Производство современных полупроводниковых излучателей для телекоммуникаций и медицинской диагностики требует сложных, энергоемких и экологически грязных производственных циклов. Специалисты из Университета Турку совместно с коллегами из Университета Восточной Финляндии предложили альтернативный подход, заменив послойное напыление материалов в глубоком вакууме на последовательное нанесение жидких компонентов на вращающуюся подложку. С помощью обычного метода центрифугирования инженерам удалось сформировать как удерживающие свет зеркала, так и активный органический светоизлучающий слой.

Высокое оптическое качество созданной микроструктуры позволило физикам достичь режима сильной связи между светом и веществом. В этих условиях фотоны смешиваются с молекулами органического красителя, порождая стабильные гибридные квазичастицы — поляритоны. За счет их коллективного поведения устройство начинает работать как поляритонный квантовый лазер, генерирующий когерентное излучение при существенно меньших затратах энергии.

В ходе испытаний экспериментальной установки ученые зафиксировали необычный нелинейный эффект при экстремальном повышении мощности накачки. Вместо ожидаемого усиления свечения в самом центре лазерного пятна световая энергия начала самопроизвольно перераспределяться наружу, образуя на выходе четкий макроскопический кольцеобразный рисунок. Авторы работы подчеркивают, что этот процесс полностью обратим, а формой и интенсивностью светового кольца можно управлять непосредственно на этапе проектирования геометрии резонатора.

Новая технологическая платформа значительно упростит проведение фундаментальных лабораторных исследований в области нелинейной оптики. В долгосрочной перспективе перенос производства лазерных чипов в жидкую фазу должен открыть путь к массовому созданию дешевых фотонных компонентов и гибких органических лазеров с прямым электрическим управлением.

Обложка: лазерная лаборатория, где проводилось исследование. Лазерный луч используется для накачки органических микрокрезей, полученных растворным методом, что приводит к поляритонной генерации и видимым эффектам сильного взаимодействия света с веществом. Источник: Mikael Nyberg

The post Физики научились «выращивать» квантовые лазеры из жидких растворов appeared first on Хайтек.

Неконтролируемый разгонный блок совершил жесткую посадку на обратной стороне Луны на скорости около 8700 километров в час. Траектория движения космического мусора изменилась под влиянием гравитационных полей и резкого повышения уровня солнечной активности. В результате столкновения на поверхности сформировался свежий ударный кратер, который привел к выбросу значительного объема реголита и скальных обломков.

Орбитальный автоматический зонд «Данури», принадлежащий Корейскому институту аэрокосмических исследований, совершил несколько пролетов над районом аварии непосредственно после инцидента. Бортовые оптические камеры сумели сделать детальные снимки зоны поражения под разными углами. Полученные материалы наглядно демонстрируют сильное потемнение ландшафта в эпицентре удара по сравнению со старыми архивными кадрами этой местности.

Ранее эта же ракета использовалась для вывода в космос пары коммерческих посадочных модулей. На следующей неделе специалисты планируют задействовать американскую орбитальную станцию Lunar Reconnaissance Orbiter для проведения повторной и более детальной съемки образовавшейся воронки. Собранные данные помогут ученым точнее смоделировать физику высокоскоростных ударов и оценить плотность поверхностных слоев лунного грунта.

Обложка: комбинированный снимок НАСА и Корейского института аэрокосмических исследований: участок поверхности Луны до (слева, 1 октября 2015) и после (справа, 5 августа 2026) столкновения фрагмента ракеты SpaceX с Луной. Источник: НАСА / Корейский институт аэрокосмических исследований

The post Появились первые кадры с места крушения ступени Falcon 9 на Луне appeared first on Хайтек.

Ученые использовали возможности крупнейшего на планете солнечного телескопа Иноуэ, чтобы детально изучить процессы, происходящие на границах раздела газовых оболочек светила. Оптическая техника сверхвысокого разрешения позволила запечатлеть проявления неустойчивости Кельвина — Гельмгольца непосредственно в солнечной атмосфере, что ранее считалось невозможным из-за малых масштабов этих структур.

Данное физическое явление возникает в точках соприкосновения двух потоков вещества, которые движутся в пространстве с существенно различающимися скоростями. Образующийся на стыке сред мощный скоростной сдвиг порождает волнообразные и спиралевидные завихрения плазмы, напоминающие по своей форме гребни океанских волн во время шторма.

Анализ покадровых видеозаписей выявил деформированные контуры магнитных полей и тончайшие полосы высокотемпературного газа в структуре солнечной поверхности. Специалисты полагают, что эти намагниченные вихри служат ключевым механизмом в процессах зарождения солнечной активности, которая формирует космическую погоду и способна нарушать работу орбитальных спутников и наземных электросетей.

Полученные кадры также подтверждают фундаментальную гипотезу о том, что накопление энергии на звезде происходит посредством плетения магнитного потока, когда силовые линии закручиваются в косы. Новые астрофизические данные указывают, что именно вихри Кельвина — Гельмгольца выступают в роли триггера, запускающего этот сложный динамический процесс.

Фото в тексте и на обложке: изображение поверхности Солнца (фотосферы) от солнечного телескопа Иноуэ. Источник: NSF / NSO / AURA / MPS

The post Опубликованы самые детальные в истории изображения поверхности Солнца appeared first on Хайтек.

