Слежение за ходом времени является неотъемлемой функцией головного мозга, хотя и выполняется оно на подсознательном уровне, можно сказать, в фоновом режиме. Благодаря именно этому, все наши чувства, действия и события упорядочиваются в хронологическом порядке, формируя память. Но, самое интересное заключается в том, что ученые никогда не понимали механизма определения и отслеживания хода времени. И теперь, благодаря недавним исследованиям ученых из Массачуссетского технологического института был пролит свет на эту загадку.

Эксперименты, проведенные учеными заключались в наблюдении поведения и регистрации мозговой деятельности двух высших приматов – макак. Эти обезьяны были натренированы для выполнения определенной последовательности движений глаз. Во время тренировок оказалось, что некоторые нейроны, расположенные в областях предфронтальной коры и стриатума, областях, ответственных за обучаемость, мысленную деятельность и движения, генерировали нервные сигналы через строго определенные промежутки времени, приблизительно равные десяти миллисекундам. Эти сигналы, складывались с другими сигналами, создавая временной отпечаток, подобный цифровой метке времени, которую ставит на фотоснимок цифровая камера. После завершения обучения обезьянам позволили выполнить упражнение в своем собственном темпе, опять же регистрируя нервную деятельность в головном мозге. При этом оказалось, что извлечение из памяти последовательности действий было строго синхронизировано с сигналами от тех же самых нейронов-часов, в той же самой последовательности, как и при тренировке.

Измерения слабых нервных сигналов в головном мозге до сих пор является очень сложной задачей. Поэтому, в этих исследованиях ученым из Массачусетса помогали коллеги из Института мозга RIKEN (RIKEN Brain Institute), Япония, и Государственного Университета Пэн.

Помимо научного интереса, это открытие имеет немалое практическое значение. Открытие нейронов-таймеров позволяет объяснить эффекты потери временной ориентации, возникающие при определенных психических заболеваниях, от некоторых медицинских, химических препаратов и наркотиков. Вполне вероятно, что дальнейшее вопроса времени и мозга может привести к появлению препаратов или приборов, воздействие которых позволит в буквальном смысле замедлить или ускорить течение времени для конкретного человека.

Новый сплав, имеющий невероятно сложную структуру, разработанный исследователями из университета Миннесоты, благодаря его уникальным свойствам может быть использован для непосредственного преобразования энергии высокой температуры в электрическую энергию. Этот сплав, мультиферромагнитное (multiferroic) соединение никеля, кобальта, марганца и олова может становиться как немагнитным материалом, так и магнитным, в зависимости от его температуры. При этом магнитное поле нового сплава, находящегося в магнитном состоянии, в несколько раз превышает магнитное поле обычных магнитов на основе железа.

Материалы-мультиферромагнетики одновременно обладают магнитными свойствами и сегнетоэлектрическими свойствами, т.е. постоянной электрической поляризацией. Такое совмещение двух кардинально противоположных свойств в пределах одного материала делает мультиферромагнетики очень редким видом материалов. Новый сплав, Ni45Co5Mn40Sn10, также относящийся к разряду мультиферромагнетиков, обладает своими свойствами благодаря обратимому фазовому преобразованию его структуры, когда один вид кристаллического строения материала превращается в другой под воздействием высокой температуры и наоборот. Для перехода из немагнитного в необычайно магнитное состояние нового материала необходимо весьма незначительное повышение температуры.

Новый сплав размещают внутри катушки индуктивности. Для усиления эффекта в конструкции генератора, в котором полностью отсутствуют движущиеся части, задействуется и постоянный редкоземельный магнит. Повышение температуры сплава, преобразовывающее сплав в магнитное состояние, приводит к резкому скачкообразному увеличению магнитного поля, что влечет за собой появление тока в катушке генератора. Таким образом, часть энергии, потраченной на нагрев сплава, переводится в вид электрической энергии, сплав остывает и теряет свои магнитные свойства. По мере нагрева сплава от высокой температуры окружающей среды снова происходит его преобразование в магнитный вид и последующий сброс накопленной тепловой энергии в электрическую энергию. И такой цикл может продолжаться до бесконечности.

