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

Астроном подвергается нападкам из-за исследований НЛО

Большое количество НЛО сбивает с толку очевидцев

Вы из параллельного мира можете манипулировать вами

Ген, отвечающий за четырехмерное цветовое зрение

Групповая работа посвящена изучению культа НЛО

Защищенный законом канал для инсайдеров

Изменение правил Пентагона в отношении НЛО

Инопланетные виды уже давно на Земле

Инопланетянин рядом с голубым лучом света

Инцидент с НЛО посреди пустыни Нью-Мексико

НЛО размером с Луну в созвездии Малого Льва

Новый сериал о НЛО и паранормальных явлениях

Огромные инопланетные сооружения на Луне

От встреч с пришельцами и похищений до вещих снов

Пентагон не знает о программе 'Безупречное созвездие'

Разбор эпизодов и многое другое о новом сериале об НЛО

Треугольный НЛО замечен над Колумбусом

Трудная проблема сознания неразрешима

Флот НЛО попал в объектив камеры над Арканзасом

Что произойдёт с человечеством в конце времен

В сопротивлении ИИ нет ничего иррационального

Венера могла проглотить свою луну

Вьетнамский блогер построил инопланетный корабль

ИИ может открыть формы интеллекта

ИИ создают собственные языки общения

Летающие тарелки высокой секретности реальны

Меня чуть не утащили в Ад скрюченные пальцы

Меркурий сжимается сильнее, чем мы думали

Научились определять погоду на далёких мирах

Они выглядят как люди, но это не так

Печать домов на Марсе

Пилот снял в небе Мексики загадочный объект

Пыль с астероида Рюгу и сложные молекулы

Ромбовидный НЛО замечен над Мексикой

Сложная проблема сознания вполне разрешима

Солнце когда-то поглотило планету

Тайна Зоны 51 становится все более загадочной

Тыквы к Хэллоуину будут слишком маленькими

Шведская история о привидениях

Юридически защищенный канал связи для инсайдеров

Блуждающая черная дыра питается на ходу

Вирус из средневековой книги убил 500 000 животных

Выходящих в астрал людей проверили

ИИ меняет рабочие процессы, а не заменяет сотрудников

Критическое представление о претензиях по НЛО

Министерство обороны отменяет режим секретности

Мутации - ключ к избавлению человека от страданий

Не позволяйте ИИ влиять на ваше поведение

Охота за неизвестными видами в Нью-Йорке

Пентагон объявил о юротказе от информации об НЛО

Пентагон упрощает правила для чиновников и военных

Правило упрощающее рассекречивание НЛО

Правительство США тремится понять природу НЛО

Правовая основа для разглашения данных об НЛО

Радиоисточник не смогли объяснить известными объектами

Ситуация с религиозными предрассудками меняется

Следы древних инопланетных цивилизаций в лунной пыли

США официально признали наличие оружия на орбите

Теорию ударных волн поставили под сомнение

Усилия США по НЛО искренние и научные

Астероид Рюгу и метеорит Ивуна - древние планетезимали

Власти не готовы к пришествию ИИ

Воды на Луне может не хватить для крупных колоний

Детекторы гравиволн могут обнаружить черные дыры

Доказали столетнее предсказание о струнах Бете

Звезды, поглотившие каменистые планеты

И тут в операционную вошел Иисус

Как можно решить две астрофизические загадки

Корпорация Microsoft пообещала не создавать сверхразум

Может ли ваше сознание покидать тело

Мозговой имплантат помог воспроизвести речь

Невидимые кольца астероида меняются

Новый путеводитель по миру НЛО

Правительство США лжёт об НЛО

Пугающее предсказание Нострадамуса вновь всплывает

Роботы не поработят американцев

Соляные расщелины - теплицы для марсианских микробов

Технологии могут уничтожить нас всех

ЦРУ опубликовало доклад о терактах 11 сентября

Юридическое разрешение на слив данных об НЛО

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

Наверх
Яндекс.Метрика