Новости мира

Ученые: математика способна причинять боль человеку

[box]Ученые: «люди с гуманитарным складом ума» — это люди, которые испытывают страх перед решением математических задач. Этот страх активизирует области мозга, ответственные за болевые ощущения./box]

Когда человек начинает сильно нервничать при решении математической задачи, у него активизируются зоны мозга, ответственные за ощущение физической боли. Таким интересным образом на головной мозг действует ожидание сложных вычислительных действий, которые предстоят человеку.

 

Судя по имеющейся у ученых информации, страх перед определенными математическими вычислениями может причинить человеку реальную боль. Подобная реакция время от времени возникает в ответ на другие виды психологического стресса — травмирующий разрыв отношений или социальное неприятие.

Экспертов из Чикагского университета (США) заинтересовала именно болевая реакция, которая сопряжена с ожиданием некоего пугающего события. Чем больше человек начинает нервничать, тем выше у него нейронная активность головного мозга. Этот факт доказали результаты сканирования мозга и научные эксперименты.

Это также объясняет, почему часть людей не в состоянии справиться с математическими задачами. Таких людей иногда называют «люди с гуманитарным складом ума». В свою очередь известно, что именно этот страх тормозит работу головного мозга, замедляя обработку получаемой информации и мешая решать математические задачки.

Матери копируют стиль своих дочерей

Рано или поздно практически любая мать застает дочь копающейся в своем гардеробе в поисках обновки или обнаруживает пропажу косметики в косметичке дочки. Но не все так просто, ученые выяснили, что матери иногда тоже не против тайком поживиться вкусами своей дочери.

 

Исследованию подверглись 343 пары дочерей и матерей, их средний возраст составил 16 и 44 лет, соответственно. Каждая из представительниц подверглась небольшому опросу, в частности, была интересна информация по данным вопросам: на какой возраст вы себя ощущаете, как оцениваете свои познания в области косметики, моды и выборе одежды, также ученые узнали, насколько сильно пара мать-дочь влияет на вкусы друг друга.

 

Как показало исследование, каждая четвертая мать (всего 25%), которая чувствует себя моложе своего реального возраста и считает, что ее дочь лучше разбирается в современной моде, копирует стиль своей дочери. Представительницы же подрастающего поколения, считающие своих матерей стильными и уверенными в себе особами, подверглись влиянию на копирование всего в 9% случаев.

Специалисты называют такие случаи «покупательский эффект двойника». И уж если раньше, годах этак в 50-х молодые люди бунтовали против модных родительских привычек, то среди обитателей современного общества образцом считается человек, который смог продлить свою молодость как можно дольше.

 

Результаты статьи, которая появится в следующем выпуске Journal of Consumer Behaviour, обязательно заинтересует рекламщиков, которые ищут подобные взаимосвязи для проведения новой рекламной кампании.

Ученые: человек способен дожить до старости без седины

[box] Эксперты компании L’Oreal: людей с седыми волосами на самом деле гораздо меньше, чем принято считать. [/box]

Не у каждого человека в старости появляется седина. По мнению ученых, абсолютно нормально, если человек доживет до преклонных лет без седых волос. По подсчетам экспертов, у 10% людей в возрасте от 60 лет нет ни одного седого волоса. Распространение седины в мире значительно ниже, чем принято считать.

Такие выводы были сделаны на основании исследования компании L’Oreal. Информация об исследовании была опубликована в медицинском журнале British Journal of Dermatology. Специалисты компании L’Oreal установили, что количество покупателей красок для волос, которые делают данную покупку с целью скрыть седину, значительно меньше, чем считалось ранее.

 

Специалисты отталкивались от мнения, что у половины людей в возрасте 50 лет минимум половина седых волос должна быть седой. Это мнение они получили в результате опроса общественного мнения. На самом же деле, седые волосы были обнаружены менее чем у 25% из 4 тыс. добровольцев, которые приняли участие в исследовании. Причем эти добровольцы проживали в 20 разных странах.

