"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ.
Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.
|
|
24.09.2021
18:14 |
Ученые нашли в Атлантике затонувший континент. На него претендует Исландия
Не исключено, что Исландия — фрагмент древнего континента, затонувшего в Северной Атлантике около десяти миллионов лет назад. Если эта гипотеза европейских . . . |
|
24.09.2021
17:45 |
Надутый сверхновыми пузырь помог сформироваться молекулярным облакам 
Астрономы отыскали в близкой к Солнцу области звездообразования гигантский расширяющийся пузырь, за образование которого ответственны множественные взрывы . . . |
|
24.09.2021
17:42 |
Экзопланеты предложили искать в квантовом пределе  Физики применили квантовую теорию информации к проблеме прямого наблюдения экзопланет. Они показали, что измерение в режиме квантового предела способно снизить вероятность ложноотрицательной ошибки, а также показали, какие из существующих методов детектирования могут достичь этого на практике. Работа опубликована в Physical Review Letters.
Астрономы начали обнаруживать экзопланеты сравнительно недавно и на сегодняшний день их число насчитывает около четырех с половиной тысяч (примерно половина ожидает подтверждения). Большинство из них обнаруживаются с помощью метода транзитной фотометрии, и всего лишь около процента можно увидеть напрямую. Причина этого в том, что излучение света от экзопланет слабее, чем излучение звезды рядом с ними.
При прямом наблюдении звездных систем их изображение собирается в фокальной плоскости телескопа. Из-за дифракционного предела изображение небесных тел оказывается размытым, что неизбежно приводит к ошибкам, как ложноположительными (увидели планету там, где ее нет), так и ложноотрицательными (не увидели планету, хотя она там есть). В силу редкости экзопланет ошибки второго типа куда более критичны, поэтому астрономы стараются избегать в первую очередь их.
Физики Цзысинь Хуан (Zixin Huang) из Университета Маккуори и Космо Лупо из Университета Шеффилд решили применить к этой проблеме подход, основанный на квантовой теории информации. Они взяли за основу параметр ε, равный отношению интенсивности света, рассеянного экзопланетой, к интенсивности света от всей системы и показали, что в пределе малого параметра квантовый подход к оценке ошибок будет иметь преимущества перед классическим. Авторы также показали, в каких типах измерений может быть достигнут квантовый предел.
Вероятность ложноотрицательной ошибки определяется в теории информации через относительную энтропию, выражаемую через вероятности встретить фотон на экране для случаев наличия и отсутствия экзопланеты. Физики привели выкладки для классической и квантовой относительных энтропий, и обнаружили, что, если распределение от точечного источника на экране имеет гауссов вид, они зависят от малого ε по квадратичному и линейному законам, соответственно. На практике это будет означать, что в случае слабого сигнала от экзопланеты измерение, которое учитывает квантовую природу света, имеет меньшую вероятность ошибки.
Авторы рассмотрели несколько подходов к измерению, которые могли бы достичь квантового предела. Проведя соответствующие вычисления, они показали, что это возможно в режиме пространственного демультиплексирования (SPADE) и в режиме инверсионной интерферометрии (SLIVER). Первый метод основан на разложении приходящего света на пространственные моды Эрмита-Гаусса и вычислении вероятностей для каждой из них. Он мог бы быть реализован в интерферометрах, с помощью голографической техники и мультимодовых волноводов. Второй метод оценивает влияние параметра ε на вероятность получить ту или иную четность при инверсии пришедшего сигнала. Такой режим также может быть реализован в интерферометрах. В обоих случаях измеренная относительная энтропия зависит от ε линейно.
Физики также исследовали влияние статистического разброса по числу фотонов в пределах одной моды, которым характеризуется классический равновесный свет, на приведенные выше оценки. Оказалось, что даже большое число фотонов в равновесном свете несущественно увеличивает ошибку. Более того, астрономы чаще всего имеют дело со слабыми оптическими сигналами, в которых содержится мало фотонов. В этом пределе получаемые выражения для энтропий практически совпадают с формулами, выведенными авторами в самом начале.
Исследователи отмечают, что развитый подход применим не только к астрономическим наблюдениям, но вообще к любому классу задач, где необходимо оптически разрешить один слабый источник на фоне другого сильного. В качестве примера они приводят поиск димеров в микроскопии, а также идентификацию объектов, которые расположены очень близко друг к другу.
