A tudomány mai állása – pénteken 9-től a Hobby Rádióban

Tudományos műsorunk ezen a héten is hallható a Hobby Rádióban!

1. https://index.hu/techtud/2023/09/28/fizika-kozmologia-anyag-antianyag-cern-gravitacio-kiserlet-lefele-zuhan/

Lefelé zuhan az antianyag, a mágneses mező megszűnésével

A világegyetem keletkezésekor azonos mennyiségben keletkezett anyag és antianyag, de máig az egyik legnagyobb tudományos rejtély, hogy milyen aszimmetria okozta, hogy végül az általunk ismert anyag kerekedett felül és antianyag nincs sehol, hacsak nem állítják elő tudósok, ami nagyon körülményes, szokványos módon nem tárolható, ezért mágneses mezőkkel kell megtartani. A tudósokat azonban nagyon érdekli az antianyag és a világ legnagyobb részecskefizikai laboratóriumában rendelkezésre állt a megfelelő technikai apparátus, hogy kísérletet végezve választ kapjanak bizonyos kérdésekre. Mivel az anyag ellentétéről beszélünk, felvetődött a kérdés, hogy az anyag okozta tömegvonzás hatására ugyanúgy leesik, vagy pont, hogy emelkedni kezd. Amikor az antihidrogéneket tároló mágneses mezőt lekapcsolták, megfigyelhették, hogy merre és milyen sebességgel zuhan az antianyag. A kutatás eredménye Einsteint igazolta: az antianyag ugyancsak lefelé esett, sőt gravitációs gyorsulása az anyaghoz hasonló volt. Ha az antianyag felfelé zuhant volna, az teljesen felborította volna a fizikát. Így viszont kizárták az antigravitáció létezését, újabb éket verve a tudományos-fantasztikus fikció és a valóság közé.

2. https://raketa.hu/az-antarktisz-alatt-tesztelik-a-mini-tengeralattjarot-ami-mas-bolygok-jeges-oceanjaiban-is-kutathat-majd

Az Antarktisz alatt tesztelik a mini tengeralattjárót, amely más bolygók jeges óceánjaiban is kutathat majd

A jeges holdak vizeinek feltérképezése érdekében európai cégek olyan mini tengeralattjárót fejlesztenek, amely a jeget átolvasztva, önállóan fedezi fel az ismeretlen mélységeket. A tengeralattjárók tényleg nagyon kicsik lesznek, mindössze 50 centiméter hosszúak és 10 centiméter átmérőjűek, így ugyanis beférnek majd a jégolvasztó űrszondába, amely lehetővé teszi, hogy bejussanak a felszín alá az idegen bolygón, vagy holdon. A kisméretű eszközöket egy indító és helyreállító rendszer is kíséri majd, amely víz alatti dokkolóállomásként fog működni, lehetővé téve a rendszer számára, hogy továbbítsák az összegyűjtött adatokat és feltöltsék az akkumulátorukat. A fejlesztés során a miniatürizálás az elsődleges kihívás, mivel a szonda határozza meg a tengeralattjárók teljes méretét. Ezenkívül az összes alkatrésznek ellen kell állnia a víz alatti hatalmas nyomásnak is. A projektet, a tervek szerint 2026 tavaszán, az antarktiszi jégtakaró alatt végzett terepkísérlet során tesztelik majd élesben. Ezeknek az akár 4 ezer méter vastag jéggel borított víztömegeknek a megközelítése hatalmas kihívás, egyben kiváló terep a jeges holdakra irányuló jövőbeli életkereső küldetések technológiájának tesztelésére is.

