитесь к устройству повнимательнее, вы заметите на одной из его сторон батарею и сенсоры движения, а под ними - светодиод и тач-сенсор. На другой же стороне вы обнаружите низкоэнергетический Bluetooth. По словам разработчиков, батарея Ring даёт достаточно энергии для распознавания 1000 жестов. Также у вас есть возможность скачивать приложения для кольца из магазина Ring.

Ring совместимо с iPhone/iPad/iPad Touch (iOS7 или выше) и Android 4.4 или выше. Команда в настоящее время работает над совместимостью с Windows phone и Ring Hub. Также его можно соединить с любым телефоном или устройством посредством Bluetooth 4.0 А для проведения платежей вы можете использовать GPS или iBeacon.

Поставки Ring начнутся в конце июля, сперва - в США, Европу, Японию и Китай. Цена одного комплекта будет составлять 165 долларов. Разработчики продолжают совершенствовать своё устройство и планируют внедрить в него ещё несколько функций до начала продаж.

Первый в мире серийный водородный автомобиль

Когда дело касается альтернативных источников энергии, большинство автопроизводителей думают просто - или аккумуляторные батареи или ничего. И именно это делает Hyundai Tucson Fuel Cell особенным. Этот автомобиль станет первой серийно выпускаемой водородной машиной, когда поступит в продажу этой весной.

Поскольку инфраструктура водородного топлива фактически не существует, предложение Hyundai будет невелико. Автомобиль будет доступен у нескольких автодилеров в Южной Калифорнии, каждый из которых будет находиться в пределах источников водорода компании, среди которых - местная фабрика по очистке сточных вод. Водители смогут бесплатно получать газ на любой из семи станций заправки.

Одна полная заправка топливом длится около 10 минут и её хватает на 500 километров. Максимальная скорость машины составляет 160 километров в час. Единственным же выхлопом такого автомобиля является водяной пар.

В НАСА испытывают космический клубок стержней

В фантастических фильмах роботы-покорители космоса предстают в виде мощных крепких машин, способных противостоять любым опасностям. Однако в НАСА ищут другие способы расширить способности беспилотной техники, о чем свидетельствует прототип под названием Super Ball Bot.

Робот Super Ball Bot - набор стержней и тросов, способных менять длину

Этот робот разрабатывается в рамках программы НАСА Innovative Advanced Concepts и уже испытывается в полевых условиях. Необычный робот представляет собой набор композитных стержней, которые соединены между собой в шарообразную конструкцию. По краям стержней находятся тонкие тросы, а двух стержнях в центре находятся подвижные соединения - все это позволяет в небольших пределах менять длину стержней и тросов, то есть форму шара. Таким образом Super Ball Bot может отталкиваться от поверхности и перемещаться. Вся полезная нагрузка крепится к стержням, питание может обеспечиваться с помощью аккумуляторов, заряжаемых солнечными панелями.

Легкий робот потребляет совсем мало энергии и представляет собой новую концепцию исследования космоса. Дело в том, что современная космическая робототехника столкнулась с проблемой собственной дороговизны и совершенства. Роботы, вроде марсохода Curiosity, стоят миллионы долларов, поэтому операторы управляют ими очень осторожно и могут даже пренебречь интересной находкой, если есть малейший риск потерять аппарат. В результате ту работу, которую человек делает за полминуты-минуту, робот выполняет целый день, а то и дольше.

Super Ball Bot выполнен по совершенно другой идеологии. Складные дешевые роботы будут разбрасываться по большой площади и работать «на всю катушку», без опасений забираясь в самые труднопроходимые места. Такого робота не жалко «сбросить» со скалы в глубокий каньон, где может скрываться внеземная жизнь. Подвижность и проходимость Super Ball Bot намного выше, чем у «традиционных» колесных роботов.

Пока Super Ball Bot - это лишь прототип, требуется его доработка для соответствия жестким стандартам автономных космических исследований. В частности необходимо сделать конструкцию более прочной, повысить скорость движения и добавить электронику и программное обеспечение для автономной навигации.

