На сегодня в мире есть всего лишь семь государств, которые имеют собственные термоядерные центры. Среди них не последнее место, благодаря гениальным разработкам харьковчан (как теоретическим, так и практическим), занимает Украина. Поэтому было бы естественно надеяться на то, что наши физики будут активное участие в создании международного экспериментального термоядерного реактора ИТЭР, предназначенного продемонстрировать варианты коммерческого применения энергоустановок будущего. Его строят во французском городе Кадараш не только страны Евросоюза, в принципе, и неудивительно, а не такие уж богатые Россия, Индия, Корея. Сорок процентов стоимости работ взял на себя ЕС, остальные - другие участники проекта. Украина же средств для своих ученых не нашла (это неизлечимый боль наших терме ядерников: стоять у истоков создания ноу-хау и не увидеть конкретный результат своего труда!), Хотя едва ли не больше всех страдает от энергетического петле. Правда, весной этого года вопрос участия отечественных физиков в работе ИТЭР живо обсуждался на самом высоком государственном уровне, но дальше разговоров дело не пошло. И так всегда, потому подобных примеров можно привести множество.
Скажем, с такими же трудностями украинские ученые присоединились и к участию в строительстве знаменитого Большого адронного коллайдера, несмотря на то, что цена вопроса высчитывалась суммой, близкой к месячных карманных расходов наших чиновников. К тому же физики, выпрашивая эти деньги, столкнулись с более глубокой проблемой, чем вечные дыры в государственном бюджете. Оказывается, чиновники, от которых зависело это решение, вообще ничего не слышали о главном научном детище Евросоюза. И там, на управленческом олимпе, даже поговорить было не с кем.
Написали. Заплакали ...
Вячеслав Власов говорит, что суммарный возраст авторов книги о «Харьковскую академию физических наук» превышает возраст Национального университета имени В. Каразина, который был основан в 1805 году и подготовил почву для возникновения УФТИ. Отечественная наука действительно стареет на глазах, поскольку молодежь через финансовый упадок НИИ не спешит посвящать жизнь фундаментальным исследованиям. Украина постепенно (это чтобы не сказать - неотвратимо) превращается в государство, которому не нужны мозги талантливых ученых. Поэтому прошлое научного Харькова, с осознанием этой горькой правды, кажется еще более невероятная , а в описанную физиками историю даже трудно поверить. «Это наши слезы», - вздыхает 83-летний Владимир Тарасович Толок, который стоял у истоков создания новейших плазменных технологий, а теперь боится, чтобы написанная им в соавторстве с коллегами книга не стала реквиемом главном деле его жизни. Хотя дело, конечно же, не только в нем.
Весной 1932 года, мир потрясла новость, что начала новую эру в развитии земной цивилизации. Английский физик Джон Кокрофт и Эрнест Уолтон удалось осуществить реакцию расщепления ядра лития искусственно ускоренными протонами. А уже через несколько месяцев аналогичный эксперимент повторили ученые Харьковского физико-технического института, положив начало развитию отечественной ядерной физики. Интересно, что это научное заведение стал автором эпохального события лишь на четвертом году своего существования. А старшие из ученых, которые заложили первые кирпичи прочного научного фундамента, было всего 35 лет. Его Ивана Обреимова, и назначили директором.
Все действительно началось со слова. А точнее, по предложению директора Ленинградского физтеха Абрама Иоффе создать в столице Украины аналогичен российскому научное учреждение, поскольку именно в Харькове в то время благодаря потенциалу местного университета уже возникла «сильная группа физиков, которая работала в направлении технического применения этой науки».
А дальше началась фантастика. Как пишут в книге «Физика и Харьков», доктора физико-математических наук Владимир Толок и Владимир Коган. Кандидат физико-математических наук Вячеслав Власов, за короткое время (научные школы, как правило, создаются веками) ученым института удается впервые в СССР получить жидкий водород и гелий, провести глубокие исследования в области низких температур, начать развитие отечественной высоковакуумной техники. Здесь был создан первый отечественный радиолокатор и зародились всемирно известные научные школы теоретической физики, физики низких температур, физики твердого тела и материаловедения, физики высокотемпературной плазмы, радиофизики и электроники, радиоастрономии, физики ускорения элементарных частиц и ядерных реакций.
