Гибридные материалы из метеоритного хрусталя
Кристаллы и стекла обладают противоположными свойствами теплопроводности, которые играют ключевую роль в различных технологиях. Они варьируются от миниатюризации и эффективности электронных устройств до систем рекуперации отработанного тепла, а также от срока службы теплозащитных экранов для аэрокосмических применений.
Проблема оптимизации эксплуатационных характеристик и долговечности материалов, используемых в этих различных областях применения, по сути, сводится к фундаментальному пониманию того, как их химический состав и атомная структура (например, кристаллическая, стекловидная, наноструктурированная) определяют их способность проводить тепло.
Мишель Симончелли (Michele Simoncelli), доцент кафедры прикладной физики и математики Columbia Engineering, рассматривает эту проблему, исходя из первых принципов, то есть, по словам Аристотеля, с точки зрения "первой основы, из которой познается вещь", начиная с фундаментальных уравнений квантовой механики и используя методы машинного обучения для решения. их с количественной точностью.
В исследовании, опубликованном 11 июля в журнале Proceedings of National Academy of Sciences, Симончелли и его коллеги Никола Марзари из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне и Франческо Маури из Римского университета Сапиенца предсказали существование материала с гибридными термическими свойствами хрусталя и стекла, а команда экспериментаторов возглавила исследование. Этьен Балан, Даниэле Фурнье и Массимилиано Маранголо из Университета Сорбонны в Париже подтвердили это с помощью измерений.
Этот материал, первый в своем роде, был обнаружен в метеоритах, а также обнаружен на Марсе. Фундаментальная физика, лежащая в основе такого поведения, может способствовать нашему пониманию и разработке материалов, которые управляют выделением тепла при экстремальных перепадах температур, и, в более широком смысле, дать представление о тепловой истории планет.
Единая теория переноса тепла в атомарно упорядоченных кристаллах и неупорядоченных стеклах
Теплопроводность зависит от того, является ли материал кристаллическим, с упорядоченной решеткой атомов, или стекловидным, с неупорядоченной, аморфной структурой, которая влияет на то, как протекает тепло на квантовом уровне. Вообще говоря, теплопроводность в кристаллах обычно уменьшается с повышением температуры, в то время как в стеклах она увеличивается при нагревании.
В 2019 году Симончелли, Никола Марцари и Франческо Маури вывели единое уравнение, которое отражает противоположные тенденции теплопроводности, наблюдаемые в кристаллах и стеклах, и, что наиболее важно, также описывает промежуточное поведение дефектных или частично неупорядоченных материалов, таких как те, которые используются в термоэлектриках для утилизации отработанного тепла, перовскитных солнечных батареях. ячейки и теплозащитные покрытия для теплозащитных экранов.
Используя это уравнение, они исследовали взаимосвязь между атомной структурой и теплопроводностью в материалах, изготовленных из диоксида кремния, одного из основных компонентов песка. Они предсказали, что особая "тридимитная" форма диоксида кремния, описанная в 1960-х годах как типичная для метеоритов, будет обладать признаками гибридного материала из хрусталя и стекла с теплопроводностью, которая остается неизменной при изменении температуры. Это необычное поведение при тепловом переносе имеет аналогии с эффектом Инвара при тепловом расширении, за который в 1920 году была присуждена Нобелевская премия по физике.
Это привело команду к работе с экспериментальными группами Этьена Балана, Даниэле Фурнье и Массимилиано Маранголо во Франции, которые получили специальное разрешение от Национального музея естественной истории в Париже на проведение экспериментов с образцом тридимита кремнезема, вырезанного из метеорита, упавшего в Штайнбахе, Германия, в 1724 году.
Их эксперименты подтвердили их предсказания: метеоритный тридимит имеет атомную структуру, которая находится между упорядоченным кристаллом и неупорядоченным стеклом, а его теплопроводность остается практически постоянной в экспериментально доступном диапазоне температур от 80 до 380 К.
После дальнейших исследований команда также предположила, что этот материал может образоваться в результате десятилетнего термического старения огнеупорного кирпича, используемого в печах для производства стали. Сталь является одним из самых важных материалов в современном обществе, но ее производство требует больших затрат углерода: всего из 1 кг стали выделяется около 1,3 кг углекислого газа, а на долю почти 1 миллиарда тонн, производимых ежегодно, приходится около 7% выбросов углекислого газа в США. Материалы, полученные из тридимита, могут быть использованы для более эффективного контроля высокой температуры, используемой при производстве стали, что поможет снизить выбросы углекислого газа в сталелитейной промышленности.
Будущее: от основанных на ИИ теорий к реальным технологиям.
В этой новой статье PNAS Симончелли и его команда использовали методы машинного обучения, чтобы преодолеть вычислительные трудности традиционных методов, основанных на первых принципах, и смоделировать свойства атомов, которые влияют на перенос тепла, с точностью до квантового уровня. Квантовые механизмы, управляющие тепловым потоком через гибридные материалы из хрусталя, могут также помочь нам понять поведение других возбуждений в твердых телах, таких как электроны, несущие заряд, и магноны, несущие спин.
Исследования по этим темам формируют новые технологии, включая носимые устройства, работающие на термоэлектриках, нейроморфные вычисления и спинтронные устройства, которые используют магнитное возбуждение для обработки информации.
Группа Симончелли в Колумбийском университете изучает эти темы, опираясь на три основных направления: формулирование теорий, основанных на первых принципах, для прогнозирования экспериментальных данных, разработка методов искусственного интеллекта для количественно точных прогнозов свойств материалов и применение теории и методов для проектирования и обнаружения материалов для преодоления целенаправленных промышленных или инженерных проблем. сложные задачи.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - 19.06.2025 (990)
20.06.2025 - 07.08.2025 (990)
08.08.2025 - 26.09.2025 (1000)
27.09.2025 - 15.11.2025 (1000)
16.11.2025 - 09.01.2026 (1000)
10.01.2026 - 03.03.2026 (1000)
04.03.2026 - 22.04.2026 (1000)
23.04.2026 - 04.06.2026 (990)
05.06.2026 - 25.07.2026 (1000)
26.07.2026 - 13.09.2026 (1000)
14.09.2026 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Вызов теории о тёмной энергии

