Необходимо войти или зарегистрироваться

Авторизация

Введите логин, email или номер телефона, начинающийся с символа «+»
Забыли пароль? Регистрация

Новый пароль

Авторизация

Восстановление пароля

Авторизация

Регистрация

Выберите, пожалуйста, ник на пикабу
Номер будет виден только вам.
Отправка смс бесплатна
У меня уже есть аккаунт с ником Отменить привязку?

Регистрация

Номер будет виден только вам.
Отправка смс бесплатна
Создавая аккаунт, я соглашаюсь с правилами Пикабу и даю согласие на обработку персональных данных.
Авторизация

Профиль

Профиль

prometheus4sound

prometheus4sound

Пикабушник
347 рейтинг
0 комментариев
9 постов
3 в "горячем"
Показать полную информацию

"Без мальчиков и девочек": возможно ли гендерно-нейтральное воспитание?

prometheus4sound в Наука | Научпоп

Возможно ли достигнуть реального равенства между полами, если мы продолжаем относиться к мальчикам и девочкам по-разному с самого рождения? Доктор Джавид Абделмонейм стремится выяснить это, организуя эксперимент в классе начальной школы. Смотрите в документальном фильме BBC.

Жан-Поль Сартр. Атеистический экзистенциализм

prometheus4sound в Философия

Наверное, многим придёт в голову привлекательный и эпатажный образ "публичного интеллектуала". Его эфирное время дорого, у него охотно берут интервью звёзды "блогосферы", ему всегда рады в аудиториях Высшей школы экономики и студии канала "Культура". Многие ли имена у вас на слуху? Многих ли вспомнят через пять, десять, сто пятьдесят лет? Многим, возможно, также придёт в голову и образ скучных академичных резонёров, от которых не услышишь ни остроты, ни " неудобного" или опасного суждения. Так кто же такой "настоящий интеллектуал"? Элвис от философии, безликий "аналитик" или доцент либо человек, не стесняющийся выбрать в классовой борьбе сторону угнетенных и использовать своё положение в буржуазном обществе, свои знания и авторитет для уничтожения классового общества? Именно таким интеллектуалом был Жан-Поль Сартр, жизненная позиция и философия которого — прививка от идеалистического идиотизма чернорабочих от науки ("объективность", "компетентность", "предметное поле исследования") и от постмодернистского салонного бездействия "интеллектуальных" поп-звёзд.


"Ревкульт" представляет видеоролик о понятии ангажированного (от фр. s'engager - занять сторону) интеллектуала в экзистенциализме Сартра.

Крис Маркер: воспоминания о будущем

prometheus4sound

Коллективная работа в жанре документальной анимации, над которой трудились творческий коллектив «Ревкульта» и группы «Крис Маркер». О великом документалисте и по совместительству марксисте Маркере в российской среде известно мало. До сих пор он остаётся культовой фигурой лишь в среде кинокритиков, а упоминания о нём не выходят за рамки узкоспециализированной литературы. Проблема ещё и в том, что на русский язык многие его фильмы до сих пор не переведены.

Авторы документального фильма уверены, что их усилия не пройдут даром и фильмы Криса Маркера пополнят не только афиши левых киноклубов, но и станут обязательной частью отечественной левой культуры.

Как PragerU лжёт тебе

prometheus4sound

PragerU – весьма популярный канал на "Ютубе", который уже больше 10 лет пропагандирует консервативные ценности.

"Университет" Прейгера щедро финансируется техасскими миллиардерами братьями Уилкс, на деньги которых ютуб-преподаватели рассказывают о том, что фашизм – это левая идеология, о кровавых "совках", загубивших 100 миллионов человек и, конечно же, о капитализме как самой разумной и справедливой системе.

Видеоблогер Шон на примере нескольких роликов разобрал прейгеровскую демагогию, а на канале "Ревкульт" это дело перевели и озвучили.

Палка, палка, огуречик!

prometheus4sound в Наука | Научпоп

О чем нам могут рассказать научные комиксы


В декабре 2018-го в России вышел сборник комиксов «Это точно», в котором 13 иллюстраторов, каждый в своем стиле, нарисовали истории о поисках микробиома Антарктиды, изучении Солнца, CRISPR-Cas-редактировании, применении больших данных для исследования почв и других увлекательных темах исследований российских ученых. Так авторы российского сборника включились в одно из развивающихся направлений научпопа — рассказы о науке в картинках.

Палка, палка, огуречик! Наука, Интересное, Научпоп, Познавательно, Ученые, Научный юмор, Комиксы, Длиннопост

Жанр рисованных историй, иногда сопровождаемых текстом, по возрасту довольно почтенный: это и лубки, популярные в России в XVI—XVII веках, и «веселые картинки из жизни животных» XII—XIII веков, к которым, как считается, восходит традиция японских комиксов манга. Однако современный комикс как часть западной массовой культуры расцвел в США в XX веке. Сначала это были непритязательные юмористические истории или рассказы о супергероях, печатавшиеся на дешевой бумаге и имевшие чисто развлекательную функцию.


Сегодня комиксы изучают в университетах, в виде комиксов защищают диссертации, их используют как обучающий материал на школьных уроках и даже армия США публикует в виде комиксов свое видение кибервойн, руководствуясь теми же соображениями, что и создатели лубков много веков назад, — так информация понятнее и интереснее для массовой аудитории. Неудивительно, что на комиксы обратили внимание научные фонды и PR-отделы университетов, заинтересованные в объяснении налогоплательщикам важности научных исследований, привлечении в науку новых талантливых специалистов и создании положительного имиджа ученого.


Наука — детям


Самое очевидное использование комикса — популяризация научного знания среди школьников. Так, в США с 1958 года выходит серия комиксов The World Around Us, каждый выпуск которой посвящен одной теме — к примеру, «Собаки», «Пираты», «ФБР», «Доисторические животные».


С 1972 по 2009 год выпускались комиксы серии The Cartoon Guide, придуманной гарвардским математиком Ларри Гоником. Выпуски комиксов были посвящены статистике, математике, компьютерам и даже «гиперкапитализму».

