Новости науки

16.03.2011



Физики вновь запустили адронный коллайдер

Большой адронный коллайдер после зимних каникул и нескольких недель тестов вышел на нормальный режим работы. Об этом говорится в сообщении в официальном блоге Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН).

"Сезон физических исследований 2011 года начался", - говорится в сообщении. Коллайдер, который начал работать в феврале 2010-го после нескольких месяцев калибровки, устранения мелких неполадок, в декабре того же года завершил свой первый рабочий год и был остановлен до середины прошлого месяца.

В минувшем году ускоритель работал на половинной энергии - 3,5 тераэлектронвольта на пучок, в то время как проектная энергия составляет семь тераэлектронвольт на пучок, пишет РИА Новости. На этой энергии коллайдер будет работать и в текущем году.

Ученые уже начали тестировать оборудование и готовить ускоритель к запуску. По информации РБК, коллайдер охладили до рабочей температуры 1,9 Кельвина (что составляет примерно минус 271 градус Цельсия), 19 февраля в нем вновь начали циркулировать пучки протонов.

В ночь на вторник энергия пучков протонов была впервые после каникул увеличена до 3,5 тераэлектронвольт на пучок. Пока светимость пучков - количество протонов в секунду - относительно низка, всего лишь десять в десятой степени частиц в секунду на квадратный сантиметр (штатная светимость составляет около десяти в 32-й степени частиц). Однако ученые постепенно будут увеличивать светимость, концентрируя пучок с помощью специальных устройств - коллиматоров, пишет "Око планеты". За ходом столкновений, как обычно, можно наблюдать через онлайн-монитор LHC Page1.

Большой адронный коллайдер, стоимость создания которого превысила шесть миллиардов евро, является самым большим в истории ускорителем элементарных частиц, созданным для получения принципиально новых данных о природе материи и фундаментальных физических законах.

Pravda.ru

***

Физики создали перспективный водородный аккумулятор на основе нанотехнологий

Ученые разработали революционный метод хранения водорода, перспективного экологически чистого топлива, с использованием традиционных материалов в их наноразмерной форме, сообщается в статье исследователей, опубликованной в онлайн-версии журнала Nature Materials.

Разработанный материал представляет собой нанокомпозит - механическую смесь двух основных компонентов, один из которых, металлический магний, используется в нанокристаллической форме для связывания газа. Второй компонент - полимер полиметилметакрилат, проницаемый для водорода, играет роль матрицы, в которой распределены металлические наночастицы.

Согласно предварительным экспериментам, проведенным группой профессора Джефри Урбана (Jeffrey Urban) из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, материал при нагревании до 200 градусов Цельсия менее чем за полчаса может быть полностью "заряжен" водородом, количество которого может составлять до 6% от массы магния в композиции. При этом параметры емкости, температурного режима и скорости работы являются оптимальными, что сулит хорошие перспективы применения подобных систем в коммерческих продуктах, главным образом, в автотранспорте. При этом многократные циклы зарядки и разрядки нанокомпозиту не страшны.

Дополнительным преимуществом материала является его дешевизна за счет отказа от дорогостоящих катализаторов, часто используемых для ускорения химических процессов с участием водорода. Теперь ученым предстоит увеличить емкость материала по водороду таким образом, чтобы она составляла более 6% от массы всего аккумулятора, включая массу конструкционных элементов.

Разработки методов использования водорода как экологически чистого топлива, оставляющего после своего сгорания только пары воды, ведутся уже не одно десятилетие. Одной из главных проблем для ученых было отсутствие надежного и удобного метода хранения водорода.

Хранение его в сжатом виде неприемлемо, так как требует применения толстостенных и слишком тяжелых стальных баллонов.

По этой причине разработчики ищут способы хранения водорода с помощью твердых материалов, которые способны "вбирать" в свою структуру большие его количества, и высвобождать при небольшом нагревании.

Учеными были испытаны, в подавляющем большинстве случаев безуспешно, множество материалов - на основе углеродных нанотрубок, полимеров, металлов, образующих гидриды при взаимодействии с водородом и так далее. При этом к материалу-"хранителю" одновременно предъявляется два противоположных требования - он должен активно взаимодействовать с водородом, чтобы "вбирать" как можно больше газа в свою структуру, и при этом связывать его не слишком прочно, чтобы высвобождать при небольшом нагревании.

Гидриды легких металлов, в частности магния - MgH2 - могут очень прочно связывать относительно большие количества водорода, однако связывают его слишком прочно. Чтобы высвободить газообразный водород, материал приходится нагревать до высоких температур. Как показала группа Урбана, применение магния в нанокристаллической форме с размером металлической частицы от 2 до 6 нанометров резко ускоряет процессы поглощения и выделения главным образом за счет особенной структуры поверхности металла, которую он принимает в наноразмерном состоянии.

"Эта работа показывает наши возможности в разработке наноразмерных материалов, превосходящих фундаментальные термодинамические и кинетические барьеры и обладающих сочетанием свойств, недоступных в течение многих лет напряженных исследований. Более того, мы можем эффективно улучшить свойства полимерной матрицы и металлических наночастиц данного материала и сделать его применимым в смежных отраслях энергетики", - приводит слова Урбана пресс-служба Министерства энергетики США, финансировавшего работы.

РИА "Новости"

***

Ученые пяти научных институтов Сибири слушают Байкал

В Иркутской области, на Байкале, необычные эксперименты проводят сотрудники сразу пяти научных институтов Сибири. Каждую зиму ученые слушают, как на озере трескается лёд, поскольку именно на Байкале ледовый панцирь удивительным образом имитирует поведение земной коры. Эксперимент помогает понять природу возникновения землетрясений. Для исследований на льду озера устанавливается целая сеть гидрофонов. Они будут улавливать и записывать трески льда. Акустические шумы, которые они будут улавливать, подскажут, где и в каком направлении трескается лед.

Старший научный сотрудник Института физики прочности и материаловедения СО РАН Евгений Шилько говорит: "Поскольку Байкал ограничен берегами, то при повышении температуры расширение льдин, находящихся в замкнутом пространстве, приводит к тому, что там растет напряжение. И когда оно достигает определенного порога, то мы видим, так скажем катастрофические явления - надвиг льдин".

В земной коре такое напряжение копится столетиями. Как итог - землетрясение. На застывшем Байкале похожие явления ученые могут наблюдать за считанные недели.

"Другого такого объекта на земном шаре нет, где бы воспроизводились эти эффекты. Это связано и с погодными условиями, и с толщиной льда, и с формой Байкала. Поскольку становые трещины, по которым идет деформация, идентичны, как в земной коре", - отметил Сергей Псахье, директор Института физики прочности и материаловедения СО РАН.

Ученые соберут все данные, полученные на Байкале. Они уверены - эти сведения позволят им разобраться, как возникают землетрясения. А научиться прогнозировать их и даже управлять ими - вопрос лишь времени.

vesti.ru.

©РАН 2019