Причем фактически под каждый из этих научных направлений (а речь идет о физике, что во многом определяет облик человечества будущего) постепенно было открыто восемь самодостаточных научно-исследовательских институтов, которые считаются «детьми» УФТИ. В свою очередь, сам физтех ли форму объединения с пяти НИИ, работающих по различной тематике, но все с той же энергией невидимой материи. «Создавая свою книгу, - сказал в интервью« УМ »Владимир Толок, - мы« открыли »в нашем городе существования уникального комплекса научно-исследовательских институтов физического профиля, по широте тематики можно назвать своеобразной« Харьковской академией физических наук ». Два поколения научно-исследовательских институтов, порожденных УФТИ - как крона ветвистого генеалогического древа с мощным стволом и глубокими корнями ».
Теолог Фридрих Даниэль Эрнст Шляермахер написал свои "Попутно мысли о университете с немецкой перспективой" в период с октября до начала декабря 1807 года, во время, когда Германия стояла на пороге больших преобразований. В августе 1806 года старая империя погибла, двумя месяцами позже Пруссия потерпела сокрушительное поражение в боях с французскими войсками у Йены и Ауерштедта. Немецкие земли были разрушены как в политическом, так и в военном и экономическом плане. Даже в такой ситуации ведущие немецкие интеллектуалы размышляли о университетских реформах. Они осознавали, что старые институты, заскорузлые в феодальных структурах, препятствовать любым политическим, экономическим и культурным изменениям. Такие ученые, как Фихте, Шляермахер, Савиньи, Гумбольдт и Гегель понимали, что при реформировании такой институции как университет речь пойдет не только о модернизации исследований и преподавания, но и о создании культурных условий для объединения нации. Такое понимание связи между общей трансформацией и реформой университетов до сих пор полностью отсутствует в Украине. На одном примере мы продемонстрируем, что украинская система высшего образования еще не в состоянии способствовать политическому единству страны, и, следовательно, она не выполняет существенного задачи трансформации общества
Переход в потустороннее описывают как путешествие через туннель к свету ...
Наверное, большинство из нас слышали рассказы о мистических переживаниях людей после клинической смерти. Такие истории популярны для всякого рода телевизионных передач с привкусом желтой прессы, сенсационности и псевдо научности, вроде, "Невероятно, но факт", "Параллельный мир", "Фантастические истории" и т.д. Из года в год таких историй становится все больше и больше. Отчасти они тиражируются журналистами соискателями псевдо сенсаций, шарлатанами-гадателями или, например, религиозными фанатиками. Однако, во многих госпиталях мира ведется документальная фиксация каждого из таких случаев ...
В научной литературе свидетельства людей, перенесших клиническую смерть, и имели видение в ее процессе, называют "около смертными переживаниями" (БСП - авт.) Или "опытом". Абсолютное большинство ученых игнорирует свидетельства БСП, вообще не комментируя ситуацию, соответственно, на изучение феномена не выделяются средства, и только, единичных случаев отдельные ученые самостоятельно ведут подобные исследования. Понятно, что никто не хочет рисковать своей репутацией, чтобы потом коллеги по цеху брали его на смех ... Именно с этой точки зрения сбор, обработка и интерпретация показаний чрезвычайно кропотливой и сложным делом, которое сталкивается с огромным субъективизмом пациентов, иногда банально обманывают исследователей.
Около смертные переживания являются питательной почвой для развития различных мистических учений и верований. Церковь их считает доказательством истинности Бога. Маргинальные секты и религиозные течения с их помощью доказывают несостоятельность и ошибочность науки вместе с ее эволюционными видениями, заманивая в свои ряды новых последователей. Различные шаманы, маги, колдуны, моль фары, знахари, астрологи и другие субъекты эзотерических учений, ритуалов и мистических теорий на основании БСП занимаются общим вымогательством , и выманивания денег у своих потенциальных клиентов. Однако хуже, когда такого рода недоказанные видение, в погоне за рейтингами и рекламодателями ретранслируют СМИ и журналисты, которые должны доносить до нас правду и плюралистичность мыслей.
Проявления около смертных переживаний, бывают довольно разными. В частности они включают такие феномены, как появление тоннеля со светом в конце. Течение картин из жизни пациента в его сознании, ощущение радости и покоя, покидания тела и полет над ним, встреча с человеком света и т.д. ... Отдельные несмелые попытки научно обосновать это явление так и не увенчались успехом. Физиология, как наука, объясняет БСП как побочный эффект процесса "умирания" ... При этом наблюдаются такие явления как аноксия, гиперкапния, избыток в крови и мозге эндорфинов, кетами на, серотонина, а также иногда наблюдается аномальная активность височных долей больших полушарий или лимбической системы мозга . В психологии свое видение проблемы - это наука объясняет около смертно переживания с точки зрения диссоциации, деперсонализации, реактивации воспоминаний и регрессии сознания ... Но ни одна из гипотез не способна в полном объеме дать обстоятельные и бесспорные объяснения ...