Палка, палка, огуречик! Наука, Интересное, Научпоп, Познавательно, Ученые, Научный юмор, Комиксы, Длиннопост

Автор: Ларри Гоник


В середине нулевых вышли книги научных комиксов The Science of Superheroes (2002) и The Physics of Superheroes (2005), в которых с научной точки зрения объяснялись способности супергероев и которые, соответственно, можно даже использовать на уроках физики, химии и биологии в школе. В 2016 году начала выходить серия Science Comics, в которой каждый выпуск традиционно посвящен одной теме — динозавры, коралловые рифы, летучие мыши и тому подобное. Эта серия выпускается и в России.

Палка, палка, огуречик! Наука, Интересное, Научпоп, Познавательно, Ученые, Научный юмор, Комиксы, Длиннопост

Динозавры. Научный комикс. Иллюстрация: Эм-Кей Рид и Джо Флуд

Некоторые комиксы не просто рассказывают о научных концепциях и явлениях окружающего мира, но и стремятся показать детям «крутой» образ ученого, чтобы они захотели стать такими же. В США наиболее известные комиксы этого типа — серия о «суперученом» Максе Аксиоме (Max Axiom, Super Scientist), выпущенная в 2007—2009 годах. Их главный герой — ученый, умеющий уменьшаться до размеров атома, путешествовать сквозь пространство и время и видеть рентгеновским зрением, попутно объясняя читателям электромагнетизм, естественный отбор, строение клетки, глобальное потепление и другие темы.

Палка, палка, огуречик! Наука, Интересное, Научпоп, Познавательно, Ученые, Научный юмор, Комиксы, Длиннопост

Обложки серии Max Axiom, Super Scientist


Сборник «Это точно», совместный проект журнала «Кот Шредингера» и Сколковского института науки и технологий, тоже попытка не только рассказать о научных исследованиях, но и показать, как интересно и здорово быть ученым и какая увлекательная у него работа. Герои историй, реальные российские ученые, рассуждают исключительно о науке, работают в красивых лабораториях, и все-то им в целом удается.

Палка, палка, огуречик! Наука, Интересное, Научпоп, Познавательно, Ученые, Научный юмор, Комиксы, Длиннопост

«Комар бессмертный», сборник «Это точно». Иллюстрация: сценаристы Анна Титова и Надежда Андреенко, художник Катерина Воронина


Некоторые комиксы созданы специально, чтобы помочь детям понять и осмыслить свои тяжелые заболевания. К примеру, комикс Captain Chemo придуман человеком, который проходил лечение от рака и в этот период придумал супергероя Капитана Чемо, а затем и комикс. Он посвящен химиотерапии, которая используется для лечения детей от рака с 1970-х годов.

Палка, палка, огуречик! Наука, Интересное, Научпоп, Познавательно, Ученые, Научный юмор, Комиксы, Длиннопост

Обложка одного из комиксов серии Captain Chemo. Иллюстрация: Рени Робинсон


Существуют и специфические комиксы, в которых авторы хотят рассказать детям о болезнях с научной точки зрения. К примеру, серию Omega Boy vs Dr. Diabetes создал отец девятилетнего мальчика Камаала Вашингтона, когда тот заболел диабетом. Отец решил поддержать мальчика в его борьбе с болезнью и нарисовать для него комикс о борьбе с диабетом, так как он посчитал, что медицинские книги были достаточно сложны и полны непонятных терминов. Камаал и его брат пожертвовали и продали в различные группы по лечению диабета 90 000 экземпляров комикса и отдали около половины своего 135-тысячного дохода в пользу исследований диабета.


Образовательных комиксов российского производства почти нет, но в России выпускаются отдельные переводные серии, например «Образовательная манга», в которой есть такие выпуски, как «Линейная алгебра», «Дифференциальные уравнения», «Регрессионный анализ» и «Занимательная наука о питании». Также выходят отдельные истории вроде «Нейрокомикса» и биографии некоторых известных ученых.

Палка, палка, огуречик! Наука, Интересное, Научпоп, Познавательно, Ученые, Научный юмор, Комиксы, Длиннопост

Фрагмент из «Нейрокомикса». Иллюстрации: Хана Рос


Картинки для продвижения


Поскольку комиксы легко читать и интересно рассматривать, они считаются хорошим инструментом, чтобы наглядно показать работу ученых широкой аудитории. Так, британский Исследовательский совет по биотехнологиям и биологическим наукам профинансировал комикс об исследованиях Ротамстедской опытной станции — крупнейшего научного центра в области сельскохозяйственных наук в Великобритании. Книга комиксов вышла в двух выпусках, в 2002 и 2006 годах, и состояла из коротких историй о сотрудниках станции и их исследованиях. Сюжеты к ним написала Эмма Напер, студентка Университета Саутгемптона и сотрудница центра.

Палка, палка, огуречик! Наука, Интересное, Научпоп, Познавательно, Ученые, Научный юмор, Комиксы, Длиннопост

Комикс об исследованиях Ротамстедской опытной станции. Сценарий: Эмма Напер, художник: Фил Эллиот


Тем же путем пошли сотрудники Supergen Bioenergy Hub, подразделения Манчестерского университета, занимающегося исследованиями в области биоэнергии. Они выпустили книгу комиксов, в которой объясняют, что такое биоэнергия, как ее использовать, откуда берется биотопливо и какие с этим связаны сложности. Комикс понадобился, поскольку представители индустрии и консультативный совет университета признали, что общество недостаточно знает о биоэнергии и это один из барьеров для ее распространения. «Как бы ни были замечательны наши открытия, если люди их не понимают, они их не примут», — считают ученые.


Рабочая группа по синтетической биологии MIT решила популяризовать свою область исследований с помощью комикса Adventures in Synthetic Biology, а Лаборатория солнечно-земной среды Нагойского университета выпустила для этих целей целую серию манги на разные темы: изменение климата, солнечная радиация, полярные регионы, озоновые дыры и тому подобное.


