Архив на категория: технологии

Как звучи симетрията на субатомния свят

Искате ли да чуете песента на позитрона? Италианският инженер Доменико Вичинанца е готов да реализира тази мечта.
Този човек е експериментирал с вулканична активност  и даже е свирил древногръцка музика с „Оркестър на забравените звуци“. Сега го влече субатомния свят на мъгливи и капкови камери – предшественик на съвремения  детектор на частици.
Облачната камера е изобретена през 1895 г. от шотландския физик Чарлз Томас Рийс Уилсън, който е работил в известния Кавендиш лаборатория в университета в Кеймбридж. Уилсън се интересувал от метеорологията, искал да възпроизведе  кондензация на облаци в лабораторията. Той напълнил херметически затворен съд с въздух наситен с влага. Поради адиабатното разширение температурата паднала и се извършила кондензация.
Изследователят изучавал процеса, при който йони стават ядра на водни капки и дори фотографирал капките. През 1910 г. той осъзна, че може да използва своето устройство за откриване на заредени частици, тъй като те оставят  йонни следи и водни капки, когато минават през газа.
Така Уилсън пръв в света, успял да снима следите, оставени от алфа-и бета-излъчване. Ако в камерата на Уилсън се създаде магнитно поле положително и отрицателно заредени частици се насочат в различни направления.
Мехурчестите камери се основават на същите принципи, но с едно изключение, те са пълни не с пара, а гореща течност. Когато субатомни частици се сблъсква с ядрото ​​на един от атомите на течността, става изпарение и се получава крехък мехур.
Г-н Вичинанца експериментирал с алгоритми за озвучение на „тихите“ процеси и приложил същия метод към позитрона. Композиторът се стремял, колкото може по-точно да пренесе следите на частиците на нотната  стена. След това  г-н Вичинанца съчинява мелодия и преписва кода на специален софтуер за хармонизиране на резултата.
Според него, следите оставени от частици и античастици, трябва да се изразят в две симетрични мелодии, разходящи в противоположни посоки.
Г-н Вичинанца не е първия композитор, вдъхновен от физиката на елементарните частици и който ползва алгоритми за озвучаване на естествените процеси. Миналата година Алексис Кърк от Университета на Плимут от лабораторията Ръдърфорд –  Епълтън е съчинил дует за виолончелист и радиоактивни субатомните частици, произведени в камерата на Уилсън.
През тази година се е състояла премиерата на симфонията „Алтернативна енергия“, написана от Мейсън Бейтс, композитор на Чикагския симфоничен оркестър, вдъхновен от звуците на Националната ускорителна лаборатория „Енрико Ферми“.

Отмяна на разписанията на автобусите

Инженери и математици от технологичния институт в Джорджия предложили да се отменят традиционното разписание на обществения транспорт и да се замени с централизирана система за управление, основана на принципа на изравняване на интервалите. По-голяма част от обществения транспорт има разписание, но в условията на непредсказуемия трафик, то не може да се спазва. Забавянията често водят до набиране на автобусите един след друг. Това става, когато изоставащия по разписание настига следващия го по разписание. Алтернативната система работи така. Всеки автобус е снабден с сензор GPS, който съобщава на сървъра, за своето местоположение. Когато сървърът разбере, че автобусът е попадна на контролната точка, той изчислява времето, необходимо за преодоляване на този участък от пистата. Сървърът изчислява, колко време шофьора трябва да стои в контролната точка и след това му изпраща сигнал как трябва да се движи.
Временния интервал, за който шофьора трябва да преодолее следващия участък, се изменя в сървъра с време равно на средното между интервала на преодоляване на участъка и интервала на следващи отзад автобус. При това, независимо от възникналите закъснения, интервалите между автобусите се изравняват.
Авторите са направили компютърна симулация. Те показали, че алгоритъма дава възможност да се изравнят интервалите и да се избягват натрупванията на автобуси. Тази система може да се адаптира, ако някои автобуси се счупят.
Изследователите са изпитали своята разработка на автобусите, работещи в парка на института. За целта всеки автобус бил снабден с таблет, работещ с операционната система Android, който е изпратил данните на координатите и получавате съобщения от сървъра.
Предложеният алгоритъм, има и своите недостатъци. Той е приложим към натоварени линии, където интервала между автобусите е не повече от 10-12 минути. При по-големи интервали,  отсъствието на разписание дразни много пътници.