Конечно, новый сплав обладает гистерезисом фазового перехода, который обуславливает прямые потери энергии. Но исследователи утверждают, что величина этого гистерезиса невелика, как и невелики потери энергии. Поэтому новый сплав может успешно использоваться для преобразования ненужной тепловой энергии в соответствующее количество электрической энергии.

Самым очевидным использованием нового сплава будут электрические генераторы, встраиваемые в выхлопные трубы автомобилей. Некоторые автомобилестроители уже давно работают над устройствами сбора тепловой энергии, которые могут преобразовывать тепло горячих выхлопных газов в электрическую энергию. К примеру, компания General Motors пытается для этого использовать сплавы из арсенида кобальта с некоторыми редкоземельными металлами. Помимо автомобилей, такие генераторы могут успешно использоваться на тепловых электростанциях и на промышленных предприятиях, которые сбрасывают в окружающую среду большое количество дармового тепла.

Результаты исследований, во время которых был разработан новый сплав, были опубликованы в журнале Advanced Energy Materials. А на приведенном ниже видеоролике можно воочию увидеть момент, когда под воздействием высокой температуры кусочек нового сплава приобретает магнитные свойства и притягивается к постоянному магниту.

Вы наверное обратили внимание как в последнее время изменился способ чтения книг? Если раньше все книги были исключительно в печатном виде, то в настоящее время все большая их часть переносится в цифровую сферу и принимает вид электронных книг. Хотя мы не можем прикоснуться к электронной книге, полистать их страницы и написать заметки на полях, читаем мы их с не меньшим удовольствием, чем раньше. Можно сказать, что в нынешнее время книги уже стали неотъемлемой частью нашего цифрового окружения.

Волдек Вегрзин (Waldek Wegrzyn), проектировщик и разработчик из Польши, решил сделать совсем наоборот, сделать вычислительную область зависящей от печатной книги. Он создал интерфейс между компьютером и специально напечатанной книгой. Когда Вы листаете реальные страницы такой "полуэлектронной" книги, касаетесь изображений на ее страницах, компьютер выполняет соответствующие действия, перелистывает веб-страницы и меняет масштаб изображений. По существу, Вы управляете компьютером с помощью почти обычной книги.

Волдек Вегрзин рассказывает, что его подвигло на создание такого проекта высказывание Эль Лисицкого, известного художественного и литературного деятеля начала прошлого века, который описал книгу, как нечто, не зависящее от времени и пространства. Здесь Вегрзин явно указывает на труд "Topographic der Typographic" Лисицкого, который пытался исследовать с философской точки зрения связь между технологиями и книгами.

Международная команда, возглавляемая учеными Гарвардского университета, продемонстрировала новый тип луча света, который распространяется, оставаясь очень узким и не рассеиваясь на беспрецедентно длинных расстояниях. Этот "игольный" луч, как его назвали исследователи, поможет уменьшить потери сигнала, распространяющегося в оптических системах на чипе, что в конечном счете сможет привести к появлению нового поколения мощнейших оптических и электронных микропроцессоров.

Следует заметить, что основную роль в создании луча света нового типа сыграли команды ученых Школы технических и прикладных наук Гарвардского университета (Harvard School of Engineering and Applied Sciences, SEAS) и лаборатории Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (CNRS), Франция. Описание и результаты исследований были изданы 31 августа в онлайн-журнале Physical Review Letters.

Одной из основных проблем, которые препятствуют развитию и созданию оптических внутрипроцессорных коммуникационных линий и оптических процессоров, является то, что волны света рассеиваются во всех направлениях за счет влияния явления, известного как дифракция. Это уменьшает силу полезного сигнала, несущего информацию, вплоть до уровня, когда его уже нельзя выделить и обработать.

Техническим термином, описывающим "игольный" луч света, является Косинус-гауссовский плазмонный луч. Этот луч распространяется вдоль поверхности без дифракции на расстояние 80 микрометров. Для его создания ученые использовали стеклянную подложку, покрытую слоем золота. На поверхности золота была сформирована решетка углублений-бороздок, располагающихся под углом друг к другу. Когда эта решетка освещается светом лазера, она вырабатывает два луча переизлученного плазмонами света, которые, смешиваясь, создают один узкий луч света, не подверженный влиянию дифракции.