Создан первый образец магнонной голографической памяти

Специалисты Калифорнийского университета и Института радиотехники и электроники РАН представили память, способную считывать и записывать информацию намного быстрее, а хранить -- куда плотнее, чем в нынешних винчестерах.

Группа российских и американских учёных под общим руководством Александра Хитуна из Калифорнийского университета в Риверсайде (США) представила новый вид запоминающего устройства, работа которого основана на интерференции спиновых волн. Информация в них хранится в виде магнитных битов, но, в отличие от НЖМД, считывается одновременно как голографические изображения.

Поскольку длина спиновых волн много короче длины волн видимого света, плотность хранения в такой памяти потенциально значительно выше, чем в системах, основанных на оптических голограммах, ранее рассматривавшихся той же IBM в качестве возможной памяти завтрашнего дня.

Обычная голография разбивает используемый ею лазерный луч на две части, объектную и опорную. Объектная облучает интересующий нас объект, и отражённый свет посылается к детектору (или фотоплёнке), где воссоединяется с опорным лучом. Детектор записывает интерференцию между двумя лучами, и именно эта информация затем используется для создания 3D-образа объекта.

Но плотность хранения информации для оптических голограмм ограничена тем, что длина волны видимого света составляет примерно 500 нм. Объединённая научная группа, представляющая специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде и Института радиотехники и электроники РАН им. В.А. Котельникова, создала голографическую память на базе спиновых волн, длина которых может быть уменьшена до нанометровых масштабов, что сулит нам плотность записи информации в терабит на квадратный сантиметр.

Первый прототип такой магнонной голографической памяти, созданный учёными, включает два магнита шириной в 360 мкм каждый, соединённых магнитной проволокой. Данные хранятся на устройстве в виде ориентации магнитных моментов магнита. Состояние «00», например, соответствует ориентации обоих магнитов вдоль оси X, а «01» -- ориентации первого магнита по оси X, а второго -- вдоль оси Y.

Ввод и вывод спиновых волн осуществляется по ещё трём магнитным проволокам, соединённым с каждым из микромагнитов. Сами волны создаются приложением электрического тока к крохотным антеннам, соединённым с проволочками, и те же антенны используются как детекторы спиновых волн.

Может показаться, что устройство, по сути, основанное на паре магнитных битов, для 2014 года -- не такой уж и прорыв. Однако голографическая природа записи означает, что так можно считывать и записывать одновременно огромное количество данных -- если использовать большие наборы таких магнитных битов. Это решительно отличает технологию от сегодняшних винчестеров, где данные считываются последовательно, сначала с одного магнитного бита, потом со следующего, и так далее. Применённые спиновые волны имеют длину 10 нм, то есть в принципе плотность записи может значительно превзойти параметры современных жёстких дисков.

Схема (а) внутреннего устройства прототипа магнонной памяти и (b) элементов генерации спиновых волн (иллюстрация A. Khitun et al.).

После первого довольно громоздкого прототипа группа г-на Хитуна создала второй, магниты которого в 30 раз меньше -- по 12 мкм каждый. Моделирование показало, что размер устройства можно уменьшить до 10 нм. Сейчас учёные заняты разработкой устройства записи и хранения информации, основанного на матрице из 16 магнитных битов.

«Квантовые батареи» готовы к массовому производству

Некая японская компания вдруг заявила, что втихую разработала и подготовила к серийному производству слоистую батарею совершенно нового типа, и это не химический источник тока и не конденсатор. Тем не менее разработка способна накапливать и хранить энергию много лучше традиционных аккумуляторов.

Авторы называют батарею «квантовой», подчёркивая её физическую, а не химическую природу. Одиночная ячейка, уже демонстрировавшаяся разработчиками, представляет собой плёнку из металл-оксид-полупроводниковой структуры n-типа, в которой используются частицы диоксида титана, диоксида олова и оксида цинка, покрытые изолирующей плёнкой. В роли последней могут выступать как органические, так и неорганические изоляторы.