3. https://raketa.hu/ez-a-napelemekkel-boritott-leghajo-megallas-es-fosszilis-uzemanyag-nelkul-fogja-korberepulni-a-foldet

Egy napelemekkel borított léghajó megállás és fosszilis üzemanyag nélkül fogja körbe repülni a Földet

151 méter hosszú léghajót fejlesztett egy francia cég, amelyet nappal napelemek működtetnek, éjszaka pedig a légi jármű által, elektrolízissel termelt hidrogén szolgál majd üzemanyagként. Amikor a léghajó – a tervek szerint 2026-ban – elkészül, azt bizonyítja majd, hogy hosszútávú légi közlekedés zéró kibocsátás mellett is lehetséges. Bár a léghajó várható átlagsebessége kevesebb mint tizede az átlagos fosszilis üzemanyagot használó utasszállító repülőgépeknek, amely tagadhatatlan hátrány, azonban a környezetbarát légi járműnek van néhány előnye is a hagyományos gépekkel szemben, például, hogy kis túlzással bárhol megállhat útközben, illetve kifutópályára sincs szüksége. Így lehetséges, hogy ez a technológia nem a légi utasszállítás jövőjét jelenti, sokan úgy vélik viszont, hogy a napenergia és hidrogén által hajtott léghajók ideálisak teherszállításra, ugyanis 8-10-szer nagyobb hasznos terhet képesek vinni, mint egy teherszállító repülőgép, negyedannyiért, és akár 10-szer nagyobb sebességgel, mint egy teherhajó. A léghajó által felhasznált energia megújuló, de egy kulcsfontosságú összetevője nem az. Merev vázát 15 különálló elemből építették meg, amelyek összesen 50 ezer köbméter héliumot tartalmaznak. Érdekesség, hogy a hélium az egyetlen olyan anyag a Földön, amely sehogy sem pótolható, mivel amikor a levegőbe kerül, egyenesen felemelkedik a légkörből, és kilökődik az űrbe. A vállalat összesen 10 éven át tartó fejlesztése után, három év múlva emelkedhet a levegőbe a napelemes léghajó, amely a tervek szerint 20 nap alatt fogja megkerülni a Földet, ezzel mintegy 40 ezer kilométert megtéve, károsanyag kibocsátása nélkül. A 151 méteres léghajó teljes felső felületét napfóliával borítják be, ami mintegy 4800 négyzetméternyi napelemet jelent. A gyártó cég tervei szerint a léghajó 2026-ban, az Egyenlítő mentén, 6000 méteres magasságban, szén-dioxid-kibocsátás nélkül indul majd világkörüli útra.

4. https://raketa.hu/holdi-korulmenyek-a-foldon-atadtak-a-magneses-nullter-laboratoriumot

Átadták a Mágneses Nulltér Laboratóriumot

Megnyitották az első magyar mágnesesen árnyékolt laboratóriumot, amely nemzetközi szinten mérve is különleges építménynek számít és amelyben olyan geofizikai, orvostudományi vagy éppen űrkutatási vizsgálatokra nyílik lehetőség, amelyeket csak ebben a mágnesesen tiszta környezetben lehetséges elvégezni. A laboratórium nem véletlenül került éppen erre a területre, a hely ugyanis geofizikailag igen csendes környezetnek számít és az obszervatóriumban végzett vizsgálatoknak köszönhetően, aminek során a bolygó geomágneses terét másodperces gyakorisággal és nagy pontossággal mérik, a kellően friss adatok is biztosítottak a földi térrel ellentétes irányú kompenzáló tér kialakításához. Magát a kocka alakú fogadóépületet kizárólag mágnesezhető anyagoktól mentes összetevők felhasználásával készítették el, azaz főként fagerendák alkotják és vasbetont egyáltalán nem tartalmaz. Azok a nagyon gyenge mágneses tereket keltő folyamatok, amelyeket máshol nem lehetne megfelelően érzékelni, itt kimutathatóvá és mérhetővé válnak. Ilyen például az agyi aktivitás is, amelynek működését a laboratóriumban jobban lehet tanulmányozni, de egyes kőzetek vagy ötvözetek vizsgálatát is csak ezen a helyen tudják megvalósítani a szakértők.