"Игольный" луч света является результатом действия квазичастиц особого типа, называемых плазмонами. Как известно, плазмоны, представляющие собой колеблющиеся облака из свободных электронов, возникают на металлической поверхности. Поэтому, металлические проводники с поверхностью, сплошь покрытой плазмонами, имеют потенциал для того, что бы заменить обычные соединительные электрические проводники в микропроцессорах, позволяя реализовать более скоростные коммуникационные линии между различными частями процессора.

В то время, как некоторые компании ведут работу над созданием очков виртуальной реальности, специалисты NASA разработали технологию, которая позволит превратить обычную одежду в весьма емкие хранилища информации. Другими словами, пользователь сможет закачивать «в одежду» гигабайты информации, которая всегда будет под рукой.
В качестве основы для создания нового типа высокотехнологичной ткани ученые применили медные провода толщиной всего 1 нанометр, которые переплетены с такими же проводами, покрытыми оксидом меди. В узлах ткани, точнее на пересечении нитей, имеется немного платины, а оксид меди служит своеобразным переключателем, что и позволяет хранить данные в каждом пересечении нитей.

В остальном же новый способ очень похож на традиционную оперативную память в компьютерах, где для записи данных используется высокое напряжение, а для чтения низкое. Исследователи уже провели первые эксперименты, на которых им удалось создать материал, способный хранить информацию до 115 дней. Работы над усовершенствованием новой технологии будут продолжаться и в будущем на прилавках магазинов могут появиться инновационные рубашки и костюмы.

Оказывается, что наша планета, Земля, может петь. Но звуки, издаваемые ею, весьма далеки от звуков пения, привычного человеческому слуху. "Поет" Земля с помощью своей магнитосферы, которая излучает радиоволны, промодулированные звуковыми частотами, которые весьма напоминают щебет птиц, свисты и другие звуки, которые обычно можно услышать с помощью радиоприемника, не настроенного на несущую волну. Особенно сильно это явление, которое получило название "хор рассвета", проявляется ранним утром, когда в магнитосфере и верхних слоях атмосферы появляется масса заряженных частиц, получающихся за счет воздействия энергии солнечного света или приносимых из космоса "первыми порывами" солнечного ветра.

Запись "пения" Земли, или звуков, издаваемых магнитосферой планеты, которую можно услышать на представленном ниже видеоролике, была сделана дуэтом

исследовательских космических аппаратов Radiation Belt Storm Probe (RBSP)

НАСА планирует запуск двух спутников для исследования радиационных поясов Ван Аллена.  (август 2012  )

Космическое излучение - это одна из наиболее значимых опасностей, с которой приходится считаться всем космическим агентствам. Излучение пагубно влияет на организм астронавтов и выводит из строя чувствительную электронику космических аппаратов, поэтому все стараются избежать зон с повышенным уровнем космического излучения. Но НАСА в самое ближайшее время собирается отправить в зону наивысшей радиоактивной опасности два исследовательских аппарата. Эти космические аппараты, Radiation Belt Storm Probes (RBSP), будут запущены 23 августа этого года с помощью ракеты-носителя Atlas V с космодрома базы ВВС США на мысе Канаверал. А целью запуска этих аппаратов будет изучение радиационных поясов Ван Аллена.

Радиационные пояса Ван Аллена были обнаружены в 1958 году первым американским исследовательским зондом Explorer I и были названы в честь их исследователя Джеймса Ван Аллена. Эти пояса представляются собой две области космического пространства в которых уровень космического излучения значительно выше уровня в других областях космоса. Такая неравномерность уровня излучения обусловлена взаимодействием излучения Солнца и магнитного поля Земли. В этой области магнитное поле Земли действует подобно постоянному магниту, притягивающему железные опилки, только вместо опилок здесь фигурируют заряженные частицы солнечного излучения, протоны и электроны. Радиационные пояса Ван Аллена оказывают огромное влияние на Землю, защищая ее от космических лучей, но, вместе с этим, они являются запретной зоной для полетов и длительного пребывания там пилотируемых и автоматических космических аппаратов.