В общем и целом, ученые говорят, что среди людей в возрасте от 45 до 65 лет у 74% можно найти определенное количество волос, утративших пигментацию. Их число в среднем занимает 27% площади головы. С возрастом этот показатель увеличивается.

В группе людей в возрасте от 45 до 50 лет седые волосы были обнаружены у 63%. Они занимали около 20% волосяного покрова головы. У людей в возрасте от 51 до 55 лет седина была найдена у 78%. А ее распространенность составляла 26% от общего числа волос. В 56-60 лет эти показатели составляли 86% и 33%, а в 61-65 лет — 91% и 40% соответственно.

Седые волосы можно чаще встретить у представителей сильного пола. Основные причины появления седых волос касаются нарушения выработки меланина и увеличения выработки перекиси водорода организмом человека.

Инженеры представили компактного прыгающего робота

Новичок по имени «песчаная блоха» несёт на борту видеокамеру, а двигается и контролируется, словно обычный игрушечный автомобиль с ДУ. Однако при необходимости он способен прыгнуть на высоту в 8-9 метров, что превращает его в проворный аппарат для разведки в городских условиях.

Четырёхколёсного прыгуна Sand Flea на средства американской армии построила компания Boston Dynamics. Она известна нам по целому ряду весьма неординарных роботов. (Последний из них – рекордный робот-гепард.)

Переносной аппарат является развитием «высокоточного городского прыгуна» (Precision Urban Hopper), построенного в 2009 году. Прежний робот взлетал в воздух благодаря поршню под днищем, выстреливаемому при сгорании порции топлива, напоминает Gizmag. В новой версии механизм прыжка оказался пересмотрен.

Сначала машинка «встаёт на дыбы», а затем отправляется в полёт, отталкиваясь поршнем в своей задней части. Оператор может регулировать угол старта и высоту прыжка (от одного метра и до максимума).

В воздухе «песчаная блоха» использует гироскопическую систему стабилизации, чтобы не вращаться слишком уж хаотично и тем самым обеспечить приемлемую картинку с бортовой видеокамеры. Приземляться разведчик может на любую сторону — упругие колёса смягчают удар.

Вес «блохи» составляет пять килограммов. Длина робота равна 33 сантиметрам, ширина – 46, высота – 15 см. На одной зарядке (картридж с углекислым газом) Sand Flea может прыгнуть 25 раз. Запаса электричества в литиевом аккумуляторе хватает на два часа работы. Максимальная скорость машины равна 5,5 км/ч. Допустимая температура окружающей среды – от минус 15 до плюс 45 градусов Цельсия.

Камера робота оснащена видимой и инфракрасной подсветкой и делает снимки с разрешением 1280 х 960 точек, а также передаёт в реальном времени видео с разрешением 320 х 240 пикселей.

Хотя разрабатывался новый прыгун в первую очередь для военных, Boston Dynamics полагает, что он пригодится в полицейских операциях, спасательных работах и даже в планетарных исследованиях.

[youtube 6b4ZZQkcNEo]

_______________________________________

• Автор: Леонид Попов
• Источник: membrana.ru

Кишечник человека на чипе

Ученые создали небольшой полуживой аппарат, который способен ускорить медицинские исследования. Аппарат позволяет смоделировать разнообразные кишечные расстройства и наблюдать действие экспериментальный препаратов на решение проблемы.  Данный аппарат полностью воспроизводит физиологию, структуру и механику кишечника человека. Также аппарат способен воспроизвести рост микрофлоры в кишечнике человека.

Центральная камера чипа содержит внеклеточный матрикс в котором ученые вырастили один слой эпителиальных клеток человеческого кишечника. Тем самым был смоделирован кишечный барьер. Мембрана закрепляется на боковой стенке и имеет возможность сжиматься и растягиваться с помощью вакуумного насоса. Такие циклические колебания позволяют воспроизвести движение тканей кишечника, которые проталкивают пищу по всему тракту. С помощью эпителии был создан барьер со складками, которые напоминают аналогичные кладки в человеческом кишечнике.