5. https://raketa.hu/kiderult-ezert-valtozik-a-romai-uveg-idovel-fotonikus-kristallya

Fotonikus kristállyá változik egy idő után a római üveg

Két évezreden át rejtette az anyaföld azt római üveget, amely különös átalakuláson ment keresztül: egyedi kristállyá alakult, amely “játszik” a fénnyel. Ezt az ősi üveget egykor kifejezetten hétköznapi célokra használták: víz- és boroskannák építőeleme volt, azonban idővel irizáló színek, például arany, kék, zöld és narancssárga, elbűvölő patinája jelent meg rajta. A föld alá temetett római üveg lassanként egy különös kristállyá alakul át, amiben rendkívül furán törik meg a fény – ez a fotonikus kristály és a kutatók végre rájöttek, hogy miért történik ez a meglepő jelenség. Fotonikus kristályoknak nevezzük hagyományosan azokat a szerkezeteket, amelyek térben periodikus törésmutatóval rendelkeznek és az őket alkotó anyagok törésmutatója elégséges mértékben eltér egymástól. Bizonyos esetben – a szilárdtestfizikában megszokott kristályos anyagokhoz hasonlóan – ezek a szerkezetek rendelkeznek tiltott sávval, csak elektronok helyett fotonok számára. A fotonok terjedése a szerkezetet alkotó anyagok és a geometria módosításával szabadon finomhangolható akár három dimenzióban is. Ez a tulajdonság számos lehetséges alkalmazási lehetőséget hordoz magában, melyek hagyományos anyagokkal nem valósíthatóak meg. Míg az emberek különféle alkalmazásokhoz képesek fotonikus kristályokat létrehozni, ennek a tanulmánynak az volt a célja, hogy megértse a természetes képződési folyamatukat. Mindezzel nem csak a római üveg izgalmas “utóéletéről” tudtunk meg többet, de a nagy kérdés, hogy a fentebb említett folyamat felgyorsítható-e, ami potenciálisan lehetővé teszi a fotonikus kristályok ellenőrzött módon történő növekedését, új lehetőségeket kínálva az olyan területeken, mint az optika, az érzékelők és a fényáramkörök fejlesztése.

6. https://raketa.hu/ez-a-genmodositott-pokselyem-hatszor-olyan-eros-mint-a-golyoallo-kevlar

Sikeresen szintetizáltak pókselymet génmanipulált selyemhernyók felhasználásával

Pókfonalakat nehéz “termeszteni” szemben mondjuk a selyemhernyók által előállított selyemmel, génmódosítás után azonban a hernyók nem selymet, hanem “pókselymet” termeltek – ez az anyag pedig hihetetlen mechanikai tulajdonságokkal bír. Ez a kevlárnál hatszor erősebb “pókselyem” a selyemhernyóknál már bevált tenyésztési technikák miatt áttörést jelenthet a zöld, környezetbarát megoldással előállított, ugyanakkor rendkívül szívós anyagokhoz, a textilektől egészen a sebészeti varratokig terjedő alkalmazási területekkel. A kivételes mechanikai tulajdonságairól ismert pókselymet nehéz beszerezni elsősorban maguk a pókok miatt. A problémára válaszul a kínai tudósok a pók- és a selyemhernyó-fonórendszerek közötti hasonlóságokat kihasználva létrehoztak egy pókselyem-helyettesítőt. A “lokalizáció” néven ismert eljárás során a pókselyemfehérje géneket egy technológia folyamat segítségével integrálták a selyemhernyók genetikai anyagába. Azáltal pedig, hogy génszerkesztéssel és mikroinjekciókkal pókselyemfehérje-géneket juttattak a selyemhernyók genetikai anyagába, a kutatók sikeresen ültették át a pókselyem termelődését a selyemhernyók mirigyében. A selyemhernyó-selyem, amely már most nagy mennyiségben kerül kereskedelmi forgalomba, ideális platformot kínál a pókselyem gazdaságos előállításához. Ez az áttörés kielégíti a szintetikus szálak, például a nylon és a kevlar környezetbarát, fenntartható alternatívái iránti sürgető igényt, miközben előmozdítja az ökológiai fenntarthatóságot is ráadásul a termelékenység veszélyeztetése nélkül.