Глобальный проект по картографированию космического пространства использует работу парных оптических спектрографов, расположенных в обсерватории Апач-Пойнт в Нью-Мексико и обсерватории Лас-Кампанас в Чили. Такое географическое распределение инструментов позволило астрономам впервые получить бесшовный и непрерывный обзор звездных популяций как в Северном, так и в Южном полушарии Земли.

Центральной частью опубликованного массива данных стали результаты сканирования внешнего гало Млечного Пути — разреженного и тусклого облака, которое окружает основной галактический диск. Изучение этих древних светил помогает реконструировать историю формирования нашей звездной системы и процессы поглощения ею более мелких галактик-спутников. В частности, целенаправленный поиск реликтовых объектов с экстремально низким содержанием железа уже позволил обнаружить одну из самых чистых первозданных звезд во Вселенной.

Плотность звёзд Млечного Пути, наблюдаемых в программе Milky Way Mapper (MWM) обзора SDSS-V. Источник: SDSS-V, Ilija Medan, University of Toronto

Помимо этого, ученые более чем в два раза увеличили объем открытых данных о белых карликах, добавив в каталог спектральные характеристики 49 тысяч остывающих звездных остатков. Большинство из этих мертвых объектов ранее никогда не изучались, причем около 40% из них находятся в небе Южного полушария, которое исторически оставалось менее исследованным. Анализ атмосфер таких остатков позволяет выявлять химические следы разрушенных планетных тел, которые когда-то вращались вокруг своих звезд до выгорания их ядерного топлива.

В рамках ближнего обзора исследователи составили подробную перепись космического соседства в радиусе 300 световых лет от Солнца, сфокусировавшись на маломассивных коричневых и красных карликах. Объединив полученные спектроскопические параметры с точными расстояниями от европейского спутника Gaia, астрономы создали эталонный фундамент для понимания эволюции звездной массы в нашей части космоса.

Обложка: НАСА

The post Астрономы опубликовали самую масштабную карту нашей Галактики appeared first on Хайтек.

Проблема точного определения свежести продуктов в супермаркетах остается актуальной, так как мясные изделия могут сохранять товарный вид даже на начальных этапах размножения бактерий внутри герметичного контейнера. В процессе жизнедеятельности микроорганизмы расщепляют белки и выделяют щелочные соединения, плавно повышая уровень кислотности среды. Для фиксации этих химических изменений ученые из Университета Кюсю использовали антоцианы — природные растительные красители, полученные из фиолетового батата.

При повышении уровня pH эти пигменты наглядно меняют цвет с пурпурно-красного на желто-зеленый, однако в чистом виде они быстро разрушаются под воздействием света, кислорода и тепла. Чтобы стабилизировать молекулы, авторы технологии закрепили их на пористой поверхности металл-органического каркаса UiO66-NH₂. Такое решение защитило красящее вещество от внешней среды, сохранив его чувствительность к летучим щелочным газам.

Эксперименты с порциями свежей свинины показали, что гидрогелевый индикатор наглядно демонстрирует степень свежести мяса на каждом этапе хранения. Кроме того, новый упаковочный материал за счет своих физико-химических свойств замедлил размножение бактерий и продлил срок годности образцов примерно на 12 часов по сравнению с обычными аналогами.

Другой важной особенностью разработанного материала стала его способность к быстрой регенерации структуры после механических повреждений, которые часто возникают при транспортировке. При совмещении краев сквозного разреза пленка практически полностью восстанавливает свою прочность в течение двух часов, исключая появление лазеек для проникновения внешних патогенов.

Обложка: magnific

The post Умная пленка показывает испортилась еда или нет appeared first on Хайтек.

Распространение устойчивых к терапии микроорганизмов признано одной из главных угроз для мирового здравоохранения, способной по прогнозам приводить к миллионам смертей ежегодно. Чтобы разработать эффективные методы борьбы с супербогами, ученым необходимо детально понимать механизмы, которые бактерии используют для нейтрализации терапевтического воздействия.

Специалисты из Университета Делавэра сфокусировали внимание на бактериальном ферменте GdpP, который присутствует у многих опасных возбудителей инфекций, включая метициллин-резистентный золотистый стафилококк. С помощью метода криоэлектронной микроскопии исследователям удалось зафиксировать три различных структурных состояния этого белка в динамике.

Ключевую роль в защитной системе играет сигнальная молекула c-di-AMP, которая выступает в роли химического вестника и заставляет клетку экстренно перестраивать метаболизм во время атаки лекарств. В нормальном состоянии фермент GdpP регулирует уровень этого соединения, однако при изменении формы он может полностью блокировать или запускать защитный механизм.

Авторы работы установили, что искусственное отключение данного фермента вызывает внутри бактерии постоянную паническую реакцию и накопление избыточного сигнала, что приводит к внутреннему сбою. В результате патоген теряет способность адаптироваться к агрессивной среде, что позволяет уничтожить его даже с помощью существующих классических препаратов.

Вместо создания принципиально новых классов антибиотиков ученые предлагают разрабатывать сопутствующие лекарства-компаньоны, нацеленные непосредственно на блокировку этого молекулярного тумблера. Такой прецизионный подход позволит лишать бактерии щита, возвращая эффективность уже накопленному арсеналу традиционной медицины.

Обложка: magnific

The post Найден способ отключить защиту супербактерий от антибиотиков appeared first on Хайтек.