Иногда подобные имиджевые комиксы спонсируются целыми министерствами. Так, канадское Министерство окружающей среды в 2007 году выпустило комикс о водных ресурсах Water Heroes, а американское Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) в 2000 и 2005 годах опубликовало приключенческие комиксы о солнечной радиации, спутниках и космическом мусоре: Space Weather и Space Junk.


Наконец, комиксами не брезгуют и частные компании, делая их частью своей PR-стратегии. Так, серия комиксов Interferon Force о борьбе иммунной системы с вирусами гриппа и об аутоиммунных заболеваниях опубликована биотехнологической компанией PBL Interferon Source (сейчас PBL Assay Science), которая с 1990-х годов производит интерфероны, цитокины и другие белки и пептиды иммунной системы.


«Но кто это все читает и с какой целью? Читают ли вообще эти комиксы люди, которые до этого не были заинтересованы в науке? Могут ли комиксы удовлетворять какие-то социальные нужды своих читателей или это всего лишь способ передать институциональные сообщения? Могут ли такие комиксы найти читателя за пределами классной комнаты?» — задается резонными вопросами журналист Мико Таталович, исследовавший тему научных комиксов во время своей стажировки в MIT. Серьезных исследований аудитории научных комиксов пока обнаружить не удалось, но они точно появятся, дайте только срок.


По мнению Таталовича, подобные комиксы, спонсируемые вузами и государственными организациями, — пример односторонней научной коммуникации: книга или серия картинок используется как средство для объяснения аудитории неких научных тем, которые ей, предположительно, непонятны. Он предлагает воспринимать такие комиксы критически и исследовать, как они отражают образы науки и ученых, насколько точно отображают научное знание и важна ли эта точность для качества комикса, отображают ли господствующие в культуре стереотипы о науке или преодолевают их.


Ученый берется за карандаш

Палка, палка, огуречик! Наука, Интересное, Научпоп, Познавательно, Ученые, Научный юмор, Комиксы, Длиннопост

Иллюстрация: Min Suk Chung


Нередко комиксы начинают рисовать сами ученые, чтобы осмысливать собственную работу, нести просвещение в народные массы или просто для удовольствия. Один из примеров — серия комиксов Dr. Scifun, которые придумал выпускник медицинской школы в Южной Корее Мин Сук Чанг. Он стал преподавать анатомию, а в свободное от работы время рисовал картинки, чтобы сделать этот сложный предмет понятнее для студентов. Позднее сюжеты для стрипов (коротких последовательностей картинок) он брал не только из личного опыта, но и из разговоров с коллегами, телешоу и «с помощью поиска в интернете». Большинство из них посвящены уже не науке, а скорее непростой жизни ученого.


В России, пожалуй, один из самых известных ученых-художников — Ольга Посух. Она работает в лаборатории геномики Института молекулярной и клеточной биологии в новосибирском Академгородке, а в свободное время профессионально рисует иллюстрации к своим и чужим текстам, научно-популярным и не только. Комиксы исследовательница рисовала на ненаучные темы, но недавно у Ольги вышел комикс о «животных-супергероях» тихоходках.

Палка, палка, огуречик! Наука, Интересное, Научпоп, Познавательно, Ученые, Научный юмор, Комиксы, Длиннопост

Автор: Ольга Посух


«Идея сделать иллюстрированную книжку про тихоходок пришла мне в попытках придумать проект на конкурс "Книга внутри" издательства "Самокат", — рассказывает Посух. — Мне хотелось сделать книгу о чем-то биологическом, ведь для меня, ученого-биолога, это самое родное. Все биологи прекрасно знают, что круче тихоходок в животном мире никого нет — им все природные невзгоды нипочем! Я подумала, что было бы здорово, если бы про тихоходок знали все, а не только ученые».


По ее словам, книга про тихоходок не совсем комикс. В ней нет классического разбиения страниц на кадры, хотя есть сквозные герои и почти на каждой странице есть комиксные «бабблы». Тихоходка как бы путешествует через всю книгу.


«Комиксы мне нравятся, потому что это совершенно другой способ рассказывать истории, который отличается от просто текста и от просто иллюстраций. А научные комиксы — прекрасный способ нести сложнейшие научные знания людям, даже не ученым. И им не становится скучно. Сначала я рисовала истории, основанные на реальных экспериментах и реальных научных статьях, потом стала иллюстрировать короткими комиксами научно-популярные статьи. Самое сложное — это подобрать хорошую визуальную метафору. Если это удается, то сама история получается очень понятной и запоминающейся», — рассказывает Посух.


У Ольги профессиональное художественное образование, но, вообще говоря, чтобы создавать забавные истории о науке, оно не так уж и нужно. Обобщив имеющийся опыт рисования научных комиксов, биолог, физик и биохимик даже вывели немудреные правила успеха: хорошо рисовать необязательно, идею надо доносить просто, рисовать надо то, в чем вы разбираетесь, используйте воображение и чаще практикуйтесь. Судя по популярности любительских стрипов, распространяемых в интернете, эти простые правила действительно работают.


Смешные картинки из интернета


Пожалуй, наиболее известная серия научных веб-комиксов — xkcd. В них художник и программист Рэндал Манро объясняет смысл математики, хранения данных, жизни, любви и всего остального. Комиксы передают сложные научные идеи с помощью ключевых идей и максимально простой рисовки в стиле «палка-палка-огуречик».

Палка, палка, огуречик! Наука, Интересное, Научпоп, Познавательно, Ученые, Научный юмор, Комиксы, Длиннопост

Автор: Randall Munroe


В похожей технике сверхпримитивизма выполнены комиксы Errant Science и популярного англоязычного блога Wait But Why.

Палка, палка, огуречик! Наука, Интересное, Научпоп, Познавательно, Ученые, Научный юмор, Комиксы, Длиннопост

Иcточник: Errant Science


Еще одна популярная серия — Phd Comics — забавные и занимательные истории о буднях безымянного студента Стэнфорда и его типичных проблемах: учебе, отношениях с научным руководителем, прокрастинации, семинарах и прочем. Кстати, из этой же серии знаменитая картинка с серией превращений, которую проходят новости об открытиях ученых на пути от научной лаборатории до умов широкой публики.


