Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Naukowcy z uniwersytetu w Wiedniu opracowali metodę pozwalającą na bezpośrednie śledzenie ruchu atomów w ciałach stałych. Prace te mają olbrzymie znacznie, gdyż to właśnie ruch atomów powoduje starzenie się materiałów i utratę ich właściwości.

W swoich badaniach Austriacy wykorzystali Europejski Ośrodek Synchrotronu Atomowego w Grenoble.

Uczeni zbadali, w jakich kierunkach atomy się poruszają, jak daleko i jaki wpływ na ruch ma temperatura. Odkryliśmy, że w temperaturze 270 stopni Celsjusza atomy w sieci krystalicznej zmieniają swoją pozycję raz na godzinę. To jednak nie wszystko. Jeśli zwiększymy temperaturę o 10 stopni, zmiany zachodzą dwukrotnie częściej. Jeśli ją o 10 stopni zmniejszymy - dwukrotnie rzadziej - mówi Michael Leitner z zespołu badawczego.

W przyszłości badania te posłużą np. do ulepszenia właściwości różnych metali tak, by lepiej kontrolować tworzące je atomy. Dzięki temu powstaną stopy, dzięki którym np. silniki samochodowe czy podzespoły komputerowe będą mogły pracować bardziej niezawodnie.

Naukowcy mówią, że to dopiero początek tego typu badań, które nie będą się one ograniczały tylko do metali.

W Hamburgu powstaje już European X-ray Free-Electron-Laser, który będzie oferował jeszcze większe możliwości niż Europejski Ośrodek Synchrotronu Atomowego. Dzięki niemu będzie można szczegółowo badać np. białka. Uczeni twierdzą, że epoka wykorzystywania "spójnych" promieni X do badań naukowych dopiero się rozpoczyna.

Share this post


Link to post
Share on other sites

"eNaukowcy z uniwersytetu [...]

 

Hm, nieszczegolnie orientuje sie kim sa "eNaukowcy". Moglbym kogos prosic o wytlumaczenie?

 

Co do samych badan, to sa interesujace. Ciekaw jestem, czy - skoro maja sie one wkrotce tyczyc rowniez bialek - beda dotyczyly np ciala ludzkiego? Oczywistym jest zachowanie tkanek ciala ludzkiego np w skrajnej plusowej temperaturze - 270 stopni z pewnoscia zwegla tkanke, jednak obecne badania dot wplywu temperatury na atomy tlumaczylyby tak duze powodzenie krioterapii i innych dziedzin nauki wykorzystujacych niskie temperatury w celu wywolania okreslonych zmian.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Tak na pewno spece od marketingu pozwolą na lepsze materiały. Przecież cały czas dbają by produkty psuły się tuż po gwarancji. Wystarczy porównać samochody produkowane 15 lat temu z tymi teraz. Niestety marketing zabija jakość. Może wykorzystają te badania na potrzeby kosmicznych produkcji i wojska. Cywile dostaną jak zwykle buble i śmieci.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Bzdura. Jeśli potrzebujesz przykładu na rozwój technologii materiałowych, polecam zapoznanie się z historią przemysłu rowerowego, szczególnie w ostatnich latach. Totalną ignorancją jest twierdzenie, że jest coraz gorzej i że nic się nie zmienia. Poza tym jak się kupuje masówkę, to ma się jakość masówki. Ale to wcale nie oznacza, że wszystko takie jest.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Hm... Prowadzam swój rower do pana mechanika, który obsługuje również zawodników. Na pytania o jakiś niezawodny osprzęt zwykle każe szukać 10, 12- letnich XTR-ów.

Share this post


Link to post
Share on other sites

To ja odbiję piłeczkę i powiem, że jeżeli ktokolwiek ma Tobie polecić dobrą, lekką i jednocześnie trwałą ramę szosową, to każdy trzeźwo myślący poleci Cervelo. Niektóre ich ramy ważą 875 gramów, a znoszą przy tym dwukrotność obciążeń wymaganych przez normy i jest na to dożywotnia gwarancja. Trwałość osprzętu Dura Ace z ostatnich lat też zachwyca, choć grupa należy do najlżejszych.

 

A co do XTR-ów: poszukaj sobie jeszcze wagi tamtego osprzętu sprzed 10-12 lat ;D Sorry, ale to rynek wymusił w dzisiejszych czasach odchudzanie topowych grup. Chcesz trwałości, kup SLX-a albo XT (o dowolnych częściach SRAM-a nie wspominając) - na pewno się nie zawiedziesz.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Zacznijmy może od dołu: rama stalowa cro-moly - przy odpowiedniej technologii może być lekka, dość mocno pracuje, w sytuacjach krytycznych raczej się wygnie niż zrobi coś innego.

