Достижения 2019 года в науке и технике грандиозны. По уже сложившейся традиции, я хочу рассказать о том, какие достижения 2019 года в науке и технике произвели на меня наиболее сильное впечатление. Какие, на мой взгляд, достижения 2019 года в науке и технике, окажут очень существенное влияние на нашу жизнь уже в ближайшем будущем.
Вступление.
Событий, научных открытий, прорывов в науке, в технологиях, в технике в 2019 году было очень много. Достижения 2019 года коснулись очень многих направлений науки и техники. Я выбрал только некоторые из них. Причем выбор этот совершенно произволен и не претендует на ранжирование этих событий по важности или полезности. Повторяю, я излагаю только свое мнение. И оно может не совпадать с мнением других авторов, читателей или экспертов.
Я старался остановиться на событиях, не получивших широкой огласки в источниках информации и на событиях, далеких от политики.
Но пора перейти непосредственно к теме статьи, к обзору выбранных событий.
Разработаны 5D диски для практически вечного хранения гигантских объемов информации.
Ученые из Саутгемптона создали 5D диск, который записывает информацию в 5 измерениях. Причем эта информация может сохраняться миллиарды лет. Такой диск может хранить 360 терабайт данных и сохранять работоспособность пи температуре до 1000 градусов.
Файлы на диске сделаны из трех слоев нано точек. Пять измерений диска относятся к размеру и ориентации точек, а также их положению в пределах трех измерений. Когда свет проходит через диск, точки меняют поляризацию света, которая считывается микроскопом и поляризатором.
Разработчики 5D диска, в качестве эксперимента, смогли записать на диск целую библиотеку. Ученые считают, что уже в ближайшее время 5D диск станет нормой хранения информации.
Достижения 2019 года — переопределение системы СИ.
Введение системы СИ в свое время сыграло очень важную роль в приведении мировой метрологии к единым стандартам. И вот новый прорыв к приведению единства в стандартах. Переход к единым эталонам практически всех физических параметров.
Например, эталон килограмма (платиново-иридиевый цилиндр из Палаты мер и весов) сложил свои полномочия 20 мая 2019 года. Новый килограмм будет определен через одну из фундаментальных констант физики — постоянную Планка.
Изменился и метод определения градуса Кельвина. Он теперь привязан к постоянной Больцмана. Эталон ампера выражается через заряд электрона и т.д. Таким образом, с этого момента все величины системы СИ будут определяться через фундаментальные физические константы.
Новая система единиц СИ хороша тем, что физические параметры (вес, сила тока, температура и т.д.) привязываются к физическим постоянным, одинаковым во всем мире и, даже, во вселенной. Например, один метр – это ровно столько, сколько свет проходит в вакууме за 1/299 792 458 секунды. В свою очередь, секунда задается через два энергетических уровня в атоме цезия, расстояние между которыми неизменно.
Таким образом, метрология прекращает базирование на эталонах, которые, несмотря на все принятые для их сохранения меры, не могут быть постоянными величинами. И превращается в физическую концепцию. Где в основе лежат атомы цезия, скорость света и постоянная Планка. А они всегда и везде одинаковы. И в любом уголке Земли, и на других планетах.
Достижения 2019 года в освоении космоса.
Мы уже привыкли ко все новым достижениям в освоении космоса. Привыкли настолько, что на многие важные события уже не обращаем внимания. Но освоение космоса продолжается. Все больше стран принимают в этом участие. И о некоторых успехах, которыми был богат 2019 год следует, следует вспомнить.
Ракета «Союз» вывела европейский телескоп CHEOPS в космос.
Ракета-носитель «Союз-СТ-А» вывела на орбиту телескоп Европейского космического агентства «CHEOPS». Этот аппарат, предназначен для более детального исследования ряда уже открытых экзопланет.
Запуск состоялся с европейского космодрома Куру, расположенного на территории Французской Гвианы. Вместе с относительно небольшим телескопом было запущено несколько малых спутников: «Angles», «EyeSat», «COSMO-SkyMed» и «Ops-Sat».