К этой же группе стоит отнести и стрипы Saturday Morning Breakfast Cereal, придуманные американским иллюстратором Заком Вайнерсмитом. В нескольких картинках, как правило, в юмористической и абсурдной манере они рассказывают о религии, науке, отношениях и политике. Наиболее известный из них опять-таки касается непростых отношений ученых и журналистов.


Забавным историям о жизни животных, дикой природе и биологов посвящены комиксы Beatris the Biologist и Bird and the Moon. Наконец, автор этого текста тоже рисует короткие стрипы о жизни животных и лабораторных крыс, которые публикуются в том числе в соцсетях «Чердака». Потому что комиксы — это просто, весело и понятно.

Палка, палка, огуречик! Наука, Интересное, Научпоп, Познавательно, Ученые, Научный юмор, Комиксы, Длиннопост

Автор статьи: Евгения Щербина («Чердак»)

Показать полностью 12

Весь спектр темных материй

prometheus4sound в Наука | Научпоп

Гид по гипотезам астрофизиков о природе неуловимой массы наблюдаемых галактик


Темная материя, судя по данным астрономических наблюдений, присутствует в каждой галактике — найденная в 2018 году «галактика без темной материи» позже была названа ошибкой интерпретации. Невидимого и неуловимого для всех современных детекторов «чего-то» во Вселенной гораздо больше, чем звезд, планет, облаков газа и прочей известной материи. «Чердак» собрал основные версии физиков по поводу этой загадочной субстанции, чтобы вам было проще ориентироваться в сортах гипотез, которые регулярно упоминают физики. Мы дополним эту заметку, если какая-то еще гипотеза начнет набирать популярность.

Весь спектр темных материй Наука, Длиннопост, Познавательно, Физика, Темная материя, Вселенная, Космос, Интересное

Придумывать кандидатов в темную материю можно, кажется, бесконечно. В самом деле, а что если это, скажем, некие частицы с массой в… ну, положим, десять масс протона? И с сечением взаимодействия на десять порядков меньше, чем у нейтрино? Или вовсе — сто миллионов масс протона с сечением на двадцать восемь порядков меньше нейтрино?


Сколько нулей, столько и порядков. «На один порядок» означает «в десять раз». «На два порядка» переводится как в «сто раз», а «на шесть порядков» следует читать как «в миллион». Еще есть оборот «по порядку величины», то есть «с точностью до числа нулей», — так говорят про очень приближенные оценки.

Однако реальная работа физиков отличается от свободного полета фантазии. Гипотетические частицы должны быть как-то вписаны в реальный мир. Гипотеза должна не просто постулировать наличие некой трудноуловимой частицы, но и согласовываться со всеми имеющимися данными. Это и астрономические наблюдения, и результаты экспериментов на коллайдерах, и многое иное. Так что места для фантазий остается не так уж много.

Весь спектр темных материй Наука, Длиннопост, Познавательно, Физика, Темная материя, Вселенная, Космос, Интересное

Множество кривых соответствует ограничениям из разных опытов, причем пунктиром показаны ожидаемые данные. WIMP не могут быть выше сплошных кривых, ниже жирной оранжевой линии, и они не могут попасть в закрашенные участки

Хорошим примером согласованности гипотезы о природе темной материи со всей остальной физикой служит гипотеза, согласно которой эта загадочная сущность состоит из суперсимметричных партнеров известных частиц. Согласно ей, каждая известная нам частица должна иметь своего «суперсимметричного» партнера, так что частиц в двух фундаментальных классах, бозонах и фермионах, должно оказаться поровну.


Бозоны — это частицы, спин которых измеряется в целых числах. Фермионы имеют полуцелый спин.
В физике элементарных частиц из бозонов сделаны поля. Бозоны — это свет, ядерные силы и, вероятно, гравитация, а вся материя собрана из «кирпичиков»-фермионов.

Почему поровну?


Во-первых, это красиво: теория получается элегантной, простой и потому проходит под лезвием бритвы Оккама, что режет лишние сущности.


Во-вторых, симметрия в теоретической физике вообще играет важную роль: из симметрии пространства-времени следуют, например, все законы сохранения. Энергия не просто сохраняется, а сохраняется вследствии того, что все моменты времени одинаковы между собой. Вывести из подобных фундаментальных соображений о природе пространства свойства и всех элементарных частиц, включая частицу темной материи, многим кажется чрезвычайно привлекательным.


Но, конечно, Вселенная вообще не обязана быть простой и элегантной. Поэтому суперсимметрия — это интересная, но не единственная модель из числа кандидатов в новую физику.


Это не темная материя


Впервые столкнувшиеся с загадкой темной материи, «неспециалисты» обычно сразу предлагают несколько «очевидных вариантов». Например, что невидимое вещество может быть межзвездной пылью, одинокими планетами или нейтрино. Но все эти простые версии были отвергнуты физиками уже давно.


Межзвездная пыль в мало-мальски значительных количествах (а темной материи должно быть в десятки раз больше обычной) частично блокирует свет, и ее бы давно обнаружили при помощи телескопов.


Одинокие планеты, будь их настолько много, периодически залетали бы в существующие планетные системы и меняли бы конфигурацию орбит. Или вовсе оказались бы захвачены гравитацией звезды. В Солнечной системе, по ряду данных, может скрываться еще один газовый гигант, но никак не два десятка потерянных Юпитеров.


Нейтрино практически не взаимодействуют с веществом, однако их все-таки можно поймать специальными детекторами. Наша техника дошла уже до того, что физики по нейтрино уверенно регистрируют запуск ядерных реакторов и получают нейтринные изображения Солнца, так что фантастическое количество этих частиц было бы совершенно точно обнаружено экспериментальным путем лет этак пятьдесят назад.


Можно абсолютно уверенно сказать, что темная материя просто не может быть известными нам элементарными частицами. Это определенно нечто другое, что-то, за чем стоит совершенно иная физика, и именно поэтому темную материю мечтают найти все физики мира. Даже если они не занимаются ее поисками лично.