 

Alu: sztywne, wytrzymalsze przy tej samej masie co stal, przy dzwonie większe szanse na to że trzaśnie zamiast się wygiąc.

 

Tytan: podobnie, ale schodek wyżej (jeszcze lżejsze, jeszcze sztywniejsze, jeszcze bardziej kruche).

 

Kompozyty węglowe: sporo zależy od wykonania, ale mam wrażenie, że po przekroczeniu jakiegoś progu zmęczenia zrobi "kabum". Przynajmniej kompozytowe obręcze Mavica tak robiły, przez co paru rowerzystów wylądowało w szpitalu.

 

Owszem, do wyczynu można sobie brać te cuda, tyle że żaden normalny człowiek raczej nie wychyli się poza aluminium. Nie wiem jaka jest Twoja definicja "ostatnich lat", ale tylną przerzutkę SRAMa powinienem sobie wymienić w zasadzie po roku używania, gripshifty faktycznie są nie do zajechania (ale to chyba dzięki prymitywnej konstrukcji), a na inne wynalazki pan Józek zwykle mówi "za bardzo wylajtowane".

 

No i jeszcze temat masy. Podobno gram na obręczy jest wart kilograma na ramie. Podejrzewam, że dobre opony + obręcze, ew. szprychy dadzą 80% efektu przy 20% kosztów odchudzania roweru.

 

Jeszcze uwaga końcowa - ja spoglądam na rowerowy świat z punktu widzenia jazdy po mieście i sporadycznie po wertepach. W obu sytuacjach szosówki są raczej bezużyteczne (np. z powodu krawężników czy kostki brukowej na ścieżkach dla rowerów). Należy jeszcze uwzględnić zdarzające się co pewien czas kolizje z samochodami (jeżdżę chodnikami i ścieżkami dla rowerów, ale panowie kierowcy zgotowali mi już trzy). Zaproponuj lekki i solidny sprzęt, który to wytrzyma przez 10 lat i kosztuje mniej niż 3k. (:

Share this post


Link to post
Share on other sites
Zacznijmy może od dołu: rama stalowa cro-moly - przy odpowiedniej technologii może być lekka

Poniżej 1200 g raczej nie zejdziesz, a i tak takie ramy mają limit wagi do 70 kg (z kolei poniżej tego masz sprzęt o wytrzymałości "zawodniczej", co tak strasznie skrytykowałeś ;) ).

Alu: sztywne, wytrzymalsze przy tej samej masie co stal, przy dzwonie większe szanse na to że trzaśnie zamiast się wygiąc.

Tu się zgadzam, ale zwróć uwagę na różnicę wagi. Bardzo przeciętna szosowa rama aluminiowa waży 1400 g (topowe schodzą do 1200 g), ale mają przy tym limit wagi w okolicach 100-120 kg. Aha, no i kwestia sztywności - rama alu o tej samej wadze, co stalowa, będzie miała sztywność większą o minimum 30%.

Tytan: podobnie, ale schodek wyżej (jeszcze lżejsze, jeszcze sztywniejsze, jeszcze bardziej kruche).

Ale fenomenalnie tłumi drgania :P

Kompozyty węglowe: sporo zależy od wykonania, ale mam wrażenie, że po przekroczeniu jakiegoś progu zmęczenia zrobi "kabum".

No nieemooozliiiwe, materiał o skończonej wytrzymałości? :D A prawda jest taka, że dobrze zrobiony karbon ma prawie zerową podatność na zmęczenie, a do tego daje najwyższy stosunek wytrzymałości do wagi. Perfekcyjnie tłumi przy tym drgania, a do tego jest materiałem kierunkowym, czego żaden metal nie oferuje.

Przynajmniej kompozytowe obręcze Mavica tak robiły, przez co paru rowerzystów wylądowało w szpitalu.

Większość pękających kompozytów Mavika miała karbon jako warstwę praktycznie dekoracyjną. Rdzeń obręczy był wykonywany z bliżej niezdefiniowanego materiału termoplastycznego (a więc prawdopodobnie mieszanki kiepskiej jakości karbonu i włókien szklanych). Nie możesz oceniać całej klasy produktów na podstawie jakości najsłabszych - dla porównania weź sobie obręcze Zippa albo Edge Composites - tu znowu masz dwukrotność wymagań określonych międzynarodowymi normami bezpieczeństwa, a para kół waży nierzadko 1200 g. To teraz wyobraź sobie, jak ekstremalną wytrzymałość miałyby dobrze wykonane obręcze karbonowe o masie obręczy np. z tanich kół Shimano (komplet waży 1800-1900 g).