На днях в международном журнале "Интенсивная терапия и реанимация" (Critical Care) опубликовано большую статью словенских медиков, посвященную изучению вопросу БСП у пациентов, переживших клиническую смерть в результате сердечного приступа. Результаты этого исследования вызвали живой интерес и обсуждение в научных кругах, так словенцы обнаружили непосредственный фактор, который вызывает БСП ... Этим "мистическим" фактором оказался всем известный углекислый газ!
Ученые на протяжении полутора лет (2008-2009) детально изучили 52 случая сердечных приступов в трех крупнейших больницах Словении, которые вызывали клиническую смерть у пациентов, и которые были реанимированы. Медики проанализировали целый ряд как объективных: возраст, пол, время между остановкой сердца и началом реанимации, время между остановкой сердца и восстановлением его работы, лекарства, вводились при реанимации, начальные и конечные парциальные давления кислорода и углекислого газа в периферической артериальной крови , уровни концентраций калия и натрия в периферической венозной крови, так и субъективных показателей: образование, религиозные убеждения, проявления около смертных переживаний и их предыдущий опыт, страх смерти до и после остановки сердца. Следует отметить, что во внимание принимались только анализы крови взятой у пациентов не позднее чем в течение 5-ти минут после реанимации. Опрос показал, что проявления БСП имелись в 11 из 52-х пациентов (21,2%).
Результаты исследования, оказались впечатляющими - вероятность возникновения около смертных переживаний тем больше, чем выше парциальное давление углекислого газа и концентрация калия в крови пациента. Интересно, что ни верования, ни образование, ни страх смерти – основные, субъективные факторы, никоим образом не влияют на вероятность появления феномена БСП. Однако, у людей, которые хотя бы раз имели около сметные переживания, при повторной остановке сердца они будут повторяться снова и снова.
Ученым сегодня остается непонятным механизм возникновения БСП, но наука вошла в сферу, которая всегда считалась прерогативой Бога и религии ... Пройдет не так много времени, когда наблюдать невероятные открытия и получим логические объяснения нелогичных вещей. Мы живем, поистине, в большое время ...
Вирус геморрагической лихорадки Эбола столь опасным для человека, его относят к потенциальной биологической оружия категории "А". Смертность от поражения вирусом Эбола составляет от 50 до 90%, однако, хуже всего то, что в настоящее время не разработано, ни каких-то общих и приемлемых методов лечения, ни вакцин. Ученым даже неизвестно откуда берется этот вирус ... Все современные знания о нем основаны лишь на ряде локальных эпидемий, опосредованных наблюдений и теоретизации, хотя его геном секвенирован, а сам вирус успешно культивируется в лабораториях ...
Самые исследования, посвященные изучению вируса Эбола, были опубликованы несколько дней назад в журнале "Эволюционная Биология" (BMC Evolutionary Biology), дают возможность посмотреть на сам вирус, проблему заболевания и борьбы с ним под несколько иным углом зрения.
Еболавирус вызывает смертельно опасное заболевание - геморрагическую лихорадку Эбола.
Почти полувековые поиски природного источника заражения вирусом не дали каких-либо конкретных результатов. За период с 1976 по 1996 годы ученые проштудировали более 30 тысяч различных животных на присутствие в них вируса, однако так и не смогли найти природного источника заражения. Наиболее вероятными кандидатами на носителя вируса Эболы стали тропические, летучие мыши, питающиеся фруктами. Предполагается, что передача инфекции происходит от летучих мышей через не съеденные ими фрукты, на которых осталась слюна этих животных. Фрукты падают на почву, где их подбирают другие млекопитающие, а от них вирус передается человеку. Здесь следует сказать, что, в противовес голливудским боевикам и Экшн, где вирус с легкостью применяют в качестве биологического оружия, геморрагическая лихорадка Эбола не передается воздушно-капельным путем или через заражения воды. Основной путь инфицирования человека - это контакт со слизистыми оболочками больного и продуктами их выделения, через кровь и через раны или трещины на коже. В связи, с чем локализация эпидемии является относительно несложным делом - достаточно изолировать больного и людей, которые с ним контактировали, ввести локальный карантин, а также соблюдать правила гигиены. Это подтверждается и тем, что масштабы эпидемий практически никогда не выходили за пределы поселений, в которых они вспыхивали, а число заболевших в каждом из случаев не превышало двух-трех сотен человек, однако, к сожалению, смертность была чрезвычайно высокой ...