Аппарат с телескопом «CHEOPS» должен выйти на полярную орбиту вокруг Земли с высотой около 800 километров. Такая траектория позволит аппарату все время находиться рядом с границей дня и ночи. В результате измерительная аппаратура сможет работать практически без перерывов. И будет доставлять на Землю до сих пор неизвестную информацию.
Квантовый спутник «Micius» продемонстрировал квантовый Интернет.
Пару лет назад был запущен китайский квантовый спутника «Micius». За это время с его помощью проводились исследования, пробивающие дорогу к спутниковому квантовому интернету. И вот, наконец было продемонстрировано квантовое распределение ключа между Пекином и Веной. Ключ генерируется во время пролета спутника над наземной станцией, битрейт (количество бит, используемых для передачи/обработки данных в единицу времени) составляет 3–9 кб/с. Это дает за один пролет ключ длиной от 50 до 100 килобайт.
Демонстрация квантового интернета получилась довольно красивой. Первыми сообщениями в спутниковом квантовом интернете стали фотографии китайского философа Мо-Цзы и австрийского физика Эдвина Шредингера.
Следующей демонстрацией стал показ видеоконференции между академиями наук Китая и Австрии. И на показ видеоконференции длительностью 75 минут, было использовано всего 72 килобайта секретного ключа.
В недалеком будущем Китай планирует запустить новый спутник. Он будет генерировать фотоны на длине волны 1550 нм, где засветка от Солнца будет меньше, а пропускание атмосферы выше, чем на нынешних 850 нм. Вместе с новыми наземными детекторами (их уже успешно тестировали) это позволит принимать сигнал со спутника не только ночью, но и днем. А запуск на более высокую орбиту увеличит время видимости спутника.
Первый женский выход в открытый космос.
До 2019 года выход в открытый космос был приоритетом мужчин. Но 18 октября 2 женщины — Кристина Кох и Джессика Меир провели первый в истории выход в открытый космос. Целью выхода было проведение ремонта неисправной батареи на Международной космической станции. Как видим, лавры мужчин не дают покоя женщинам и в космосе.
Создана сверхвысокочувствительная камера для космических исследований.
Исследователи из американского Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST) создали самую высокочувствительную на сегодняшний день камеру. Пиксели этой камеры представляют собой датчики, способные улавливать единичные фотоны света.
На матрице этой камеры находится более тысячи пикселей и она предназначена для установки на космических телескопах следующего поколения. При ее помощи будут производиться поиски признаков жизни на других планетах и поиски неуловимой темной материи.
Достижения 2019 года – кратко об интересном.
Ученые провели «холодную» химическую реакцию. Все реакции, на уровне молекул и атомов, происходят мгновенно. И их невозможно увидеть без использования сверхскоростных лазеров или других приемов.
Ученым из Гарвардского университета удалось провести «самую холодную» химическую реакцию, охладив молекулы до малых долей градуса выше абсолютного нуля. Это позволило им увидеть и снять на видео то, что никто никогда не видел ранее — процесс обмена атомами между молекулами.
Ученые-физики нашли металлическое вещество, которое не проводит тепло при прохождении через него электрического тока. Исследователи из американской Национальной лаборатории в Беркли обнаружили новое вещество, которое, пребывая в металлическом состоянии, хорошо проводит электрический ток, являясь, одновременно, тепловым изолятором. Такая особенность этого материала может быть очень полезной в во многих направлениях техники.
Изобретен магнитный диод. Устройство, в отличие от электронного диода, который пропускает электрический ток только в одном направлении, работает с магнитным полем по тому же принципу. То есть пропускает электромагнитное поле только в одном направлении. Устроено оно на основе принципа электромагнитной взаимности, то есть на принципе одинакового взаимодействия катушек электромагнитной индукции друг на друга.
Заключение.
Достижения 2019 года были прорывными во многих направлениях науки и техники. Мы увидели первое в истории изображение черной дыры. Стали свидетелями достижений в лечении лихорадки Эбола и Вич. Нас впечатлили и отправка космического корабля к самому дальнему объекту в солнечной системе, и создание образцов телевизоров, которые можно свернуть, как рулон бумаги. И многое, многое другое.