No i jeszcze temat masy. Podobno gram na obręczy jest wart kilograma na ramie. Podejrzewam, że dobre opony + obręcze, ew. szprychy dadzą 80% efektu przy 20% kosztów odchudzania roweru.

To nie do końca tak, bo mówi się o stosunku 1:2. Ale faktycznie, odchudzanie obręczy daje największą odczuwalną zmianę.

Zaproponuj lekki i solidny sprzęt, który to wytrzyma przez 10 lat i kosztuje mniej niż 3k. (:

A czy ja gdzieś wspomniałem o kosztach? Nie wydaje mi się (sam zresztą jeżdżę po mieście szosowym singlespeedem na stalowej ramie, którego kupiłem za bezcen będąc po czterech browarach ;D ). Napisałem bardzo wyraźnie wcześniej, że jak chcesz płacić jak za masówkę, to dostaniesz jakość masówki, ale bzdurą jest, jakoby jakość produkowanego sprzętu spadała, bo ona idzie w górę. Tyle tylko, że za jakość trzeba zapłacić. Albo decydować sie na cięższy sprzęt - i tu wracam do mojej uwagi, że jak chcesz więcej wytrzymałości, to nie kupuj grup zawodniczych, bo to Ty wtedy popełniasz błąd, a nie producent.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mam wrażenie, że zatoczyliśmy pętlę i teraz powinienem znowu przypomnieć o starych XTR-ach... (:

 

Ok. powiedzmy, że stary sprzęt zawodniczy nadaje się jako codzienny wół roboczy. Nowy sprzęt zawodniczy już nie. W sumie nie jestem jakimś wielkim oponentem takiego zachowania, byle objawiało się ono w odpowiednim miejscu (czyli bardziej Colin Chapman niż Henry Ford).

Share this post


Link to post
Share on other sites

A ja powtarzam to, co pisałem wcześniej: kupując sprzęt, najpierw sprecyzuj, czego Tobie potrzeba (i miej świadomość, że pojęcie "zawodnik" wyglądało 10 lat temu zupełnie inaczej niż dziś). Jeśli kupujesz współczesny sprzęt zawodniczy, który w wielu przypadkach nie jest dostatecznie wytrzymały, to jesteś winien sam sobie. Za to jeśli chcesz świetnej jakości i przy tym niskiej wagi, to masz taką możliwość, ale szykuj się na wydatki adekwatne do poziomu wykorzystanych technologii. Proste ;)

 

EDIT: wracając jeszcze do Mavika:

 

Jak widzisz, da się uzyskać wytrzymałość przy niskiej masie :P

Share this post


Link to post
Share on other sites

Powtórzenie raczej zbędne. Colin Chapman, to człowiek, który budował samochody F1 zgodnie z zasadą, że one powinny być na tyle wytrzymałe, aby mogły dojechać do linii mety. To były złote lata firmy Lotus.

 

Henry Ford z kolei robił testy trwałości samochodów, na podstawie których kazał obniżać jakość części, które okazywały się zbyt długowieczne. Prawie to samo co w Lotusach, prawda?

 

 

Co do filmików, to przychodzi mi do głowy kilka spraw. 1. W którejś z niemieckich stacji TV zmontowali koło zgodnie z zaleceniami producenta, napompowali zgodnie z zaleceniami producenta, obciążyli (j.w.) i przyłożyli do obracającego się bębna. Po zasymulowaniu kilkuset kilometrów jazdy koło z trzaskiem się rozpadło (tak właśnie wylazła ta brzydka sprawa z obręczami Mav).

 

2. Młotkiem można też stukać w hartowane szkło. Aż się nie stuknie w "ten" punkt.

 

3. Na testach zderzeniowych (i podczas kolizji) z udziałem karbonowych samochodów zwykle widać chmurę ostrych odłamków. W ubiegłym roku było widowiskowe rozpadnięcie się jednego DTM-a, a amerykańskie owale to niekończące się źródełko crash-videos do Youtuba. Ten materiał nie zniekształca się i nie daje żadnych ostrzeżeń przed uszkodzeniem. Zawodnikowi może to obojętne, ale w rowerze wolałbym mieć coś co się wygnie, a nie wybuchnie.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1. W którejś z niemieckich stacji TV zmontowali koło zgodnie z zaleceniami producenta, napompowali zgodnie z zaleceniami producenta, obciążyli (j.w.) i przyłożyli do obracającego się bębna. Po zasymulowaniu kilkuset kilometrów jazdy koło z trzaskiem się rozpadło (tak właśnie wylazła ta brzydka sprawa z obręczami Mav).

