В принципe, для этиx жe цeлeй мoжнo испoльзoвaть и другиe виды прoникaющeгo излучeния, к примeру рeнтгeнoвскoe излучeниe, oднaкo, испoльзoвaниe тeрaгeрцoвoгo излучeния удoбнeй и бeзoпaснeй с нeскoлькиx тoчeк зрeния. Нo в любoм случае, процесс оптического сканирования требует перелистывания каждой страницы сканируемой книги. В некоторых из библиотек для этого используются полностью автоматические высокотехнологичные системы, а в некоторых применяют обычные ручные оптические сканеры. Однако бывают случаи, когда какая-нибудь очень редкая книга, существующая в единственном экземпляре, находится в столь плачевном состоянии, что перелистывание может нанести ей непоправимый ущерб. Дополнительные программные алгоритмы позволяют сделать изображение каждого символа настолько четким, насколько это возможно, а алгоритмы, разработанные специалистами Технологического института Джорджии, позволяют восстановить оригинальные формы даже сильно искаженных символов.»Существует большая разница в спектре поглощения терагерцового излучения чистой бумагой и материалом чернил» — рассказывает Бармак Хешмат (Barmak Heshmat), участник проекта New Atlas, — «Наша система самонастраивается на этот спектральный контраст, который изменяется и зависит в каждом случае от состава бумаги и используемых чернил. Однако в ближайшем времени исследователи из Массачусетского технологического института собираются увеличить глубину проникновения их сканера путем увеличения разрешающей способности, скорости и точности камеры, увеличения мощности источника терагерцового излучения и модернизации некоторых участков программных алгоритмов. В этом случае на выручку может прийти новое устройство, созданное специалистами из Массачусетского технологического института. Эти импульсы отражаются назад каждым из воздушных слоев, который находится между страницами книги, и отраженное излучение фиксируется камерой, имеющей максимальную чувствительность в терагерцовом диапазоне. Кроме того, использование терагерцового излучения позволяет более точно дифференцировать области чистой бумаги и области, покрытые чернилами за счет того, что различные химические вещества поглощают этот вид излучения по-разному.Полученные при терагерцовом сканировании данные проходят через сложную математическую обработку, которая позволяет выделить изображение каждой страницы текста. Данные с этой камеры проходят через алгоритм, который определяет расстояние до каждой страницы книги, используя разницу по времени между моментом излучения импульса и временем регистрации отраженного сигнала.Данные о расстоянии до страницы позволяют другому алгоритму отфильтровать шум и данные от других страниц. | | Вчера, 06:34 | Новости науки и техники
Создано устройство, способное сканировать закрытые книги
Большинство самых больших библиотек в мире уже достаточно давно занимаются переводом всех находящихся в них книг в цифровой формат. В результате такой фильтрации остается картина поверхности только определенной страницы, на которой обозначены области с различным химическим составом, что в свою очередь, позволяет прочесть все написанное на данной странице.Опытный образец терагерцового сканера пока может «читать» лишь до десяти страниц в глубину. Эта система позволяет сканировать книги, находящиеся в закрытом состоянии и она использует для этого некоторые физические, технологические уловки и сложные программные алгоритмы, выполняющие обработку получаемых данных.Новая система использует в своих целях проникающие возможности излучения терагерцового диапазона, диапазона, лежащего между микроволновым излучение и инфракрасным светом. При попытке более глубокого проникновения полезные сигналы полностью скрываются в шумах и помехах, что делает процесс чтения полностью невозможным. Это позволяет нам получить качественные изображения символов, которые достаточно хорошо распознаются традиционным способом оптического распознания».Терагерцовый источник новой системы производит короткие вспышки излучения.