Классика: WIMP


[Что это такое] WIMP — это слабо взаимодействующие массивные частицы, weakly interacting massive particles. Согласно этой гипотезе, частицы темной материи могут как-то реагировать с нашим веществом исключительно при помощи слабого поля (как нейтрино) и не вступать в иные фундаментальные взаимодействия, за исключением гравитации. Мы их не видим, не ощущаем, но их масса проявляет себя, потому что гравитация есть у всего, что обладает массой. И потому темная материя влияет на скорость движения звезд в дисках галактик.


[Почему мы их не видим] Слабое взаимодействие работает только на очень малых расстояниях, поэтому и нейтрино (реальные), и WIMP (гипотетические) свободно пролетают через Землю насквозь. Чтобы провзаимодействовать с нашей материей, слабо взаимодействующим частицам нужно пролететь вплотную к одному из трех кварков внутри нейтрона или протона. И это столь же маловероятно, как наугад бросить иголку с самолета где-то над крупным городом и точно попасть в лежащую на конкретном столе горошину. Причем пример с горошиной еще оптимистичен: он иллюстрирует давно пойманные нейтрино, а для WIMP размер цели может быть еще меньше. Физики используют такую величину, как сечение взаимодействия: чем оно меньше, тем сложнее зафиксировать частицу. Бозон Хиггса с его малым (5 cross times 10 to the power of negative 38 end exponent space см squared) сечением, например, обнаружили после многих месяцев непрерывной работы Большого адронного коллайдера. А у вимпов сечение взаимодействия должно быть еще меньше: по всей видимости, это что-то от 10-38 см2.


[Как ищем] Для поиска вимпов, равно как и для изучения нейтрино, часто приходится спускать детекторы глубоко под землю, где их работе не мешают частицы космических лучей, так что ловцы слабовзаимодействующих частиц облюбовали всевозможные горные выработки. В России это специально обустроенная Басканская нейтринная обсерватория (про нее «Чердак» даже снял фильм), в США исследователи выбрали старый железный рудник в Миннесоте, в Италии выкопали целый комплекс рядом с действующим автомобильным тоннелем в Гран-Сассо, а китайские ученые нашли едва ли не лучшее место в мире (с точки зрения защиты от помех) — под Мраморными горами вблизи гидроэлектростанции в провинции Сычуань.

Весь спектр темных материй Наука, Длиннопост, Познавательно, Физика, Темная материя, Вселенная, Космос, Интересное

Возможно, решение будет получено не при помощи космических телескопов в горах. Детекторы темной материи монтируют на самых нижних уровнях заброшенных и действующих шахт

AaronRoe / Wikimedia commons / CC BY 2.5


[И как успехи?] Но, несмотря на многие километры продолбленных в твердых горных породах тоннелей и многие годы работы, подземные детекторы по всему миру ничего пока не нашли. Это еще не ставит крест на гипотезе WIMP, поскольку такие частицы могут быть очень разными, однако и ограничений с каждым новым экспериментом прибавляется. Так, в декабре 2018 года группа ученых, работающая с установкой COSINE-100, представила свои результаты в журнале Nature: WIMP не видно, и если у них должна быть масса в 10 гигаэлектронвольт, то сечение взаимодействия должно оказаться меньше 10-40 см2. Сечение, кстати, всегда указывают в паре с ожидаемой энергией частицы: с изменением энергии сечение может меняться. Те же нейтрино, будучи очень сильно разогнанными, уже не прошибают Землю насквозь, а производят целый ливень из вторичных частиц в результате взаимодействия с веществом.


Темная материя легкая: аксионы


[Что это такое] Аксионы отличаются крайне малой массой. Аксион в сравнении со, скажем, электроном (самым легким из слагающей нашу материю тройки фермионов: протон, нейтрон, электрон) — это примерно как монета в сравнении с Землей. Такие сверхлегкие частицы были придуманы не просто так, а для решения иной задачи. Антивещества в мире намного меньше, чем вещества — для объяснения этого факта вместе с несимметричностью некоторых реакций между элементарными частицами и были придуманы аксионы.


[Почему мы их не видим] Из малой массы аксионов следует не только то, что искать их нужно иными методами. Где малая масса, там объект уже скорее проявляет себя как волна, а не как частица — можно сказать, что с уменьшением массы все что угодно становится квантовым объектом. Аксионы с массой на двадцать или все двадцать пять порядков меньше массы электрона должны даже в масштабах звездной системы оказываться чем-то эфемерным и неспособным образовывать компактные структуры. Такая темная материя не образует невидимой альтернативной реальности с планетами и разумными существами, так что изящное фантастическое допущение в романе Боба Шоу «Венок из звезд», увы, останется вымыслом.


[Как ищем] Аксионы пытаются выявить как по их влиянию на распространение электромагнитного излучения на космических масштабах, так и по их возможному взаимодействию с фотонами в стенах лаборатории. На снимке ниже, например, — один из лабораторных детекторов, построенный в рамках эксперимента ADMX в Университете Вашингтона (США). Предполагается, что аксионы в магнитном поле могут превращаться в фотоны и, соответственно, чувствительный детектор напротив камеры с мощным магнитом сможет зафиксировать вспышку родившегося таким образом фотона.

Весь спектр темных материй Наука, Длиннопост, Познавательно, Физика, Темная материя, Вселенная, Космос, Интересное

Ученые из проекта ADMS рядом с детектором аксионов. Pat McGiffert, UW

Неспособность аксионов «кучковаться» закрывает существование параллельного аксионного мира с высокой степенью организованности. Но именно это, похоже, и имеет место в действительности. Наблюдения астрофизиков за обычной материей говорят о том, что темная материя формирует шарообразное облако вокруг центральных частей галактик, однако в Солнечной системе явно не чувствуется влияние невидимых нам планет из темной материи.


[И как успехи?] Пока никак. Детекторы, построенные для поиска аксионов, ничего не чувствуют. Возможно, им не хватает чувствительности. Впрочем, альтернативные стратегии поиска в виде астрофизических наблюдений тоже успехом пока не увенчались.


Темная материя экстра: первичные черные дыры


Другой вариант — правда, судя по всему, не позволяющий полностью решить проблему невидимой массы, — это сказать, что во всем виноваты невидимые нам первичные черные дыры.


