Исследователи разработали фотонные кристаллы времени

Эти материалы способны усиливать свет и открывают новые перспективы для связи, визуализации и зондирования. Статья об этом опубликована в журнале Nature Photonics.

Фотонные кристаллы времени отличаются от обычных тем, что имеют временную, а не пространственную структуру. Они остаются однородными в пространстве, но периодически изменяются во времени.

Это создаёт условия для распространения света и возникновения эффекта импульсных запрещённых зон, где свет задерживается и его интенсивность растёт со временем. Одним из возможных применений фотонных кристаллов времени является создание нанодатчиков.

Эти устройства смогут обнаруживать мельчайшие частицы, такие как вирусы или биомаркеры заболеваний. При попадании частиц на поверхность кристалла, он улавливает испускаемый свет и автоматически усиливает его.

Это повысит точность и чувствительность методов диагностики. Разработка фотонных кристаллов времени для видимого света была сложной задачей из-за необходимости сверхбыстрых изменений свойств материалов.

Ранее исследователи смогли продемонстрировать фотонные кристаллы времени на низких частотах, таких как микроволны. Теперь же команда предложила новый подход, позволяющий достичь истинно оптических фотонных временных кристаллов.

Используя массив крошечных кремниевых сфер, они продемонстрировали, что условия для усиления света могут быть реализованы в лаборатории. Это открытие может привести к созданию более компактных и мощных оптических устройств, таких как лазеры и датчики.

Это, в свою очередь, обещает серьёзные изменения в различных областях науки и техники.

В эксперименте участвовали два вида — Diploschistes muscorum и Cetraria aculeata. Их поместили в специальную камеру, имитирующую условия на поверхности Марса.

Оказалось, что особенно устойчив был D. muscorum.

Он продолжил поддерживать метаболизм и активировать защитные механизмы даже при воздействии рентгеновского излучения, эквивалентного одному году на Марсе в период сильной солнечной активности. По словам автора исследования Кайи Скубалы, это первый раз, когда удалось зафиксировать активность живого организма в столь суровых условиях.

Это ставит под сомнение представление о том, что радиация делает Марс полностью непригодным для жизни, и открывает новое направление в астробиологии.

Они хорошо распознают шаблоны, но не могут понять скрытые закономерности, особенно в задачах, требующих логики. Исследование показало, что в ситуациях, где человек интуитивно улавливает суть, нейросети часто ошибаются.

Работа опубликована в Transactions on Machine Learning Research. Специалисты сравнивали, как люди и искусственный интеллект решают задачи на аналогии.

Например, нужно угадать, как изменится одна строка букв по аналогии с другой. Простые случаи, такие как превращение «abcd» в «abce» и «ijkl» в «ijkm», модель решала верно.

Но когда нужно было убрать повторяющиеся буквы (как в «abbcd» → «abcd») и применить это правило к новой строке («ijkkl»), искусственный интеллект часто давал неверный ответ. Люди таких ошибок не допускали.

Особенно трудно нейросетям давались задачи, где нужно было понять общий смысл — сюжетные аналогии. Вместо логического анализа модели просто перефразировали вопрос.

Учёные пришли к выводу, что искусственный интеллект пока не умеет учиться с нуля, то есть понимать новые категории, которых не было в обучающих данных. В отличие от человека, модель не может вывести общее правило и применить его к новой ситуации.

Авторы подчёркивают, что языковые модели могут быть полезны, но их возможности абстрактного мышления сильно ограничены, и это нужно учитывать при их применении.

Как утверждают специалисты из Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ), темпы сокращения ледников сопоставимы с потеплением, которое произошло около 4 тысяч лет назад. За последние пять лет юго-западная часть архипелага ежегодно теряет до 2,5 метра льда в толщину.

Если динамика сохранится, то ледник Альдегонда, расположенный рядом с Баренцбургом, может полностью исчезнуть уже через 30 лет, предупреждают учёные. Изменения касаются не только объёма и площади ледников, но и их внутренней структуры, режимов движения и пульсации.

Эти перемены оказывают влияние на всю арктическую экосистему: они воздействуют на речной сток, вечную мерзлоту и состав прибрежных вод. Шпицберген, как подчёркивают в ААНИИ, оказался в эпицентре климатических изменений, масштаб которых уже невозможно игнорировать.

Эти клетки плотным кольцом окружали опухолевые, что, по мнению учёных, мешало иммунной системе их распознать и уничтожить. Кроме того, в лёгких возрастал уровень белка фибронектина, создающего благоприятную «почву» для закрепления опухоли.

Когда животных перевели на обычный рацион, показатели вернулись к норме, и количество метастазов снизилось. Учёные предполагают, что контроль рациона и активности тромбоцитов может усилить эффективность лечения у людей с раком молочной железы.