Сами разработчики аппарата считают, что новый прибор в настоящее время является наилучшим вариантом имитации человеческого кишечника. Напомним, что ранее использовались клеточные культуры в чашках Петри и животные модели.

У спортсменов, как ни у кого других случаются травмы кишечника, поэтому для них это весьма актуально. Особенно часто такая мембрана используется тяжелоатлетами, которые получают травмы в тренажерных залах.

По мнению разработчиков, новый прибор является более точной альтернативой нынешним лабораторным методам имитации кишечника – клеточным культурам в чашках Петри или животным-моделям.

Кишечник на чипе поможет смоделировать многие аспекты метаболизма в такой сложной системе, различные отклонения в работе органа, а также поможет проверить токсичность или действенность тех или иных препаратов, их динамику.

Добавим, что полимерный и отчасти живой мини-кишечник создан в рамках более крупного институтского проекта под названием «Орган на чипе». Его первенцем были лёгкие на чипе, представленные в 2010 году.

Сейчас же в разработке института Вайса находятся комбинированная микромашина «сердце — лёгкие» и селезёнка на чипе, передаёт Gizmag. Ну а детали строения нынешнего прибора можно найти статье в журнале Lab on a Chip.

Китайцы придумали ветерогенератор с памятью

Китайцами был придуман новый метод, который позволит увеличить производительность ветряной установки. На создание данного метода управления ученых вдохновила человеческая память и способность человека к обучению.

Все ветровые генераторы работают только при правильном его решулировании. Это необходимо для максимальной отдачи при малых скоростях ветра, а аткже для предотвращений повреждений ротора во время сильных ветров. Регулировка ветрового генератора производится за счет изменения угла атаки лопастей, включения тормозной системы и изменения момента вращения на валу генератора.

Во время составления программы управления ротором в нее закладываются сложные цифровые модели, которые контролируют поведение турбины. На самом деле, работа ротора в условиях постоянных изменений направления и силы ветра не линейна, что приводит к огромным неточностям в процессе управления ротором турбины. Это приводит к тому, что ветряной генератор производит гораздо меньше энергии, чем мог бы.

Китайские ученые предложили новый вариант регулирования работы. Турбина запоминает свою предыдущую работу и воспроизводит ее в похожих условиях. В начале испытаний контролер вел себя плохо, но скорее адаптировался.

Китайцы решили построить первый вакуумный поезд

Разработчик данной концепции уже получил лицензию на реализацию своего проекта в более чем 60 странах. Смелому замыслу уже исполнилось больше 100 лет, но только недавно ученые из Поднебесной решили воплотить этот замысел в реальность. Данный вид транспорта имеет право считаться самым быстрым наземным транспортом.




Идея его проста. Имеется труба, из которой полностью откачан воздух, а герметичные капсулы на магнитной подвеске движутся внутри этой трубы. Вагоны не касаются стенок трубы, а аэродинамическое сопротивление вагонов практически сведено к нулю, поэтому затраты на перемещение данного поезда в десятки раз меньше по сравнению с обычным поездом. Вся начальная энергия, которая необходима для разгона поезда, может быть отдана в сеть в пункте назначения при торможении поезда.



Размер одной капсулы будет соизмерим с размером легкового автомобиля, однако, его вес будет уменьшен в десятки раз. Вес одной капсулы составит около180 кг. Эти аппарату будут играть в общей системе абсолютно пассивную роль. Они будут служить роль посылок пневмопочты. Все активные части подвески и система приводов отданы на откуп самой вакуумной трубе. В капсулах размещаются только проводящая обмотка и активные магниты.

Астрономы увеличили число пригодных для жизни планет

Статистика открытия планет пригодных для жизни показывает, что в галактике таких планет очень много, при чем большое количество находится недалеко от нашей планеты. Большинство планет находится в обитаемой зоне красного карлика.