Кроме летучих мышей, претендентами на переносчиков заболевания есть и грызуны и землеройки. Ученые неоднократно выявляли у всех них продукты транскрипции и трансляции вируса Эбола, однако найти сам вирус никогда не удавалось. Действующее исследования ученых из Государственного Нью-Йоркского университета в Баффало (США) показало, что элементы вирусов геморрагии лихорадок Эболы и Марбурга - близких заболеваний, - имеются в структуре ДНК млекопитающих! Этот факт настолько необычный, что побудило ученых выдвинуть предположение о значительно более широкое распространение интегрированных не ретровирусных РНК-содержащих вирусов в геноме млекопитающих, чем то считалось до сих пор ... Они считают, что, в отличие, от ретровирусов, таких как вирус СПИДа или онко вирусы, филовирусов, частности Еболавирус, интегрируются в геном млекопитающих за счет ендоревертазы - клеточного фермента, на матрице РНК синтезирует ДНК. Собственно, в природе этот процесс никогда раньше не наблюдалось, однако, успешно проводись в лабораторных опытах ... Более того, ученые утверждают, что гены вируса Эбола не просто "хранятся" в геноме млекопитающих, а транскрибируются. Есть информация из них считывается и передается для синтеза вирусных белков!
Это исследование показало, что участки вируса Эбола интегрировались в геном млекопитающих непосредственно. При этом они оказались онтологические, такими, которые передавались от вида к виду не путем инфицирования. А в результате эволюции и различия видов! Ученые провели секвенсора последовательностей ДНК трех видов млекопитающих: Кенгуру валлаби дамы рукокрылые ночницы малой бурой. И Пергача большого бурого Eptesicus fuscus (Beauvois, 1796) и сравнили их с рядом других млекопитающих из баз данных, а также собственно фил вирусов (вирусы Эбола и Марбурга). Как оказалось, в валлаби налично 12 совпадений последовательностями ДНК из фил вирусов, а в ночницы и дергача - по 4. Тогда как у ряда других млекопитающих - по другу. Вирусной ген интегрирован с геном хозяев фрагментами. Причем часто даже в разные хромосомы ...
К удивлению ученых, наибольшее сродство между последовательностями ДНК млекопитающих и фил вирусов. Оно обнаружено, у южноамериканского сумчатого зверька Опоссума домашнего Monodelphis domestica (Wagner, 1842). Этот факт трактуется как более-менее современная интеграция вирусного генома. Однако, филогенетический анализ показал, что нахождение одних и тех же вирусных генов у разных видов млекопитающих из разных континентов обусловлено интеграцией вирусной ДНК в их общего предка, что могло произойти не позднее, чем 100 млн. лет назад - к распаду над материка Пангеи, или процесс проникновения генома близкородственных фил вирусов происходил многократно на разных континентах. Общность последовательностей вирусной ДНК в валлаби и другого австралийского сумчатого . Опоссума волоха хвоистого, которые разошлись примерно 30-50 млн. лет назад, а также онтологических гены Крысы серого (Rattus norvegicus (Berkenhout, 1769) и Миши домашней (Mus musculus Linnaeus, 1758), которые имели общего предка 12-24 млн. лет назад, дали ученым основание полагать, что фил вирусов, вроде, вируса Эбола, возникли минимум 10 миллионов, а не 10 тысяч лет назад, как считалось ранее. Однако , если гипотеза о моно филетической - происхождение всех млекопитающих от общего предка, - окажется справедливой, то вирус Эболы постареет еще в 10 раз - 100 млн. лет!
Таким образом, заключают ученые, фил вирусные инфекции - геморрагические лихорадки Эболы и Марбурга, - есть палое вирусные , такими, которые интегрировались миллиона лет назад в геном предков современного хозяина-носителя. А наибольшее сродство с вирусной ДНК имеют последовательности геномов сумчатых зверей.