[Что это такое] Это не уже хорошо знакомые астрономам сверхмассивные гиганты вроде тех, что расположены в центрах галактик, или те, что образуются при коллапсе звезд. Загадка темной материи тут решается предположением, что существуют очень маленькие черные дыры, с массой меньше нашего Солнца, и что такие объекты равномерно раскиданы по галактикам и вблизи оных.


Так как известные нам черные дыры могут получаться только в результате коллапса звезд с массой не меньше 1,6 солнечных, необходимые для замещения темной материи объекты должны были бы появляться практически вместе со Вселенной, во время Большого взрыва. Гипотезу первичных черных дыр отстаивают многие астрофизики — читайте пересказ лекции британского ученого Бернарда Карра и рассказ о том, как российский исследователь Александр Долгов связывает с ПЧД еще несколько космологических загадок.


[Почему мы их не видим] Потому что увидеть черную дыру по определению проблематично. Можно попробовать увидеть ее тень — с этой задачей пытаются сейчас справиться радиоастрономы.


[Как мы их ищем] Есть несколько способов. Теория, разработанная Стивеном Хокингом, гласит, что черная дыра испаряется тем быстрее, чем меньше ее масса, поэтому в конце процесс идет взрывообразно и должен давать яркую вспышку. Легкие по астрономическим меркам черные дыры могли бы «поизноситься» за прошедшее с Большого взрыва время и устроить нам фейерверк по всему небу, но пока телескопы этого не видят. Отсюда мы знаем, что первичные черные дыры в массе своей должны быть тяжелее среднего астероида.


Второй способ — попытаться заметить такие объекты по гравитационному искажению лучей света от далеких небесных тел. В этом направлении тоже ведутся поиски, но и они лишь позволили дополнительно ограничить спектр возможностей, а не закрыть (или подтвердить) гипотезу.


[И как успехи?] Больше всего приблизился к успеху в деле рассматривания черных дыр вообще российский «Радиоастрон», а в марте, возможно, чем-то похвастаются европейцы из проекта Event Horizon Telescope. Но оба этих проекта пытаются увидеть сверхмассивные черные дыры в ядрах галактик, а вот разглядеть малюток с массой меньше солнечной — задача посложнее. Первичные черные дыры, возможно, удастся найти (или доказать их отсутствие) с дальнейшим развитием астрономических наблюдений. Пока что нам приходится довольствоваться находками потяжелее. Так, недавно в центре нашей Галактики кроме одной центральной черной дыры, в миллионы раз тяжелее Солнца, нашли еще множество черных дыр меньшего размера.


Темная материя, которая не материя: очень большие струны


[Что это такое] Один из экзотических вариантов — это космические струны. Вообще, замена точечных частиц на струны лежит в основе целого класса теорий. Таким образом можно получить, например, те же суперсимметричные частицы или аксионы, но в ряде гипотез струны оказываются по-настоящему длинными и вдобавок не намотанными на многомерную поверхность. Струна астрономических масштабов должна быть бесконечно тонкой и иметь при этом очень большую массу.


[Почему мы их не видим] Увидеть такую струну напрямую нельзя, но зато она должна искажать изображение расположенных за ней объектов и, таким образом, оказаться доступной для наблюдений.


[Как мы их ищем] Изучение снимков, сделанных телескопами в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах позволяет заглянуть очень далеко — на миллиарды световых лет от Земли. Эти изображения интересуют астрофизиков не столько из-за струн, сколько из-за первых галактик во Вселенной, сверхмощных квазаров, гамма-всплесков и прочей экзотики. Но чем больше таких данных, тем выше шансы заметить и струны. Или уверенно сказать, что их никто не видит.


[И как успехи?] В 2003 году астрономы даже нашли нечто, что очень походило на струну астрономических размеров, но три года спустя космический телескоп «Хаббл» получил снимки лучшего качества, и загадочный объект на поверку оказался сливающимися галактиками.

Весь спектр темных материй Наука, Длиннопост, Познавательно, Физика, Темная материя, Вселенная, Космос, Интересное

CSL-1 — то, что могло оказаться следом космической струны. Сверху: снимок сектора неба. Слева: реконструкция этого объекта, если бы он был линзирован струной. Справа: снимок «Хаббла», показавший, что это две галактики. Изображения из Sazhin M. et al. / arXiv / CC BY 4.0


Темная материя плюс: Q-шары


[Что это такое] Еще один способ создать некую неуловимую массу — это добавить во Вселенную некое новое физическое поле. Поле, разумеется, должно быть не абы каким, а подобным полю, создаваемому бозонами Хиггса и ответственному за массу элементарных частиц. При определенных условиях такое дополнительное поле сформирует шары, обладающие всеми свойствами темной материи.


[Почему мы их не видим] Они, во-первых, будут обладать массой, причем, возможно, как раз достаточной для многократного превосходства над обычным веществом. Во-вторых, такие Q-шары не будут никак взаимодействовать со всем прочим, если только не принимать в расчет гравитацию.


[Как мы их ищем] В 2016 году российский физик Сергей Троицкий предположил, что именно Q-шар, а не черная дыра находится в центре нашей Галактики, но проверка этой гипотезы опять упирается в возможности современных радиотелескопов. С другой стороны, ряд расчетов указывает на возможность порождения подобными полями гравитационных волн, а вот их физики уже научились обнаруживать.


[И как успехи?] В 2017 году международная группа ученых посчитала, будут ли создаваемые темной материей гравитационные волны регистрироваться существующими детекторами. Результатом стало очередное ограничение. Если некое неизвестное скалярное поле и существует, оно не может быть сделано из бозонов с массой от 10-18 до 2 х 10 to the power of negative 13 end exponent электронвольт. Что соответствует очень легким частицам, в триллионы миллиардов раз легче электрона.