7. https://raketa.hu/iden-megnyilik-az-elso-humanoidgyar-ahol-evente-tizezer-emberszeru-robotot-allithatnak-elo

Az első humanoidgyárban évente tízezer emberszerű robotot állíthatnak elő

Idén megnyílik az első humanoidgyár, ahol évente tízezer emberszerű robotot állíthatnak elő. A humanoidok, azaz a többé-kevésbé emberi formára tervezett robotok fejlesztésének egyik mozgatórugóját a munkaerőhiány problémájának felszámolása jelenti a robotikai cégek számára, a humán paraméterekkel rendelkező gépek ugyanis megfelelő képességekkel rendelkeznek ahhoz, hogy egy emberekre szabott környezetben is jól boldoguljanak. Az univerzális robotok az egyszerűbb mozdulatokat igénylő feladatokat precízen és fáradhatatlanul tudják végrehajtani. Az emberszerű robotok használatának másik célja inkább pszichológiai: a robotgyártók szerint bizonyos területeken, például az idősek ápolása és a betegek ellátása során az emberekhez hasonló gépek közelsége pozitívabb reakciót és nagyobb bizalmat vált ki a velük kontaktusba kerülőkből. A vállalat célja, hogy ezen a helyzeten változtasson és belekezdjen a humanoidok tömeggyártásába, amelyeket később raktárakban és más munkahelyeken lehet alkalmazni az emberek helyett vagy mellett. Az első humanoidgyár az Egyesült Államokban készül tavaly óta és az építési munkák végeztével, még az idei év végén tervezik a megnyitását. A robotokat eleinte még kisebb számban állítják elő, ami körülbelül évente 500 robotot jelent, de az üzem kapacitását évi tízezer robot gyártására optimalizálják. Az első robotok főként dobozok, rakományok pakolására lesznek alkalmasak a cégek telephelyein, az első vásárlók pedig 2024-ben kapják kézhez a humanoidgyárból kikerülő példányokat. Az általános kereskedelmi forgalmazás 2025-ben kezdődik meg.

8. https://www.origo.hu/tudomany/20230917-haromtest-problema.html

Megoldódott a 3-test problémája

Annak kiszámítása, hogy 3 dolog hogyan kering egymás körül közismerten nehéz – de egy új tanulmány 12.000 új módot talált a megoldására. A háromtest-probléma a fizika és matematika egyik rejtélye és egy példa arra, hogy a természet világa milyen komplex. Azt, hogy két objektum kering egymás körül, mint egy bolygó egy csillag körül, leírható 1-2 sor matematikai egyenlettel. Ám ha hozzáadunk egy harmadik testet, a matematika sokkal nehezebbé válik. A fizikusok számára nem probléma előre jelezni két masszív objektum mozgását, mint például egy csillagpárét. Amikor két masszív objektum közel kerül egymáshoz, gravitációs vonzásuk hatással van pályáikra, oly módon, ami egy egyszerű matematikai formulával leírható. De ha egy harmadik objektum is hozzájön, a 3 objektum közti interakciók hirtelen kaotikussá válnak és a 3 test viselkedése érzékennyé válik a kezdeti feltételekre, mint a sebesség, vagy a pozíció. Bármilyen kis eltérés a kezdeti feltételekben drasztikusan megváltoztatja a jövőbeni viselkedésüket és mivel mindig van némi bizonytalanság a feltételekről való ismereteinkben, lehetetlen kiszámítani távoli jövőbeni viselkedésüket. A háromtest-probléma nagyon-nagyon érzékeny a kezdeti feltételekre, ami lényegében azt jelenti, hogy az eredmény alapvetően random. De ez nem jelenti azt, hogy nem tudják kiszámítani minden egyes eredmény valószínűségét. Most egy nemzetközi matematikus csapat azt állítja, hogy talált 12.000 új megoldást, ami jelentős hozzájárulás a több száz korábbi ismert forgatókönyvekhez. A csillagászok számára ezek az új megoldások rendkívül értékesnek bizonyulhatnak.

