Кожный принтер электроники, сверхкритическая вода и слишком ровная галактика. Главное на QWERTY №137
[музыка] Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал QWERTY, а меня зовут Владимир. Самое время познакомиться с самыми интересными новостями науки предыдущей недели. И в этом ролике: что такое сверхкритическая жидкость? Откуда в ранней Вселенной взялась упорядоченная галактика? Можно ли напечатать электронику на коже? Как связаны злобные макарошки и эволюция? Все подробности по ссылкам в описании.
Ну а лучше новостью предыдущего выпуска, не спецвыпуска, который мы посвятили первой зарегистрированной российской вакцине от коронавируса, а обычного понедельничного выпуска, стала новость про то, что физики обнаружили фазовый переход в упорядоченной электро дипольной решетке из молекул воды, размещенных в порах кристалла кардер. Это не пожалейте 3 минуты, посмотрите отрывок из предыдущего ролика, ссылка будет вот здесь.
Важность этого эксперимента в том, что на протяжении десятилетий физики спорили, а смогут ли молекулы воды с их достаточно сильным дипольным моментом прийти в особое упорядоченное состояние, связанное с ферроэлектрическими свойствами. В этом эксперименте они увидели сразу два вида порядочности: сфера электрическая с направленными дипольными моментами молекул и антиферроэлектрическая с противоположно направленными дипольными моментами. Они представлены разноцветными стрелками.
Сфера электричества проявляется в спонтанной поляризации в кристалле при определенной температуре, даже если на кристалл не действует внешнее электрическое поле. Это как ферромагнетизм с его спонтанной намагниченностью, только ферроэлектричество. Давайте на этом закончим, порадуемся за российских ученых и вспомним, а что же ваш чайник, который вы поставили в прошлый понедельник для наблюдения за фазовым переходом первого рода?
Когда ваш чайник закипел, то произошел переход воды из жидкой фазы в газообразную, то есть испарение. И это и есть фазовый переход первого рода. У некоторых вся вода испарилась, чайник во время они не сняли, а значит, у них произошел процесс возгорания, в том числе чайника.
В процессе кипения чайника вы увидели сразу две фазы воды: три, тоже знаете, по кубикам в коктейлях, по сосулькам и по сердцу вашей бывшей. Давайте посмотрим, как выглядит карта всех фазовых состояний воды и какие для этого требуются условия: температура или давление. Вот как выглядит фазовая диаграмма воды.
Но подождите, что это за сверхкритическая жидкость в верхнем правом углу? По прошлому ролику вы помните, что именно в состоянии сверхкритической жидкости пребывает углекислый газ у поверхности Венеры. Вода при давлении в 217 атмосфер и температуре в 373 градуса по Цельсию тоже переходит в сверхкритическое состояние. То есть, если бы мы загерметизировали и продолжили нагревать и одновременно сжимать ваш кипящий чайник, то постепенно плотность жидкости и пара сравнялись, и в итоге разница между жидкой и газообразной фазой исчезла бы.
Вот как эффектно выглядит исчезновение границы между фазами. Получившийся fluid и не газ, и не жидкость, имел бы иную диэлектрическую проницаемость и электропроводность. Вместо трех-четырех водородных связей между молекулами воды осталось бы две и меньше. Но самое интересное, что в таком состоянии в вашем чайнике оказался бы сильнейший и экологически чистый растворитель и окислитель.
В сверхкритической воде можно растворить почти любую органику, чем активно пользуются для экстракции веществ, и я удивлён, что не встречал её применение у детективов. Можно её использовать для глубокой очистки стоков и отходов или нейтрализации отравляющих веществ. В недрах земли на глубине 50 километров сверхкритическая вода — основа гидротермального фрида. Такая вода способна растворять неорганику, нерастворимую другими способами, например, кварц.
При изменениях давления или температуры растворенный кварц кристаллизуется и получается огромные кристаллы до 50 килограммов. Заводы так и делают и получают монокристаллы методами, которыми пользуются сама мать-земля, а некоторые планеты даже покрывают целые океаны сверхкритической водой. На этом всё, и переходим срочно к новостям.
Телескоп ALMA обнаружил одну далекую-далекую галактику. Свет от неё добирался до наших приборов целых 12 миллиардов лет, а это значит, что мы видим её сейчас такой, какой она была тогда, когда Вселенной было всего одна целая четыре десятых миллиарда лет. Увидеть эту галактику помог эффект гравитационного линзирования. Кстати, он стал одним из подтверждений теории относительности Эйнштейна, потому что показал, как свет может отклоняться от прямолинейного движения под воздействием гравитации.
Объекты, находящиеся за массивной линзой, становятся как бы размазанными по её краю. Предстала пред учеными взорами и далёкая-далёкая галактика. В таком же виде казалось бы, что в ней особенного. Мы видели и более молодые и более далёкие галактики, но это оказалось из молодых да ранних в том плане, что она очень рано сформировалась как упорядоченная галактика, а не как какое-нибудь хаотичное скопление звёзд, напоминающее кляксу.