Pewnie to ta sama stacja, do której należy gazeta rowerowa TOUR, w której zawsze, ale to zawsze porównania wygrywają niemieckie firmy? ;)

2. Młotkiem można też stukać w hartowane szkło. Aż się nie stuknie w "ten" punkt.

Naprawdę sądzisz, że gdyby ten mechanik nie miał 100% zaufania co do jakości, stukałby młotem w koła warte 3000 euro? :>

3. Na testach zderzeniowych (i podczas kolizji) z udziałem karbonowych samochodów zwykle widać chmurę ostrych odłamków. W ubiegłym roku było widowiskowe rozpadnięcie się jednego DTM-a, a amerykańskie owale to niekończące się źródełko crash-videos do Youtuba. Ten materiał nie zniekształca się i nie daje żadnych ostrzeżeń przed uszkodzeniem. Zawodnikowi może to obojętne, ale w rowerze wolałbym mieć coś co się wygnie, a nie wybuchnie.

Niby się zgadzam, ale prawda jest taka, że dobry karbon nie pęka ot tak sobie na prostej drodze. Przeważnie rozpada się w wyniku kolizji, a wtedy przecież i tak spadasz z roweru i lecisz daleekooo :P Więc awaria samego roweru ma tak naprawdę mały wpływ na Twoje bezpieczeństwo. Poza tym karbon rzeczywiście może pęknąć, ale wcześniej praktycznie zawsze widać oznaki zmęczenia materiału - nagłą utratę sztywności, rysy na lakierze itp. Naprawdę nie pojmuję, skąd bierze się ten brak zaufania do karbonu - powtarzam Tobie kolejny raz, że topowa ramka Cervelo, R3SL, spełnia wymogi dwukrotnie bardziej rygorystyczne od wymagań dla ram stalowych, alu czy jakichkolwiek innych, mimo swojej wagi wynoszącej ca. 875 g.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mój brak zaufania bierze się z tego samego powodu, z którego pan mechanik nie stukał w te koła ostrym końcem młotka. Sprzęt z egzotycznych materiałów jest OK, ale do momentu naruszenia struktury. Np. wystarczy lekko zarysować tytanową szprychę i już jest po niej. Wystarczy, że przy wywrotce karbonowa rama "zaliczy" jakiś ostry dzubek (np. u mnie w parku w pobliżu dawnych miejsc budowy wystają z ziemi stalowe pręty) i jazda na tym zamienia się w loterię.

 

