запуск завтра
о каналепоиск

наука

«Производство современных компьютерных чипов: неотличимо от магии»

Исключительно хороший доклад и отличное видео на выходные.

Я посмотрел ещё меньше половины и вот что мне запомнилось:

- заводы по производству процессоров гигантские - площадью в несколько футбольных полей;
- в них есть «чистые комнаты», в которых пыли в 10000 раз меньше, чем в операционной (и это не фигура речи);
- сначала они выращивают кремниевую трубку - цилиндр диаметром 30 см и длиной в несколько метров. Вся трубка - единый кристалл, то есть атомная решетка идёт ровно от одного конца до другого!
- дальше её нарезают на блинчики толщиной 200 микрометров (толщина волоса - около 80мкм). Эти блинчики - основа, на которой «рисуют» детальки;
- я пишу рисуют, но размер элементов картины - десятки нанометров (на срезе волоса помещаются тысячи);
- фотолитография (то самое прижигание/выжигание) - это снос башки: сначала делают относительно крупную «маску», через которую светят ультрафиолетом и пропускают картинку через линзу, которая делает луч меньше - таким образом рисунок получается меньше маски (и даже меньше длины волны);
- эти линзы меняют раз в несколько лет из-за износа от бомбардировки фотонами! Представьте, если бы у вас объектив на фотике истерся от света;
- размер картинки такой маленький, что нужно учитывать интерференцию лучей, то есть маска и тень от неё не совпадают. Это значит, что подсчёт маски, дающей необходимую тень - отдельная математическая задача;
- там такие точности, что заметна осцилляция фотонов (!), и используются способы ее компенсации.

Это одно из самых увлекательных выступлений, с максимальной концентрацией лулзов. Приятного просмотра.

https://youtube.com/watch?v=NGFhc8R_uO4

Делюсь с вами самым безумным ютуб-каналом, который знаю.

Три последних видео:

1. Выращивает паучий шелк в дрожжах. Натурально выделяет ДНК пауков «черной вдовы», вырезает кусочки ответственные за шёлк и пересаживает их в дрожжи. АААА

2. Выращивает человеческие нейроны в пробирке и подключает получившуюся штуку к компьютеру.

3. Трясет воду ультразвуком и так подбирает резонансную частоту, что пузырек воздуха внутри во первых подвисает, а во вторых температура в нем скачет от -269℃ до 10 тысяч ℃ и он начинает светиться.

Он работает над экспериментами по 5 лет, а процесс и результаты рассказывает супер понятным языком в наглядных видео за полчаса.

Короче, полный отрыв и победа разума над здравым смыслом. Кайф.

Чувак снял видео полета луча лазера. Прямо буквально видно, как луч движется по комнате.

Для этого он собрал камеру, снимающую HD видео с частотой 2 миллиарда кадров в секунду.

Все это дома, из деталей, заказанных на Амазоне и скрипта на питоне.

Не буду спойлерить механизм действия камеры, это чистое удовольствие, причем понятное без специального образования.

—

Это, кстати, классный ютубер, он работает инженером-ученым, с установками глубокого вакуума и электронными микроскопами.

Ещё из прошлых крутых видео, есть вот это, в котором он экспериментально демонстрирует, как напряжение течет по проводам и как электричество «узнает», какой провод подключен к земле.

А вот еще ролик, где он собрал весы, которые взвешивают пролетающий над ними самолет. Очень рекомендую.

Практически идеальный симулятор эпидемии от блоггера.

В статье Washington Post не хватает возможности регулировать параметры модели и открытых исходных кодов.

Кевин Симлер в своей очень-очень крутой статье исправил обе проблемы. Он начинает с самой простой модели распространения вируса и шаг за шагом, с простыми объяснениями, вводит дополнительные условия: инкубационный период, путешествия и даже социальную изоляцию. Все параметры можно менять и перезапускать симуляции сколько хочешь раз. Он сам пишет, что цель статьи — помочь выработать интуицию. 

Вся статья и исходные коды доступны по свободной лицензии CC0. Интересно, кто первым переведёт эту работу на русский — медиа или энтузиасты? Если вы — русское медиа и вам нужна помощь с тем, чтобы встроить эти симуляции у себя — пишите в личку.

Кайф².

Супер понятная и глубокая статья о том, как устроена вакцина от COVID19 компании BioNTech/Pfizer.

Автор буквально разбирает исходный код вакцины, объясняя, что делает каждый кусочек ДНК и проводит читателя по всей производственной цепочке от кода до раствора в ампуле. По ходу дает необходимый теоретический минимум о том, как работает современная генетическая инженерия и иммунная система. Один из лучших примеров объяснения сложной штуки простым, понятным языком.