Образец нового квантового накопителя энергии в виде тонкой одиночной пластинки (здесь и ниже иллюстрации Tech-On!).

Вместо использования для хранения энергии ионов (как в батарейке вашего телефона), слоистая «квантовая батарея» эксплуатирует электроны, только совсем не так, как конденсаторы. Утверждается, что система основана на хранении электронов «в запрещённой зоне» полупроводника.

При производстве структур «металл -- оксид -- полупроводник» зарядовый слой накопителя облучают ультрафиолетом неназванных параметров. После изготовления, при зарядке, которую можно осуществлять из любых источников, включая пальчиковые батарейки, электроны занимают свободные энергические уровни в рабочем материале и хранятся там до тех пор, пока батарею не потребуется разрядить.

Таким образом, перед нами перезаряжаемые батареи с очень высокой плотностью хранения энергии. По заявлению компании Micronics Japan Co. Ltd., серийные образцы (обещанные в ближайшем будущем) будут иметь ёмкость до 500 Вт*ч/л и при этом смогут выдавать до 8 000 Вт пиковой мощности на литр объёма.

Это не просто высокие, а выдающиеся показатели: такие накопители даже при малой ёмкости смогут выдавать большую пиковую мощность, объединяя лучшие черты аккумуляторов и суперконденсаторов. То есть в теории регенеративное торможение с ними удастся использовать много эффективнее, чем в сегодняшних электромобилях и гибридах. При этом, в отличие от суперконденсаторов, напряжение, снимаемое с таких накопителей, не уменьшается по мере их разрядки, до конца оставаясь стабильным (см. на скорость вращения вентилятора):

Кроме того, заявлено, что «квантовая батарея» сможет работать в диапазоне от -25 до +85 °C, а её жизненный цикл достигает 100 тыс. циклов зарядки-разрядки до падения ёмкости ниже 90% от первоначальной. В отличие от прежних вариантов «квантовых батарей», новинка не использует «непростые» и дорогие материалы типа графена, а потому «полностью готова к массовому производству».

Заметим, впрочем, что в демонстрации нового накопителя использовался лишь один аккумулирующий лист -- на подложке из нержавеющей стали толщиной 10 мкм, то есть возможность объединять такие накапливающие элементы в масштабные группы пока лишь предстоит доказать. Кроме того, разработчики намерены потратить некоторое время на замену стали алюминием, чтобы уменьшить удельную массу новинки.

Безусловно, у концепции в том виде, в котором её анонсирует Micronics Japan, налицо несколько несомненных плюсов. В частности, нехимическая батарея явно не будет пожароопасной. Определённо, способность быстро выдавать и забирать из сети большое количество энергии резко ускорит зарядку таких накопителей. Сама за себя говорит и высокая ёмкость «квантовой батареи»: если производитель сдержит своё слово, она позволит наконец-то довести смартфоны до семидневной рабочей недели между подзарядками и, скажем, почти утроить дальность нынешних электроавто!

Первый в мире гиперзвуковой частный самолёт заменит свои иллюминаторы гигантскими видеоэкранами

Компания Spike Aerospace находится в середине создания своего первого в мире сверхзвукового частного реактивного самолёта. И когда её шедевральный S-512 стоимостью 80 миллионов долларов впервые взлетит в декабре 2018 года, вы не найдёте в нём того, что есть в любом другом пассажирском самолёте: окон.

Бостонская аэрокосмическая компания использовала преимущества последних достижений в области видеозаписи, потоковой трансляции, и дисплейных технологий, заменив окна самолёта гигантскими экранами высокого разрешения. Внешняя часть S-512 будет усыпана крошечными камерами, которые будут передавать изображение на тонкие изогнутые дисплеи, выстилающие внутренние стены салона. Результатом этого будет бесшовное панорамное изображение окружающего мира. При этом пассажиры смогут по желанию затемнять или полностью заменять транслируемое изображение. Но это технологическое решение - отнюдь не просто причудливая роскошь для самолёта, ценник которого содержит восемь цифр.