Do uszkodzenia wystarczy stosunkowo mała siła, pod warunkiem że mała będzie również powierzchnia działania tej siły. Analogiczna sytuacja na ramie stalowej skończy się tylko powstaniem wgłębienia. Tak samo można rozwalić karbonowe rakiety tenisowe, i zdarza się to nagminnie, mimo że formalnie wytrzymują one tonę obciążenia.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      W jaki sposób mózg decyduje, jak najlepiej poruszać naszym ciałem? Okazuje się, że dla układu nerwowego to spore wyzwanie, gdyż mamy setki mięśni, które muszą być koordynowane setki razy na sekundę, a liczba możliwych wzorców koordynacji, z których musi wybierać mózg, jest większa niż liczba ruchów na szachownicy, mówi profesor Max Donelan z kanadyjskiego Simon Fraser University. Donelan i jego zespół badali, w jaki sposób ciało adaptuje się d nowych ruchów. A ich badania mogą mieć znaczenie zarówno dla treningu sportowców, jak i rehabilitacji niepełnosprawnych.
      Naukowcy zauważają, że bardzo często doświadczamy zmian zarówno w naszym organizmie, jak i w środowisku zewnętrznym. Być może lubisz biegać w niedzielę rano, Twoje mięśnie będą tym bardziej zmęczone im dłuższy dystans przebiegniesz. A może w czasie wakacji biegasz po plaży, gdzie podłoże jest luźne i nierówne w porównaniu z chodnikiem, po którym codziennie chodzisz. Od dawna jesteśmy w stanie rejestrować zmiany w sposobie poruszania się, ale dotychczas chyba nie docenialiśmy, w jaki sposób nasz organizm do takich zmian się adaptuje, stwierdza Donelan.
      Chcąc przyjrzeć się tym zmianom kanadyjscy neurolodzy podjęli współpracę z inżynierami z Uniwersytetu Stanforda, którzy specjalizują się w tworzeniu egzoszkieletów.
      Badania kanadyjsko-amerykańskiego zespołu przyniosły bardzo interesujące wyniki. Okazało się, że system nerwowy, ucząc się wzorców koordynacji nowych ruchów, najpierw rozważa i sprawdza wiele różnych wzorców. Stwierdzono to, mierząc zmienność zarówno samego ruchu ciała jako takiego, jak i ruchów poszczególnych mięśni i stawów. W miarę, jak układ nerwowy adaptuje się do nowego ruchu, udoskonala go, a jednocześnie zmniejsza zmienność. Naukowcy zauważyli, że gdy już nasz organizm nauczy się nowego sposobu poruszania się, wydatek energetyczny na ten ruch spada aż o 25%.
      Z analiz wynika również, że organizm odnosi korzyści zarówno z analizy dużej liczby możliwych wzorców ruchu, jak i ze zmniejszania z czasem liczby analizowanych wzorców. Zawężanie poszukiwań do najbardziej efektywnych wzorców pozwala bowiem na zaoszczędzenie energii.
      Zrozumienie, w jaki sposób mózg szuka najlepszych sposobów poruszania ciałem jest niezwykle ważne zarówno dla ultramaratończyka, przygotowującego się do biegu w trudnym terenie, jak i dla pacjenta w trakcie rehabilitacji po uszkodzeniu rdzenia kręgowego czy wylewu. Na przykład trener, który będzie wiedział, w którym momencie organizm jego podopiecznego zaadaptował się do nowego programu treningowego, będzie wiedział, kiedy można wdrożyć kolejne nowe elementy. A twórcy egzoszkieletów pomagających w rehabilitacji dowiedzą się, w którym momencie można przed pacjentem postawić nowe zadania, bo dobrze opanował wcześniejsze.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dwie amerykańskie grupy badawcze stworzyły – niezależnie od siebie – pierwsze kwantowe procesory, w których rolę kubitów odgrywają atomy. To potencjalnie przełomowe wydarzenie, gdyż oparte na atomach komputery kwantowe mogą być łatwiej skalowalne niż dominujące obecnie urządzenia, w których kubitami są uwięzione jony lub nadprzewodzące obwody.
      W 2020 roku firma Heoneywell pochwaliła się, że jej komputer na uwięzionych jonach osiągnął największą wartość „kwantowej objętości”. Tego typu maszyny, mają tę zaletę, że jony w próżni jest dość łatwo odizolować od zakłóceń termicznych, a poszczególne jony w chmurze są nieodróżnialne od siebie. Problemem jest jednak fakt, że jony wchodzą w silne interakcje, a do manipulowania nimi trzeba używać pól elektrycznych, co nie jest łatwym zadaniem.
      Z drugiej zaś strony mamy kwantowe maszyny wykorzystujące obwody nadprzewodzące. Za najpotężniejszy obecnie procesor kwantowy z takimi obwodami uznaje się 127–kubitowy Eagle IBM-a. Jednak wraz ze zwiększaniem liczby kubitów, urządzenia tego typu napotykają coraz więcej problemów. Każdy z kubitów musi być w nich wytwarzany indywidualnie, co praktycznie uniemożliwia wytwarzanie identycznych kopii, a to z kolei – wraz z każdym dodanym kubitem – zmniejsza prawdopodobieństwo, że wynik obliczeń prowadzonych za pomocą takiego procesora będzie prawidłowy. Jakby jeszcze tego było mało, każdy z obwodów musi być schłodzony do niezwykle niskiej temperatury.
