Китайский "охотник за темной материей" DAMPE начал сбор первых научных данных


Недавно мы рассказывали о том, что на поле "охоты на темную материю" появился новый игрок, китайский исследовательский аппарат Dark Matter Particle Explorer (DAMPE), который был запущен в космос 17 декабря 2015 года. И буквально на днях наземные станции начали получать первые научные данные, собираемые всеми четырьмя научными инструментами этого космического аппарата. Представители китайского космического агентства сообщают, что все системы и инструменты аппарата исправны и находятся полностью в рабочем состоянии, а сам аппарат приступил к выполнению своей миссии, рассчитанной на три года.

Ученым известно, что на долю материи, из которой состоят галактики, звезды, планеты и все другое, что мы можем увидеть, приходится всего 4.9 процента от общего количества материи во Вселенной. 68.3 процента из оставшейся доли приходится на долю темной энергии, которая, как считают физики, является причиной ускоренного расширения Вселенной. И оставшиеся 26.8 процента приходятся на долю темной материи, материи, которая невидима и которую можно обнаружить только по нескольким косвенным признакам.

Используя эти косвенные признаки, в частности гравитационное влияние скоплений темной материи, ученые в рамках обзора Dark Energy Survey составили более-менее подробную и достоверную карту распределения темной материи. Однако, поиски частиц темной материи, которые ведутся уже в течение многих лет при помощи инструментов в космосе и инструментов, спрятанных глубоко под землей, так и не принесли никаких результатов.

Космический аппарат DAMPE, имеющий название Wukong, что в переводе с китайского означает "король обезьян", по своему функционалу весьма подобен датчику Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), который в 2011 году был установлен на борту Международной космической станции. Оба этих инструмента регистрируют гамма-лучи, электроны и заряженные частицы космических лучей в поисках следов частиц или распада частиц неуловимой темной материи.

Ученые-физики надеются, что более "тонкое" изучение необычных частиц антивещества, изначально обнаруженных датчиком AMS, позволит им обнаружить подписи частиц темной материи и узнать их изначальную природу. А, обладая такими знаниями, можно будет скорректировать программу дальнейших поисков и направить ее по правильному пути.

Источник

Компании Hitachi-Maxell удалось увеличить в два раза емкость литий-ионных аккумуляторных батарей


Недавно представители японской компании Hitachi-Maxell Ltd объявили об окончании разработки новой технологии производства литий-ионных аккумуляторных батарей. Использование специального материала на основе кремния для изготовления отрицательного электрода позволяет поднять в два раза показатель плотности хранения энергии, кроме этого, новые батареи способны работать в более жестких режимах эксплуатации, нежели батареи предыдущего поколения. Первые образцы новых батарей будут продемонстрированы представителями компании Hitachi-Maxell на выставке 2-nd Wearable Expo, которая будет проходить в Токио 13-15 января 2016 года.

Новая технология получила название ULSiON, ее основу составляет новый материал SiO-C, который представляет собой основу из оксида кремния SiO, покрытую слоем углерода. Специальная гранулированная структура материала кремниевого основания позволяет значительно уменьшить величину сокращения или увеличения объема материала в процессе заряда и разрядки аккумулятора, что является большой проблемой, приводящей к постепенному разрушению отрицательного электрода аккумуляторных батарей.

"Использование нового материала позволило нам создать компактные литий-ионные аккумуляторы, ширина которых составляет 13 миллиметров. При этом, емкость этих аккумуляторов в два раза превышает емкость аналогичных по размерам батарей предыдущего поколения" - пишут представители компании Hitachi-Maxell.

Кроме увеличения емкости, новая технология позволяет аккумулятору сохранять работоспособность в больше диапазоне рабочего напряжения. Напряжение отсечки, минимально допустимое напряжение разряда батареи, составляет у нового аккумулятора 2.0 В, что придает ему некоторое дополнительное количество электрической емкости. Кривая тока разряда у литий-ионного аккумулятора с новым отрицательным электродом более плавна даже в районе низкого напряжения и это обеспечивает высокую эффективность его работы во всем диапазоне напряжений.

