Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

Текущий

2003

2002

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"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.

Тип запроса: "И" "Или"

14.11.2018
20:27

"Отчаяние - это иногда наиивный оптимизм." - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

14.11.2018
18:50

Ученые: Тихий океан приостановил глобальное потепление

14.11.2018
17:04

Одно из облаков Кордылевского наконец было замечено

14.11.2018
16:52

Разработана новая прогностическая модель на основе больших данных

14.11.2018
15:49

Топ-500 суперкомпьютеров: Китай берет числом, США – производительностью

14.11.2018
15:05

Обновленное зеркало телескопа БТА подготовили к наблюдениям

14.11.2018
14:58

Физики смоделировали образование планеты с помощью бусинки и пылинок в невесомости

    Астрофизики экспериментально исследовали процесс столкновения массивной частицы и сгустка пыли в невесомости, который происходит на ранних этапах формирования планет. Для этого ученые снимали объекты на скоростную камеру во время свободного падения в вакуумной камере. В результате исследователи установили кинематические закономерности, сопровождающие процесс, и разработали теоретическую модель, которая качественно описывает столкновение. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

    В настоящее время астрофизики считают, что планеты образуются из протопланетного пылевого облака — пылинки сталкиваются и слипаются, в результате чего неоднородности облака обрастают массой и постепенно превращаются в зародыши планет километрового размера, которые называют планетезималями. После этого планетезимали продолжают поглощать пыль и сталкиваться друг с другом, и со временем вырастают в полноценные планеты. Более подробно про эти процессы можно прочитать в статье Дугласа Лина «Происхождение планет».

    К сожалению, ученые плохо понимают, как именно частицы пыли собираются вместе. В частности, физики не знают, что происходит с облаком склеившихся пылинок, когда в него врезается другое крупное тело. С одной стороны, такое облако может состоять из твердых частиц (песчинок). С другой стороны, частицы облака могут быть «мягкими», то есть представлять собой пористые агломераты, состоящие из еще более мелких пылинок (комочки слипшейся пыли). В прошлом году группы астрофизиков под руководством Юргена Блюма (Jürgen Blum) исследовали каждый из этих сценариев по отдельности, проводя эксперименты с «мягкими» сгустками, слепленными из пылинок кремнезема SiO2, или с облаками твердых бусинок, состоящими из стекла, стали или свинца. Тем не менее, теоретические модели, способные объяснить каждый из этих типов столкновений, до сих пор не построены. Сопоставление этих случаев помогло бы выделить основные механические характеристики столкновений и разработать такую теорию — а это в перспективе позволило бы лучше понять процессы формирования планет.

    Поэтому астрофизики Хироаки Кацураги (Hiroaki Katsuragi) и Юрген Блюм повторили оба типа экспериментов и разработали простейшую модель столкновений, отталкиваясь от эмпирических зависимостей, выведенных из экспериментальных данных. Для этого ученые выстреливали снарядом в мишень, которая состояла их «твердых» или «мягких» частиц. Чтобы изготовить «мягкие» частицы, исследователи просеивали пылинки диаметром от 0,1 до 10 микрометров и заставляли их склеиваться в пористые частицы диаметром примерно 1,0–1,6 миллиметра. В качестве твердых частиц ученые использовали стеклянные шарики диаметром около одного миллиметра. Снарядом же выступала более крупная и массивная бусинка из стекла, стали или свинца.

    Чтобы избавиться от влияния гравитации, сопротивления воздуха и воздействия стенок сосуда, в котором находятся пылинки, исследователи проводили эксперименты в башне свободного падения (drop tower) — вакуумной камере высотой около 185 сантиметров, воздух из которой был откачан до давления менее 10−4 атмосфер. Если отпустить снаряд и мишень в верхней точке башни, они будут свободно падать в течение 0,6 секунд, что позволяет смоделировать невесомость. Более того, скорость столкновения можно контролировать, изменяя время отпускания мишени и снаряда; поскольку время падения объектов было ограничено, скорость столкновения лежала в диапазоне от 0,045 до 1,6 метров в секунду. Изначально частицы мишени помещались в стакан, а в начале эксперимента стакан переворачивался, и частицы падали свободно. Столкновение частиц ученые записывали на рапидную камеру с частотой 3000 кадров в секунду и пространственным разрешением около 0,2 миллиметров на пиксель. Всего физики поставили 64 опыта — 36 для «мягкой» мишени и 28 для «твердой».