      Już przed sześcioma laty zespoły z USA i Francji wykazały, że możliwe jest przechowywanie kwantowej informacji w atomach, którymi manipulowano za pomocą szczypiec optycznych. Od tamtego czasu Amerykanie rozwinęli swój pomysł i stworzyli 256-bitowy komputer kwantowy bazujący na tej platformie. Jednak nikt dotychczas nie zbudował pełnego obwodu kwantowego na atomach.
      Teraz dwa niezależne zespoły zaprezentowały procesory bazujące na takich atomach. Na czele grupy z Uniwersytetu Harvarda i MTI stoi Mikhail Lukin, który w 2016 roku opracował ten oryginalny pomysł. Zespołem z University of Wisonsin-Madison, w pracach którego biorą też udział specjaliści z firm ColdQuant i Riverlane, kieruje zaś Mark Saffman. Zespół Lukina wykorzystał atomy rubidu, zespół Saffmana użył zaś cezu.
      Jeśli mamy obok siebie dwa atomy w stanie nadsubtelnym, to nie wchodzą one w interakcje. Jeśli więc chcemy je splątać, jednocześnie wzbudzamy je do stanu Rydberga. W stanie Rydberga wchodzą one w silne interakcje, a to pozwala nam je szybko splątać. Później możemy z powrotem wprowadzić je w stan nadsubtelny, gdzie można nimi manipulować za pomocą szczypiec optycznych, wyjaśnia Dolev Bluvstein z Uniwersytetu Harvarda.
      Grupa z Harvarda i MIT wykorzystała stan nadsubtelny do fizycznego oddzielenia splątanych atomów bez spowodowania dekoherencji, czyli utraty kwantowej informacji. Gdy każdy z atomów został przemieszczony na miejsce docelowe został za pomocą lasera splątany z pobliskim atomem. W ten sposób naukowcy byli w stanie przeprowadzać nielokalne operacje bez potrzeby ustanawiania specjalnego fotonicznego lub atomowego łącza do przemieszczania splątania w obwodzie.
      W ten sposób uruchomiono różne programy. Przygotowano m.in. kubit logiczny, składający się z siedmiu kubitów fizycznych, w którym można było zakodować informacje w sposób odporny na pojawienie się błędów. Naukowcy zauważają, że splątanie wielu takich logicznych kubitów może być znacznie prostsze niż podobne operacje na innych platformach. Istnieje wiele różnych sztuczek, które są stosowane by splątać kubity logiczne. Jednak gdy można swobodnie przesuwać atomy, to jest to bardzo proste. Jedyne, co trzeba zrobić to stworzyć dwa niezależne kubity logiczne, przesunąć je i przemieszać z innymi grupami, wprowadzić za pomocą lasera w stan Rydberga i utworzyć pomiędzy nimi bramkę, stwierdza Dluvstein. Te technika, jak zapewnia uczony, pozwala na przeprowadzenie korekcji błędów i splątania pomiędzy kubitami logicznymi w sposób niemożliwy do uzyskania w obwodach nadprzewodzących czy z uwięzionymi jonami.
      Grupa z Wisconsin wykorzystała inne podejście. Naukowcy nie przemieszczali fizycznie atomów, ale za pomocą lasera manipulowali stanem Rydberga i przemieszczali splątanie po macierzy atomów. Mark Saffman podaje przykład trzech kubitów ustawionych w jednej linii. Za pomocą laserów oświetlamy kubit po lewej i kubit centralny Zostają one wzbudzone do stanu Rydberga i splątane. Następnie oświetlamy atom centralny oraz ten po prawej. W ten sposób promienie laserów kontrolują operacje na bramkach, ale tym, co łączy kubity są interakcje zachodzące w stanach Rydberga.
      Grupa Saffmana wykorzystała opracowaną przez siebie technikę do stworzenia składających się z sześciu atomów stanów Greenbergera-Horne'a-Zeilingera. Wykazali też, że ich system może działać jak kwantowy symulator służący np. do szacowania energii molekuły wodoru. Dzięki temu, że nie trzeba było przesuwać atomów, zespół z Wisconsin osiągnął kilkaset razy większe tempo pracy niż zespół z Harvarda i MIT, jednak ceną była pewna utrata elastyczności. Saffman uważa, że w przyszłości można będzie połączyć oba pomysły w jeden lepszy system.
      Na razie oba systemy korzystają z niewielkiej liczby kubitów, konieczne jest też wykazanie wiarygodności obliczeń oraz możliwości ich skalowania. Chris Monroe, współtwórca pierwszego kwantowego kubita – który oparty był na uwięzionych jonach – uważa, że obie grupy idą w dobrym kierunku, a kubity na atomach mogą osiągnąć wiarygodność 99,9% i to bez korekcji błędów. Obecnie osiągamy taki wynik na uwięzionych jonach i – mimo że technologia wykorzystania atomów jest daleko z tyłu – nie mam wątpliwości, że w końcu osiągną ten sam poziom, stwierdza.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Fizycy z Thomas Jefferson National Accelerator Facility (TJNAF – Jefferson Lab) zmierzyli z niezwykłą dokładnością grubość neutronowej „skórki” tworzącej otoczkę jądra ołowiu. Na łamach Physical Review Letters poinformowali, że grubość ta wynosi 0,28 milionowych części nanometra. A ich pomiary mają duże znaczenie dla określenia struktury i rozmiarów... gwiazd neutronowych.