В то время как окна весьма важны для борьбы с ощущением клаустрофобии, они требуют тонких инженерных операций, которые понижают прочность простой структуры фюзеляжа. И это вдвойне актуально для сверхзвуковых аппаратов. Прочность самолёта повышается при отсутствии окон - и это одна из главных причин, почему военные самолёты не оснащаются ими. Размещение пассажирских иллюминаторов в фюзеляже требует особой конструкции - овальной формы, малого размера, двухслойной структуры, и всё это для того, чтобы поддерживать давление внутри салона во время полёта со скоростью 800 километров в час на высоте 10 километров.

На самом деле, было бы намного проще и безопаснее иметь гладкий безоконный фюзеляж, но те, кому часто приходится летать на самолётах, привыкли к возможности видеть окружающий их мир.

Конструкционное решение заменить окна экранами позволит аппарату Spike решить все проблемы с сопротивлением и весом, связанные с установкой иллюминаторов, что, по словам разработчиков, позволит их самолёту развивать скорость в 2200 километра в час с 18 пассажирами на борту.

Найдена неизвестная теория Эйнштейна

Рукопись, которая на протяжении десятилетий не привлекала внимания и находилась в архиве в Иерусалиме, показывает, что Альберт Эйнштейн размышлял над альтернативной теорией эволюции Вселенной. Она гласит, что мироздание не родилось в Большом взрыве, а расширяется постоянно и вечно. Удивительно, но работа, написанная Эйнштейном в 1931 году, напоминает теории, которые отстаивал британский астрофизик Фред Хойл почти 20 лет спустя. И, несмотря на то, что Эйнштейн вскоре отказался от этой идеи, рукопись показывает нежелание великого ученого признать тот факт, что Вселенная была создана в результате одного взрывного события.

эйнштейн водородный космический гиперзвуковой

Записи Альберта Эйнштейна показывают, что он пытался найти альтернативную теорию эволюции Вселенной, вместо нелюбимой им теории Большого взрыва.

Теория Большого взрыва получила первое астрономическое подтверждение в 1920-х годах, когда американский астроном Эдвин Хаббл и другие ученые обнаружили, что далекие галактики удаляются и пространство расширяется. Наблюдения указывали на то, что в прошлом Вселенная была очень плотной и лишь позже резко расширилась.

Однако, с конца 1940-х годов Фред Хойл утверждал, что Вселенная не обязательно образовалась в результате Большого взрыва - пространство может расширяться вечно, сохраняя примерно постоянную плотность. Это вполне возможно, если во Вселенной непрерывно рождается новая материя - в виде элементарных частиц, спонтанно появляющихся из вакуума. Эти частицы затем сливаются, образуя галактики и звезды, и при достаточно высокой скорости рождения, этих частиц достаточно, чтобы заполнить пустоту, созданную в результате наблюдаемого астрономами расширения пространства. Вселенная Хойла всегда была бесконечной, поэтому ее размер не изменился в процессе расширения.

Недавно обнаруженный документ показывает, что Эйнштейн описал эту идею гораздо раньше, чем Хойл. «Для того, чтобы плотность (Вселенной) оставалась постоянной, должны постоянно образовываться новые частицы материи», - пишет Эйнштейн. Как полагают исследователи, рукопись была сделана во время поездки в Калифорнию в 1931 году. Она была сохранена в архиве Альберта Эйнштейна в Иерусалиме и до сих пор находилась в свободном доступе, но ее ошибочно относили к другой работе Эйнштейна. Физик Кормак О'Раферти из Технологического института Waterford в Ирландии сказал, что «чуть не упал со стула», когда понял, что за рукопись перед ним. Именно О'Раферти и его сотрудники опубликовали открытие, которое долгие годы было перед глазами множества ученых, изучающих труды Альберта Эйнштейна.

Это открытие подтверждает, что Хойл не был чудаком. Тот факт, что Эйнштейн обдумывал стационарную модель, могло быть мощным аргументом в споре Хойла с другими физиками, но, к сожалению для Хойла и его сторонников, рукопись Эйнштейна ему была неизвестна.