Основной областью применения аккумуляторов ULSiON станут, конечно же, смартфоны, планшетные компьютеры и другая портативная электроника. Однако, компания Hitachi-Maxell планирует начать выпуск малогабаритных аккумуляторов относительно небольшой емкости, таких, как показаны на снимке, которые предназначены, в первую очередь, для питания встраиваемых, носимых электронных устройств и малопотребляющих устройств, относящихся к классу так называемого Интернета Вещей.

Источник

Компания Panasonic создала гибкие и эластичные печатные платы для электроники


Специалисты компании Panasonic Corp. разработали состав гибкого и эластичного полимерного изоляционного материала, гибкие, прозрачные электрические проводники и специальную токопроводящую пасту, предназначенную для приклеивания проводников к полимерному основанию. И комбинация всех этих трех компонентов позволила им сделать печатные платы для электронных устройств, которые можно растягивать, изгибать и деформировать другими способами без потери их функциональности.

Материал, из которого изготовлено основание печатной платы, может растягиваться на 150 процентов от его оригинального размера. На свете существуют и другие подобные материалы, способные растягиваться еще сильнее, но новый материал отличается от всех них отсутствием липкости его поверхности, устойчивостью к воздействию влаги, высокой температуры и некоторых других факторов.

Кроме состава полимерного материала для основания печатных плат, в перечень ноу-хау входит состав материала для изготовления прозрачных электрических проводников, из которых создаются все связи электронной схемы устройства. В своей работе специалисты компании Panasonic отказались от использования традиционного материала, окиси олова-индия (ITO, indium tin oxide), ведь этот материал достаточно хрупок и электроды легко ломаются в случае их деформации или скручивания.

Основой прозрачных электрических проводников в данном случае является сплетенные углеродные нанотрубки, обладающие высокой электрической проводимостью. Кроме этого, их естественная механическая прочность и гибкость позволяют многократно растягивать изготовленные из них проводники практически без увеличения показателя удельного электрического сопротивления.

Токопроводящая паста, которая выступает в роли клея, обеспечивающего контакт между основанием, проводниками из углеродных нанотрубок и электронными компонентами, представляет собой полимерный компаунд на смолистой основе, объем которого наполнен серебряными наночастицами. Это также позволяет пасте сохранять свои электропроводные свойства при многократной деформации.

К сожалению, пока еще нет никакой информации относительно возможности массового производства электронных устройств на базе таких гибких и эластичных печатных плат. Вполне вероятно, что исследователям компании Panasonic предстоит проделать массу работы для того, чтобы все эти технологии стали подходить для условий массового производства и находились в приемлемом ценовом диапазоне.

Источник

Марсоход Curiosity зафиксировал наличие в марсианском грунте нитратов биологического происхождения


Исследовательская группа, занимающаяся обработкой данных химического анализа образцов марсианского грунта, выполненных при помощи бортовой лаборатории Sample Analysis at Mars (SAM), впервые обнаружила следы азотосодержащих соединений, нитратов, которые могут иметь биологическое происхождение. В пользу последнего утверждения говорит то, что проанализированные образцы грунта были отобраны в местах поверхности Красной Планеты, которые напоминают русла высохших рек, и в этих образцах присутствует достаточно большое количество других минералов, которые могли сформироваться только в присутствии жидкой воды. А все это вместе служит доказательствами того, что в районе кратера Гейла миллиарды лет назад присутствовала жидкая вода, в которой развивалась и существовала жизнь в виде бактерий и других примитивных микроорганизмов.

"Обнаружение биохимических азотосодержащих соединений является еще одним достаточно весомым доказательством того, что в прошлом Марса в районе кратера Гейла существовали условия, благоприятные для зарождения и процветания микробиологической жизни" - рассказывает Дженнифер Стерн (Jennifer Stern), ученая из Центра космических полетов НАСА имени Годдарда.

Достаточно высокая концентрация нитратов была обнаружена в образцах песка и измельченных пород, собранных марсоходом Curiosity в месте под названием "Rocknest". Практически такая же картина наблюдалась и в образцах из скал "John Klein" и "Cumberland", мест в районе залива Yellowknife Bay, где марсоход использовал свою буровую установку. Образцы песка и пыли из места "Rocknest" могут содержать материал, который был принесен ветром из других мест поверхности Марса и это говорит о том, что концентрация нитратов в марсианской почве практически постоянна и колеблется на уровне 1100 частей на миллион.