В ходе миссии RBSP будут проведены исследования двух радиационных поясов Ван Аллена. Оба аппарата RBSP, имеющие максимальную защиту от радиоактивного излучения, пролетят через обе радиоактивные области, выясняя, как влияют солнечные вспышки и другие события на Солнце на уровень излучения в радиационных поясах.

Проводимые исследования мотивированы более чем простым любопытством. "Космическая погода" затрагивает своим "дыханием" спутники, системы коммуникаций, наземные энергосистемы и подвергает пассажиров самолетов влиянию излучения. Наиболее сильные солнечные катаклизмы могут привести даже к электромагнитному удару по поверхности планеты, которые выведет из строя все энергетические сети и электронику.

Миссия Radiation Belt Storm Probes является частью программы НАСА Living With a Star, той самой программы, в рамках которой был запущен аппарат Solar Dynamics Observatory (SDO), который так же изучает Солнце и его влияние на космическую погоду. Миссия RBSP рассчитана на два года, а управление будет осуществляться из Центра космических полетов НАСА имени Годдарда.

которые отправились в космос в конце августа месяца этого года. Запись была сделана 5 сентября и состоит из пяти разных фрагментов, соединенных в одну непрерывную линию. Каждый из фрагментов был получен в разном месте магнитосферы планеты с помощью инструмента Electric and Magnetic Field Instrument Suite and Integrated Science (EMFISIS), входящего в состав научного оборудования космических аппаратов.

Миссия RBSP заключается в размещении двух совершенно идентичных космических аппаратов на сильно вытянутых эксцентричных орбитах вокруг Земли. Нижняя точка орбиты находится на удалении 600 километров от Земли, верхняя - на удалении 32.2 тысячи километров. Оба аппарата, следуя друг за другом по одной орбите, проходят через внутренний стабильный и менее предсказуемый радиационные пояса Ван Аллена. На всем своем пути аппараты производят исследования частиц, из которых состоят радиационные пояса, измеряют уровни солнечной, наведенной радиации и другие параметры, которые используются учеными для изучения магнитосферы Земли и ее взаимодействия с другими космическими объектами и явлениями.

Большинству людей, наверняка, доводилось видеть фокусы с левитирующими предметами, которые парят в воздухе без видимых на то причин. Нечто подобное мы продемонстрируем Вам сейчас, только это будет не часть выступления какого-нибудь фокусника, а результаты работы исследователей из Национальной лаборатории Аргонна Министерства энергетики США, которые реализовали левитацию с помощью акустических волн.

Капли жидкости помещаются в пространство между двумя акустическими излучателями, которые создают звуковые колебания определенной частоты и амплитуды. Регулируя частоту и силу звука ученые добились того, что в некоторых точках пространства давление, создаваемое звуковой волной, полностью компенсирует силу земного притяжения и капли жидкости останавливаются этих точках в подвешенном состоянии.

Звуковые колебания , воспроизводимые излучателями, имеют частоту в 22 КГц, и они практически неслышимы для человеческого слуха. Между двумя звукоизлучателями, расположенными вверху и внизу, за счет взаимодействия двух звуковых волн создается стоячая волна, в максимумах которой ее давление компенсирует силу тяжести.

И следует отметить, что все это сделано не для того, что бы просто поразить наше воображение очередным фокусом. Такая звуковая левитационная установка была изготовлена для применения в фармацевтической промышленности, где она будет использоваться в процессе выпаривания обычных и коллоидных растворов лекарственных препаратов. Такой процесс выпаривания будет препятствовать быстрой кристаллизации и образованию больших кристаллов, что сделает новые лекарственные препараты более эффективными.

Когда человек слышит слова о явлении магнитной левитации, магнитного парения (magnetic levitation, maglev), первое, что приходит в голову это скоростные поезда на магнитной подушке, устройства для поднятия грузов и т.п. Но ученые нашли еще одно применение для магнитной левитации, они предлагают использовать это явление как простой и недорогой датчик для проверки качества пищевых продуктов, воды и других жидких веществ.