      Jądro każdego pierwiastka składa się z protonów i neutronów. To m.in. one określają właściwości pierwiastków i pozwalają nam je od siebie odróżnić. Fizycy od dawna badają jądra atomowe, by dowiedzieć się, w jaki sposób protony i neutrony oddziałują ze sobą. W Jefferson Lab prowadzony jest Lead Radius Experiment (PREx), którego celem jest dokładne zbadanie rozkładu protonów i neutronów w jądrze ołowiu.
      Pytanie brzmi, gdzie w jądrze znajdują się neutrony. Ołów to ciężki pierwiastek. Posiada dodatkowe neutrony. Jeśli jednak bierzemy pod uwagę wyłącznie oddziaływanie sił jądrowych, które wiążą protony i neutrony w jądrze, to lepiej sprawdza się model, w którym jądro ołowiu posiada równą liczbę protonów i neutronów, mówi profesor Kent Paschke z University of Virginia, rzecznik prasowy PREx.
      W lekkich jądrach, zawierających niewiele protonów, zwykle rzeczywiście liczba protonów i neutronów jest równa. Jednak im cięższe jądro, tym potrzebuje więcej neutronów niż protonów, by pozostać stabilnym. Wszystkie stabilne jądra pierwiastków, które zawierają ponad 20 protonów, mają więcej neutronów niż protonów. Ołów zaś to najcięższy pierwiastek o stabilnych izotopach. Jego jądro zawiera 82 protony i 126 neutronów. A do zrozumienia, jak to wszystko trzyma się razem, musimy wiedzieć, w jaki sposób w jądrze rozłożone są dodatkowe neutrony.
      Protony w jądrze ołowiu ułożone są w kształt sfery. Neutrony tworzą większą sferę otaczającą mniejszą. Tę większą sferę nazwaliśmy skórką neutronową, wyjaśnia Paschke. Tę skórkę po raz pierwszy zauważono właśnie w Jefferson Lab w 2012 roku. Od tamtej pory naukowcy starają się mierzyć jej grubość z coraz większą precyzją.
      Neutrony trudno jest badać, gdyż wiele narzędzi, które mają do dyspozycji fizycy, rejestruje oddziaływania elektromagnetyczne, które są jednymi z czterech podstawowych sił natury. Eksperyment PREx do pomiarów wykorzystuje inną z podstawowych sił – oddziaływania słabe. Protony posiadają ładunek elektryczny, który możemy badań za pomocą oddziaływań elektromagnetycznych. Neutrony nie posiadają ładunku elektrycznego, ale – w porównaniu z protonami – generują potężne oddziaływania słabe. Jeśli więc jesteś w stanie to wykorzystać, możesz określić, gdzie znajdują się neutrony, dodaje Paschke.
      Autorzy nowych badań wykorzystali precyzyjnie kontrolowany strumień elektronów, który został wystrzelony w stronę cienkiej warstwy ołowiu schłodzonej do temperatur kriogenicznych. Elektrony obracały się w kierunku ruchu wiązki i wchodziły w interakcje z protonami i neutronami w atomach ołowiu. Oddziaływania elektromagnetyczne zachowują symetrię odbicia, a oddziaływania słabe nie. to oznacza, że elektron, który wchodzi w interakcję za pomocą sił elektromagnetycznych, robi to niezależnie od kierunku swojego spinu. Natomiast jeśli chodzi o interakcje za pomocą oddziaływań słabych, to widoczna jest tutaj wyraźna preferencja jednego kierunku spinu. Możemy więc wykorzystać tę asymetrię do badania siły oddziaływań, a to pozwala nam określić obszar zajmowany przez neutrony. Zdradza nam zatem, gdzie w odniesieniu do protonów, znajdują się neutrony, mówi profesor Krishna Kumar z University of Massachusetts Amherst.
      Przeprowadzenie eksperymentów wymagało dużej precyzji. Dość wspomnieć, że kierunek spinu elektronów w strumieniu był zmieniany 240 razy na sekundę, a elektrony, zanim dotarły do badanej próbki ołowiu, odbywały ponad kilometrową podróż przez akcelerator. Badacze znali relatywną pozycję względem siebie strumieni elektronów o różnych spinach z dokładnością do szerokości 10 atomów.
      Dzięki tak wielkiej precyzji naukowcy stwierdzili, że średnica sfery tworzonej przez protony wynosi około 5,5 femtometrów. A sfera neutronów jest nieco większa, ma około 5,8 femtometrów. Skórka neutronowa ma więc 0,28 femtometra grubości. To około 0,28 milionowych części nanometra, informuje Paschke.
      Jak jednak te pomiary przekładają się na naszą wiedzę o gwiazdach neutronowych? Wyniki uzyskane w Jefferson Lab wskazują, że skórka neutronowa jest grubsza, niż sugerowały niektóre teorie. To zaś oznacza, że do ściśnięcia jądra potrzebne jest większe ciśnienie niż sądzono, zatem samo jądro jest nieco mniej gęste. A jako, że nie możemy bezpośrednio badać wnętrza gwiazd neutronowych, musimy opierać się na obliczeniach, do których używamy znanych właściwości składowych tych gwiazd.