Данные о замёрзших окраинах другой звёздной системы

Движение за раскрытие НЛО теряет обороты

Дрожжи подошли для печати домов на Марсе

Как рождаются слухи об инопланетянах

Калий, кальций, марганец и барий нашли на экзопланете

Люди веками защищали свои дома с помощью магии

Молочную ферму продают в Молебской зоне

НЛО кошмарит жителей деревни Родионово

Новый рубеж в области управления погодой

Опровергнуто одно из ключевых свойств Вселенной

Пентагон разрешил сотрудникам разглашать данные об НЛО

Ракетное топливо можно получить из воздуха Марса

Сотрудники Пентагона могут сообщать об НЛО

Сценарий действий на случай контакта с инопланетянами

Удалённые объекты Солнечной системы помнят прошлое

Формирование двойной звезды в реальном времени

Черные дыры растут вместе со Вселенной

Черные дыры, у которых есть звездный спутник

Экстраординарное событие в Пентагоне

Быстрые радиовсплески и темная материя

Глава Anthropic предложил замедлить развитие ИИ

Доказательства того, что путешествия во времени реальны

Есть ли среди нас инопланетяне

Есть ли у чёрных дыр волосы

Жители Алматы сообщили о двух необычных объектах

Загадочный НЛО завис в небе на 6 часов

ИИ ослабляет умственные способности человека

Исчезновение подповерхностных океанов на спутниках

Лазерные вооружения для современной войны

Мистический Воронеж. НЛО, Башня смерти и призраки

Мультиспектральное исследование космоса

Необычное небесное явление снял волгодонец

НЛО могут читать мысли и перемещать предметы

НЛО над Белгородской областью

Правительство США скрывает правду о Розуэлле

Сверхскопление галактик побило рекорд

Спектакль, посвященный НЛО

Три подозрительных треугольных НЛО над Бали

Черные дыры растут быстрее, чем их галактики

Бразильский архитектор построил дом в форме НЛО

Данные об НЛО из различных федеральных ведомств

День разоблачения - отличный фантастический триллер

Доегипетская тайна. Шахта Осириса под Гизой

Древняя база пришельцев в Чёрном море

Загадочные отверстия на поверхности Марса

Инопланетяне на самом деле просто демоны

Инопланетяне следят за развитием ИИ

Могут ли мигающие треугольники быть настоящими НЛО

Может ли ИИ действительно нас уничтожить

Музыкант вспоминает странную встречу с НЛО

На поверхности Марса обнаружен счастливый кратер

Новое изображение инопланетянина на Марсе

Новый Код найден в Великой пирамиде Египта

Огромный и бесшумный НЛО заметили в Иллинойсе

Пьеса, основанная на реальной истории о НЛО

Теории заговора о терактах 11 сентября

Тысячи птиц облепили церковь в Орегоне

У берегов Австралии обнаружена база пришельцев

Фестиваль НЛО посвящен годовщине похищения Хиллов

Агиоптазия - чувство, для которого нет названия

Адмирала пытались убедить, что НЛО из США

Атмосфера Бетельгейзе становится неоднородной

Глобальное потепление приближается

Два загадочных водородных облака без видимых звезд

Игнорировать свидетельства о НЛО становится сложнее

Исчезновение ученых остается без ответов

Как на Меркурии сформировались графитовая кора и ядро

Левитирующий магнит и новые горизонты темной материи

НЛО искривляют пространство и время

НЛО. От Голливуда до Вашингтона

Полярные сияния стали генератором пребиотической химии

Представили новую форму космических сил США

Прошел год с момента слушаний о секретности НЛО

Редкий пульсар испустил 114 импульсов за один час

Соль превратила Землю в замерзший мир

Удивительная пара белых карликов на 6-минутной орбите

Форма и размер частиц определяют прочность астероидов

Художник поделился своими наработками о Серых

Черная дыра может существовать внутри звезды

Были ли ядерные войны до нашей эры

Ваш телевизор может за вами шпионить

Високосные секунды заменят високосным часом

Гигантская мегалитическая структура на дне океана

Зачем НЛО прилетают на Землю

ИИ OpenAI решила математическую загадку тысячелетия

ИИ позволял одним пользователям читать почту других

ИИ с вероятностью 10% решит уничтожить человечество

Как Бог сотворил небеса

Компания LG отвергла обвинения в слежке

Крошечные формы жизни создали человека

Мы можем обнаружить суперкомпьютеры инопланетян