9. https://www.origo.hu/tudomany/20230922-dinamikus-ablak.html

Igény szerint beállíthatók a dinamikus ablakok

Megfelelő fényre beállítható dinamikus ablakot hoztak létre amerikai kutatók. 3 üzemmód van: átlátszó, vagy normál ablak, ablak, ami az infravörös sugarakat blokkolja és így hűsen tartja az épületet és füstszínű ablak, ami kontrollálja a verőfényt, miközben megmarad a kilátás. A dinamikus ablakok alapja az elektrokronizmus, ami azt jelenti, hogy az átlátszóság az elektromos ingerre reagál. Ez nem egy új koncepció, de a legtöbb dinamikus ablak vagy világos, vagy sötét volt. A fény bejön, miközben az épület nem melegszik fel és így energiahatékonyabb. A dinamikusabb ablak kulcsfontosságú anyaga a víz. A kutatók felfedezték, hogy amikor a víz egy volfrám-oxid kristály szerkezetében meg van kötve, az anyag egy korábban ismeretlen viselkedést mutat. A volfrám-oxidokat régóta használják a dinamikus ablakokhoz, mivel a volfrám-oxid rendszerint átlátszó. De amikor elektromos jelet alkalmaznak, és lítiumionokat és elektronokat injektálnak az anyagba, az anyag sötétté válik és blokkolja a fényt. A kutatók most megmutatták, hogy hatékonyan be lehet hangolni a blokkolandó fényhullámhosszokat, amikor a lítiumionokat és elektronokat befecskendezik a volfrám-oxid-hidrátba. Amikor a lítiumionokat és az elektronokat a hidrát anyagba fecskendezik, először hőblokkoló fázisba alakul: a fény látható hullámhosszait keresztülengedi, de az infravörös fényt blokkolja. Ha még több lítiumiont és elektront fecskendeznek be, az anyag sötét fázisba alakul: blokkolja a fény látható és infravörös hullámhosszait is. A kristály szerkezetben lévő víz a struktúrát kevésbé sűrűbbé teszi, így ellenállóbb a deformációval szemben.

10. https://www.engadget.com/hard-sail-test-hits-the-high-seas-aiming-to-reduce-cargo-ship-emissions-by-30-percent-172738236.html

Csökkenthető a teherhajók kibocsátása, egy régi rendszer újragondolásával

Elindult első útjára a merev vitorlákkal felszerelt teherhajó. A hajó a vitorlákat fogja tesztelni, amelyeket úgy terveztek, hogy a régimódi szélerő felhasználásával csökkentsék az üzemanyag-felhasználást, és a hajózási ágazat CO2 – kibocsátását. A vitorla alkotóinak becslése szerint a technológia körülbelül 30 százalékkal csökkentheti a teherhajók szén-dioxid-kibocsátását, miközben a tengerhajózási ágazat 2050-re nettó nulla kibocsátást igyekszik elérni. A becsült csökkentés nagyobb lehet, ha alternatív üzemanyagokkal párosítják. A hajót két vitorlával szerelték fel, amelyek mindegyike 37,5 méter magas. A merev vitorlák ugyanabból az anyagból készülnek, mint a szélturbinák és a teherhajók fedélzetére is felszerelhetők, így a régebbi hajók számára is lehetőséget biztosítanak a környezeti terhelés csökkentésére. A tengerhajózási ágazatot rendkívül nehéz dekarbonizálni, így nem sok eszköz áll rendelkezésre. Ezért nagyon fontos, hogy a tengeri ipar felhasználói is részt vegyenek az innovációban és valóban előremozdítsák az iparágat. A hajózási ágazat júliusban megállapodott abban, hogy 2050-re nettó nullára csökkenti az üvegházhatású gázok kibocsátását. A nem kötelező érvényű megállapodás még lazább lett volna, ha a kis szigetországok és más, gazdaságilag kevésbé fejlett tengerparti országok nem ragaszkodnak a tervhez, amely esélyt ad a globális felmelegedés 1,5 Celsius-fokra való korlátozására. A hajó első útja Kínából Brazíliába vezet.