Вы спросите, а как это поняли, если галактика выглядит как будто она собралась вместе и заключила во тьму? Всё просто: учёные до этого видели много объектов за гравитационными линзами и с помощью методов машинного обучения определили, как выглядела настоящая форма далёкой-далёкой галактики и даже разработали модель движения газа внутри неё.
У галактики имеется правильный диск, то есть центральное уплотнение, всё как у, скажем, нашего Млечного Пути, за исключением спиральных рукавов. Но молодая Вселенная должна быть хаотичным местом арены столкновений зарождающихся галактик, турбулентного от неистового газа, и следовательно, неровных. Как могла сформироваться настолько аккуратная дисковая галактика за столь малое время, неясно. Далёкая-далёкая галактика говорит нам, что либо Вселенная делала какие-то исключения, либо мы плохо понимаем законы формирования Вселенной.
Учёные обычно радуются находкам, которые выбиваются из привычной картины мира, потому что они помогают перестроить теоретические модели и докопаться до истины. Корейцы предложили простой способ наносить гибкие элементы носимой электроники приманок. Он выглядит, это устройство как тату-машинка, которую нужно приложить к коже и не беспокоить часок-другой.
За определённое время она может напечатать датчики растяжения или давления на коже. Нужно только смазать её предварительно изолирующим прозрачным веществом. Конструкция элементарная: рама, механизм с двумя степенями свободы, печатающая головка со шприцом, из которого выдавливается проводящий материал при помощи мотора, и крепеж-пора ремней, которыми охватывается тело для монолитности конструкции.
Так сказать, рельеф кожи определяется предварительной калибровкой дорожки. После печати можно соединить с электродами, они уже ведут контроллером, которые, ну, пока ещё не вживляются, а просто носятся на теле. Варианты применения: датчик растяжения может определить, согнута ли ваша рука, или дать указание применить электрошок, если вдруг объект сутулился. Датчик давления можно использовать как ползунок для управления силой электрошока или громкостью музыки.
Ладно, на самом деле про электрошок статья не была, но я думаю, хорошо помог бы следить за осанкой. А вообще, сегодня ты печатаешь дорожки на кожу, а завтра или через 10 лет к тебе придёт девятый отдел, ибо то, какое это имеет значение, если у тебя в направлении одними веществ невероятный сины и реакция мозг дополнили электроникой. Исключительные памяти, ускоренное мышление, кибернетической цены позволяют достигать невиданных возможностей.
Бывает, засыпаешь в полумраке спальни, смотришь на узоры ковра или на тени от тюлевых занавесок, а из них на тебя смотрит лицо, утром, и видишь условную макаронину себя в тарелке. Лук замыслил против тебя недобрые, а в твоей чашке поселилась лягушка. Это примеры парой далее зрительных и людей, убеждающих нас в том, что мы видим фигуры людей, животных, лица, там где их нет. Причём это не зависит от психического здоровья человека, и заметьте, это не просто лица.
У них имеются некоторые эмоции: страх, удивление, гнев, и это бывает забавно. Иногда это раздражает, но почему это вообще происходит? Скорее всего, это неотъемлемая часть эволюционного процесса. Распознавание лиц было крайне важным делом для нашего мозга, начиная с заре человечества, как минимум с тех пор, когда из-за случайных мутаций в мозге сапиенс научились сотрудничать не только с людьми своего племени, но с чужаками.
Но возможно и раньше, потому что у обезьян парой долей тоже наблюдалось. А это значит, что она может быть связана и с обнаружением хищников. Хотя лица выглядят по большей части по-разному, они все отвечают определённым стандартам. Это взаимное пропорциональное расположение рта, бровей. На эти характеристики заточен наш мозг, он их ищет в окружающей среде на подсознательном уровне, а потом пытается определить направление взгляда, ведь он может означать угрозу.
Эмоции в таких объектах тоже появляются, потому что мозг пытается определить, что это за человек и каково его отношение к нам. При паре далее задействованы те же участки мозга, которые отвечают за вычленение из хаоса лиц и социальной информации. Ничего удивительного в том, что такое умение стало эволюционным преимуществом для человека.
А теперь, судя по некоторым разработкам, ещё и для государств. По этому если ты реально хорош в распознавании лиц, обязательно появятся ложноположительные срабатывания, и это я говорю не про тебя конкретно, а про человечество. То есть лучше иметь в голове систему, которая очень чувствительна, но иногда забавно ошибается и генерит мемасики, чем просто копье в грудь или то, что твоя девушка не в настроении. Неизвестно что ещё.
Ну что ж, а на этом сегодня всё. Большое спасибо вам за просмотр! Проголосовать за самую интересную новость выпуска можно в прикреплённом комментарии, выбрав один из нескольких вариантов ответа. Ставьте лайк, если это видео вам понравилось, и поделитесь им со своими друзьями. И не забудьте подписаться на QWERTY здесь на Ютубе, в Инстаграме и Телеграме. До скорых встреч! Пока! [музыка]