Измерение плотности вещества является одним из ключевых измерений, проводимых для анализа качества материалов в пищевой промышленности, в фармацевтике и здравоохранении из-за того, что такое измерение дает информацию, хоть и приблизительную, о химическом составе исследуемого вещества. С помощью измерения плотности, к примеру, можно выяснить содержание сахара в напитках, количества алкоголя в вине, или концентрацию солей в воде, которой будут поливать сельскохозяйственные угодья. Джордж Вайтсайдс (George Whitesides), доктор Гарвардского университета, и его коллеги разработали новое устройство для измерения плотности, основанное на явлении магнитной левитации, которое, как они утверждают, более просто, менее дорого и более легко в использовании, чем устройства, которые применяются в настоящее время.

Устройство датчика для измерения плотности действительно очень просто. Этот датчик, размером с кубик льда, состоит из контейнера, заполненного испытуемой жидкостью, который размещен между одноименными полюсами магнитов. Измерение вертикального положения указателя, изготовленного из магнитного материала, дает информацию о плотности испытуемого материала. Проведенные тесты показали, что с помощью этого устройства можно очень быстро и достаточно точно измерить процент содержания солей в воде, жира в молоке, сыре или в растительном масле.

Производительность и эффективность солнечной батареи напрямую зависит от количества поглощаемого света. Чем больше угол падения солнечного света отклонятеся от прямого, тем меньше электроэнергии будет вырабатывать панель. Понимая эту простую закономерность, инженеры снабжают солнечные панели механизмом слежения за солнцем (см. заметку "Крупнейший солнечный трекер установлен в Южной Каролине"). Однако, это ведет к появлению следующей проблемы. Дело в том, что из-за особенности строения фотоэлементов, с ростом температуры происходит снижение производительности. Решить эту ситуацию способна новая конструкция размещения фотоэлементов.

Модуль V3Solar Spin Cell, благодаря сочетанию концентрирующей линзы, динамического вращения, конической формы и передовой электроники, способен генерировать в 20 раз больше электроэнергии, чем плоские панели той же площади. Модуль состоит из двух конусов. Внутренний конус сделан из сотен фотоэлектрических элементов треугольной формы. Эффективность солнечных батарей усиливается с помощью внешнего конуса - статической герметизированной внешней концентрирующей линзы, содержащей ряды переплетенных колец и трубчатых линз, распложенных на равном расстоянии по внешней поверхности. По данным V3Solar (ранее компания называлась Solarphasec), угол при основании конуса Spin Cell равен 56 градусов. Подобная конструкция позволяет устройству захватывать солнечный свет на порядок эффективнее, чем плоские солнечные панели.

Линза концентрирует свет на фотоэлектрических панелях, что может вызвать их перегрев. Но за счет вращения внутреннего конуса данная проблема, которая присуща в основном статическим системам, полностью устраняется.

Панели внутри Spin Cell генерируют постоянный ток, который используется электромагнитами в статоре (неподвижная часть электрической машины, взаимодействующая с подвижной частью — ротором). При вращении ротора в обмотке статора получается переменный ток - как в стандартном генераторе. Затем ток проходит через силовую электронику и готов к использованию. Если это необходимо, модуль Spin Cell одним щелчком переключателя может также быть переведен в режим генерации постоянного тока.

Компания объявила, что прототип Spin Cell недавно прошел тестирование третьей стороной. Эксперты подтвердили, что устройство способно генерировать в 20 раз больше электроэнергии, чем статическая плоская панель с той же самой площадью фотоэлементов. Было также обнаружено, что температура слоя фотоэлектрических ячеек не превышала 95 градусов по Фаренгейту (35°C).

Недавно руководство V3Solar объединило силы с компанией Nectar Design для завершения проектирования и коммерциализации модуля Spin Cell высотой и шириной в один метр. Компания уже подписала свое первое соглашение на поставку 800 тысяч единиц Spin Cell для большой солнечной фермы.