Новости от Алхимик.ру

07.11.2013 | Рентгеновский источник позволил заглянуть в прошлое Земли

Международная группа исследователей при помощи рентгеновской интерферометрии изучили поведение силикатных жидкостей - расплавов пород, из которых в основном состоит мантия Земли

Международная группа исследователей при помощи рентгеновской интерферометрии изучили поведение силикатных жидкостей - расплавов пород, из которых в основном состоит мантия Земли. В результате удалось подтвердить гипотезу о существовании в далеком прошлом на Земле двух океанов магмы. Статья ученых появилась в журнале Nature, а ее краткое изложение приводится на сайте Phys.org.

В рамках исследования образец породы - тонкий базальтовый "блин" диаметром 20 микрометров - помещался между двумя алмазными наковальнями. При помощи лазерного луча базальт разогревался до температуры 3 тысяч градусов Цельсия. Породу облучали короткими периодами, чтобы не перегревать наковальни. После этого породу облучали мощным рентгеновским лучом. По дифракционной картине ученые судили о строении расплава силиката.
В результате ученым удалось установить, что при давлении в 35 гигапаскалей структура расплава меняется - координационное число (количество близких атомов-соседей у отдельно взятого атома расплава) увеличивается с 4 до 6. В свою очередь, плотность вырастает с 2,7 грамма на кубический сантиметр до 5 граммов на кубический сантиметр. Всего в работе давление доходило до 60 гигапаскалей - это соответствует глубине залегания породы в 1400 километров.
По словам ученых, столь существенное различие свойств расплава при низком и высоком давлении является аргументом в пользу гипотезы о двух океанах магмы. По этой гипотезе в далеком прошлом, когда Земля представляла собой преимущественно расплавленную массу, мантия была разбита на две части - менее плотный поверхностный слой и более плотный глубинный. Эти два слоя были разделены прослойкой кристаллической породы.
Гипотеза о двух океанах позволяет прояснить существующее на первый взгляд противоречие между оценками скорости остывания магмы и временем, которое поверхность Земли провела в расплавленном состоянии (последнее гораздо меньше расчетного). Если два океана действительно существовали, то скорость застывания поверхности планеты должна была быть много выше расчетной.
Источник: Лента.Ру

07.11.2013 | Физики предсказали углероду существование в металлической форме

Группа физиков представила теоретические расчеты, согласно которым углерод может пребывать в металлическом состоянии

Группа физиков представила теоретические расчеты, согласно которым углерод может пребывать в металлическом состоянии. Оно характеризуется особым строением кристаллической решетки и способностью проводить электрический ток наравне с обычными металлами. Подробности со ссылкой на публикацию в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences приводит университет содружества Вирджинии.
Металлический углерод имеет структуру, основанную на сочетании шестиугольных элементов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Проведенные расчеты свидетельствуют о том, что такая конфигурация будет термодинамически стабильной и при этом будет напоминать металл, а не известные формы углерода. Если ее синтез удастся наладить на практике, промышленность может получить новый легкий металл.
В отличие от ряда других экзотических форм углерода, которые могут существовать только при очень высоких давлениях в несколько терапаскалей (1012 паскалей, 10 миллионов атмосфер), новая модификация может быть стабильна в обычных условиях. Кроме того, расчеты позволяют предположить, что столь высокое давление не потребуется и для ее синтеза. По словам исследователей, синтезировать металлический углерод можно попытаться химическим путем.
Ранее теоретики предсказывали существование фуллеренов, графена и углеродных нанотрубок. Все эти модификации удалось получить на практике, причем графен рассматривается как перспективное сырье для электронной промышленности, а углеродные нанотрубки теоретически могут стать основой сверхпрочных композиционных материалов.
Источник: Лента.Ру

06.11.2013 | Ученые выяснили местоположение древнейшего льда на Земле

Ученые выбрали место для нового бурения антарктического щита

Ученые выбрали место для нового бурения антарктического щита. Статья с подробным описанием проведенного исследования появилась в журнале Climate of the Past.
Возраст старейших из добытых на настоящий момент ледяных кернов составляет около 800 тысяч лет. Эти образцы были добыты на франко-итальянской станции "Конкордия". При этом добыть более старый лед на той же станции не представляется возможным: движение пластов льда приводит к перемешиванию пластов разного возраста. Этому же способствует геотермальное воздействие.
В рамках новой работы ученые определили регионы, где на достижимой глубине может залегать лед возрастом до 1,5 миллиона лет. Как показывают расчеты, в некоторых местах образцы залегают на глубине до 2,5 километра. Это на 700 метров меньше, чем глубина скважин на "Конкордии".
По словам ученых, обнаружение такого старого льда позволило бы прояснить многие вопросы, связанные с климатической историей Земли. В частности, речь идет об изменениях в среднем плейстоцене в период с 1,2 миллиона лет назад до 900 тысяч лет назад. В это время резко возросло (с 40 тысяч до 100 тысяч лет) время между циклами похолодание-потепление.
Древний лед содержит мельчайшие пузырьки воздуха. Анализируя их, ученые хотят уточнить, в частности, какую роль в среднеплейстоценовом изменении играл углекислый газ. По мнению исследователей, проект по бурению может быть реализован в ближайшие 3-5 лет. Стоимость проекта составляет около 50 миллионов евро.
Источник: Лента.Ру

06.11.2013 | Из бутылочного резонатора и атома сделали переключатель

Австрийские физики сделали оптический переключатель, состоящий из одного атома

Австрийские физики сделали оптический переключатель, состоящий из одного атома. Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters.
В рамках опыта ученые использовали бутылочный резонатор. Попадая внутрь такого резонатора фотоны отражаются от стенок, что увеличивает вероятность взаимодействия с объектом, помещенным в такой резонатор. Правильно подобранная бутылочная форма резонатора позволяет довольно надолго (порядка десятков тысяч отражений) запирать фотон внутри.
К резонатору подходили два оптических кабеля - входной и выходной. В обычном режиме фотоны проходили через резонатор (с задержкой). После этого внутрь резонатора был помещен единственный атом рубидия. В результате оказалось, что при подходящей настройке частоты сигнала атом полностью закрывает проход света через резонатор.
По словам ученых, в будущем они надеются усовершенствовать свою систему. В частности, оборудование может быть настроено таким образом, что при переходе на другой энергетический уровень атома рубидия резонатор будет разблокирован. Сами исследователи говорят, что их устройство может найти применение в квантовых вычислениях.
Источник: Лента.Ру