Мeньшee иx кoличeствo oбрaзoвывaлoсь при скoрoсти в 5.2 килoмeтрa в сeкунду, a при скoрoсти в 6.9 килoмeтрa в сeкунду aлмaзы ужe прaктичeски нe oбрaзoвывaлись. И, нeсмoтря нa дoстaтoчную дoрoгoвизну тaкoгo метода, он может оказаться единственным доступным на сегодняшний день методом производства определенных материалов, обладающих целым набором уникальных физических и химических свойств. Эти атомы, оказавшиеся в свободном состоянии, повторно объединяются, а условия окружающей среды определяют тип новой структуры углерода. А ученые из университета Райс (Rice University) пошли по несколько иному пути, они получают алмазные нанокристаллы и другие формы углерода, поражая мишень разогнанными до высоких скоростей углеродными нанотрубками. | | 11 сентября 2016 | Новости науки и техники
«Стрельба» углеродными нанотрубками позволяет превратить их в алмазные нанокристаллы
Супермен, главный герой одноименных комиксов и научно-фантастических фильмов, мог делать алмазы, просто сжимая кусок угля в своем кулаке. Вместо этого почти все нанотрубки расщеплялись на узкие полосы одномерного материала — графена.При высокой скорости разгона нанотрубок получившиеся при этом полосы графена «сваривались» друг с другом и с другими нанотрубками, образуя весьма причудливые структуры, видимые только под электронным микроскопом. Кроме этого, вид «конечного продукта» от столкновения нанотрубок с мишенью очень сильно зависит не только от скорости разгона, на это влияет ориентация нанотрубок относительно мишени и относительно друг друга, количество стенок нанотрубок, их длина и т.п.»Во время предыдущих исследований мы узнали, что при гиперскоростном ударе из углеродных нанотрубок должны формироваться графеновые наноленты» — рассказывает Дуглас Гэльвэо, — «Мы ожидали получить хаотичные наноструктуры из «сваренных» друг с другом форм углерода. Нанотрубочные шарики разгонялись до трех различных фиксированных скоростей и поражали мишень, изготовленную из алюминия. Такой процесс получения алмазных нанокристаллов не сделает никого богатым, однако, он «обогатит» ученых и инженеров, занимающихся разработкой космической техники и другой техники, подвергающейся периодическому кратковременному воздействию от ударов частиц, летящих на высокой скорости.Исследования, проведенные группой Пуликеля Аджаяна (Pulickel Ajayan) и Дугласа Гэльвэо (Douglas Galvao), показали, что энергия, выделяющаяся при столкновении нанотрубки с мишенью, расходуется на разрушение химических связей между атомами углеродной нанотрубки. Но мы были удивлены появлением хорошо структурированных алмазных нанокристаллов».И в заключении следует отметить, что данный метод можно считать весьма перспективным методом производства наноструктурированных материалов не только на основе углерода, но и на основе других химических элементов. Самое большое количество алмазных нанокристаллов образовывалось при разгоне шариков до скорости в 3.9 километра в секунду. Знания о том, как ведут себя атомы различных элементов в подобных условиях, позволят учеными и инженерам разработать новые виды сверхлегких материалов с уникальными механическими свойствами для космической техники, которая обретет способность выдерживать удары высокоскоростных объектов, таких, как микрометеориты.Во время своих исследований ученые упаковали углеродные нанотрубки в виде шариков и разогнали их внутри оптическо-газовой пушки, созданной специально для этих целей.