      Nowe odkrycie ma też znaczenie dla danych z wykrywaczy fal grawitacyjnych. Krążące wokół siebie gwiazdy neutronowe emitują fale grawitacyjne, wykrywane przez LIGO. Gdy już są bardzo blisko, w ostatnim ułamku sekundy oddziaływanie jednej gwiazdy powoduje, że druga staje się owalna. Jeśli skórka neutronowa jest większa, gwiazda przybierze inny kształt niż wówczas, gdy skórka ta jest mniejsza. A LIGO potrafi zmierzyć ten kształt. LIGO i PREx badają całkowicie różne rzeczy, ale łączy je podstawowe równanie – równanie stanu materii jądrowej.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Uniwersytetu Technologicznego w Delft wykazali, że możliwe jest niezależne manipulowanie dwoma rodzajami magnetyzmu w atomach. Magnetyzm w atomach powstaje w wyniku orbitalnego oraz obrotowego ruchu elektronów. W tym pierwszym przypadku mowa jest o ruchu elektronu wokół jądra. Ruch obrotowy zaś to ruch elektronu wokół własnej osi. Jako, że każdy z tych rodzajów ruchu może odbywać się zgodnie z ruchem wskazówek zegara lub w stronę przeciwną, zatem może reprezentować 0 lub 1. Teoretycznie więc w atomie możemy zapisać 2 bity danych.
      "W praktyce jednak jest to niezwykle trudne, gdyż jeśli zmienimy kierunek ruchu orbitalnego, niemal zawsze zmieni się kierunek ruchu obrotowego i vice versa", mówi główny autor najnowszych badań, Sander Otte.
      Holendrzy, we współpracy z Hiszpanami i Chilijczykami dowiedli, że można odwrócić kierunek ruchu orbitalnego elektronu bez zmiany jego ruchu obrotowego. Osiągnęli to dzięki wykorzystaniu efektu Einsteina-de Haasa. Zgodnie z nim odwrócenie kierunku ruchu orbitalnego można skompensować przez niemierzalnie mały obrót środowiska. W tym przypadku był to kawałek metalu, którego część stanowi atom.
      Naukowcy wykorzystali skaningowy mikroskop tunelowy, którego próbnik może manipulować pojedynczymi atomami. Zwykle atom ma kontakt z wieloma sąsiadującymi atomami, co zaburza jego magnetyzm. Otte i jego zespół odseparowali spin od ruchu orbitalnego atomu żelaza umieszczając go na pojedynczym niemagnetycznym atomie azotu. Dzięki temu mogli manipulować ruchem orbitalnym bez wpływania na spin elektronu.
      Możliwość przechowywania bitów w pojedynczym atomie zwiększyłaby tysiące razy pojemność obecnych układów pamięci. Do tego jeszcze bardzo długa droga. Otte mówi, że w tej chwili głównym osiągnięciem, z którego naukowcy się bardzo cieszą, jest możliwość kontrolowania pojedynczych atomów oraz elektronów krążących wokół nich.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Specjalistom z University of Minnesota udało się powstrzymać komórki nowotworowe przed rozprzestrzenianiem się oraz zbadać w jaki sposób zostały one powstrzymane.
      Od lat wiadomo, że komórki nowotworowe rozprzestrzeniają się po określonych trasach. Wykorzystują swoiste „autostrady” do ruchu wewnątrz guza oraz, po jego opuszczeniu, po naczyniach krwionośnych i tkankach. Osoby, u których występuje duża liczba takich „autostrad” mają mniejsze szanse na przeżycie choroby. Dotychczas nie wiedziano, w jaki sposób komórki nowotworowe rozpoznają te drogi i jak się po nich poruszają.
      Uczeni z University of Minnesota badali w warunkach laboratoryjnych sposób przemieszczania się komórek raka piersi i wykorzystywali różne leki, próbując powstrzymać ich ruch. Okazało się, że gdy zaburzyli mechanizm, który zwykle pozwala komórkom na poruszanie się, nagle komórki nowotworowe zaczęły poruszać się jak bezkształtna galaretowata masa.
      Komórki nowotworowe są bardzo podstępne. Nie spodziewaliśmy się, że zmienią sposób poruszania się. To wymusiło na nas zmianę taktyki tak, by jednocześnie zablokować oba rodzaje ruchu. Dopiero wówczas przestały się poruszać i pozostały w miejscu, mowi jeden z autorów badań, profesor Paolo Provenzano.
      Przerzuty są przyczyną śmierci 90% osób umierających na nowotwory. Jeśli udałoby się zablokować ruch komórek, pacjenci i lekarze zyskaliby więcej czasu na wdrożenie skutecznego leczenia.
      Kolejnym krokiem badań będzie rozszerzenie eksperymentów na badania na zwierzętach. Mają nadzieję, że w ciągu kilku lat uda im się rozpocząć badania kliniczne na ludziach. Chcą też badać interakcje leków z komórkami nowotworowymi i ewentualne efekty uboczne.
      Naszym ostatecznym celem jest znalezienie sposobu na całkowite zablokowanie ruchu komórek nowotworowych i zwiększenie ruchliwości komórek układu odpornościowego, by te zwalczały nowotwór, mówi Provenzano.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...