На фото настоящий «ДНК-принтер», участвующий в процессе.

Спасибо Сереже Сурганову за наводку.

Гора Фицрой из космоса.

Эту фотографию сделал самый крупный спутник компании Planet. У него есть маневровые двигатели, которые позволяют поворачиваться и фоткать Землю не только четко сверху, но и «сбоку». Этот класс спутников умеет делать стерео-фото (для передачи объема) и записывать видео.

Ещё у этой компании есть несколько спутников поменьше, размером с небольшие холодильники, но основные рабочие лошадки — 130 спутников размером с коробку из под обуви и весом 5 килограммов. Они постоянно фотографируют (сканируют) землю и присылают фотки разрешением 5 метров.

Да, это стартап.

Классная презентация спутников https://nbremer.github.io/planet-constellations/

Подкаст с руководителями компании http://omegataupodcast.net/204-earth-observation-at-planet-labs/

На высоте 20 тысяч километров, со скоростью 14 тысяч километров в час летят навигационные спутники Земли.

Если бы у нас было достаточно хорошее зрение - мы бы видели 16 таких спутников над своими головами все время. Четыре американских, четыре китайских, четыре европейских и 4 русских.

Все они несут на борту атомные часы и непрерывно вещают точное время и свое точное местоположение. Скорость радиоволн примерно одинаковая, а вот расстояние от нашего телефона до разных спутников - разное. Поэтому сигналы от разных спутников доходят до телефона с разной задержкой. На основе разницы между этими задержками телефон определяет наше место на карте.

Как именно? Базовый принцип такой: представьте, что вы знаете расстояние от себя до одной точки. Вбейте в эту точку гвоздик и примотайте нитку той длины, насколько вы далеко от точки. Если крутить нитку вокруг гвоздика - получается окружность. Вы где-то на этой окружности. Представьте, что теперь вы знаете своё расстояние ещё до одной точки - у неё своя окружность. Две окружности обычно пересекаются в двух точках. Чтобы понять, какая из этих двух точек ваша - потребуется расстояние до третей точки. Вывод — расстояние до трех точек определяет ваше местоположение. На картинке — настоящие уравнения из вашего телефона

1. Спутники летят очень быстро и согласно специальной теории относительности, их время идёт чуть медленнее, чем наше.
2. При этом мы ближе к земле, а спутники - дальше. Согласно общей теории относительности, рядом с тяжелым обьектом время идёт медленнее - то есть у спутника оно быстрее, чем у нас. В результате, часы на спутнике идут на 38 микросекунд в день медленнее, чем на земле. Это кажется мелочью, но если не сделать поправку на этот эффект, то для определения расстояний, в день накопится разница в 10 километров. Это — самое заметное применение теории относительности Эйнштейна.

На картинке — искривление пространственно-временного континуума, в котором мы живем на поверхности Земли.

3. Мощность передатчика на таком спутнике — 50 ватт (вспомните 100ваттную лампочку). Приемник на телефоне не больше телефона (troll) и принимаемый сигнал гораздо слабее, чем тепловой шум (белый шум на старых телеках). Аналогия примерно такая, что вы стоите на одном конце станции комсомольской в час пик, а ваша подруга — на другом. И вам нужно нашептать ей признание в любви, чтобы она услышала. К сожалению, я плохо разбираюсь в кодировании сигналов, так чтобы не наврать ограничусь следующим: применяется очень красивое кодирование сигнала (коды Голда), а скорость передачи сигнала исключительно низкая - 5 бит в секунду, это в 2.5 миллиона раз медленнее, чем интернет у нас в телефоне.

Пик на картинке — правильно подобранные параметры приема сигнала со спутника.

4. Этот быстрый интернет используют для того, чтобы скачать всю возможную информацию о спутниках — положение каждого конкретного спутника прямо сейчас (эфимириды) и примерное расположение всех спутников (альманах), чтобы понять, на какую волну и код Голда настраиваться. Такая система называется Assisted GPS (A-GPS). При желании можно не пользоваться интернетом, спутники не торопясь передают эту информацию в течении 12 минут.

На картинке схема формата данных со спутника.

5. Для корректной работы системы, нам нужно знать время на часах спутников и их положение с невообразимой точностью. 2 наносекунды в день и 10 сантиметров (при скорости в 14 тысяч километров в час). Такая точность недостижима простым измерением — данные с наземных станций накапливаются продолжительное время для того, чтобы с помощью черной магии определить, куда внести поправку — в часы или в положение. В мире всего несколько организаций, владеющих этой магией. В июле, европейская система Галилео не работала почти неделю — из-за ошибки в программе на земле они потеряли информацию о поправках и им пришлось перезапускать все рассчеты с нуля, в холодном режиме. Евросоюз засекретил результаты работы правительственной комиссии, но в сеть утекли слайды с презентации и там видно, что чуваки сломали 4 системы одновременно и только так вывели из строя пепяку стоимостью 10 миллиардов евро.