Анализируемые образцы почвы сначала были подвергнуты нагреву для того, чтобы некоторые химические соединения разложились на составляющие, выпустив газы, которые были поданы в газовый анализатор лаборатории SAM. Химический состав газов определяется при помощи двух приборов, масс-спектрометра, который использует электрические поля для идентификации атомов и молекул, и газового хроматографа, оборудование которого позволяет разделить поступающий поток газа на составные части, растянув это все по шкале времени.

Наряду с целым рядом азотосодержащих соединений инструменты обнаружили достаточно большое количество окиси азота, NO, источником которого являются разложившиеся под воздействием высокой температуры сложные нитраты. Определенные образцовые вещества, используемые в лаборатории SAM, также могут выделять окись азота при нагревании, однако количество этого соединения в два раза превысило концентрацию, которая могла быть получена в самом маловероятном сценарии. И это послужило убедительным доказательством присутствия сложных нитратов в марсианской почве, а в ближайшем будущем ученые сосредоточатся на поисках изначальных источников этих азотосодержащих соединений.

"Ученые достаточно долго считали, что нитраты на Марсе могли быть получены в результате воздействия энергии, выделяющейся во время ударов метеоритов о поверхность планеты. Полученные нами данные о концентрации нитратов в марсианской почве частично подтверждают эти предположения. Но для того, чтобы быть уверенными на все сто процентов, нам потребуется провести массу дополнительных исследований" - рассказывает Дженнифер Стерн.

Источник

Астрономы обнаружили галактику, оставившую за собой огромный газовый "хвост", светящийся в рентгеновском диапазоне


В далеком скоплении галактик ученые-астрономы обнаружили достаточно редкое явление - огромное вытянутое газовое облако, своего рода "хвост", который оставила пролетевшая в этой области космоса галактика CGCG254-021. Галактика CGCG254-021, в свою очередь, входит в состав скопления Zwicky 8338, которое находится на удалении 700 миллионов световых лет от Земли. А оставленный ею хвост перегретого межзвездного газа, который достаточно ярко светится в рентгеновском диапазоне, имеет длину порядка 250 тысяч световых лет.

Температура газа, из которого сформирован "хвост", составляет порядка 10 миллионов градусов, что в 3 раза горячей температуры облаков межзвездного газа, которые находятся в скоплении Zwicky 8338. Следует отметить, что эти температуры были рассчитаны по данным о яркости рентгеновского излучения, которые были получены при помощи космической рентгеновской обсерватории Chandra.

Такой хвост, оставленный в космосе галактикой CGCG254-021, и промежуток, отделяющий его от галактики, являются свидетельствами тому, что в недрах этой галактики исчерпались все запасы газа, который может быть использован в процессах формирования новых звезд. И это, в свою очередь, указывает на то, что галактика CGCG254-021 через непродолжительное время превратится в умирающую неактивную галактику, состоящую только из старых звезд.

Однако, потеря галактикой CGCG254-021 запасов своего газа может обернуться выгодой для всего скопления в целом. Это облако может стать "островком", в пределах которого начнут формироваться новые звезды, которые в будущем могут объединиться в новую галактику. Исследования этой области космоса в диапазоне инфракрасного света показали, что в галактике CGCG254-021 и в оставленном ею хвосте сейчас идут не очень активные процессы звездного формирования. Но если в недрах галактики они в будущем могут закончиться совсем, то в недрах газового облака их интенсивность со временем может увеличиться.

Кроме всего вышеперечисленного, ученые обнаружили ударные волны, которые распространяются внутри газового облака. Причина возникновения этих мощных волн, перемещающихся со сверхзвуковыми скоростями, пока еще не до конца понятна, но ученые подозревают, что они возникают в результате сложных гравитационных и магнитных полей, которые существуют внутри скопления Zwicky 8338.

"Процессы, происходящие внутри "хвоста", оставленного галактикой CGCG254-021, являются ярким примером динамичности среды в скоплениях галактики" - рассказывает Геррит Шелленбергер (Gerrit Schellenberger), ученый-астроном из университета Бонна, Германия, - "Кроме этого, газовое облако состоит не только из водорода, в нем достаточно много и других, более тяжелых элементов. И это должно несколько облегчить формирование новых звезд, которые, словно шлейф, протянутся в космос за "убегающей" галактикой".

Источник

С наступающим всех Новым 2016 годом!