Развитие техники, включая столь неочевидные направления, как создание высокоточных атомных часов, позволяет фиксировать гравитационные волны с меньшей амплитудой, и, возможно, скоро физики смогут больше узнать о темной материи за счет подобных наблюдений. Гравитационные волны способны рассказать и о катастрофических событиях вроде слияния черных дыр (соответственно, можно узнать про то, существуют ли черные дыры с «неправильной» массой, кандидаты в первичные черные дыры), и о каких-то пока что неизученных процессах с участием темной материи.


Темная материя, которая на самом деле очень большая черная дыра


В завершение стоит упомянуть гипотезу Николая Горькавого. Согласно ей, наблюдаемые и приписываемые темной материи эффекты на самом деле порождаются сверхмассивной черной дырой очень большой массы. А Вселенная в этой же модели не расширяется с ускорением, а проходит через повторяющиеся циклы сжатия и разлета.


Эта гипотеза заодно позволяет избавиться от раздвигающей Вселенную с ускорением темной энергии (про нее вообще толком неясно, что же это такое), но на сегодня это все-таки экзотическая гипотетическая модель.


Большая часть попыток найти темную материю связана с WIMP, и, по всей видимости, ситуация вряд ли радикально изменится в ближайшие годы.

Показать полностью 4

Полтора века истории радио за четыре шага

prometheus4sound в Наука | Научпоп

От уравнений и лампового звука к компьютерам и смартфонам


Слова «изобретение радио» обычно идут рядом со спором о том, кто был первым — Попов или Маркони. Но современная радиотехника — это намного больше, чем работающий морзянкой беспроводной телеграф. Давайте проследим за историей этой технологии от начала и до наших дней.

Полтора века истории радио за четыре шага Наука, Познавательно, Техника, Интересное, Технологии, История создания, Радио, Длиннопост

Шаг первый: уравнения и опыты


История радио началась давно: Гульельмо Маркони тогда даже не родился, а Александру Попову было шесть лет. Отправной точкой для него стала математика. В 1865 году Джеймс Максвелл, один из величайших физиков XIX столетия, опубликовал статью под названием «Динамическая теория электромагнитного поля». В ней ученый математически описал электрическое и магнитное поля. Его уравнения указывали на то, что свет представляет собой колебания электромагнитного поля, и что кроме самого света могут существовать и другие электромагнитные волны, невидимые глазу.


На то, чтобы обнаружить эти волны, ушло еще двадцать лет. В 1880-х годах Генрих Герц сумел получить их в результате электрического разряда. Он смог доказать, что эти волны отражаются от разных поверхностей и преломляются при прохождении через призму из непрозрачного для света битума.


Сообщения об опытах Герца подстегнули интерес ученых по всему миру. В августе 1894 года британский исследователь Оливер Лодж прочел лекцию о радиоволнах. Среди прочих опытов он демонстрировал, как радиоволны передаются на расстояние около полусотни метров. Но это было скорее развитие экспериментов по обнаружению радиоволн, нежели целенаправленная разработка нового средства связи. Перед тем как появилась радиосвязь, дальность, на которой физики могли фиксировать новые волны, планомерно росла, но не выходила за пределы сотни метров. Этого было слишком мало для какого-то практического применения.


Переход к большим расстояниям произошел благодаря Попову и Маркони. 7 мая 1895 года Александр Попов представил публике прибор для регистрации электромагнитных всплесков при грозовых разрядах, а спустя год — 24 марта 1896 года — продемонстрировал передачу радиосообщения из одного здания в другое.

Полтора века истории радио за четыре шага Наука, Познавательно, Техника, Интересное, Технологии, История создания, Радио, Длиннопост

Александр Попов принимает первую в мире радиограмму. Репродукция Фотохроники ТАСС с картины Александра Шимко, 1949 год

Гульельмо Маркони проделал тот же путь (сначала «разрядоотметчик», а спустя год и радиотелеграф) с 1894 по 1895 год. Но публичная демонстрация его радиопередатчика с приемником произошла лишь в сентябре 1896 года, и не в родной Италии, а в Великобритании. Дело в том, что итальянское министерство телеграфа и почты работой двадцатилетнего изобретателя не заинтересовалось.


Можно сказать, что и Попов, и Маркони изобрели радиопередачу независимо друг от друга, опираясь на эксперименты Герца. А тот, в свою очередь, использовал созданную Максвеллом теорию.

Так 1896 год стал годом рождения радио. Поначалу это был лишь беспроводной аналог телеграфа. Посылать в эфир голос с музыкой еще не умели. Можно было лишь зафиксировать, что неподалеку излучались радиоволны, и, следовательно, передать сигнал при помощи азбуки Морзе, чередуя включение и выключение передатчиков. Они представляли собой так называемые разрядники: они создавали радиоволны, если между двумя контактами пропускали искру. Разрядники оказались тупиковой ветвью технической эволюции: эти сложные громоздкие установки потребляли сотни киловатт электроэнергии и вдобавок испускали сигналы сразу по всему радиодиапазону, мешая друг другу.


Шаг второй: теплый ламповый звук


Чтобы перейти от громоздкого и неудобного беспроводного телеграфа, с которым надо было работать морзянкой, к звуковым радиопередачам, одного открытия радиоволн было мало. Сама по себе такая волна, если ее частота и амплитуда постоянны, не несет никакой информации сверх простого «передатчик включен». Поэтому для передачи звука или каких-либо других данных сигнал нужно модулировать, то есть изменять волну во времени.


Для модуляции, сдвига частоты или изменения амплитуды нужно было создать электрические детали, которые могут менять протекающий через них ток в ответ на слабый электрический сигнал. Этими элементами стали радиолампы, производство которых немыслимо без ряда довольно сложных технологий и знаний о природе электрического тока. Впрочем, делать стеклянные баллончики с откачанным изнутри воздухом и впаянными металлическими деталями научились раньше с совсем иными целями; слово «лампа» радиодеталь унаследовала от ныне практически исчезнувшего источника света.


Лампы, несмотря на свою хрупкость, ненадежность и нагрев во время работы позволили создать полноценное радио и еще множество других полезных изобретений — от радиоуправляемой техники (первая попытка создать беспилотный самолет предпринята еще в Первую мировую) до телевидения и радаров. Радио пришло даже в кухонную технику — микроволновые печи используют радиоволны для разогрева еды.