"Микробы едят [углеводороды] подобно тому, как мы едим в буфете - они любят некоторые блюда больше, чем другие", пояснил морской химик Крис Редди из Океанографического института Вудс-Холл во время пресс-конференции 19 августа на которой ,объявили существование таких шлейфов нефти, хотя их результаты, которые также были опубликованы в Science, свидетельствовали о медленном потребления шлейфа в конце июня в связи с низким уровнем кислорода. "Они оставляют после себя след о том, что они выбрали для потребления", пояснил Редди.
На самом деле, некоторые ученые не согласны с анализом уровня биодеградации представленного Хейзном и его коллегами. "Микробиология очень убедительна", но экстраполяция скорости потребления углеводородов "потенциально несовершенна и дает ложное впечатление", говорит биогеохимик Дэвид Валентайн из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, который также пытается охарактеризовать ответ микробов на выбросы нефти из учреждения ВР Макондо 252 в Мексиканском заливе. "Они скорее измеряют время разбавления в первичном шлейфе, а не скорость биодеградации". Иными словами, микробы не поглощают алканы в углеводородном шлейфа менее чем за неделю, а скорее всего эти соединения растворяются в триллионах литров морской воды Мексиканского залива.
Хейзн соглашается, что разбавление является фактором. Но "большая часть того что происходит - это биодеградация. Очевидно, что мы это показали через изменение соотношения углеводородов", утверждает он. "Единственное объяснение, как это может варьироваться - это биодеградация".
Работа Хейзна по разливу нефти возникла методов, разработанных в рамках $ 500 млн. гранта, ВР предоставил Институту по энергии и биологических наук - совместному усилию по научным исследованиям и разработкам между Lawrence Berkeley National Laboratory, Калифорнийским университетом в Беркли и Университетом Иллинойса в Урбана Шампейн. "Это то, что позволило нам сразу сказать BP - мы такую программу, вы хотите, чтобы мы помогли вам?", Говорит Хейзн. "И они пригласили нас…"
Продолжение отбора образцов, Хейзном и его группой – которые делали это с конца мая, и будут продолжать делать это в ближайшие недели, включая образцы донных отложений у самой скважины - показывают, что шлейфа теперь почти нет благодаря работе микробов и разбавлению. "За последние три недели мы не нашли почти ничего в глубоких водах, говорит он." Мы ничего не обнаруживаем. И вероятно, что это главным образом благодаря биодеградации ".
И ученые согласны с тем, что, скорее всего микробы глубокой Мексиканского залива были готовы чистить разлив нефти. Хейзн, изучавший места предыдущих разливов нефти, отмечает, что процесс естественного просачивания нефти в регионе обеспечил постоянное присутствие таких холодолюбивых пожирателей нефти. "Эквивалент разлива нефти Эксон-Вальдес каждый год просачивается в Мексиканский залив уже на протяжении миллионов лет", говорит Хейзн. "Эти микробы развиваются, чтобы воспользоваться этим и выжить лучше всех остальных".
Новые исследования показали, что бактерии в глубоких водах Мексиканского залива, могут быстро поглощать шлейфы нефти.Благодаря аварии Дипуотер Хорайзн, которая прибавила 600 000 000 литров углеводородов в глубокие воды Мексиканского залива, сейчас время чрезвычайного повышения активности для микробов, которые поглощают нефть. А теперь исследование, опубликованные , в журнале Science онлайн показывает, что целый ряд новых и неклассифицированных нефтяные бактерий, роскошество на новом богатом ресурсе углеводородов.
Микробный эколог Терри Хейзн с Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) и его коллеги использовали два корабля, чтобы собрать 200 образцов из 17 глубоководных участков между 25 мая и 2 июня. Пробы показали широкий спектр микроорганизмов, тесно связанных с рядом Oceanospirillales, который включает в себя таких пожирателей нефти, как Oleispirea antarctica, Oceaniserpentilla haliotis и Thalassolituus oleivorans. Эти новые микробы, - среди которых занимает первое место один очень длинный (20 микрон), еще не назван микроб. Он составил более 95 процентов бактерий, которые отреагировали на разлив - съели примерно 8 процентов свободного кислорода в этих холодных глубоких водах, когда они тщательно превращали углеводороды в увеличение микробных клеток, ограничено только нехваткой железа. Как результат, насыщение кислородом на глубине снизилось в среднем с 67 процентов до 59 процентов, а концентрация микробных клеток увеличилось в два раза (5510 клеток / мл по сравнению с концентрацией 2730 клеток на мл за шлейфом). Пока ,никто не измерял влияния падения кислорода на другие формы жизни океана, а уровень падения оказался неожиданно маленьким - факт, который Хейзн приписывает фрагментарном характера нефтяного шлейфа. "Концентрация нефти в этом глубоком шлейфе настолько низкая, что мы не видим истощение кислорода," объясняет он.