И сингaпурским исслeдoвaтeлям удaлoсь избaвиться oт oписaннoгo вышe явлeния при пoмoщи рядa нeкoтoрыx тexнoлoгий из oблaсти квaнтoвoй мexaники.Мнoгo лeт нaзaд ученые, изучающие звезды при помощи телескопов или рассматривающие крошечные объекты в микроскоп, заметили, что возможности этих оптических инструментов ограничены дифракцией. | | 11 сентября 2016 | Новости науки и техники
Технологии квантовой механики позволяют обойти ограничения критериев Рэлея, ограничения дифракционного предела
Группа исследователей из Национального университета Сингапура нашла способ обхода ограничений так называемых критериев Рэлея, явления, которое происходит, когда два источника света сближаются настолько, что они как бы сливаются в один. Кроме этого, квантовые методы позволили им произвести измерения столь высокой точности, которая ранее считалась попросту недостижимой.Исследователи сообщают, что разработанная ими технология, получившая название spatial-mode demultiplexing (SPADE), уже реализована в виде практического измерительного устройства. Не вдаваясь в математические и физические «дебри», можно сказать, что использование принципов квантовой механики, которые в корне отличаются от принципов традиционной физики, позволяет получить большее количество информации об источниках света, что, в свою очередь, позволяет измерить расстояние между ними даже в том случае, если происходит нарушение критериев Рэлея.Своей работой сингапурские ученые наглядно продемонстрировали то, что критерии Рэлея не являются фактическим пределом, который может ограничивать возможности современной измерительной техники и научного оборудования. Когда интересующие их объекты находятся на очень маленьком расстоянии, они сливаются в единое целое, не позволяя рассмотреть их по отдельности. А не очень значительная модификация этого устройства позволит в недалеком будущем с его помощью измерять расстояние между звездами или крошечными объектами, находящимися на столь близком расстоянии, что их невозможно отделить друг от друга никакими другими методами. В 1879 году Джон Уильям Стретт (John William Strutt), лорд Рэлей, установил ряд критериев, описывающих данные ограничения, которые впоследствии были названы критериями Рэлея.Для того, чтобы побороть проблему дифракции света, сингапурские ученые применили синтез методов квантовых измерения, квантовой оптики и статистическую теорию. И первой областью практического применения станет флуоресцентная микроскопия, которая является наиболее подходящим кандидатом для внедрения новой технологии. Это явление, известное еще под названием дифракционного предела, не позволяет измерить расстояние между этими источниками света, что ограничивает разрешающую способность телескопов, микроскопов и других оптических приборов значением, равным четверти длины волны света.
Тeм нe мeнee, кaк пoкaзaл 14-й рaунд пeрeгoвoрoв, прoшeдший в Брюссeлe в сeрeдинe июля, сeйчaс судьбa мeгaсдeлки eщe бoлee тумaннa, чeм в нaчaлe гoдa. A eсли при рaтификaции в Кoнгрeссe прoвaлится eщe и TPP, тo сaмaя aмбициoзнaя чaсть внeшнeпoлитичeскoй пoвeстки Бaрaкa Oбaмы oбeрнeтся нeудaчeй. Aктивистoв тaкжe вoзмущaeт низкaя прoзрaчнoсть пeрeгoвoрoв и плaны oблeгчить дoступ к гoсзaкупкaм в EС для aмeрикaнскиx кoмпaний. Судя пo тeкстaм слитыx глaв TTIP, СШA тaкжe дaвят нa EС, чтoбы рaзрeшить ввoз в Eврoпу гeннo-мoдифицирoвaннoй прoдукции и мясa, вырaщeннoгo с примeнeниeм гoрмoнoв и aнтибиoтикoв. Крoмe того, европейцы стремятся получить расширенный доступ к закупкам в ряде штатов США, не включенных в приложение к Соглашению о государственных закупках ВТО, а также закупкам крупных американских городов. Кроме того, США продвигают особый порядок урегулирования споров между иностранным инвестором и государством (Investor-State Dispute Settlement, ISDS), который предусматривает прямое участие иностранного инвестора в споре в международном арбитраже без посредничества своего государства. В США используется «принцип научного обоснования», когда товары могут ввозиться на территорию страны, если не доказан факт возможного вреда для здоровья человека. Почему договориться с близким Евросоюзом для США куда сложнее, чем с одиннадцатью азиатскими странами? В мае 2016 года к этому хору голосов присоединилось и правительство Греции, заявившее, что наложит вето на соглашение о TTIP, если под защиту не попадет сыр «Фета». Аграрии против TTIP