По информации https://nplus1.ru/news/2021/09/24/quantum-limit-planet
|
|
24.09.2021
17:31 |
У массивных галактик ранней Вселенной «кончилось топливо» 
Массивные галактики ранней Вселенной – те галактики, которые были сформированы в течение трех миллиардов лет после Большого взрыва – должны содержать большие . . . |
|
24.09.2021
17:18 |
Марс всегда был слишком мал, чтобы удержать свои океаны, реки и озера 
Новое исследование предполагает, что Марс был обречен на высыхание из-за своих небольших размеров. Благодаря наблюдениям роботов-исследователей, таких как . . . |
|
24.09.2021
16:58 |
Снимок галактики «Расплавленное кольцо» побуждает к новым исследованиям 
Снимки Вселенной, сделанные космическим телескопом Хаббл, настолько показательны, что за ними почти всегда стоит открытие. На этом конкретном снимке научное . . . |
|
24.09.2021
16:27 |
Учёные создали летающие микрочипы, которые помогут отслеживать качество воздуха и распространение инфекций 
Учёные Северо-Западного университета (Иллинойс, США) разработали крылатые микрочипы размером с песчинки. Возможно, это самые миниатюрные летающие устройства, . . . |
|
23.09.2021
20:49 |
Может ли пересоединение на малых высотах вызвать полярные сияния Юпитера? 
Земле, магнитное поле Юпитера направляет электрически заряженные частицы в свою атмосферу, что приводит к образованию ярких полярных сияний возле его полюсов . . . |
|
23.09.2021
20:42 |
Телескоп Уэбба предназначен для изучения формирования планетных систем 
На формирование планетных систем уходят миллионы лет, что представляет собой серьезную проблему для астрономов. Как вы определяете, на каком этапе они находятся . . . |
|
23.09.2021
20:22 |
Галактики ранней Вселенной были скрыты от наблюдений слоями пыли 
Наблюдения галактик ранней Вселенной, предстающих перед нами такими, какими они были в ранние годы существования нашего мира, позволяют составить представление . . . |
|
23.09.2021
20:16 |
Австралия может стать лидером по очистке атмосферы от углекислого газа прямым поглощением 
Жаркое солнце и огромные непригодные ни для чего территории Австралии могут стать ключевым сочетанием для массового развёртывания на континенте систем прямого . . . |
|
22.09.2021
20:29 |
Астрономы получили самые детальные снимки лунной поверхности 
Национальная радиоастрономическая обсерватория (NRAO) Соединенных Штатов Америки представила снимок лунного кратера Тихо, разрешение которого составляет 5 на 5 . . . |
|
22.09.2021
20:23 |
Астрономы заметили сферическую полость в Млечном Пути 
Благодаря материалам, полученным в обсерватории ESA "Gaia", ученым удалось составить трехмерные карты молекулярных облаков возле Солнца. Изучая полученные карты, . . . |
|
22.09.2021
19:52 |
Исследователи предполагают, что в Млечном Пути может существовать новая форма жизни с инопланетной ДНК 
В рамках исследований, финансируемых НАСА, учёные смогли создать молекулярную систему, которая по своим функциях схожа с ДНК. Она может хранить и делиться . . . |
|
22.09.2021
19:52 |
Исследователи предполагают, что в Млечном Пути может существовать новая форма жизни с инопланетной ДНК
В рамках исследований, финансируемых НАСА, учёные смогли создать молекулярную систему, которая по своим функциях схожа с ДНК. Она может хранить и делиться . . . |
|
22.09.2021
19:48 |
Земля, Солнечная система, Млечный путь — становятся ли они массивнее со временем? 
Согласно наиболее общепринятым космологическим моделям, первые галактики начали формироваться между 13 и 14 миллиардами лет назад. В течение следующего миллиарда . . . |
|
22.09.2021
19:42 |
Получен новый снимок галактики Центавр А 
Используя инструмент DEC, установленный на 4-метровом телескопе Виктора М. Бланко в Межамериканской обсерватории Серро Тололо в Чили, астрономы получили новое . . . |
|
22.09.2021
19:21 |
Над Южным полюсом всего за неделю озоновая дыра стала больше Антарктиды 
Ежегодно над Южным полюсом Земли появляется озоновая дыра. В 2021 году она увеличилась всего за неделю до таких размеров, которые превышают даже территорию . . . |
|
22.09.2021
19:18 |
Астрономы разгадали космическую тайну, которой более 800 лет 
В 1181 году китайские астрономы заметили очень яркую точку света, которая напоминала по своей яркости планету Сатурн. Наблюдали за ней на протяжении полугода, а . . . |
|
22.09.2021
19:10 |
Норвежская компания хочет «убивать» ураганы с помощью пузырьков 
Средняя температура воды в мировом океане постепенно увеличивается и в результате может стать катастрофической. Стоит отметить, что именно теплая вода . . . |