Эти микробы сделали это при очень низких температурах - 4,7 градусов по Цельсию, при которых обмен веществ обычных бактерий замедляется, а также под действием высокого давления. И большую часть работы была сделана группой около 16 видов гамма-Протеобактерий. Генетическое тестирование показало, что эти микробы пользуются таким же клеточным оборудованием для поглощения углеводородов, как и известные пожиратели нефти - такие, как Alcanivorax borkumensis с повестки Oceanospirillales. Большое количество разных генов, необходимых для такого поглощения нефти, были найдены в загрязненной нефтепродуктами воде по сравнению с незагрязненной водой.
Ученые также обнаружили, что микробы быстро поглощали различные виды углеводородов в глубоководных шлейфах. Например, алканы - углеводороды, которые легко усваиваются такими бактериями - могут быть переваренными всего за один день. Фактически, в присутствии микробов алканы в образцах присутствовали в лучшем случае примерно 6 дней. Хейзн и его коллеги считают, что бактерии так быстро поглощают эти нефтепродукты благодаря большому количеству таких свободных углеводородов, которые легко биологически разлагаются в разливе светлой малосернистой нефти Луизианы, а также потому, что химические диспергаторы разбили нефть на мельчайшие частицы.
Плыви по течению
Юн Сон Ким и Мозес Чен из Университета штата Пенсильвания в Юниверсити-Парк утверждали в 2004 году, они создали сверхтекучая твердое тело. Они основывали свои утверждения на эксперименте, в котором они разместили гелий-4 в торсионный осциллятор (torsional oscillator) - емкость, постоянно оборачивается сначала в одну сторону, а потом в другую. Частота колебаний увеличилась, когда температура была снижена до менее двух десятых градуса выше абсолютного нуля.
Это отвечало идее предложенной российскими теоретическими физиками Александром Андреевым, который сейчас работает в Московском Институте физических проблем им. П.Л. Капицы и Ильей Лифшицем в 1969 году, часть кристаллов гелия-4 может стать сверхтвердой при низких температурах. Ненагруженную трением, - потому что осциллятор больше не будет тянуть за собой сверхтвердый материал - емкость будет вращаться свободно. Свободное вращение займет меньше времени, и поэтому увеличится частота колебаний.
Другие группы воспроизвели результаты наблюдений Кима и Чэна, но в июне, Джон Рэпп, физик из Корнелльского университета в Итаке, Нью-Йорк, предположил, что этот эффект может не быть над твёрдостью. Рэпп установил, что изменения в частоте колебания происходили в основном при высоких температурах, когда состояние сверхтвердого тела не имеет образовываться - потому что квантовый эффект был бы нарушен перестройкой атомов - и колебания увеличивались, если ввести недостатки до кристаллов гелия-4.
Он предположил, что движение несовершенств, в кристалле, приводил его смягчения - этот эффект Джон Бимиш, физик из Университета Альберты в Эдмонтоне, Канада назвал "квантовой пластичностью", - и он может имитировать изменения в частоте колебаний, которые приписывают сверхтвердыми состояния.
Идеальные кристаллы гелия это обычные классические кристаллы, в которых атомы локализованы на своих позициях и формируют сетку. Там где возникает дефект кристаллов, такой, на границе кружочек, - благодаря квантово-механическим эффектам атомы теряют свои точные позиции. Они делокализуются и могут протекать вдоль дефекта без трения: так формируется "сверхтвердые тело", твердое тело, которое одновременно является идеальной жидкостью.
Сверхтекучие твердые тела - странные квантовые твердые тела, которые текут без всякого усилия, поскольку у них нет трения, вернулись в центр всеобщего внимания. В 2004 году впервые подтверждено, что такое тело создали, но в июне этого года это утверждение поставили под сомнение экспериментальные результаты, которые позволяют предположить, что эффект, который приписали явлению сверхтекучести, действительно возможно возник в результате другого квантового явления.
Но покровители интерпретации над ,твёрдости, готовы оправиться более точными доказательствами над твёрдости в кристалле ультра холодных гелия-4.
Если существование ,над, твердости подтвердится, этот эффект будет стоять в одном ряду со сверхпроводимостью и сверхтекучесть, как редкий пример квантового эффекта на макроскопическом уровне.