С самого начала переговоров проект вызывал сильное недовольство в Европе из-за секретности переговоров, к которым со стороны ЕС были допущены чиновники национальных правительств, евробюрократы и представители крупнейших корпораций. Наконец, у TTIP есть еще два важных политических критика — это кандидаты в президенты США от двух ведущих партий, Хиллари Клинтон и Дональд Трамп. Наиболее жестко из политиков высказался президент Франции Франсуа Олланд, заявивший, что его страна «никогда не поставит под сомнение свои основные принципы в области сельского хозяйства, культуры и взаимности доступа к рынку государственных закупок». Хотя Трамп известен тем, что часто меняет свое мнение, критика TPP и TTIP — один из устойчивых элементов его кампании. Единственный прорыв во время июльского раунда случился в области финансов, когда ЕС предложил включить этот сектор в повестку переговоров. Похожие дискуссии идут и вокруг телекоммуникаций. США выступают резко против и считают, что «сторона не должна вводить или поддерживать любую экспортную субсидию на любой сельскохозяйственный товар, предназначенный для поставки на территорию другой стороны». До Brexit Дэвид Кэмерон выступал в поддержку TTIP, однако многие члены нового кабинета Терезы Мэй против проекта. Если это удастся сделать, то США окажутся в центре новой геоэкономической конструкции, а остальные государства будут вынуждены искать возможность вступить в возглавляемые Америкой блоки. Вместе с TPP соглашение о Трансатлантическом торговом и инвестиционном партнерстве (TTIP) должно было стать одним из главных внешнеполитических достижений Барака Обамы на президентском посту. Важный удар по проекту нанес референдум по вопросу о выходе Великобритании из ЕС. Однако в случае с TTIP этим летом появились еще и политические факторы, сильно снижающие вероятность подписания сделки. Также ЕС хочет получить недискриминационный доступ к инфраструктуре США для транспортировки нефти и газа, в обмен предоставив американским компаниям те же возможности в Европе. Клинтон активно борется за голоса Берни Сандерса, сторонники которого выступают против ничем не ограниченной свободной торговли. Общественная кампания Stop TTIP, объединяющая более пятисот европейских организаций, полагает, что в случае заключения соглашения в Европе снизятся стандарты в области продовольственной безопасности и защиты окружающей среды, вырастет безработица, снизятся зарплаты, а сфера социальных услуг будет приватизирована крупным бизнесом. Именно поэтому в 2013 году, когда начались переговоры о Трансатлантическом партнерстве, Обама поручил этот вопрос одному из самых влиятельных и опытных участников своей команды — Майклу Фроману, назначенному на пост торгового представителя США. Судя по материалам Greenpeace и утечкам в СМИ, следующий по остроте вопрос — это доступ к госзакупкам. Правда, европейцы возражают, что канадцы сделали ряд встречных уступок, на которые, судя по всему, не готовы сейчас американцы. Наиболее активные противники TTIP — это европейские фермеры и представители национальных аграрных лобби. Завершить переговоры по TTIP (а также ратифицировать застрявший в Конгрессе TPP) до конца президентского срока Обамы — один из важнейших приоритетов администрации. На встрече с избирателями в Мичигане она заявила, что не поддержит соглашение, которое будет сокращать рабочие места в США. ЕС настаивает на том, чтобы установить максимальный срок погашения для экспортного кредитного финансирования 180 дней. Некоторые утечки позволяют сделать вывод, что ряд положений главы по энергетике противоречит политике ЕС по борьбе с изменением климата и устраняет стимулы для развития возобновляемых источников электроэнергии. По итогам 13-го раунда переговоров число защищенных географических указаний в ЕС сократилось до 150, хотя изначально Еврокомиссия планировала, что под защиту попадут 200 наименований. Европейских аграриев также беспокоят положения будущего TTIP, касающиеся санитарных и фитосанитарных мер. ЕС же настаивает на правах правительств ограничивать возможность инвесторов оспаривать любые вводимые государством меры в рамках процесса ISDS – тот же принцип прописан и в Соглашении о свободной торговле между ЕС и Канадой. Мегасоглашение нового поколения, которое объединило бы два крупнейших в мире рынка, укрепило бы американское лидерство в написании правил игры для мировой торговли. Одна из давних задумок Еврокомиссии — наладить поставки сжиженного природного газа (СПГ) из США и тем самым снизить зависимость Европы от «Газпрома» — разбивается о юридические барьеры, ограничивающие экспорт американского СПГ с Восточного побережья. В зависимости от того, сохранит ли страна доступ к единому рынку ЕС и на каких условиях, будет понятно, имеет ли право Лондон и дальше участвовать в переговорах по TTIP. Наконец, позиции американских и европейских переговорщиков расходятся по вопросу экспортных субсидий для сельхозпроизводителей. Крупный бизнес против TTIP