Надо отметить что хоть модель Вселенной Хойла была в конечном счете опровергнута астрономическими наблюдениями, но все же она была математически последовательной и не противоречила уравнения общей теории относительности Эйнштейна. Неизвестная рукопись Эйнштейна показывает, что и сам Эйнштейн считал вполне правдоподобной подобную картину эволюции Вселенной. Она действительно могла бы работать без изменений в его собственных теориях. Однако позже Эйнштейн понял, что эта идея ошибочна - на рукописи видно, как мысль о стационарной Вселенной перечеркнута ручкой другого цвета.

Альберт Эйнштейн в лаборатории Маунт Вилсон в 1931 году. Рядом с ним Эдвин Хаббл (в центре) и Вальтер Адамс. Астрономические наблюдения подтвердили расширение Вселенной, и Эйнштейну пришлось отказаться от идеи стационарной Вселенной

Интересно, что Эйнштейну не очень нравилась идея рождения Вселенной из Большого Взрыва, хотя другие физики утверждали, что это закономерный вывод из общей теории относительности. Альберту Эйнштейну теория Большого взрыва казалась «отвратительной», как и многим другим физикам того времени, например выдающийся кембриджский астроном Артур Эддингтон не любил идею Большого взрыва из-за того, что она предполагала некий мистический момент внешнего воздействия на первородную материю. Тем не менее, когда астрономы обнаружили свидетельства взрывного расширения Вселенной, Эйнштейну пришлось отказаться от своего уклона в сторону теории статической (не расширяющейся) Вселенной, видимо в этот момент Эйнштейн обратился к идее стационарной Вселенной, которая сама рождает материю для своего расширения.

Новый ДВС Nissan: 400 лошадиных сил, которые можно унести на руках

Революционный турбированный агрегат, оснащённый тремя цилиндрами, весит всего 40 кг, а его габариты составляют 500Ч400Ч200 мм.

Компания Nissan сняла завесу тайны с инновационного двигателя внутреннего сгорания DIG-T R, который будет использоваться в составе гибридной силовой установки концептуального гоночного болида ZEOD RC (Zero Emission On Demand Racing Car).

Турбированный бензиновый агрегат DIG-T R имеет три цилиндра и рабочий объём 1,5 литра. При этом он, без преувеличения, поражает своими характеристиками: выдаваемая мощность равна 400 лошадиным силам, а крутящий момент достигает 380 ньютон-метров. И это при весе в 40 кг и габаритах в 500Ч400Ч200 мм! То есть двигатель в буквальном смысле можно унести на руках.

В Nissan замечают, что компания станет первым крупным автопроизводителем, который будет использовать трёхцилиндровый двигатель внутреннего сгорания в международных гоночных соревнованиях. Агрегат DIG-T R выдаёт 10 л. с. мощности на каждый килограмм своего веса. Это превосходит показатель для моторов, которыми в нынешнем году будут оснащаться автомобили Formula 1.

В гоночном болиде Nissan ZEOD RC новый бензиновый агрегат, раскручивающийся до 7 500 оборотов в минуту, будет соседствовать с электрическим двигателем. Причём моторы смогут функционировать независимо друг от друга в паре с пятиступенчатой коробкой перемены передач.Для питания электрического двигателя применяются литий-ионные аккумуляторы. Система рекуперации энергии обеспечит их подзарядку во время торможения.

Ожидается, что Nissan ZEOD RC дебютирует на предстоящем состязании на выносливость «24 часа Ле-Мана», которое в июне пройдёт во Франции. Болид займёт позицию «Гаража 56»: это специальное место на питлейне, на которое раз в год попадают экспериментальные проекты.

Не исключено, что в перспективе инновационные разработки, использованные Nissan в двигателе DIG-T R, найдут применение в силовых установках серийных автомобилей для дорог общего назначения.

Список литературы

1. http://oko-planet.su/.

2. http://cnews.ru.

3. http://gearmix.ru/.

4. http://compulenta.computerra.ru/.

Размещено на Allbest.ru