Этот эффект подобен сверхтекучести, в которой жидкость теряет вязкость, но для твердого материала. "Сверхтекучесть твердого тела это загадочное явление, и есть полемическим вопросом", говорит Себастьян Балибар, физик из Высшей нормальной школы (cole Normale Suprieure) в Париже. Не существует всеобъемлющей теории эффекта, и различные экспериментальные результаты получены разными группами, подсказывают, что окончательная картина не будет простой.
Эксперименты под названием "Удивительные данные" моделируют ситуации результаты, которых трудно предсказать правильно, если не изучить вспомогательные предположения. Эти эксперименты помогают ученикам понять роль предположений в физике. Например, традиционная проблема физики снаряда может наставлять студентов "игнорировать сопротивление воздуха". Снаряд запущен под углом 30 ° ,пролетит ,такое же расстояние, как снаряд, запущен с той же скоростью при 60 °. Однако, в одном из экспериментов тестирования в "Удивительных данных", снаряд запущен при 60 ° падает примерно на 8 см ближе, расстояния снаряда, который запустили с той же скоростью при 30 °. Студенты должны решить, это случайное изменение, или, или сопротивление воздуха имеет различное влияние на два снаряда, по сравнению с расчетами студента, которые предполагают, что снаряды должны пролететь одинаковое расстояние.
Для преподавателей, сайт объясняет, как использовать видео, описывает философию преподавания, а также приводит примеры того, как студенты могут работать с видео. Все видео совместимы с любой учебной программой и с любым учебником и закрепляются вопросами, которые позволяют студентам работать самостоятельно в собственном темпе. Кроме того, часть сайта доступна только для зарегистрированных учителей (регистрация бесплатная) и является невидимой для студентов. На этих страницах объясняют, важность конкретного эксперимента, как анализировать данные, и так далее.
Технологический ресурс для преподавания физики Рутгерского университета получает обратную связь от активных пользователей, который помогает выявить различные способы, как видео могут быть адаптированы и использованы в различных учебных средах. Школьный учитель из штата Небраска использует некоторые из видео в качестве вводной демонстрации, чтобы стимулировать обсуждение. Например, видео под названием "Дэвид бьет по мячу так, что он катится кругом" приводит к обсуждению того, какой тип силы, необходимый для достижения кругового движения, в то время как видео "Юджиния на роликах" обычно приводит к привлечению студентами своих роликов, чтобы сделать демонстрацию для класса. Видео также поддерживает учеников, которые не успевают в школе и тех, кто пропустил лабораторные занятия.
Профессор физического факультета Университета штата Орегон использует видео для демонстраций во время занятий. Студенты записываю данные непосредственно с видео, обеспечивая ощущение, что они проводят расследование реальных научных явлений. Эти легкие в использовании видео закладывают основу для рожденных студентами объяснений законов физики.
Профессор кафедры биологии и физики из университета Кеннесо Стейт использует видео для оценки. Например, когда трэш палочку мехом, она сначала притягивает бузиновую шарик к себе. Однако, когда они прикасаются друг к другу, Бузиновая шарик внезапно отскакивает. После просмотра этого видео, студенты должны объяснить, что произошло, используя ранее освоенные концепции физики. Студенты сначала необходимо оговаривают явление с соседями, прежде чем обсуждать видео как класс. Многие студенты говорят, что видео проясняют ситуацию и сводят все вместе.
Те, кто учит ,учителей отметили, что сайт позволяет демонстрировать много экспериментов, независимо от количества оборудования в школах. В местностях с ограниченными финансовыми средствами, эти видео стать отличным свободным ресурсом. Кроме того, эксперименты с электростатики помогают студентам наблюдать явления, даже если погода не хочет сотрудничать.
Таким образом, сайт позволяет получить доступ к богатым экспериментальных условий, бесплатных и безопасных. Это помогает ученикам делать так, как делают ученые, когда они принимают решения по сбору и анализу данных и хотят изучить явления в замедленном движении. Это упрощает некоторые отвлекающих сложностей экспериментов в реальном мире. Их могут использовать ученики разного возраста и учиться физике через процессы научной деятельности.
