Физики установили, что частицы в потоке воды могут подниматься вверх по водопадам

В рамках работы ученые численно моделировали поток воды в узком канале длиной 62 миллиметра в форме полуцилиндра с радиусом 20 миллиметров, который заканчивался надбольшим резервуаром с водой. На конце канала образовывался водопад высотой порядка 10 миллиметров.

В результате ученым удалось установить, что достаточно мелкие частицы, присутствующие в резервуаре, способны взбираться вверх по водопаду, оказываться в канале и, двигаясь по нему против течения, добираться до источника воды. По расчетам физиков,частицы поднимаются благодаря возникновению своего рода водоворотов –турбулентности в потоке –по краям водопада.По словам исследователей, ранее уже было известно, что подобные водовороты, возникающие на границе горизонтального тока, способны двигать частицы против тока воды.

Ученые обнаружили эффект, занимаясь приготовлением мате. Во время финальной стадии приготовления напитка в специальный сосуд калебаса, где уже находится немноговоды и заварки, заливают воду. После завершения этого процесса физики обнаружили частицы заварки непосредственно в чайнике с чистой водой. Из этого они заключили, что частицы (площадь которых составляет менее половины квадратного миллиметра) мате самостоятельно поднялись по току воды вверх.

Примечательно, что сами ученые пока теоретического объяснения происходящему процессу предложить не могут. При этом физики отмечают, что теоретическое описание процессу просто необходимо, поскольку данные о необычном движении частиц могут использоваться в химии, промышленности и медицине.

Свое открытие исследователи изложили впрепринте,доступном на arXiv.org.

Источник

Ученые получили новый супербетон, который превосходит свои аналоги по всем параметрам – он сверхлегкий, чрезвычайно прочный и очень стойкий к перепадам температур

Этот бетон делает строительство новых объектов в несколько раз дешевле, и также его можно использовать при реконструкции и ремонте зданий – тогда, когда обычные методы не работают. Этот бетон разработан с использованием нанотехнологий. Специальные добавки – наноинициаторы – сильно увеличивают физические качества бетона. Механическая прочность нанобетона выше на 150% чем прочность обычного, его морозостойкость выше на 50%, ну а вероятность что появятся трещины в разы ниже. Так же стоит отметить и тот факт, что вес конструкции, произведенной из такого бетона, уменьшается где-то в шесть раз.

Первые успехи при создании нового материала были получены еще в 1993 году разработчиком из Санкт Петербурга,Андреем Пономаревым.Вскоре работа велась уже группой ученых из разных городов. На данный момент в проекте участвует московский«Наноцентр»МЭИ, ООО«Нанотроника»и НПО«Синтетика-Строй»из Новочеркасска, НТЦ«Прикладные технологии»из Санкт-Петербурга. В процессе в проекте выделились два направления –создание новых материалов, необходимых для восстановления разрушенных и для строительства новых зданий.

Со своими разработками ученые в этом году вышли в финал престижного конкурса русских инноваций, проводит который журнал«Эксперт».За границей так же ведутся разработки нанобетоном. Но, по словамВладимира Мороза,председатель совета директоров НПО«Синтетика-Строй»и один из разработчиков нанобетона, только наши материалы при нанесении на железобетонную конструкцию (речь идет о восстановительных работах) заполняют все микропоры и микротрещины и полимеризуются, восстанавливая ее прочность. Если же арматура проржавела, новое вещество вступает в реакцию с коррозийным слоем, замещает его и восстанавливает сцепление бетона с арматурой. Есть и другие преимущества, среди которых более низкая цена наших материалов.

Источник

Учёные разрабатывают сразу два новых способа обнаружения ядерных материалов

Две исследовательские группы из разных университетов Северной Каролины, выступая перед чиновниками Департамента внутренней безопасности США, представили разрабатываемые ими способы обнаружения контрабандных ядерных материалов.

Обе методики предназначены для проверки грузовых контейнеров в портах, да и эксперименты учёные проводят на одной и той же установкеHIGS(High Intensity Gamma-Ray Source).Она может выдавать практическимоноэнергетичный интенсивный пучок поляризованного гамма-излучения,получаемого в процессеобратного комптоновского рассеяния.Энергия фотонов на HIGS изменяется в пределах от 2 до 60 МэВ.

Для обследования по первому способу используютсягамма-кванты с энергией в 6 МэВ.Направив поляризованный пучок на мишень, физики регистрируютнейтроны,вылетающие в плоскости поляризации и в направлении, перпендикулярном ей. Соотношение числа нейтронов, обнаруженных разными детекторами, позволяет отличать материалы мишени друг от друга, и авторы методики уже определили, как при осмотре должны проявлять себя оружейный уран,«природный»уран-238 и бериллий. Сейчас они проводят аналогичные опыты с плутонием и другими делящимися веществами.

Рис. 1. Принцип обнаружения ядерных материалов по первому способу (иллюстрация Ashley Yeager, Duke).

Преимуществом конкурирующей методики можно считать вдвое меньшую рабочую энергию (3 МэВ). Действие испытательного пучка на атомы мишени приводит к появлению«ответных»гамма-квантов, а учёные регистрируют их распределение и энергии. Эти данные, как выясняется, также дают возможность идентифицировать разные вещества мишени.

Согласно плану, установки, работающие по таким принципам и готовые к использованию в портах, должны появиться примерно через десять лет.

Новые методики могут пригодиться ещё и для оценки состояния топливных стержней, извлечённых из реакторов.

Источник