Теория Максвелла и опыты Герца позволили передавать сигнал без проводов и сквозь непрозрачные препятствия или на многие сотни километров за счет отражения радиоволн от верхних слоев атмосферы. Изобретение радиоламп и развитие электроники сделало возможным передачу сначала звука, а потом и изображения, а также обеспечило приход радио в каждый дом. Следующей революцией был переход к цифре, разработка цифровой техники вместо аналоговой.


Шаг третий: числа и компьютеры


Третья революция была снова связана с математикой. Причем если Джеймс Максвелл работал непосредственно над описанием электромагнитных феноменов и стремился создать цельную теорию электромагнетизма, то цифровой скачок второй половины XX века начался с совсем иного — с нудных арифметических расчетов.


Развитие науки и техники к межвоенному периоду достигло той стадии, когда большинству квалифицированных специалистов постоянно приходилось что-то считать. Бухгалтеры сводили баланс, инженеры рассчитывали прочность конструкций, государственные служащие вели учет населения, а ученым нужно было обрабатывать результаты экспериментов. Человеческая деятельность стала немыслима без постоянной возни с арифметикой. К середине Второй мировой потребность в универсальном быстром вычислителе стала особенно острой: наряду с банальной бухгалтерией пришлось спешно взламывать шифры и вести расчеты для создания ядерного оружия.

Полтора века истории радио за четыре шага Наука, Познавательно, Техника, Интересное, Технологии, История создания, Радио, Длиннопост

На фото: первый электронный числовой вычислитель «ЭНИАК», разработанный в 1940-х годах, и его операторы


Вычислительные машины сначала делали механическими, но вскоре инженеры нашли решение куда удачнее. Если морзянка кодирует буквы, то схожие сигналы можно использовать и для цифр. Ведь электрические импульсы, несущие сигнал, распространяются со скоростью света и операции с ними занимают ничтожные доли секунды, что очень выгодно. Кодирование чисел электрическими сигналами и создание электронных схем для обработки и хранения таких сигналов позволил создать универсальный вычислитель. Английский глагол to compute, «вычислять», и дал имя новому устройству — компьютеру.


Вскоре стало понятно, что серия электрических импульсов может кодировать не только числа, но и те же буквы. Что можно взять картинку или звук, а потом превратить их в последовательность сигналов, которые описывают, например, побитое на пиксели изображение. А универсальность компьютера позволяла не просто вести инженерные или бухгалтерские расчеты, но и выполнять любую программу, то есть в теории делать с любой информацией все, что угодно.


Вот только радиолампы, несмотря на все ухищрения инженеров, продолжали греться и перегорать, поэтому собрать компьютер было весьма трудоемкой задачей даже при смехотворной по нашим меркам производительности.


Шаг четвертый: полупроводники


Решением проблемы стало открытие полупроводников и создание транзисторов. Как и радиолампы, эти устройства меняли проходящий через них ток под действием слабого сигнала, только без лишнего энергопотребления. Да и размеры у них были намного меньше. Современных транзисторов на одном чипе размером с ноготь может быть несколько миллиардов, и при этом они безотказно работают десятки лет подряд.


Когда инженеры научились делать полупроводниковые микросхемы, которые объединяли множество сверхминиатюрных транзисторов, мечта их предшественников о массовом распространении компьютеров стала реальностью. Сделать устройство, которое прослушивает радиоэфир, вылавливает из него сотни миллионов импульсов в секунду? Запросто! Добиться того, чтобы потом эти импульсы на лету превращались в поток чисел, который затем обсчитывают сложные программы? Смешная задача для современной электроники. Превратить эти числа в серию команд для нескольких миллионов других устройств попроще? Легко! Предусмотреть, чтобы то же самое устройство умело хранить в памяти текст нескольких тысяч толстых книг, умело обрабатывать сигналы с обычных радиостанций, а еще одновременно вело сложные геодезические расчеты? Элементарно! И чтобы работало от карманной батарейки? Нет проблем!


Это делает любой смартфон: серию радиоимпульсов из сети WiFi или от вышки мобильной связи он превращает в видео на экране, состоящем по меньшей мере из миллиона (1280х768) пикселей. У каждого из них есть три отдельных элемента для разных цветов. Больше половины наших читателей прочтет этот текст с мобильного устройства и, следовательно, воспользуется радиосвязью.


Сочетание «радиоволны + модулирование сигнала + кодирование цифрами + полупроводники» сделало возможным не только сотовую связь и WiFi. Это спутниковый интернет, цифровое телевидение, спутниковая навигация (сигнал передается в цифровой форме) и беспилотники. Бесконтактные банковские карты, проездные билеты, электронные пропуска тоже отчасти повторяют опыты Герца с передачей сигнала без проводов между близко расположенными антеннами. И даже магнитно-резонансный томограф просвечивает тело не рентгеном, а радиоволнами, а построение самой томограммы немыслимо без цифровых методов. Все это было бы невозможно без громоздких грозоотметчиков и работающего морзянкой аппарата.

Автор статьи - Алексей Тимошенко («Чердак»)

Показать полностью 2

А вы уже проверили себя в Digital Диктанте?

promo спoнсорский пост

Сегодня и завтра, в честь 25-летия Рунета, на сайте цифровойдиктант.рф все желающие могут проверить свой уровень компьютерной грамотности. А вы что подумали? Нет, правильно писать слова и расставлять запятые — это другой диктант.


Знание современных технологий — одно из ключевых требований во многих профессиях, и с каждым годом эти знания становятся все более ценными. По мере прохождения Digital Диктанта вы сможете закрыть некоторые пробелы в знаниях (ну или узнать, что у вас их нет!).


Первая часть диктанта посвящена основам компьютерной грамотности: различным устройствам и знаниям базовых программ. Вторая — работе с интернетом, социальными сетями и онлайн-приложениями. Третья — защите персональных данных.


До окончания диктанта осталось не так много времени, так что не откладывайте в долгий ящик. А как пройдете, возвращайтесь в комментарии к этому посту и делитесь результатами.

Отличная работа, все прочитано!