За 102 красными карликами ученые вели наблюдения с помощью прибора HARPS. Анализ собранных данных показал, что на протяжении последних шести лет ученые обнаружили 9 пригодных для жизни планет. Поверхность этих планет покрыта скалами, а их масса варьируется от 1 до 10 масс земель. Кроме того, 2 планеты находятся в обитаемой зоне, то есть на их поверхности может находится жидкая вода.

Однако такой метод исследования планет не идеален. Поэтому астрономы проанализировала информацию по всем планетам у данных солнц и информацию о звездах без планет. Данный анализ показывает, какая часть планет может быть вычислена при положительных обстоятельствах. Исследование показало, что сверхземли в обитаемой зоне красных кроликов могут появляться в 41% случаев. Это значение усреднено. Разброс составляет от 28% до 95%.

Стоит отметить, что красные карлики составляют 80% всех звезд млечного пути. Это означает, что таких планет около десяти миллиардов. При чем большинство из них находится в непосредственной близости от солнца.

А ведь красные карлики составляют едва ли не 80% от всех звёзд Млечного Пути, и общее количество данного класса светил — 160 миллиардов. Вот и получается, что в Галактике только таких пригодных для жизни планет – десятки миллиардов. Это не считая благоприятных небесных тел иного типа (миров меньше Земли, лун газовых гигантов в обитаемой зоне) и планет, вращающихся около других классов звёзд.

Более того, по оценке учёных, в непосредственной близости от Солнца (на расстоянии до 33 световых лет) упомянутых выше «курортов» насчитывается около сотни!

Предыдущие исследования уже показали, что сверхземли представляют собой замечательные приюты, а ещё, что общее число разнообразных планет в Млечном Пути сильно недооценивалось.

Правда, с красными карликами и возможной жизнью в их системах дело обстоит не так уж гладко. Скажем, они могут терзать ближние планеты рентгеном и ультрафиолетом во время сильных солнечных вспышек. С другой стороны, недавно было установлено: ширина обитаемой зоны у красных карликов — больше, чем считалось. Похоже, скоро перечень потенциально обитаемых планет начнёт пополняться пачками.

Симуляция высветила новый путь к ядерному синтезу

Физики из национальной лаборатории Сандия выяснили, что определённая разновидность системы для управляемого синтеза может обеспечить тысячекратное превышение энергетического выхода над затратами электричества, необходимого для розжига ядерной реакции.

Исследованный, пока только в теории, метод получения энергии называется «намагниченный инерциальный синтез» (magnetized inertial fusion — MIF). Вкратце он работает так.

Сначала готовят небольшую топливную капсулу цилиндрической формы. С внутренней стороны этой оболочки размещают замороженные дейтерий и тритий, а в центре – те же изотопы, но газообразные.

Капсулу помещают в сердцевину машины. Там, чуть ниже и выше капсулы, расположены две электромагнитные катушки. При запуске аппарата сначала сравнительно маломощный лазер подогревает топливный заряд. Далее через катушки пропускается ток, который создаёт вертикальное магнитное поле, проникающее в оболочку топливного заряда.

В следующее мгновение уже сама оболочка генерирует очень сильный импульс магнитного поля за счёт прохождения через неё чрезвычайно большого тока (в десятки мегаампер).

Это второе поле и породивший его ток производят сразу два важных эффекта. Они заставляют оболочку капсулы сжаться в несколько раз. И они же сжимают и концентрируют силовые линии от первого поля.

Суммарный эффект приводит к тому, что оболочка превращается в плазму, а в газообразной смеси трития и дейтерия запускается реакция синтеза. При этом развивается столь высокая температура, что синтез уже начинает идти и в ранее замороженном ядерном горючем.