Чтобы изучить новые концепции, студенты могут начать с тщательно выбранного набора видео экспериментальных наблюдений. Они не делают никаких прогнозов о результатах перед просмотром, а описывают, что они видят и собирают данные. Затем они используют диаграммы движения, силы и диаграммы лучей для анализа собранных данных, чтобы найти закономерности. Студенты могут разработать объяснения или механизмы действия этих моделей. Далее, студенты могут проверить свои объяснения, используя их для предсказания результатов новых экспериментов, с помощью видео по тестированию (иногда может быть несколько тестовых экспериментов), с целью исключения объяснения, а не его доказательства. Наконец, студенты могут применить свои новые знания для решения реальных проблем в видео из категории применения.
В специальном разделе под названием "Удивительные данные и головоломки" много экспериментов применения. Каждая головоломка имеет видео, которое состоит из двух экспериментов, из которых можно определить определенный количественный результат. Студенты должны согласовать разные результаты на основе анализа экспериментальных неопределенностей и теоретических предположений. Например, одна загадка требует определить высоту стола двумя способами. Оба эксперименты используют много преимуществ видео формата, такие как отсутствие маркеров, измерительных приборов, и периферической технологии и ограниченные инструкции вне "найти высоту стола двумя разными способами". Студенты должны решить, что измерять, как измерять, и какие предположения делать, в то время как видео помогает сдерживать их внимание и сосредоточиться на столе, мячи, который падает и маятнику, который двигается. Кроме этого, студенты могут смотреть видео кадр за кадром, чтобы измерить, как долго падает оранжевый мяч, пока не коснется пола и период колебаний маятника, что было бы трудно измерить в реальном времени. Наконец, имея падения мяча и колебания маятника вместе, часто призывает студентов сравнить свои два способа. После обнаружения, что высота, полученная в двух опытах не совсем одинакова, студенты могут определить и оценить источники инструментальной неопределенности, а затем сравнить обе полученные высоты, учитывая эти неопределенности. Если две цифры, по-прежнему не совпадают, они могут подумать об источниках систематической неопределенности и как они могут повлиять на расчеты.
Растет осознание того, что воспитание ученых 21 века требует привлечения студентов к процессам научной деятельности (1). Чтобы привлечь студентов, к процессам физики, они должны научиться думать, как физики. Физика, это более чем окончательный смысл, который мы оцениваем в традиционном экзамене. Большая часть ее богатства в процессе, с помощью которого физики приобретают знания и конкретных "умственных привычек", которые на практике являются необходимыми для работы с физикой. Например, при решении экспериментального задания, физик должен решить, какие особенности проблемы актуальны, а на какие части можно не обращать внимания, как представить проблему по-разному, в том числе в форме математических выражений, как использовать имеющееся оборудование для сбора необходимых данных, как анализировать данные, и как оценить результаты (2, 3). На исследования могут повлиять изменчивости условий эксперимента и непредвиденные осложнения. Как управлять учениками так, чтобы они могли добиться прогресса за короткий промежуток времени в классе, но все еще были вовлеченными в процесс работы с физикой?
Технологический ресурс для преподавания физики Рутгерского университета привлекает студентов уровнем средней школы в колледж в этот процесс. Он содержит более 200 видео реальных физических экспериментов, которые студенты могут просматривать и анализировать, когда изучают новый материал, выполняют лабораторные задания, или проекты, или делают домашние задания. Видео позволяет увидеть физические явления в реальном времени, а затем снова в замедленной съемке для сбора данных. Видео не содержат инструментов для количественного анализа. Вместо этого, студенты должны сами решить, какие данные следует собирать и как их собирать. Цель состоит в том, чтобы привлечь студентов действия и решения, аналогичные действиям настоящих физиков, через работу с простыми экспериментами.
Физики наблюдают физические явления. Собирают данные, находят закономерности в этих данных, а также разрабатывают несколько объяснений или механизмов, лежащих в основе явления, проверяют эти разъяснения с помощью дополнительных экспериментов, и применяют свои теории для решения реальных мировых проблем (4) . Хотя это сложный и нелинейный процесс, его логику можно использовать в преподавании физики. Система изучения физики, которая называется Среда исследовательского научного обучения (ISLE) моделирует этот процесс для студентов (4). В ISLE, эксперименты, с которыми сталкиваются студенты, принадлежат к одной из трех категорий в зависимости от их роли: наблюдение (эксперименты, которые используются для создания пояснений), тестирование (используются для проверки объяснений), или применение (экспериментальные задания, чтобы решить необходимо разработать несколько объяснений и закономерностей). Веб-сайт, помогает учителю сформировать постепенность обучения, которая отражает процесс работы с физикой.