Обычно эту технологии называют GPS по имени американской военной ситемы, запущенной в ещё 1978 году (сегодня её поддерживают ВВС США). На деле большинство современных телфонов получают сигнал ещё от 3 систем глобальной навигации: европейской Galileo, китайской BeiDou и русской ГЛОНАСС. У японцев и индусов есть свои локальные системы, в которых просто меньше спутников, скорее всего ваш телефон умеет принимать сигнал Японской QZSS.

У каждой страны свои, независимые системы, потому что а вдруг война?

Очередная классная технология, которую мир финансируют через военные бюджеты.

На фото супер современный спутник ГЛОНАСС-К, который, судя по слухам, не смогут произвести из-за санкций (внутренние компоненты покупаются на западе).

О том, почему наши телефоны определяют местоположение в безумных городских условиях за доли секунды и как всем этом участвуют гугл, эпл и убер я расскажу в следующий раз.

Для дополнительного чтения рекомендую прекрасную статью про GPS и книжку, в которой очень подробно описано, как сделать GPS-приемник самому (amazon, libgen).

Если вы говорите на русском и занимаетесь космосом — напишите мне, пожалуйста. Хочу сделать выпуск подкаста про программирование для космоса. 🎙

Всем космос! 🚀

Как энергия создает материю? Звучит эзотерически, но, оказывается, это происходит каждую секунду.

Частицы прилетают на Землю из космоса с такой скоростью, что…

Автор — мой любимый ютубер, о котором я писал 2 года назад, так что там не только теория, но и эксперименты!

Луна всё время смотрит на нас одной стороной. До 1959 года обратную сторону луны не видел ни один человек.

История о том, как в 1959 году Советский Союз сделал первую фотографию обратной стороны Луны — круче любого вымысла. Официальный саундтрек поста — песня Eclipse из альбома Pink Floyd The Dark Side of the Moon («темная сторона луны»).

Аппарат Луна 3 во многом был первым: первый в истории применил гравитационный маневр — использовал притяжение луны как пращу, чтобы вернуться обратно к земле, первый умел стабилизироваться по трем осям на продолжительное время, чтобы сориентироваться по солнцу и направить камеру на луну, пока пролетал рядом с ней.

На фото: аппарат Луна-3, видно отверстие для объектива.

Съемки Луны делались на 35-миллиметровую пленку, которую автоматически проявляли прямо на борту — протаскивали через густую жидкость и сушили. Дальше с одной стороны кадр подсвечивала яркая лампа, с другой фотосенсор, и эта система двигалась по кадру по-строчно по 1000 тоненьких строчек, проходя одну строку примерно за секунду. Прямо как в факсе. Сигнал передавался по радио, это был первый космический радиофакс.

На фото: система телевидения Енисей-2. Это не просто камера с двумя линзами (красные колпачки на линзах), но ещё автоматическая фотолаборатория и факс.

Прием сигнала тоже был нешуточным делом. Одна команда принимала сигнал в Крыму, вторая — на Камчатке. Приемники размером 10 на 10 метров базировались на антеннах, полученных во время войны из Америки по лендлизу. Рассказывают, что Королев потребовал выключить радио во всем черноморском флоте для уменьшения радиошумов.

Но больше всего во всей этой истории меня поражает другая деталь: пленка, которую советы отправили к Луне, была трофейная, с американских разведывательных воздушных шаров. Американцы запускали их высоко в небо из европы, а стабильные сильные ветры несли над всей территорией СССР, где автоматическая камера снимала землю.

Фотопленка в шарах была особенная — сверхчувствительная и с защитой от космической радиации (шары летали очень высоко). Из 516 запущенных шаров, только 46 американцы словили обратно. Часть упали сами, часть сбили летчики. В руках у советов оказалось много этой отличной пленки.

Так получилось, что группа, работавшая над системой съемки луны поругалась с главным пленочным институтом страны и вместо того, чтобы «идти к ним на поклон» (прямая цитата участника), они просто втихую использовали американскую пленку. Назвали они её «АШ-1» — «американские шарики-1».

На фото — отправление такого шара.

А вот, наконец, первая в истории фотография обратной стороны Луны. Обратите внимание на шумы, теперь вы знаете, почему они полосами.

Интервью с разработчиком системы космического телевидения «Енисей» Петром Федоровичем Брацлавом читайте тут.