Сжатое магнитное поле играет роль занавеса, хотя бы на мгновения, но удерживающего быстрые альфа-частицы и электроны от разлёта и уноса энергии из зоны реакции. Это повышает время существования плазмы настолько, что всё топливо успевает нормально отработать. А ведь описанные выше процессы крайне быстротечны. Все они должны проходить за десятки-сотни наносекунд.

Здесь очень важной оказалась величина импульса тока, подаваемого на оболочку цели. Компьютерная симуляция выявила, что при 60 мегаамперах в ходе термоядерной реакции освободится в 100 раз больше энергии, чем было затрачено на запуск установки.

А при 70 мегаамперах отдача будет уже в 1000 раз больше затрат. Это позволяет надеяться на создание работоспособной системы, даже с учётом всяческих потерь при преобразовании энергии.

Для создания импульса тока авторы метода предлагают использовать Z-машину, установленную в основном комплексе лаборатории Сандия в Альбукерке (на снимке под заголовком). Эта установка применяется в целом ряде экспериментов по воздействию высоких температур, полей и давлений на различные материалы.

В частности, это та самая машина, которая обеспечила рекордное ускорение твёрдого тела в 10 миллиардов g и превращала алмазы в жидкость.

В программе работ на Z-машине числятся и эксперименты, имеющие отношение к проблеме управляемого термоядерного синтеза. Только изучаемый до сих пор метод был немного иной.

Дело в том, что быстрое испарение специальной (сделанной из тонких струн) оболочки под действием колоссального тока рождает не только плазму, но и огромный рентгеновский импульс (до 290-350 тераватт в пике).

А такой импульс может создать в твёрдой мишени огромные ударные волны, и тем самым вызвать её мгновенное сжатие и разогрев.

Собственно в некоторых опытах на Z-машине учёным уже удавалось получать температуру в 3,7 миллиарда кельвинов. По идее, этого должно быть вполне достаточно для старта термоядерного синтеза, но, к сожалению, время действия этой температуры было очень коротким.

Введение дополнительных катушек с полем, которое сожмётся в момент запуска машины и не позволит плазме слишком быстро остыть, это именно то, чего не хватало прежней схеме.

По оценке физиков, MIF должен быть в 50 раз эффективнее, чем инерциальный термоядерный синтез, опирающийся на рентгеновский импульс. (Детали этой работы можно найти в статье в Physical Review Letters.)

Один из авторов исследования Стив Слуц (Steve Slutz) говорит: «Люди не думали, что намагниченный инерциальный синтез способен дать реакцию с высокой отдачей. Но численные расчёты показывают, что так оно и есть. Сейчас мы должны посмотреть, позволит ли нам природа осуществить это. В принципе, мы не знаем, почему это не сработало бы».

Тут остаются ещё вопросы. Очень многое будет зависеть от равномерности сжатия материала мишени. Любые нестабильности в созданной плазме могут погубить эффект.

Для прояснения подобных тонкостей нужен натурный опыт. И его американцы уже готовят. Недавно они провели предварительные испытания тех самых магнитных катушек. С настоящего момента и до начала зимы различные узлы для будущей установки будут проходить тестирование. А какой-то практический результат исследователи ожидают получить к концу 2013 года.

Правда, ни о тысяче-, ни о стократном превышении термоядерного выхода над затратами речи не идёт. Ведь нынешняя Z-машина способна выдавать импульс тока «всего» в 26 мегаампер. Но и при таком уровне можно надеяться хотя бы на паритет (равенство «входа» и «выхода») или даже на небольшое превышение отдачи над затратами.

А позже можно попробовать нарастить параметры Z-машины или построить более крупный её вариант. В частности, специалисты лаборатории прорабатывают концепцию электростанции на инерциальном термоядерном синтезе, построенную вокруг «откормленной» Z-машины, раза в три большей по размеру, чем нынешняя.

Такая установка должна оперировать ультракороткими импульсами тока в 70 мегаампер при напряжении до 24 мегавольт. Взрывая с их помощью по одной капсуле каждые 10 секунд, она генерировала бы непрерывную мощность в 300 мегаватт.