Наш мир - всего лишь иллюзия

НЛО могут наблюдать за ядерными объектами

Певица устала от травли из-за инопланетян

План на случай подтверждения существования НЛО

Светящаяся летающая тарелка, снята в Аргентине

Секретное оружие замечено в китайской Зоне 51

Скрывает ли правительство инопланетян

США впервые провели орбитальный бой

Жак Валле - уроки, извлечённые за всю жизнь

Загадочный гул накрыл Кейптаун

Земля исчезает за марсианским спутником Фобосом

ИИ предлагает новые физические эксперименты

Как ИИ может заставить нас работать еще усерднее

Как улучшить способность ИИ запоминать и обучаться

Крупнейшее из наблюдавшихся слияний чёрных дыр

Объяснение необычному поведению звезды Табби

Объяснение появлению фотона с невозможной энергией

Почему у Венеры нет спутника

Путешествия во времени набирают популярность

Разгадка тайны 'Стрел дьявола'

Странное повышение спроса на старые книги

Существуют ли на Земле неведомые страны

Таинственный зверь совершил серию нападений

Точная дата конца света предсказана в уравнении

У центра Млечного Пути обнаружено 120 соединений

Физики нарушили закон, поменяв причину и следствие

Физики проверяют принцип слабой эквивалентности

Человекоподобный ИИ не всегда подходит для клиентов

Белая сфера замечена над Альбукерке

Диспетчер построил империю на инопланетной технологии

Древняя пирамида диаметром 15 миль на дне океана

Земля - школа или тюрьма

Инопланетный разум существует на Земле

Необъяснимая деятельность на военных базах

Необычные детали, обнаруженные на картине 1937 года

Необычный проект вьетнамского мастера

Неужели осьминоги - пришельцы с других планет

НЛО в облаках над Ирвайном

Обнаружили древний город, похожий на Атлантиду

Подводный древний город у берегов Кубы

Раскрытие НЛО, вероятно, пойдёт на пользу

Раскрытие ученым парадокса Ферми

Сверхразумные системы приведут к вымиранию человечества

Таинственный город обнаружен у Бермудского треугольника

Телевизоры LG тайно подслушивают и сканируют Wi-Fi

У мужчины спонтанно расширился зрачок

Человечество стоит на пороге ужасающих перемен

Что еще может скрываться за загадкой НЛО

Антихрист, НЛО и демоны

Выявление необычного поведения спутников

Движения за установление контактов с НЛО

Древний отпечаток в граните бросает вызов истории

Загадочное похищение животных в Пуэрто-Рико

Заговор инопланетян по сокрытию информации

Зеркала - врата в иные миры или тайная комната

Инопланетяне увечат коров в Орегоне

Как понимать сложные биологические данные

Каменная арка Тонга - врата в иное

Кометы могут переносить воду для формирования планет

Необъяснимое событие указывает на тёмную материю

НЛО могут быть связаны с одержимостью демонами

Новый десятиугольник на южном полюсе Сатурна

Пентагон хочет получить доступ к частному архиву НЛО

Призрак убедил меня в существовании ангела-хранителя

Созвездие Орион - звездный код древних цивилизаций

Туалет, которому не нужны вода, электричество и канализация

У жизни был разумный создатель

Файлы об НЛО не обязательно вызовут тревогу

Аренда мебели для мероприятий. Что необходимо учесть

Астероид Судного дня приближается к Земле

Военные засняли загадочные холодные сферы

Вымирание человечества неизбежно

ДНК влияет на черты личности

Долгое правительственное сокрытие НЛО

Загадочная звуковая левитация тибетских монахов

Загадочный дождь прошел в США

Землю посещали инопланетяне

Земля снова превратится в один суперконтинент

Как боги майя создавали мир

Нападение загадочного зверя в Нью-Гэмпшире

Привлекательность иррационального. Лженаука, НЛО, культы

Раскрытие ученым парадокса Ферми

Семиметровое существо заметили в Лох-Нессе

Следы шин заметили на Марсе

Странные явления в небе США

Стрельба спецназа по НЛО над Оманским заливом

Тайная сеть тоннелей под Европой

Что, если мы сами станем инопланетянами

Я видела НЛО во время съёмок на Карибах

Актриса была свидетелем внеземной активности

Власти США на протяжении 80 лет лгали американцам

Доктор Фил возмущён ложью об НЛО

Достоверные сообщения о НЛО игнорируют

Змею запечатлели на Марсе

Наверх
Яндекс.Метрика