Рекордно мелкие кристаллы льда прояснили фазовую диаграмму воды

Физики изучили таяние самых маленьких из известных на сегодняшний день кристаллов льда. В результате ученым удалось построить фазовую диаграмму воды, зависящую от количества воды, которое участвует в преобразованиях. Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters, а краткое изложение результатов приводится на сайте Американского физического общества.

В рамках работы ученые использовали мельчайшие ледяные кластеры, которые содержали 48 и 118 молекул воды. К каждому кластеру был добавлен лишний электрон. Наблюдения за количеством атомов в "льдинке" велись при помощи спектроскопии.

Для контроля температуры кластера ученые использовали лазерный импульс, который переводил электрон в возбужденное состояние. Спустя примерно 200 фемтосекунд (10^-15 секунды) электрон терял энергию и излучал фотон. Анализ полученного излучения позволял определить температуру кластера.

Собрав полученные данные, физики смогли составить самую точную на сегодняшний день фазовую диаграмму состояний воды в зависимости от ее количества. Кроме этого, ученым удалось обнаружить давно предсказанную теоретически закономерность: температура плавления льда уменьшается с ростом размера кластеров.

Недавно ученым при помощи медленной съемки удалось объяснить размеры дождевых капель. Оказалось, что крупные капли "самоуничтожаются" из-за сопротивления воздуха. Ранее предполагалось, что большие капли влаги разрушаются из-за столкновений.

Ученые объяснили дефицит углерода на Земле

Ученым удалось объяснить, почему земная мантия содержит углерода гораздо меньше, чем остатки протопланетного диска, из которого появилась Земля. Свои результаты ученые представили на Конгрессе международного общества теоретической и прикладной химии, а краткое изложение доклада приводит Nature News.

В рамках нового исследования ученых интересовали химические реакции, которые могли проходить в протопланетном диске. Им удалось установить, что при температуре около 500 градусов по Цельсию атомы кислорода "ударяли" частицы пыли диаметром менее десятой доли микрометра, реагируя с углеродом. Результаты реакции уносились в космическое пространство. В результате содержание углерода в частицах пыли снижалось.

По словам исследователей, их теория хорошо согласуется с результатами наблюдений. Так, например, она позволяет объяснить почему в земной мантии не наблюдается аналогичного углеродному кремниевого дефицита. Расчеты исследователей показывают, что атомы кислорода просто не реагировали с кремнием, оставляя его содержание в норме.

Кроме этого новая теория объясняет почему на Марсе отсутствует аналогичный дефицит. Дело в том, что в том регионе диска, из которого потом появилась Красная планета, температура кислорода не была достаточно высокой для прохождения описанных реакций.

Ранее ученые полагали, что "исчезновение" углерода из диска было результатом воздействия Солнца. Считалось, что некоторая доля углеродосодержащих частиц просто испарилась. Сложность практической реализации подобной теории заключалась в том, что для данного процесса нужна температура свыше 1000 градусов, которую Солнце просто не могло обеспечить.

NASA посоветовали воссоздать Институт технологий будущего

Комитет при академии наук США порекомендовал NASA воссоздать Институт перспективных идей (NASA Institute for Advanced Concepts - NIAC). Об этом сообщает издание Wired.

NIAC занимался разработкой технологий, реализация которых возможна через несколько десятилетий (в общей сложности, около ста проектов). В числе прочего специалисты ведомства изучали возможность создания космического лифта, скафандра, получающего энергию от движений космонавта, сферических прыгающих марсоходов, двигателя на антиматерии.

Ежегодный бюджет института составлял четыре миллиона долларов - около 0,02 процента от общего бюджета NASA. В 2007 году агентство приняло решение закрыть NIAC, чтобы выделять больше средств на миссии, начало которых намечено на относительно недалекую перспективу.

Комитет, анализировавший работу NIAC, признал ее эффективной. Разработка всех концепций продвигалась успешно, а три "фантастических" проекта были взяты на реализацию "нормальными" ведомствами. В обозримом будущем реальностью могут стать ракета на плазменном двигателе, устройство для визуализации черных дыр и "звездная тень", которая облегчит астрономам задачу поиска новых экзопланет.