И ещё интересный момент. Температура в 3,7 миллиарда кельвинов теоретически позволяет запускать и более экзотические процессы, в частности слияния ядер водорода с литием или бором. Это безнейтронные реакции (aneutronic fusion), не дающие радиации, наведённой радиоактивности и ядерных отходов.

Если проверка принципа MIF на нынешней Z-машине пройдёт хорошо, можно будет говорить о рождении перспективной технологии, способной поставлять человечеству огромное количество чистой энергии.
_______________________________________

• Автор: Леонид Попов
• Источник: membrana.ru

Промышленники поставили на поток оригинальные светодиодные чипы

Авторы разработки решили две проблемы, стоящие перед изготовителями светодиодных ламп. Первая – как сделать компактнее и эффективнее трансформатор внутри, а вторая – как добиться более естественного белого излучения с хорошим индексом цветопередачи.

Те или иные способы решения этих проблем различные фирмы прекрасно демонстрировали по отдельности, а вот тайваньская компания Epistar справилась с обеими задачами сразу и даже воплотила в серийной продукции – «белых» светодиодных чипах с эффективностью 120 и 150 люмен на ватт, индексом цветопередачи более 85 и цветовой температурой 2700-3000 K. Такие чипы пригодны для изготовления ламп, эквивалентных 60- и 75-ваттным лампам накаливания.

Как сообщает IEEE Spectrum, сейчас Epistar занята наращиванием выпуска первого из этих чипов до миллиона штук в месяц.

Данная разработка – развитие выдающегося опытного светодиода, созданного Epistar в конце 2011 года. Он показал КПД в 216 люмен на ватт. По этому параметру с ним потягаются, пожалуй, только диоды-рекордсмены от японской компании Nichia, но зато Epistar называет свой прибор самым эффективным среди «тёпло-белых» (2700 К). Правда, новый диод установил рекорд при очень малом токе, а под штатной нагрузкой выдал «только» 197 лм/Вт.

Но не эффективность сама по себе – изюминка тайваньских новинок. Эти чипы пригодны для создания бытовой лампочки без трансформатора. Достаточно вставить в неё кремниевый выпрямитель для перевода переменного тока из розетки в постоянный, а напряжение понижать не нужно. Максимум тут понадобится ещё схема для сглаживания импульсов тока, чтобы уменьшить мерцание. А трансформатор попросту исчез.

Секрет заключается в новом дизайне LED-чипов. Он предусматривает последовательное соединение на одном кристалле множества маленьких диодов, вместе работающих от напряжения в десятки вольт (есть несколько версий).

Четыре таких кристалла соединяются в один чип, а четыре-шесть чипов в одной лампе соединяются так, что требуют для питания уже полного сетевого напряжения. При этом, комбинируя чипы, можно менять уровень этого напряжения (и создавать продукцию для разных рынков).

Что касается спектра излучения и индекса цветопередачи, то здесь Epistar применила приём, уже использованный некоторыми компаниями, но по-прежнему редкий.

Большая часть нынешних серийных светодиодов генерирует условно белый цвет за счёт смешения лучей от синего светодиода и покрывающего его люминофора, переизлучающего часть энергии в более длинноволновой области. Epistar же создала по описанной выше методике последовательного подключения как синие, так и красные светодиоды.

А дальше конструкторы совместили их в одном чипе, словно клетки шахматной доски, дополнив ещё и люминофором. Светодиодная добавка с красного конца спектра позволила сделать суммарный белый цвет теплее, а потери в люминофоре – ниже.

С учётом потерь энергии в начинке лампы и света в матовом рассеивателе новые чипы способны обернуться источниками с тёплым белым спектром и эффективностью 90 люмен на ватт и выше (сферические лампочки) или 123 люмена на ватт и выше (лампочки прожекторного типа).

_______________________________________

• Автор: Леонид Попов
• Источник: membrana.ru