Увеличаване на енергийния потенциал с осмотични електростанции

Нгай Йин Йип и Менахем Элимелех от Йелския университет са провели изследвания възможностите на осмотична електроцентрала да произвежда енергия от смесване на прясна със солена вода в местата, където реката се влива в морето. Парадоксално е, но икономическата ефективност на такава електроцентрала е много по-голяма.
Обичайно енергията от хидроресурсите е прието да се усвоява, като се гледа на нея от физична гледна точка, скорост на потока, обем на отока…. До скоро, никой не мислеше за размера на енергия в устията на реките. Концентрацията на солите в морската вода е по-голяма от тази в прясната. За това там, където се смесват, ако са разделени от полупроницаема мембрана, възниква осмоза. Тъй като налягането на солена вода, подложена на осмоза, е по-голямо от атмосферното, е налице силен поток, която може да се използва за задвижване на турбина, която генерира енергия.
Първата опитна станция от такъв род със  сакраменталният мощност 4 кВт  е била пусната в  края на 2009 г. в Норвегия.
Един от проблемите е, че сегашната мембрана позволява да се получи само 1 Вт от квадратен метър повърхност. Ето защо, за да се произведе 4 кВт се изискват 4000 м ² мембрани, което изключва ефективността на разходите на такива станции.
В новото проучване се установило, реалните ограничения на ефективността на тази технология. Така, въпреки че общата потенциална енергия на процеса на смесване на прясна и морска вода е 0,81 кВт / ч m ³, теоретично възстановимата енергия е само на 0,75 кВт • ч / м ³, а почти подлежат на възстановяване – общо 0.37 кВт • ч / м ³. Разликата в получаването на теоретична и практична енергия се явява в ограничените способности на сегашните мембрани. Разработчиците на сегашната експериментална станция искали максимално  да използват потенциала при смесване на солена със сладка вода и за това са внедрили мембрани с максимални задържащи характеристики. Недостатък при тази станция е намаляване на скоростта на процеса на смесване и голямата площ на мембраната, а от там и по-високата й цена. Освен това мембраните се забавят с органични и колоидни суспензии.
Според авторите на работата, висока ефективност на Осмотичните централи изисква намаляване на дела на енергията на осмозата, която тя използва. Препоръчва се да се увеличи пропускливостта на мембраните. Това ще доведе до намаление на площта им на единица мощност на електроцентралата. Така ще порасте устойчивостта на мембраните към замърсената речна вода.
И въпреки, че тяхната ефективност е до 40-45 % спрямо сегашните достигащи 60%, но все пак те остават много важен източник на енергия. Могат да не изглеждат така впечатляващо, но са стабилни и работят целогодишно без прекъсване.

Китайските учени са използвали сеизмично оръжие

Група китайски учени за първи път са използвали за наблюдение на напрежението в горните слоеве на скалите в пукнатини на провинция Юнан, така наречените въздушни пушки. Това са система от резервоари закачени под голямо налягане на въздуха. Тези пушки са се превърнали в източник на сеизмичната енергия, предизвикваща малки земетресения с контролирани параметри.
Геолозите отдавна използват сеизмичните вълни в минните изследвания за търсене на находища на нефт и газ. По принцип това се прави с динамит, но при надводни изследвания тази техника не работи.
Били направени 111 експеримента и съгласно сеизмографите, всеки изстрел поражда сеизмична вълна с магнитут 0.5. Събраните изследвания с развитието на сеизмичните датчици и системата  GPS ще позволи в бъдеще да се открият признаците на нарастване на напрежението в проломите,които подсказват за предстоящо земетресение.

Електронен инструктор ще спомага за изграждането на мускулите

С цел да се напомпат бицепсите, хората често се обръщат към професионални треньори, които наблюдават правилно ли се правят упражненията и дали те няма да доведат до травма.
Студенти са измислили устройство, което премахва инструктора при тренировките. Просто електронно устройство  наблюдава само как се движат мускулите.
Електронният конструктор наподобява маншет за измерване на налягането. Устройството е снабдено с два акселерометъра, които са прикрепени към китката и рамото на ръката.
Ако човек започне да изпълнява движенията неправилно, например, да повдигне тежестта прекалено високо или много бързо, прибора започва да вибрира на две места.