11. https://raketa.hu/kiiktatja-a-tul-hangos-zajforrast-a-csapatban-mozgo-okoshangszorok-raja

Kiiktatja a túl hangos zajforrást a csapatban mozgó okoshangszórók raja

Önállóan mozgó és tájékozódó, alakváltó robotokat készítettek amerikai kutatók a nyilvános helyek zajszűrésére. Olyan automatizált okoshangszórókat/mikrofonokat terveztek, amelyek nyilvános helyeken csökkenthetik a hangzavart, hogy az emberek nyugodtabban tudjanak egymással kommunikálni. Egy-egy robot a flottatársaihoz igazodva keresi a zajforrást, amelyet gépi tanulási algoritmusok által támogatva tud beazonosítani, majd önállóan navigálva jut el a célhelyszínre. Haladás közben szenzorokkal tájékozódva kerüli el az akadályokat és a forráshoz érkezve minél pontosabban pozícionálja magát az optimális zajkontroll eléréséhez. A túl erőteljesnek ítélt hangok csökkentését a zajszűrős fej-, és fülhallgatókban alkalmazott technológiához hasonló módszerrel végzi el, vagyis a beérkező hanghullámok elemzése és szűrése által kiválasztja a redukálni kívánt tartományt és annak ellentétét, negatív jelet bocsát ki, így kioltva a zajforrást. Az eszközök a tesztek alapján körülbelül 50 centiméteres távolságból 90%-os pontossággal tudják megkülönböztetni egymástól a hangokat és elég gyorsan dolgozzák fel a jeleket ahhoz, hogy az aktív zajkontroll hatásosnak bizonyuljon.

12. https://index.hu/techtud/2023/09/28/akkumulator-technika-muanyag-pet-oldodas-onkisulas-polipropilen-nem-dragabb-hosszabb-elettartam/

Növelhető a mobiltelefonok és laptopok akkumulátorainak élettartartama

Új szalaggal tovább működnek a mobil eszközök akkumulátorai. Most derült fény rá, hogy ezekben az eszközökben használt egyik műanyag viselkedése rontja a hatásfokot. Kanadai mérnökök felfedezték, hogy mivel hosszabbítható meg a mobiltelefonok és laptopok energiaforrásainak élettartama. A mai akkumulátorok részeit rögzítő műanyag szalagnak több olyan hátránya van, ami orvosolható. A ma elterjedt akkumulátorokban ez a szalag PET néven közismert műanyagból készül, a szakemberek azonban megállapították, hogy ez az anyag kémiai reakciók miatt oldódni kezd. Az oldódás következménye végső soron az önkisülés – ez az a jelenség, amikor egy akkumulátor hosszabb tárolás során magától elveszíti a töltését. Amikor kémiailag stabilabb polipropilén szalagot alkalmaztak, 70 százalékkal csökkent az önkisülés és 10 százalékkal nőtt az akkumulátor élettartama. A felfedezés azért is előnyös, mert a két műanyag ára között nincs jelentős különbség, vagyis a jobb minőségű akkumulátor előállítása nem jár az árak növekedésével.

Ez az oldal az Akismet szolgáltatást használja a spam csökkentésére. Ismerje meg a hozzászólás adatainak feldolgozását .