    В результате ученые обнаружили, что скорость столкновения v, ускорение снаряда A и глубина его проникновения в мишень D в обоих случаях были связаны соотношением AD = Cv2 с коэффициентом пропорциональности C ≈ 0,64, то есть случаи «мягкой» и «твердой» мишени фактически ничем не отличались. Если бы начальная кинетическая энергия снаряда полностью расходовалась во время торможения внутри мишени, коэффициент был бы равен C = 0,5 (благодаря закону сохранения энергии). Тем не менее, на практике глубина проникновения D была меньше, чем предсказывала такая наивная теория. Более того, иногда снаряд не успевал потерять свою энергию и продолжал движение, полностью пройдя сквозь мишень. В среднем, около 5 процентов кинетической энергии снаряда передавалось мишени, 75 процентов переходило в тепло или деформации и 15 процентов сохранялось. Чтобы объяснить это сохранение, физики теоретически смоделировали пластические и вязкоупругие деформации мишени. Однако это не помогло объяснить экспериментальные данные — в обоих случаях теория предсказывала гораздо более низкий темп потерь энергии.

    Тем не менее, после ряда безуспешных попыток физикам удалось найти теоретическую модель, которая корректно описывает столкновение снаряда и мишени. Для этого они разбили мишень на три области и по отдельности рассмотрели изменение энергии и импульса каждой из областей, а затем рассчитали скорость их расширения и сравнили ее с экспериментом. Свободными параметрами в этом случае выступают коэффициенты «эффективности» передачи энергии и импульса между снарядом и частями мишени. Чтобы связать эти коэффициенты с энергией снаряда, ученые смоделировали последовательность двойных столкновений с помощью случайных блужданий (диффузии). На этот раз оказалось, что экспериментальные точки довольно хорошо ложатся на теоретическую зависимость. Таким образом, эту модель можно использовать для качественного описания столкновения частиц пыли и формирования планет.

    Ученые часто используют башни свободного падения, чтобы смоделировать условия невесомости, поскольку это во много раз дешевле и проще, чем запускать экспериментальные установки в космос. Например, в июле этого года химики проверили с помощью такой башни фотоэлектрохимическую ячейку, предназначенную для расщепления воды на водород и кислород. В мае немецкие физики впервые увидели охлаждение сыпучего газа, который состоял из тонких медных палочек и свободно падал с башни ZARM Drop Tower в течение пяти секунд. К сожалению, такие эксперименты не позволяют изучить долгосрочные эффекты от невесомости, и иногда ученым все-таки приходится проводить эксперименты на орбите Земли. Например, с помощью таких экспериментов физики доказали долгосрочную работоспособность атомных часов, разобрались во взаимодействии пыли и плазмы и исследовали поведение бозе-конденсата атомов рубидия.

    По информации https://nplus1.ru/news/2018/11/14/dust-collision

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

14.11.2018
13:42

Эталон килограмма заменят

14.11.2018
13:18

Рюрик. Потерянная быль.

13.11.2018
19:23

Физики сообщают: электрон все еще остается круглым и это тормозит науку

13.11.2018
19:20

Солнечную энергию удалось превратить в жидкое топливо и cохранить «в бутылке»

13.11.2018
19:17

Ученые обнаружили, что одна из экзотических форм льда может расти со скоростью 1600 километров в час

13.11.2018
19:12

Ученые CERN планируют выяснить, в каком направлении падает антиматерия, вниз или вверх?

13.11.2018
19:07

По соседству с Млечным Путем обнаружена «галактика-призрак»

13.11.2018
19:04

Два рассказа из Малайзии в переводе Виктора Погадаева и змечательным предисловием Сергея Семенова

13.11.2018
18:49

Астрономы выяснили, как возникли загадочные каналы на Плутоне

13.11.2018
18:42

Проект ФЕНИКС: как изучают "суп", в котором "заварилась" наша Вселенная

13.11.2018
18:36

NASA показало "закрученные" облака на Юпитере

13.11.2018
18:31

Ученые спрогнозировали рост активности Солнца во второй половине 2019 года

13.11.2018
18:26

295 Вечер "Русского переплёта" состоится 16 ноября 2018 г.

<< 551|552|553|554|555|556|557|558|559|560 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

2000-2002
Научно-популярный журнал Урания в русском переплете
(1999-200)

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList