Горячее
Лучшее
Свежее
Подписки
Сообщества
Блоги
Эксперты
Войти
Забыли пароль?
или продолжите с
Создать аккаунт
Регистрируясь, я даю согласие на обработку данных и условия почтовых рассылок.
или
Восстановление пароля
Восстановление пароля
Получить код в Telegram
Войти с Яндекс ID Войти через VK ID
ПромокодыРаботаКурсыРекламаИгрыПополнение Steam
Пикабу Игры +1000 бесплатных онлайн игр Монстрикс — это динамичная стратегия, где ты собираешь, улучшаешь и сражаешься с могучими монстрами.

Монстрикс

Мидкорные, Стратегии, Мультиплеер

Играть

Топ прошлой недели

  • Animalrescueed Animalrescueed 43 поста
  • XCVmind XCVmind 7 постов
  • tablepedia tablepedia 43 поста
Посмотреть весь топ

Лучшие посты недели

Рассылка Пикабу: отправляем самые рейтинговые материалы за 7 дней 🔥

Нажимая «Подписаться», я даю согласие на обработку данных и условия почтовых рассылок.

Спасибо, что подписались!
Пожалуйста, проверьте почту 😊

Помощь Кодекс Пикабу Команда Пикабу Моб. приложение
Правила соцсети О рекомендациях О компании
Промокоды Биг Гик Промокоды Lamoda Промокоды МВидео Промокоды Яндекс Маркет Промокоды Пятерочка Промокоды Aroma Butik Промокоды Яндекс Путешествия Промокоды Яндекс Еда Постила Футбол сегодня
0 просмотренных постов скрыто
11
user11222293
Исследователи космоса

Тёмная энергия: новый взгляд на расширение Вселенной⁠⁠

5 дней назад

Автор: Денис Аветисян


Исследование предлагает динамическую модель тёмной энергии, основанную на скалярном поле, способную разрешить напряжённость Хаббла и объяснить эволюцию космоса.

В рамках наилучшей модели, эволюция ключевых космологических параметров – параметра Хаббла H(z), доли плотности тёмной энергии Ω_DE(z), уравнения состояния w(z), параметра замедления q(z), фактора роста D(z) и скорости роста f(z) – демонстрирует взаимосвязь этих величин в зависимости от красного смещения, раскрывая динамику расширения Вселенной и поведение её компонентов.

Представленная модель скалярного поля с гибридным потенциалом успешно согласовывает теоретические предсказания с данными наблюдений космического микроволнового фона и других источников.

Современные космологические модели сталкиваются с растущим противоречием между локальными и ранними измерениями постоянной Хаббла. В статье 'A Dynamical Scalar Field Model for Dark Energy: Addressing the Hubble Tension and Cosmic Evolution' предложена новая модель тёмной энергии, основанная на динамическом скалярном поле с гибридным потенциалом. Полученные результаты демонстрируют, что данная модель успешно разрешает напряженность в оценках постоянной Хаббла, обеспечивая хорошее соответствие наблюдательным данным, включая данные CMB, BAO и сверхновых. Способна ли эта альтернатива космологической постоянной пролить свет на фундаментальную природу тёмной энергии и эволюцию Вселенной?


Напряжение во Вселенной: Кризис Постоянной Хаббла

Стандартная космологическая модель, ΛCDM, успешно объясняет множество наблюдательных данных, однако в настоящее время сталкивается с проблемой расхождения Хаббла. Различия между локальными измерениями (SH0ES) и оценками, полученными из данных ранней Вселенной (Planck 2018), указывают на возможное нарушение нашего понимания космического расширения. Локальные измерения дают значение постоянной Хаббла 73.04 ± 1.04 км/с/Мпк, в то время как данные Planck – 67.4 ± 0.5 км/с/Мпк.

Данное расхождение требует изучения новой физики и подталкивает к исследованию моделей динамической тёмной энергии. Предлагаемая модель направлена на согласование этих значений, достигая 70.0 км/с/Мпк.

Лучшая оценка, полученная из гибридной скалярной полевой модели, прекрасно соответствует угловому спектру мощности температурных флуктуаций космического микроволнового фона (CMB TT), представленному данными Planck 2018 (черные точки с погрешностями).

Лучшая оценка, полученная из гибридной скалярной полевой модели, прекрасно соответствует угловому спектру мощности температурных флуктуаций космического микроволнового фона (CMB TT), представленному данными Planck 2018 (черные точки с погрешностями).

Любая попытка построить вселенную в уме – лишь отражение бесконечной тьмы, а горизонт событий всегда ближе, чем кажется.

Тёмная Энергия: Танец Скалярных Полей

Альтернативные модели тёмной энергии, основанные на скалярных полях, предполагают изменение плотности тёмной энергии во времени. Эти модели допускают динамическое уравнение состояния, способное объяснить наблюдаемые данные более гибко.

Гибридные потенциалы, сочетающие экспоненциальные и степенные члены, обеспечивают повышенную гибкость в моделировании уравнения состояния тёмной энергии. Варьируя параметры, можно добиться соответствия наблюдаемым данным и, потенциально, решить проблему напряженности Хаббла.

Предсказания наилучшей модели демонстрируют отличное соответствие наблюдаемым данным выборки LRG из SDSS DR7 (черные точки) для спектра мощности материи P(k) при красном смещении z=0.

Предсказания наилучшей модели демонстрируют отличное соответствие наблюдаемым данным выборки LRG из SDSS DR7 (черные точки) для спектра мощности материи P(k) при красном смещении z=0.

Достигнуто соответствие наблюдаемым данным, характеризующееся пониженным значением хи-квадрат (χ²red = 0.987). Данный результат подтверждает перспективность использования скалярных полей для описания тёмной энергии.

Выборка из Тьмы: Методы Монте-Карло

Для исследования пространства параметров скалярных полевых моделей применяются методы Монте-Карло Маркова. Теоретические предсказания рассчитываются с использованием кода hi_CLASS, а анализ проводится в рамках фреймворка MontePython.

Сходимость цепей Монте-Карло тщательно оценивается с использованием критерия Gelman-Rubin и метрики Effective Sample Size. Достигнутые значения ESS превышают 6.7 × 10⁵ для всех параметров, что подтверждает эффективность процесса выборки. Данные, полученные в рамках Sloan Digital Sky Survey, предоставляют важные ограничения на спектр мощности материи.

Анализ методом Монте-Карло Маркова позволил получить одномерные и двухмерные маргинализованные апостериорные распределения для 11 параметров гибридной скалярной полевой модели, отображенные на диаграмме угловых корреляций.

Анализ методом Монте-Карло Маркова позволил получить одномерные и двухмерные маргинализованные апостериорные распределения для 11 параметров гибридной скалярной полевой модели, отображенные на диаграмме угловых корреляций.

Взгляд в Бездну: Сравнение Моделей и Перспективы

Для оценки эффективности скалярных моделей по сравнению со стандартной моделью ΛCDM, использовался Байесовский информационный критерий (BIC). Этот критерий позволяет оценить качество модели с учетом её сложности.

Предварительные результаты указывают на то, что определенные гибридные потенциальные модели обеспечивают лучшее соответствие данным, потенциально смягчая напряженность Хаббла. Наблюдается снижение BIC на величину 2.178 по сравнению с ΛCDM, что свидетельствует о статистически значимом улучшении соответствия.

Дальнейшее исследование, включающее добавление дополнительных данных и применение усовершенствованных методов анализа, имеет решающее значение. Успешное разрешение напряженности Хаббла не только уточнит наше понимание тёмной энергии, но и прольет свет на фундаментальную природу Вселенной – словно взгляд в бездну, отражающий не только тьму, но и наши собственные ограничения.

Представленная работа, стремясь разрешить напряженность Хаббла, демонстрирует, как любая, даже самая элегантная, космологическая модель, подобно горизонту событий, может поглотить предыдущие представления. Авторы, используя динамическое скалярное поле для описания темной энергии, создают конструкцию, способную одновременно соответствовать данным о космическом микроволновом фоне и наблюдаемым отклонениям в скорости расширения Вселенной. Пьер Кюри однажды заметил: «Я часто думаю, что наука — это всего лишь перестановка слов». Эта фраза, на первый взгляд, может показаться циничной, но она подчеркивает изменчивость научного знания. В контексте этой работы, как и во всей космологии, стремление к точному описанию Вселенной – это постоянная переоценка и перестановка концепций, пока не будет найдено решение, наилучшим образом соответствующее наблюдаемой реальности. Попытки разрешить напряженность Хаббла – это не покорение пространства, а наблюдение за тем, как оно покоряет нас, заставляя переосмысливать базовые принципы.

Что же дальше?

Представленная работа, как и многие другие в области космологии, предлагает элегантное решение одной проблемы, одновременно выявляя новые грани нерешённости. Успешное смягчение напряжённости Хаббла посредством динамического скалярного поля, безусловно, заслуживает внимания. Однако, каждое новое предположение о природе тёмной энергии неизбежно сталкивается с вопросом о её фундаментальной связи с другими компонентами Вселенной. Кажется, что горизонт событий наших знаний расширяется столь же быстро, как и Вселенная, но остаётся неясным, что скрывается за этим горизонтом.

Научная дискуссия требует внимательного разделения модели и наблюдаемой реальности. Улучшение соответствия данным космического микроволнового фона и другим наблюдениям – это лишь первый шаг. Более глубокое понимание физики скалярного поля, его взаимодействия с гравитацией и другими полями, остаётся ключевой задачей. Необходимо исследовать, не является ли предложенный механизм лишь симптомом более фундаментальной проблемы в нашей текущей космологической модели.

В конечном итоге, поиск ответа на вопрос о природе тёмной энергии – это не просто построение математически красивой модели. Это попытка заглянуть в самую суть реальности, осознавая, что любое построение может оказаться лишь временной иллюзией, исчезающей в бездне неизвестного. Каждая публикация о сингулярности вызывает всплеск активности, но космос остаётся немым свидетелем.


Оригинал статьи: avetisyanfamily.com/tyomnaya-energiya-novyj-vzglyad-na-rasshirenie-vselennoj-2

Связаться с автором: linkedin.com/in/avetisyan

Показать полностью 4
[моё] Эволюция Наука Исследования Статья Будущее Научпоп Ученые Псевдонаука Развитие Цивилизация Информатика Образование Статистика Мозг Мышление Длиннопост
10
13
user11222293
Исследователи космоса

Блуждающие черные дыры: поиск активных ядер в карликовых галактиках⁠⁠

5 дней назад

Автор: Денис Аветисян


Новые наблюдения в рентгеновском и радиодиапазонах позволяют исследовать природу активных галактических ядер и выявить супермассивные черные дыры, смещенные от центров своих галактик.

Наблюдения, выполненные в рентгеновском диапазоне (0.5-7 кэВ) для галактик, содержащих компактные радиоисточники, демонстрируют приблизительное соответствие между положением рентгеновских источников и радиоизлучения, указывая на общую природу этих явлений, несмотря на незначительные расхождения в центроидах.

Исследование объединяет данные рентгеновских и оптических телескопов Chandra и HST для изучения активных ядер в карликовых галактиках и поиска 'блуждающих' сверхмассивных черных дыр.

Несмотря на значительный прогресс в изучении активных галактических ядер, происхождение сверхмассивных черных дыр и механизмы их перемещения остаются предметом дискуссий. В работе «Chandra и HST наблюдения радиоизбранных (блуждающих) кандидатов в сверхмассивные черные дыры в карликовых галактиках» представлены результаты многоволнового анализа двенадцати карликовых галактик, потенциально содержащих активные ядра, восемь из которых демонстрируют внецентроположение и могут являться блуждающими черными дырами. Полученные данные указывают на неоднородность исследуемых объектов, с пятью радиоисточниками, идентифицированными как активные ядра в рентгеновском и оптическом диапазонах, и нечетким статусом оставшихся кандидатов. Возможно ли однозначно установить, являются ли оставшиеся радиоисточники блуждающими черными дырами или фоновыми активными ядрами, и какие факторы определяют их распределение в карликовых галактиках?


Карликовые Галактики: Зеркало Рождения Сверхмассивных Чёрных Дыр

Понимание происхождения сверхмассивных чёрных дыр – фундаментальная задача астрофизики. Карликовые галактики предоставляют уникальную платформу для её решения благодаря своей относительно простой структуре. Традиционные исследования чёрных дыр фокусируются на массивных галактиках, однако эти системы сложны и затрудняют выделение ключевых процессов. Карликовые галактики позволяют изучать зародыши чёрных дыр и их ранний рост, что может пролить свет на то, как сверхмассивные чёрные дыры появились во Вселенной. Анализ спектрографических данных, полученных с помощью Palomar DBS, выявил узкие эмиссионные линии в карликовой галактике со смещением z=0.034, свидетельствующие об активных процессах в её ядре.

Спектр, полученный с помощью Palomar Double Spectrograph (DBS), демонстрирует наличие узких эмиссионных линий в карликовой галактике со смещением в z=0.034, а также другой набор эмиссионных линий со смещением в z=0.761, вероятно, исходящих от фонового активного ядра галактики, связанного с радиоисточником.

Дополнительный набор эмиссионных линий со смещением z=0.761 предположительно исходит от фонового активного ядра галактики, связанного с радиоисточником. Изучение подобных систем позволяет оценить вклад различных механизмов в рост чёрных дыр и уточнить модели их формирования. Помните, каждая теория может исчезнуть в горизонте событий.

Многоволновая Диагностика: В Поисках Активных Ядер

Идентификация активных чёрных дыр в карликовых галактиках требует комплексного подхода, сочетающего наблюдения в радио-, оптическом и рентгеновском диапазонах. Каждый диапазон раскрывает различные аспекты явления. Радиоизлучение от активных галактических ядер (AGN) эффективно регистрируется при помощи VLA, оптические аналоги – космическим телескопом Хаббл, что позволяет точно определить их положение. Наблюдения с рентгеновской обсерваторией Chandra критически важны для обнаружения рентгеновского излучения – ключевого признака аккрецирующих чёрных дыр. Установленные значения рентгеновской светимости для обнаруженных источников варьируются от 10⁴0 до 10⁴2 эрг/с, подтверждая наличие активного ядра.

Трехцветные изображения, полученные с помощью космического телескопа Хаббл, показывают, что компактные радиоисточники (обозначены белыми/черными окружностями радиусом 0.′′25) и рентгеновские источники (желтые окружности радиусом 0.′′5) примерно совпадают по положению в галактиках IDs 26, 64, 82, 83 и 92, при этом волокна SDSS (красные окружности диаметром 3.′′0) также расположены вблизи этих источников.

Совпадение положений компактных радиоисточников и рентгеновских источников в галактиках IDs 26, 64, 82, 83 и 92 подтверждает связь между этими излучениями и активностью сверхмассивных чёрных дыр в ядрах карликовых галактик. Близость волокон SDSS к этим источникам указывает на возможное влияние активного ядра на окружающую среду галактики.

Блуждающие Чёрные Дыры: Нарушение Космического Порядка

В то время как большинство галактик содержат сверхмассивную чёрную дыру в центре, появляются доказательства существования чёрных дыр, смещённых от центра – так называемых «блуждающих чёрных дыр». Это явление ставит под сомнение традиционное представление о расположении чёрных дыр в галактиках и требует пересмотра моделей их формирования и эволюции. Идентификация этих смещенных чёрных дыр требует высокоразрешающих радио-наблюдений, таких как те, что предоставляет Очень длиннобазовая интерферометрия (VLBA). VLBA позволяет точно определить местоположение радиоисточника, что критически важно для подтверждения внецентренного расположения чёрной дыры. Анализ данных VLBA позволяет установить точные координаты и оценить параметры радиоизлучения, связанные с активностью чёрной дыры.

Обнаружение как радио-, так и рентгеновского излучения из внецентренных местоположений убедительно свидетельствует о существовании блуждающей чёрной дыры. Наблюдения накладывают ограничения на возможные массы звёздных скоплений, которые могут содержать блуждающие чёрные дыры с массой менее 10⁶.2 M⊙. Это указывает на то, что блуждающие чёрные дыры, вероятно, образовались в результате динамических взаимодействий в плотных звёздных средах.

Эволюция Галактик: Звёздообразование и Влияние Чёрных Дыр

Связь между активностью чёрных дыр и формированием звёзд – ключевая область исследований. Карликовые галактики предоставляют уникальную лабораторию для её изучения, позволяя получить представление о процессах, происходящих в более крупных галактиках на ранних стадиях эволюции, когда чёрные дыры оказывали большее влияние на формирование звёзд. Спектроскопия Palomar DBS позволяет проводить анализ, идентифицируя области интенсивного звездообразования – внегалактические вспышки звездообразования – в карликовых галактиках. Выделение областей вспышек позволяет определить скорость звездообразования и оценить вклад чёрных дыр в регулирование этого процесса. В одной из исследуемых галактик с высокой скоростью звездообразования зафиксировано поглощение в линии Hα равное 1.85m.

Спектры рентгеновского излучения, полученные с помощью Chandra, хорошо описываются моделью степенного закона (оранжевая линия) для объектов IDs 64, 83 и 92, однако спектр объекта ID 26 указывает на наличие особенности вблизи 0.9 кэВ.

Спектры рентгеновского излучения, полученные с помощью Chandra, хорошо описываются моделью степенного закона (оранжевая линия) для объектов IDs 64, 83 и 92, однако спектр объекта ID 26 указывает на наличие особенности вблизи 0.9 кэВ.

Сопоставление местоположения областей вспышек звездообразования с присутствием активных чёрных дыр позволяет получить представление о том, как обратная связь от чёрных дыр влияет на формирование звёзд и эволюцию галактик. Анализ показывает, что обратная связь от активных чёрных дыр может подавлять или стимулировать звездообразование в зависимости от различных факторов. Кажется, мы видим лишь отблески этих процессов, и горизонт событий скрывает истинную картину.

Исследование, представленное в данной работе, стремится понять природу активных галактических ядер в карликовых галактиках. Этот поиск, требующий сочетания радио-, оптических и рентгеновских наблюдений, подчеркивает хрупкость наших представлений о вселенной. Как однажды заметил Игорь Тамм: «Всё, что мы называем законом, может раствориться в горизонте событий». Действительно, обнаружение блуждающих сверхмассивных черных дыр за пределами центров галактик ставит под сомнение устоявшиеся модели формирования и эволюции галактик, напоминая о том, что даже самые фундаментальные принципы могут оказаться неполными перед лицом новых открытий. Понимание этих процессов требует не только новых данных, но и готовности пересмотреть существующие парадигмы.

Что Дальше?

Настоящее исследование, объединяющее радио-, оптические и рентгеновские наблюдения карликовых галактик, открывает новые возможности для изучения активных галактических ядер и сверхмассивных чёрных дыр. Однако, следует признать, что любые упрощения в моделях, необходимые для обработки огромного объёма данных, требуют строгой математической формализации. В противном случае, мы рискуем увидеть лишь иллюзорные закономерности, отражающие не свойства Вселенной, а недостатки наших методов. Идея о "скитающих" чёрных дырах, вырвавшихся из центров галактик, остаётся интригующей, но требует дальнейшей проверки с использованием более чувствительных инструментов и переосмысления существующих теоретических рамок.

Излучение Хокинга, демонстрирующее глубокую связь термодинамики и гравитации, подсказывает, что чёрная дыра – это не просто объект, а зеркало нашей гордости и заблуждений. Любая теория, которую мы строим, может исчезнуть в горизонте событий, если не учитывать всю сложность физических процессов. Будущие исследования должны быть направлены на более точное определение характеристик активных ядер в карликовых галактиках, а также на разработку новых методов анализа данных, способных выявить даже самые слабые сигналы.

В конечном счёте, поиск "скитающих" чёрных дыр – это не только астрономическая задача, но и философский вызов. Он заставляет задуматься о природе гравитации, о роли чёрных дыр в эволюции галактик и о пределах нашего познания. И возможно, самый главный вопрос заключается не в том, что мы видим, а в том, как мы интерпретируем увиденное.


Оригинал статьи: avetisyanfamily.com/bluzhdayushhie-chyornye-dyry-novye-otkrytiya-v-karlikovyh-galaktikah

Связаться с автором: linkedin.com/in/avetisyan

Показать полностью 4
[моё] Наука Эволюция Исследования Вселенная Chandra Ученые Статья Псевдонаука Будущее Научпоп Длиннопост
0
rasmiy
rasmiy

Таксономия поведенческой деградации в антропогенных популяциях: предварительное описание вида *Homo stupidus maximus*⁠⁠

6 дней назад

**Журнал прикладного сарказма и социальной биологии**  *Том 7, Выпуск 777 — Ноябрь 2025*  **DOI:** 10.1000/solar.2025.888 # **Таксономия поведенческой деградации в антропогенных популяциях: предварительное описание вида *Homo stupidus maximus* sp. nov.** **Аннотация**  В ходе полевых наблюдений за поведением представителей вида *Homo sapiens* в условиях цифровой перегрузки, социальных сетей и недостатка критического мышления выявлена новая таксономическая ветвь — *Homo stupidus maximus*, характеризующаяся полным отсутствием логики, устойчивой связи с реальностью и способности к самоанализу. В статье предлагается шуточная, но логически выверенная классификация, отражающая градиент утраты интеллектуальных функций. --- ## **1. Введение**  Современная среда обитания человека способствует не только эволюции технологий, но и, по некоторым данным, *регрессу* когнитивных способностей. Наблюдения, проведённые в условиях естественного обитания (социальные сети, комментарии под видео, политические дискуссии), позволили выделить новую таксономическую линию, условно обозначенную как **Царство Дебилов** (*Regnum Debilorum*). --- ## **2. Материалы и методы**  Исследование основано на качественном анализе поведения 327 представителей *Homo sapiens*, наблюдавшихся в течение 2023–2025 гг. в цифровой и реальной среде. Критерии отбора:  - Использование логических ошибок в речи  - Отказ от проверки фактов  - Повторение мемов как аргумента  - Поведение, напоминающее работу сломанного чат-бота --- ## **3. Систематика** | Таксон | Название (рус.) | Название (лат.) | Характеристика | |--------------|------------------------|-------------------------------|----------------| | Царство | Дебилов | *Regnum Debilorum* | Полное отсутствие базовой логики | | Подцарство | Дол6оё6ы | *Subregnum Dolboeborum* | Механическое повторение действий без понимания | | Тип | Упоротые | *Phylum Uporotus* | Погружение в альтернативную реальность | | Класс | Отбитые | *Classis Otbitys* | Нарушение связи с социальными нормами | | **Отряд** | **Тормознутые** | *Ordo Tormoznus* | Задержка реакции на элементарные стимулы | | Семейство | Тупорылые | *Familia Tuporylus* | Грубость, агрессия, отсутствие такта | | Род | Рукожопые | *Genus Rukozhopus* | Неспособность выполнять простые действия | | **Вид** | **Абсолютно безнадёжные** | ***Homo stupidus maximus*** | Полная невосприимчивость к обучению и критике | --- ## **4. Диагноз вида *Homo stupidus maximus***  **Этимология:** видовое название образовано от лат. *stupidus* — глупый, и *maximus* — наибольший, указывая на пик интеллектуальной деградации. **Диагноз:**  Существа, способные одновременно писать «это же очевидно» под ложным утверждением, требовать доказательств, но не читать приложенные ссылки, и считать себя носителями истины после просмотра одного ролика на YouTube. **Распространение:** повсеместно, особенно в интернете. Численность стремительно растёт. **Особенности поведения:**  - Активно участвуют в спорах, не владея темой  - Считают эмоции аргументом  - Используют слово «логично» там, где логики нет вообще  - Склонны к теориям заговора уровня «Луна — это проекция» --- ## **5. Обсуждение**  Вид *Homo stupidus maximus* не должен путаться с близким таксоном *Homo memeticus*, который, хоть и глуп, но хотя бы осознаёт свою глупость и шутит над ней. Первые — угроза для общества, вторые — его спасение через иронию. --- ## **6. Выводы**  1. Царство *Regnum Debilorum* требует дальнейшего изучения.  2. Вид *Homo stupidus maximus* — эволюционный тупик, но, к сожалению, очень плодовитый.  3. Рекомендуется ввести карантинные меры: ограничение доступа к клавиатуре до прохождения теста на базовую логику.

Следы представителей вида Homo Stupidus Maximus

Следы представителей вида Homo Stupidus Maximus

P.S. У кого есть ещё изображения следов представителей вида Homo Stupidus Maximus, добавляйте в комментарии

Показать полностью 1
Эволюция Наука Исследования Цивилизация Научпоп Длиннопост
0
13
user11222293
Исследователи космоса

Зародыши активных галактических ядер: новая модель для красных точек⁠⁠

6 дней назад

Автор: Денис Аветисян


Астрономы предлагают объяснение природы загадочных красных точек в ранней Вселенной, связывая их с формированием сверхмассивных черных дыр.

Спектральные энергетические распределения рассматриваемых далёких галактик демонстрируют необходимость трёх ключевых компонентов, где вклад компонента ночного неба формируется исключительно старым звездным населением, обеспечивающим характерный излом в области балмеровского края спектра.

Исследование предполагает, что красные точки представляют собой диски вокруг сверхмассивных черных дыр, содержащие множество звездных черных дыр, что объясняет их уникальные спектральные характеристики и разрешает противоречия с существующими моделями аккреции.

Несмотря на значительный прогресс в изучении ранней Вселенной, природа недавно открытых объектов "малые красные точки" (LRD) остается загадкой. В работе "Little red dots as embryos of active galactic nuclei" предложена новая модель, объясняющая их природу как зародышей активных галактических ядер, содержащих сверхмассивные черные дыры, окруженные диском из звёздных черных дыр. Данная структура объясняет уникальные спектральные характеристики LRD и позволяет избежать проблем, связанных с чрезмерной массой сверхмассивных черных дыр в традиционных моделях аккреции. Возможно ли, что данная модель позволит пролить свет на процессы формирования галактик и сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной?


Тайна Слабосветных Ядер: Вызов Галактической Эволюции

Недавно открытые слабосветные активные галактические ядра (LRD) представляют собой сложную задачу для современной астрофизики, противореча общепринятым моделям эволюции галактик и активных галактических ядер (AGN). Особенно сложно согласовать наблюдаемые характеристики с теоретическими предсказаниями, учитывая верхний предел массы центральной сверхмассивной чёрной дыры (cMBH) в 106M⊙.

Эти объекты демонстрируют необычные спектральные особенности, включая отчетливый V-образный спектральный энергетический распределение (SED). Это требует пересмотра нашего понимания физических процессов в ядрах галактик. Традиционные модели часто полагаются на нетермическое излучение для объяснения наблюдаемых SED, однако в случае LRD, оно оказывается избыточным.

Спектральные энергетические распределения представленных слабосветных активных галактических ядер (LRD) демонстрируют наличие двух основных компонентов, обусловленных тонкими дисками и дисками вокруг сверхмассивных черных дыр (s@cMBH), при этом компоненты нетермического излучения (NSB) для их описания не требуются.

Обнаружение LRD заставляет задуматься о границах наших знаний. Каждая теория, которую мы создаем, подобна горизонту событий, за которым скрывается неизвестность.

Анатомия LRD: Система s@cMBH-диск

Предлагается новая модель структуры источников с низкой светимостью (LRD), включающая систему s@cMBH-диска. Центральная сверхмассивная чёрная дыра (cMBH) окружена аккреционным диском, населенным звёздными чёрными дырами (sMBH). Это позволяет объяснить наблюдаемые особенности спектральной энергетической плотности (SED) V-образной формы.

Комбинированное излучение cMBH и популяции sMBH генерирует наблюдаемый спектральный отпечаток. Аккреционный диск регулирует поток вещества к cMBH, влияя на её светимость и отношение Эддингтона. Полученное выражение для полной ширины на полувысоте (FWHM) широкой линии Hβ составляет приблизительно 1.0×103(Mm/107M⊙)1/2(Rout/10 ltd)−1/2(FR/0.2)1/2 км/с.

Предложенная конфигурация согласовывает теоретические модели с наблюдаемыми данными для LRD, предлагая механизм, объясняющий их уникальные свойства и спектральные характеристики. Эта модель открывает перспективы для изучения аккреционных процессов вокруг сверхмассивных чёрных дыр и их влияния на эволюцию галактик.

От Первозданных Облаков к Семенам cMBH

Вероятно, LRD формируются из плотных первозданных облаков, служащих начальными ядрами как для популяции cMBH, так и для sMBH. Эти облака, подвергаясь гравитационной неустойчивости, коллапсируют и фрагментируются, формируя строительные блоки системы s@cMBH-диск.

Диаграмма Риса предоставляет основу для понимания процессов коллапса и фрагментации этих облаков. Она позволяет оценить параметры облака, необходимые для формирования устойчивого диска вокруг чёрной дыры и последующей аккреции вещества. Изучение этой диаграммы в контексте наблюдаемых LRD уточняет модели формирования чёрных дыр и их окружения.

Наличие выходящей оболочки, подтвержденное линиями поглощения Бальмера, указывает на сложное взаимодействие между аккрецирующими чёрными дырами и окружающей газом. Моделирование показывает скорость истечения ≈ 110 км/с и оптическую глубину ≈ 0.2, что свидетельствует о значительном выбросе энергии и вещества, влияющем на эволюцию галактики.

Влияние на Эволюцию Галактик и Рост Чёрных Дыр

Система s@cMBH-диск представляет собой альтернативный механизм быстрого роста чёрных дыр, потенциально обходящий ограничения традиционных моделей аккреции, где рост чёрной дыры ограничен светимостью Эддингтона.

Компонент «Тонкий диск» обеспечивает сверхэддингтоновские скорости аккреции, значительно ускоряя рост cMBH благодаря эффективному переносу вещества и энергии, минуя классические барьеры.

Предлагаемый механизм может объяснить существование неожиданно массивных чёрных дыр на больших красных смещениях, бросая вызов современным космологическим моделям. Наблюдаемые характеристики этих объектов трудно согласовать с традиционными сценариями роста чёрных дыр, что делает систему s@cMBH-диск перспективным объяснением.

В конечном счёте, любое наше представление о законах, управляющих Вселенной, может раствориться в горизонте событий, подобно свету, поглощённому чёрной дырой.

Исследование, представленное в данной работе, фокусируется на малоизученных объектах на больших красных смещениях, предлагая новаторскую модель их структуры. Предполагается, что эти объекты, обозначенные как LRD, содержат сверхмассивные черные дыры, окруженные диском из звездных черных дыр. Эта концепция позволяет объяснить уникальные спектральные характеристики LRD, которые не укладываются в стандартные модели аккреции. Как заметил Григорий Перельман: «Математика — это язык, на котором написана природа». Подобно тому, как математические формулы описывают геометрию пространства-времени вокруг черных дыр, данное исследование предлагает математическую модель, способную объяснить наблюдаемые астрономические явления, демонстрируя глубокую связь между теорией и реальностью. В данном случае, сложность интерпретации наблюдаемых данных требует не только точных измерений, но и разработки новых теоретических подходов, способных учесть все факторы, влияющие на формирование и эволюцию этих объектов.

Что дальше?

Предложенная модель, связывающая объекты LRD с окружением сверхмассивных чёрных дыр звёздными чёрными дырами, безусловно, требует дальнейшей проверки. Наблюдения аккреционных дисков в различных диапазонах длин волн должны подтвердить или опровергнуть предсказания о специфической анизотропии излучения и вариациях спектральных линий. Моделирование, неизбежно, потребует учета релятивистского эффекта Лоренца и сильной кривизны пространства-времени, что само по себе является нетривиальной задачей.

Особый интерес представляет вопрос о распространённости данной конфигурации в ранней Вселенной. Если предположение о высокой плотности звёздных чёрных дыр вокруг сверхмассивных окажется верным, это может потребовать пересмотра стандартных представлений об эволюции галактик и формирования активных галактических ядер. Соотношение Солтана, как инструмент оценки вклада чёрных дыр в полную светимость галактик, вновь предстанет перед необходимостью калибровки.

Однако, необходимо помнить, что любая теория – лишь приближение к истине, пока она не столкнётся с горизонтом событий несоответствия. Наблюдения новых объектов, возможно, выявят ещё более экзотические конфигурации, заставив отказаться от текущих моделей. И в этом – вся красота и трагизм научного поиска.


Оригинал статьи: avetisyanfamily.com/zarodyshi-aktivnyh-galaktik-tajna-krasnyh-tochek-vo-rannej-vselennoj

Связаться с автором: linkedin.com/in/avetisyan

Показать полностью 1
[моё] Наука Эволюция Исследования Статья Будущее Длиннопост
1
21
user11222293
Наука | Научпоп
Серия Квантовые компьютеры

Квантовые метаповерхности: новый путь к запутанным состояниям⁠⁠

6 дней назад

Автор: Денис Аветисян


Исследование предлагает инновационный метод генерации высокозапутанных фотонных кластерных состояний с использованием квантовых метаповерхностей, открывая перспективы для масштабируемых квантовых вычислений.

Схема генерации масштабируемого двумерного кластерного состояния использует последовательное применение управляемых квантовой метаповерхностью (QM) логических операций CNOT и CZ, а также ворот Хадамара, где инцидентный фотон, взаимодействуя с инициализированной в суперпозиции QM, формирует суперпозицию отражения и прохождения, что позволяет, посредством волновой пластинки и поляризационного разделителя луча, направлять отражённую компоненту по пути различной длины для создания необходимой разности фаз, тем самым обеспечивая связность каждого кубита k с четырьмя ближайшими соседями в двумерной решётке размером NN, эквивалентно представленному четырёхузловой квантовой схемой, где каждый узел kk соединён с соседями k+1 и k+N посредством операций CNOT и CZ с использованием вспомогательного кубита.

В статье анализируется метод создания кластерных состояний на основе контролируемых взаимодействий между фотонами и атомами Ридберга с использованием квантовых метаповерхностей.

Несмотря на значительный прогресс в области квантовых вычислений, создание масштабируемых и надежных систем для генерации многокубитных запутанных состояний остается сложной задачей. В работе «Cluster States Generation with a Quantum Metasurface» исследуется новый подход к генерации фотонных кластерных состояний с использованием квантовых метаповерхностей, состоящих из субволновых атомных массивов. Предложенная схема позволяет реализовать двухкубитные квантовые логические операции с высокой точностью, превышающей 0.9, и потенциально ускорить вычисления за счет параллелизма. Возможно ли, используя предложенный подход, преодолеть ограничения, связанные с потерями в системах, и создать масштабируемую платформу для квантовой обработки информации?


Запутанность как Ресурс: Новый Взгляд на Квантовые Вычисления

Традиционные методы квантовых вычислений сталкиваются с проблемами масштабируемости и точности. Кластерные состояния предлагают альтернативный подход, используя предварительно установленную запутанность как ресурс для вычислений и коммуникации. В отличие от традиционных схем, вычисления выполняются посредством измерений кубитов, упрощая архитектуру и снижая требования к когерентности. Внутренняя связность открывает возможности для новых квантовых алгоритмов, напоминая сложный узор, где целое превосходит сумму частей.

Создание Запутанности: Квантовая Электродинамика и Метаповерхности

Квантовая электродинамика полости (CQED) усиливает взаимодействие света и материи, критически важное для генерации запутанности. Метаповерхности, искусственные материалы с заданными электромагнитными свойствами, обеспечивают прецизионный контроль над этими взаимодействиями, манипулируя светом на субволновых длинах. Сочетание CQED и метаповерхностей открывает возможности для конструирования сложных многокубитных запутанных состояний.

Квантическая метаповерхность, содержащая вспомогательный атом в центре, при наложении состояния суперпозиции 12(|g⟩+|r⟩) для вспомогательного атома, преобразует входящий фотон с левой круговой поляризацией в суперпозицию отраженного и прошедшего фотонов, при этом отраженный фотон меняет поляризацию на правую круговую.

Прецизионный контроль позволяет решать задачи масштабирования квантовых систем, создавая эффективные квантовые интерфейсы и улучшая когерентность кубитов.

Управление Атомарными Взаимодействиями: Блокада Райберга и EIT

Блокада Райберга, подавляющая возбуждение соседних атомов, обеспечивает контролируемые взаимодействия в квантической метаповерхности. Электромагнитно-индуцированная прозрачность (EIT) усиливает контроль, манипулируя поглощением и преломлением света. Комбинируя блокировку Райберга и EIT с лазерным управлением, реализованы квантовые логические вентили – CNOT, CZ и Адамара. Критический радиус взаимодействия определяет масштаб когерентного управления.

Моделирование влияния флуктуаций в расположении атомов на квантическую метаповерхность показало, что тепловые колебания приводят к дефектам в структуре, снижая отражательную способность, при этом, согласно модели, точность оптического пути, определяемая как последовательность CNOT и CZ гейтов, уменьшается с увеличением расстояния между оптическими путями из-за эффекта конечной блокады Райберга, а точность 2D кластерного состояния снижается с ростом размера состояния при наличии даже незначительных позиционных отклонений.

Достижение точности 0.962 для кластерных состояний при коэффициенте отражения 0.88, обусловленном позиционным беспорядком, демонстрирует устойчивость подхода. Реализация вентилей критически важна для измерений и вычислений на кластерном состоянии.

Архитектуры для Квантового Преимущества: За Пределами Простых Схем

Двумерные кластерные состояния – универсальная платформа для квантовых вычислений на основе измерений, обеспечивающая гибкость структуры вычислений. Древовидные кластерные состояния хорошо подходят для протоколов квантовой коммуникации, повышая безопасность и эффективность передачи информации. Адаптируя архитектуру кластерного состояния, можно оптимизировать производительность для конкретных приложений, превосходя ограничения традиционных схем. Подобно тщательному плетению, совершенство квантовой структуры проявляется в её способности к гармоничному взаимодействию.

Исследование, представленное в статье, демонстрирует элегантность подхода к генерации кластерных состояний посредством квантовых метаповерхностей. Эта методика, основанная на контролируемом взаимодействии фотонов и атомов Ридберга, подчеркивает стремление к созданию масштабируемых систем для квантовых вычислений. Как однажды заметил Нильс Бор: «Противоположности кажутся противоположными лишь из-за ограниченности нашего взгляда». В данном контексте, кажущаяся сложность управления квантовыми состояниями преодолевается за счет тонкого контроля над взаимодействием света и материи, раскрывая гармонию между формой и функцией в создании мощных вычислительных инструментов. Это не просто технологическое достижение, а свидетельство глубокого понимания фундаментальных принципов квантовой механики.

Куда Ведет Этот Путь?

Предложенный подход к генерации кластерных состояний посредством квантических метаповерхностей, несомненно, открывает новые горизонты. Однако, следует признать, что элегантность решения не гарантирует его немедленную применимость. Вопрос масштабируемости, всегда болезненный для квантовых технологий, требует пристального внимания. Увеличение числа кубитов, реализованных через взаимодействие фотонов и атомов Ридберга, неизбежно столкнется с проблемами декогеренции и точности управления. Ирония в том, что чем ближе к идеалу, тем острее проявляются несовершенства реализации.

Очевидным направлением дальнейших исследований является оптимизация геометрии метаповерхностей и совершенствование методов контроля над взаимодействием между фотонами и атомами. Поиск новых материалов с улучшенными квантовыми свойствами представляется не просто желательным, но необходимым условием для создания действительно надежных и масштабируемых квантовых вычислительных устройств. Важно помнить, что эффективность не должна достигаться ценой сложности – истинное решение должно быть простым и изящным.

В конечном счете, успех этого направления зависит не только от технологических прорывов, но и от глубокого понимания фундаментальных ограничений, присущих квантовым системам. Стремление к совершенству должно сочетаться с реалистичной оценкой возможностей, а красота и ясность должны стать критериями оценки каждого нового шага. Иначе, рискнуть можно не только ресурсами, но и самой сутью исследования.


Оригинал статьи: https://arxiv.org/pdf/2511.04297.pdf

Связаться с автором: linkedin.com/in/avetisyan

Показать полностью 3
[моё] Исследования Наука Статья Эволюция Будущее Квантовая физика Длиннопост
8
15
The.Spaceway
The.Spaceway
THE SPACEWAY
Серия Природа

Рыба-телескоп: живое доказательство, что эволюция не боится странностей⁠⁠

6 дней назад

Это существо выглядит как порождение самых мрачных ночных кошмаров, вынуждающих просыпаться в холодном поту. Огромные глаза-трубки, светящиеся в темноте. Пасть, усеянная зубами-иглами. Способность заглатывать жертв крупнее себя. Нет, это не инопланетный монстр, а земная глубоководная рыба-телескоп (род гигантуры), один из самых жутких хищников океанских глубин.

© <!--noindex--><a href="https://pikabu.ru/story/ryibateleskop_zhivoe_dokazatelstvo_chto_yevolyutsiya_ne_boitsya_strannostey_13393869?u=http%3A%2F%2Fjungledragon.com&t=jungledragon.com&h=a8b1f80fcee4ae98766edafa1fcfe30bf4caf4a1" title="http://jungledragon.com" target="_blank" rel="nofollow noopener">jungledragon.com</a><!--/noindex-->

© jungledragon.com

Анатомия глубоководного кошмара

У рыбы-телескопа длинное стройное тело с массивной головой и заостренным рылом. При общей длине 15-20 сантиметров на хвостовую часть может приходиться до половины тела, что придает обладателю еще более зловещий вид.

Массивная пасть, усеянная тонкими острыми зубами для захвата добычи, занимает большую часть головы. Тело покрыто гуанином вместо чешуи, что придает ему специфический серебристый блеск.

© <!--noindex--><a href="https://pikabu.ru/story/ryibateleskop_zhivoe_dokazatelstvo_chto_yevolyutsiya_ne_boitsya_strannostey_13393869?u=http%3A%2F%2Fwikipedia.org&t=wikipedia.org&h=069e34549d8605623376d6a956946f0dddfb7907" title="http://wikipedia.org" target="_blank" rel="nofollow noopener">wikipedia.org</a><!--/noindex-->

© wikipedia.org

Пожалуй, самая поразительная особенность рыбы-телескопа — цилиндрические трубчатые глаза. Эти органы зрения настолько увеличивают светопропускание, что позволяют видеть биолюминесцентную добычу с большого расстояния на глубинах 500-3000 метров. Кроме того, этот хищник может обнаруживать добычу сверху на фоне крайне слабого света, который едва проникает в морские глубины.

© <!--noindex--><a href="https://pikabu.ru/story/ryibateleskop_zhivoe_dokazatelstvo_chto_yevolyutsiya_ne_boitsya_strannostey_13393869?u=http%3A%2F%2Famazinglife.bio&t=amazinglife.bio&h=fab05274c16e3e87886021f12d53f9e538ef0106" title="http://amazinglife.bio" target="_blank" rel="nofollow noopener">amazinglife.bio</a><!--/noindex-->

© amazinglife.bio

Охотничьи повадки хищника-одиночки

Во тьме океана рыба-телескоп передвигается вертикально головой вверх, высматривая добычу, которая излучает свет. Благодаря эластичным челюстям этот монстр, догнав жертву, заглатывает ее целиком. Часто жертвами становятся хаулиоды, гоностомовые рыбы и другие глубоководные виды, некоторые из которых превышают его по размеру (обычное дело для глубоководных хищников).

Где обитает морской ужас?

Рыба-телескоп встречается в водах тропических и субтропических зон всех океанов. Эти существа предпочитают обитать на экстремальных глубинах, поэтому наблюдать их в естественной среде весьма проблематично.

© <!--noindex--><a href="https://pikabu.ru/story/ryibateleskop_zhivoe_dokazatelstvo_chto_yevolyutsiya_ne_boitsya_strannostey_13393869?u=http%3A%2F%2Famazinglife.bio&t=amazinglife.bio&h=fab05274c16e3e87886021f12d53f9e538ef0106" title="http://amazinglife.bio" target="_blank" rel="nofollow noopener">amazinglife.bio</a><!--/noindex-->

© amazinglife.bio

К счастью, рыба-телескоп не находится под угрозой исчезновения, так что глубоководные исследовательские аппараты будущего позволят нам познакомиться поближе с этим жутким хищником, наводящим ужас в океанских глубинах вдали от человеческих глаз.

Читайте также:

  • Океаны Земли — потенциально огромный источник энергии. Почему мы этим не пользуемся?

  • Сколько массовых вымираний было на Земле?

  • 7 доисторических морских животных, которые дожили до наших дней.

Показать полностью 4
[моё] Существа The Spaceway Наука Природа Океан Рыба Животные Эволюция Длиннопост
1
7
Flexifoil

Ваш кот буквально вызывает у вас наркотическую зависимость:⁠⁠

6 дней назад

новые исследования показывают, что он может заниматься нейрохакингом с каждым объятием и мурлыканьем

В журнале индийской оборонной промышленности Indian Defense Review вышла статья (Your Cat Is Drugging You, Literally: New Research Reveals It May Be Neurohacking You With Every Cuddle and Purr), посвященная актуальным исследованиям в области кошачьих наук, проливающим свет на некоторые вопросы, на которые ваши коты стараются не распространяться.

Ниже приводится ее перевод.

Кенза Ульд Джуди

На протяжении поколений кошки пробирались сквозь историю человечества, от древнеегипетских храмов до вирусных тик-токов, оставляя за собой шлейф привязанности , очарования и лёгкой одержимости . Но теперь наука, возможно, догадывается о том, о чём владельцы кошек подозревали всегда: наши кошачьи друзья могут вызывать химическую зависимость. Новое исследование предполагает, что домашние кошки могут тонко манипулировать биологией человека , влияя на наши эмоции и даже изменяя химию мозга посредством набора сенсорных сигналов , в частности, мурлыкания и физической ласки. Подтекст не просто сентиментальный, а нейрохимический. Простое поглаживание кошки или нахождение рядом с ее мурлыканьем может спровоцировать выброс окситоцина — того самого гормона, который отвечает за материнскую привязанность и романтическую связь. Иными словами, ваша кошка может быть не просто милой. Возможно, она "взламывает" вашу нервную систему.

Больше, чем просто комфорт

Исследование , проведённое в 2023 году Токийским сельскохозяйственным университетом, изучало влияние кошек на физиологию и эмоциональное состояние человека в реальных условиях. Исследование проводилось исключительно дома у участников. 32 владельца кошек общались со своими питомцами так, как они это делают обычно: гладили, обнимали, разговаривали, при этом исследователи удалённо отслеживали частоту сердечных сокращений, уровень гормонов в слюне и эмоциональные изменения. Результаты опровергли предположения. Во время взаимодействия с кошкой у участников наблюдалось учащение пульса и снижение парасимпатической активности , что обычно свидетельствует о повышенном возбуждении, а не о спокойствии.Однако было обнаружено, что кортизол в слюне — основной гормон стресса в организме — положительно коррелирует с окситоцином, что позволяет предположить, что стимуляция была вызвана не негативным стрессом, а «эустрессом» : продуктивной, придающей энергию формой эмоционального взаимодействия, часто связанной с обучением или творческим процессом. Хотя большинство предыдущих исследований о содержании домашних животных были сосредоточены на собаках и их успокаивающем эффекте, кошки могут действовать иначе. По-видимому, они вызывают более сложные физиологические состояния, сочетающие эмоциональную близость с возбуждением, а не просто расслабление.

Парадокс мурлыканья

Мурлыканье, которое долгое время считалось признаком кошачьего удовлетворения, возможно, развилось как своего рода межвидовой инструмент. Кошки мурлычут в диапазоне частот от 20 до 140 Гц, что совпадает с частотами, используемыми в физиотерапии и заживлении тканей. В широко цитируемой статье 2001 года, опубликованной в журнале Американского акустического общества (Journal of the Acoustical Society of America), изучались акустические свойства кошачьего мурлыканья и было обнаружено, что оно может оказывать влияние на здоровье как кошек, так и людей, способствуя заживлению костей, снижая кровяное давление и облегчая восприятие боли. Другие исследования подтверждают физиологическое воздействие. В одном обзоре за 2009 год было обнаружено, что владельцы домашних животных, особенно те, у кого есть кошки, имеют более низкий риск сердечно—сосудистых заболеваний и депрессии - вероятно, благодаря косвенным преимуществам, таким как дружеское общение, рутина и успокаивающий эффект взаимодействия.

Но кошки могут пойти дальше. Их общение, хотя и кажется случайным, активирует в мозге механизмы вознаграждения, связанные с выделением дофамина и окситоцина, особенно когда привязанность редка или непредсказуема. Этот паттерн отражает то, что поведенческая психология называет периодическим подкреплением, которое, как известно, является одним из самых мощных механизмов формирования эмоциональной зависимости.

Химия по взаимному согласию

Но эффект зависит не только от присутствия. Последующее исследование 2025 года, проведенное с использованием более совершенного биометрического отслеживания, показало, что уровень окситоцина повышается только тогда, когда кошка сама инициирует контакт - например, добровольно садится на колени, трется головой о ногу или устанавливает зрительный контакт. Когда владельцы вынуждали к взаимодействию, уровень гормонов у обоих видов либо повышался, либо снижался. Это открытие подтверждает связь между людьми: доверие и автономия имеют большое значение. Исследователи также отметили, что кошки с “защищенным” характером — те, кто активно ищет человеческого внимания и наслаждается им, — вызывали у своих владельцев более сильные физиологические изменения, чем избегающие или тревожные кошки. По сути, связь устанавливается путем договоренности, а не путем принуждения. Более того, исследование показало, что уровни кортизола и окситоцина изменялись согласованно, даже когда субъективные отчёты об эмоциональном состоянии оставались без изменений. Это говорит о том, что биологические эффекты взаимодействия с кошками могут быть тонкими и подсознательными, влияя на гормональный фон даже без заметных изменений настроения.

Эволюционное преимущество?

Некоторые исследователи полагают, что это не простая случайность, а результат коэволюции. В то время как собаки были одомашнены для конкретных задач, таких как охота или охрана, кошки, по большей части, одомашнились сами, используя человеческие поселения в качестве источника еды, крова и, со временем, общения.

Со временем кошки, способные вызывать у людей желание о них заботиться, с большей вероятностью получали пищу, защиту и возможность жить в доме. Способность запускать выброс окситоцина у человека стала бы мощной эволюционной чертой — той, что обеспечивает выживание без необходимости демонстрировать покорность или выполнять какую-либо работу. И, похоже, это работает. По данным Американской ассоциации производителей товаров для домашних животных, почти в 46,5 миллионах американских семей сейчас есть как минимум одна кошка, и владельцы часто описывают своих питомцев как нечто очень личное, семейное. То, что когда-то считалось отстранённым безразличием, на деле может оказаться продуманной стратегией — не для служения людям, а для того, чтобы оставаться достаточно близко и извлекать из них выгоду. И взамен они дарят нам нечто, что может быть химически непреодолимым.

https://indiandefencereview.com/your-cat-is-drugging-new-res...

https://www.mdpi.com/2076-2615/13/13/2116

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S01681...

Показать полностью
Кот Эволюция Наука Семейство кошачьих Текст Длиннопост
3
7
user11222293
Все о медицине

Квантовый взгляд на биомедицинскую визуализацию⁠⁠

6 дней назад

Автор: Денис Аветисян


В статье представлен обзор современных квантовых методов, открывающих новые возможности для получения изображений в биологии и медицине.

Многопараметрическая квантовая визуализация позволяет восстанавливать как карту глубины волокон (например, в образцах ткани для линз), так и гиперспектральные данные, где спектр в любой точке изображения может быть получен, или, наоборот, можно выделить области изображения, соответствующие определенной длине волны, демонстрируя возможности квантовой корреляционной световой полевой визуализации и гиперспектральной визуализации.

Анализ перспектив и проблем применения квантовой оптики для повышения разрешения, контрастности и чувствительности биомедицинской визуализации.

Несмотря на значительный прогресс в биомедицинской визуализации, достижение предельных разрешений и чувствительности остается сложной задачей. В настоящем обзоре, 'Quantum Optical Techniques for Biomedical Imaging', рассматриваются передовые методы, использующие неклассические свойства света для преодоления фундаментальных ограничений традиционных подходов. Ключевым результатом является демонстрация потенциала квантовой оптики для повышения пространственного разрешения, улучшения отношения сигнал/шум и снижения дозы облучения при визуализации биологических тканей. Смогут ли эти квантовые технологии стать основой для разработки принципиально новых, более точных и безопасных методов диагностики и терапии?


Преодолевая Дифракционный Предел: Квантовый Взгляд на Визуализацию

Традиционные методы оптической визуализации, такие как эндоскопия и суперразрешающая микроскопия, ограничены дифракционным пределом и рассеянием света, что препятствует глубокому проникновению в ткани и получению высокоразрешающих изображений. Ранние методы, например, рентгеновская визуализация, сопряжены с риском радиационного воздействия и недостаточной четкостью. Когерентная дифракционная визуализация и фотоакустические методы сталкиваются с трудностями в достижении оптимального разрешения и контрастности при глубоком проникновении. Квантовая визуализация, использующая коррелированные фотоны, представляет собой перспективный подход к преодолению этих ограничений, позволяя получать информацию о структуре образца, недоступную классическим методам. Достоверность визуализации, как и любого детерминированного процесса, зависит от воспроизводимости полученных результатов.

Экспериментальная схема квантовой визуализации с использованием света низкой интенсивности, полученного в результате спонтанного параметрического рассеяния, включает в себя настройку полной визуализации, где лазер на 355 нм накачивает кристалл BBO, генерируя коллинеарные пары фотонов с пониженной энергией на 710 нм, а выходная грань кристалла отображается как на предметном стекле, содержащем образец, так и на ПЗС-камере, при этом используется линия задержки для компенсации электронных задержек в системе триггера.

Квантовая Корреляция: Новый Импульс для Визуализации

Квантовая визуализация представляет собой парадигматический сдвиг, использующий квантовую запутанность и неклассические корреляции для улучшения разрешения и чувствительности. В отличие от классических методов, квантовая визуализация преодолевает ограничения, связанные с обычным светом, открывая новые возможности анализа образцов. Ключевым элементом является создание и манипулирование квантовыми состояниями света, такими как сжатые состояния и состояния N00N, обладающими уникальными свойствами и позволяющими значительно улучшить характеристики визуализации. Состояния N00N позволяют достичь повышения разрешения, превосходящего дифракционный предел, за счет корреляций между фотонами. Новые методы визуализации, основанные на квантовых состояниях света, улучшают осевое разрешение до 2 раз, как продемонстрировано в квантовой оптической томографии когерентности (QOCT). Эти методы не только повышают качество изображения, но и снижают фототоксичность, что особенно важно для биологических образцов, благодаря уменьшению интенсивности освещения.

В схеме запутанной микроскопии в многофотонном флуоресцентном микроскопе два запутанных фотона направляются на флуорофоры, что приводит к поглощению пары фотонов, при этом многофотонное поглощение флуорофорами снижает количество фотонов, необходимых для освещения образца при фиксированном отношении сигнал/шум, минимизируя потенциальное повреждение, а квантовые измерения с использованием состояний N00N, где два коррелированных луча света освещают немного разные участки образца, позволяют повысить точность.

Регистрация Квантового Сигнала: Методы и Реализация

Для регистрации слабых сигналов в квантовой визуализации требуются высокочувствительные камеры, такие как камеры, чувствительные к одиночным фотонам. Эти камеры являются ключевым компонентом различных схем визуализации, позволяя обнаруживать чрезвычайно слабые световые сигналы. Классическая визуализация призраков, демонстрирует возможности коррелированного детектирования фотонов. В этой технике информация об объекте восстанавливается путем корреляции между двумя детекторами. Квантовые методы визуализации, такие как квантовая спектральная гетеродинная интерферометрия (SHI), демонстрируют потенциал достижения спектрального разрешения до 2 нм за счет использования квантовых корреляций. Визуализация ультраслабого фотонного излучения (UPE) показала предел обнаружения менее 103 фотонов/сек/см2, что позволяет визуализировать чрезвычайно слабые сигналы в биологических системах.

Трехмерная вычислительная визуализация призраков реализуется с помощью экспериментальной установки, в которой световой проектор освещает объект (голову) компьютерными случайными двоичными спеклями, четыре пространственно разделенных однопиксельных фотодетектора фиксируют отраженный свет, а записанные с этих детекторов сигналы обрабатываются для реконструкции вычислительного изображения для каждого канала обнаружения.

Квантовая Визуализация: Перспективы и Расширение Области Применения

Квантовая визуализация обладает огромным потенциалом в биомедицинской визуализации, позволяя проводить более раннюю и точную диагностику заболеваний за счет улучшения разрешения и контрастности. Такое улучшение достигается за счет использования квантовых свойств света для преодоления классических ограничений. В частности, квантовые корреляции в свете позволяют создавать изображения с более высокой детализацией и чувствительностью. Сочетание фотоакустической визуализации с квантовыми улучшениями обеспечивает более глубокое проникновение в ткани и получение более подробной анатомической информации. Квантовое сканирование, использующее запутанные фотоны, снижает уровень шума и повышает сигнал, что особенно важно при визуализации глубоко расположенных тканей. Квантовое световое полевое изображение (LFI) способно достигать в 10 раз большего углового разрешения по сравнению с классическим LFI, открывая новые возможности для трехмерной визуализации. Помимо медицины, квантовая визуализация находит применение в материаловедении, безопасности и фундаментальных исследованиях. Разработка квантовых сенсоров и методов обработки изображений открывает возможности для обнаружения и анализа материалов с беспрецедентной точностью. Каждый квант света, подобно элементу сложной мозаики, вносит свой вклад в создание целостной картины мира, лишенной избыточности и лишних деталей.

Визуализация ультраслабого света (UPE) с использованием квантового сенсора, такого как ПЗС/ЭПЗС-камера с высокой эффективностью обнаружения в видимом диапазоне, позволяет получать изображения образцов в полной темноте, а изображения, полученные с помощью ЭПЗС-камеры живых систем, таких как опухоль в теле мыши, лицо человека во сне и поврежденные листья, демонстрируют, что UPE является признаком жизнеспособности организма при поддержании постоянной температуры.

Исследование квантовых методов визуализации, представленное в данной работе, подчеркивает стремление к повышению разрешения, контрастности и чувствительности в биомедицинской оптике. Этот подход, опирающийся на неклассический свет и запутанность, требует математической строгости и доказательности. Как отмечал Луи де Бройль: «Всякий факт физики может быть объяснен лишь в том случае, если мы признаем, что вся материя обладает волновыми свойствами». Эта мысль созвучна с принципами, лежащими в основе квантовой визуализации, где свет рассматривается не только как поток частиц, но и как волна, несущая информацию о структуре и свойствах исследуемого объекта. Доказательность алгоритмов и корректность математических моделей – залог успешной реализации перспективных методов биомедицинской диагностики.

Что Дальше?

Представленный обзор, хотя и демонстрирует многообещающие перспективы квантово-оптических методов в биомедицинской визуализации, неизбежно наталкивается на суровую реальность. Утверждения о превосходстве квантовой запутанности или однофотонной эмиссии над классическими подходами требуют не просто демонстрации на лабораторных образцах, но и строгих доказательств корректности в условиях, приближенных к реальным биологическим тканям. До тех пор, пока шум и декогеренция не будут покорены математически, а не эмпирически, заявления о повышенном разрешении и контрастности остаются лишь элегантными гипотезами.

Перспективы гиперспектральной визуализации, использующей неклассический свет, безусловно, интригуют. Однако, алгоритмическая сложность обработки таких данных, вкупе с необходимостью создания стабильных и эффективных квантовых источников света, представляет собой серьезный вызов. Необходимо сместить акцент с простого увеличения количества информации к разработке методов, способных извлекать осмысленные данные из этого потока, игнорируя случайные флуктуации.

Будущее этого направления, вероятно, лежит в тесной интеграции квантовой оптики с передовыми алгоритмами машинного обучения и глубокого анализа данных. Доказательство того, что квантовые корреляции действительно приводят к улучшению диагностических возможностей, должно быть математически безупречным. Иначе, это всего лишь еще один пример красивой теории, столкнувшейся с упрямой реальностью.


Оригинал статьи: denisavetisyan.com/kvantovyj-vzglyad-na-biomediczinskuyu-vizualizacziyu

Связаться с автором: linkedin.com/in/avetisyan

Показать полностью 5
[моё] Исследования Наука Статья Эволюция Будущее Длиннопост
0
Посты не найдены
О нас
О Пикабу Контакты Реклама Сообщить об ошибке Сообщить о нарушении законодательства Отзывы и предложения Новости Пикабу Мобильное приложение RSS
Информация
Помощь Кодекс Пикабу Команда Пикабу Конфиденциальность Правила соцсети О рекомендациях О компании
Наши проекты
Блоги Работа Промокоды Игры Курсы
Партнёры
Промокоды Биг Гик Промокоды Lamoda Промокоды Мвидео Промокоды Яндекс Маркет Промокоды Пятерочка Промокоды Aroma Butik Промокоды Яндекс Путешествия Промокоды Яндекс Еда Постила Футбол сегодня
На информационном ресурсе Pikabu.ru применяются рекомендательные технологии