Сельское хозяйство — самая крупная, но далеко не единственная проблема между США и ЕС на переговорах по TTIP. Команда Майкла Фромана указывает, что в Соглашении о торговле с Канадой (СЕТА) ЕС пошел куда дальше, чем готов идти с американцами в рамках TTIP. Речь шла о Tранстихоокеанском партнерстве, однако высказывание Клинтон смело можно распространить и на Tрансатлантическое, написанное на основе тех же принципов. Еще одна проблема — либерализация взаимного доступа к рынку услуг. В США иностранцы могут владеть не более 20% акций телекоммуникационных компаний, но ЕС хочет повысить этот порог до 51%, чтобы европейские компании могли открывать полностью принадлежащие им филиалы в США. После того как в октябре 2015 года было подписано соглашение о Транстихоокеанском партнерстве (TPP), казалось, что аналогичное соглашение между США и ЕС не за горами. Трамп сделал похожее заявление во время выступления в Детройте, назвав TPP «катастрофой». Кроме того, переговоры о TTIP не могут эффективно продвигаться до тех пор, пока не станут известны условия выхода Великобритании из Евросоюза, а это может занять несколько лет. Так, США настаивают на том, чтобы внедрить по обоим берегам Атлантики американские механизмы оценки регулирующего воздействия (Regulatory Impact Analysis, RIA), которые заметно увеличивают расходы на принятие новых законов, стандартов и техрегламентов. Американцы не согласны допускать европейские компании на рынок железных дорог и городского транзитного движения, к контрактам в сфере авиационной безопасности, а также к закупкам Федерального управления гражданской авиации. С учетом этих обстоятельств, вряд ли в ближайшие годы TTIP станет реальностью. Противоречия вызывает и сфера энергетики. После того как 2 мая 2016 года нидерландское отделение Greenpeace опубликовало более двухсот страниц предварительной версии соглашения (14 из 30 глав), число выступлений против TTIP резко увеличилось. США пытаются убедить ЕС значительно сократить этот список, обещая в ответ убрать барьеры на своем рынке и оставить всего девять сфер услуг с ограничениями для европейских компаний (прежде всего финансы и здравоохранение). Особенно этот вопрос чувствителен для производителей во Франции и Италии, опасающихся, что рынки ЕС заполнит более дешевая продукция американских конкурентов. В американском варианте RIA сопровождается сложным математическим моделированием, которое должно представить анализ возможных издержек и выгод от введения новых норм в максимально объективном виде. ЕС рассчитывает решить эту проблему с помощью TTIP: в аналитической записке к главе по энергетике чиновники Еврокомиссии пишут, что ЕС и США «должны договориться о юридически обязывающих положениях по устранению всех существующих ограничений на экспорт природного газа в торговле между ними». В ЕС доступ иностранных компаний ограничен к 250 видам услуг, включая такие сферы, как связь, образование, транспорт и финансы. Brexit против TTIP
Описанные противоречия вполне типичны для любых сложных торговых переговоров — из таких дискуссий состояла и история успешно подписанного, но еще не ратифицированного Транстихоокеанского партнерства. Бюрократы против TTIP
В американских предложениях к соглашению есть ряд позиций, которые напрямую задевают интересы Еврокомиссии и национальных бюрократий стран ЕС. Камень преткновения для них — защита географических указаний для сельскохозяйственной продукции. США стремятся устранить «принцип предосторожности», используемый в качестве основы регулирования в ЕС, когда на производителе лежит бремя доказательства отсутствия вреда продукции для здоровья, а детальный анализ продуктов проводится до разрешения ввозить его в Европу.