Powered by Invision Power Board

Страницы: (17) « Первая ... 15 16 [17]   ( Перейти к первому непрочитанному сообщению ) Reply to this topicStart new topicStart Poll

> Новости науки и техники
Starboy
Отправлено: Сен 8 2018, 20:08
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 6773
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Цитата (vasanov @ Сен 7 2018, 20:01)
Хорошая новость. Я или на НК или на космопорте, предлагал сканировать любую точку Вселенной используя квантово связанные или запутанные фотоны идущие от квазаров и проходящими мимо гравитационной линзы. Вкратце повторюсь. Делаем минимум двухслойную матрицу принимающую фотоны идущие от квазара и определяем пляризацию или спин фотонов в первом, а затем и во втором слое матрицы. Методы определения состояния не должны менять состояния фотонов. Если вдруг фотон сам изменит своё состояние между слоями матрицы- значит его квантовый двойник наткнулся на какое-то препятствие, которое можно оценить по изменению поляризации или спина фотона. И так как матрица большой площади, то можно оценить и контуры препятствия. Так как от источника идут целые потоки квантово сцепленных фотонов и практически в любую сторону, то так можно сканировать любую точку Вселенной в режиме реального времени и пространства, так как информация передаётся мгновенно. Замедляя криогенным холодом приходящие фотоны можно менять и расстояние сканирования.
Это будет похлеще любых телескопов. Так как таким методом можно заглянуть в любую точку Вселенной на любую планету. И даже заглянуть на небольшую глубину. Так как сцепленными могут быть любые фотоны и радио и гамма и любые частицы. Сканировать можно и Землю квантовые двойники есть и рядом.
А раз квантовая запутанность подтверждается, то значит получится и квантовое сканирование.

И какова была реакция на НК?
PMEmail Poster
Top
vasanov
Отправлено: Сен 9 2018, 15:41
Quote Post


Активный пользователь
***

Группа: Пользователи
Сообщений: 64
Пользователь №: 7
Регистрация: 17-Октября 15
Статус: Offline

Репутация: нет




Цитата (Starboy @ Сен 8 2018, 20:08)
И какова была реакция на НК?

Да как обычно. Ученые туда не заглядывают или отмалчиваются. А тему просто заболтали местные тролли. На этом и закончили. Правда были и дельные опровержения. Я ошибочно считал, что запутанными-сцепленные все свойства фотона и амплитуда и частота, но меня поправили, что только спин и поляризация.
Особенно это на сканирование не повлияет, можно обойтись и только спином и поляризацией. Возможности сканирования несколько ограничатся. А если б можно было влиять на частоту и амплитуду дубликата, то при сканировании можно было бы не только оценивать атмосферу и звук на исследуемой планете, но и создавать там управляемые аватары из местных материалов и передавать туда сообщения типа, рисунков на полях или из облаков или тумана и пыли или создавать там звук. Но видимо прийдётся ограничиться только наблюдением вселенских объектов. Хотя можно передавать и сообщения на природные поляризаторы или например на жидкокристаллические экраны, если они будут у инопланетян. Но вроде никто на НК жестко не сказал, что такое сканирование невозможно, или я просто это не услышал.
У меня сейчас другие дела, но кажется сделать такой сканер не очень сложно. Простейший на принципе жидкокристаллического дисплея и солнечных батарей. Чем меньше размер ячейки матрицы, тем мельче детали можно рассмотреть на расстоянии. Ну и обязательно нужно накрыть матрицу ситом - толстым слоем с множеством прямых параллельных отверстий, это чтоб принимать фотоны от конкретного квазара и чтоб фотоны от других звёзд не искажали картину сканирования. Потом несложная компьютерная обработка и получим картинку сканируемого дальнего объекта. Если без всяких извращений типа -замедления принимаемых фотонов, то сканирование будет только той области, на таком же расстоянии от квазара, что и принимаемый фотон. Немного двигая эту матрицу вперед- назад можно получить и барельеф дальнего объекта, а не только его контуры. И так как таких квазаров с гравитационными линзами расшепляющими фотоны на сцепленные полно во Всей вселенной, то с несколькими сканерами, направленными на свой квазар, можно получить объёмную картинку всей Вселенной в реальном времени, а не с задержкой в миллиарды лет. Добавлю, что используя свойство чёрных дыр разворачивать направление движения фотонов на противоположное, то так можно заглянуть и в любой период прошлого.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Сен 15 2018, 18:02
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 6773
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Гравитационные волны помогают выяснить, есть ли у Вселенной иные измерения
15 сентября 2018 05:00:38
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?pa...news&news=11233

Хотя сделанное в прошлом году открытие гравитационных волн, идущих со стороны сталкивающихся нейтронных звезд, было знаменательным само по себе, тем не менее, оно не добавит новых измерений к нашему пониманию Вселенной – по крайней мере, в буквальном смысле.
Астрономы из Чикагского университета, США, во главе с Крисом Пардо (Kris Pardo) не нашли свидетельств существования дополнительных пространственных измерений, исходя из этих гравитационно-волновых данных.
Общая теория относительности (ОТО) Эйнштейна хорошо объясняет движение и взаимодействие объектов Солнечной системы, однако при переходе к более крупномасштабным структурам Вселенной в нашем понимании гравитации начинают появляться серьезные проблемы. Две основных таких проблемы – это темная материя, невидимая субстанция, наполняющая Вселенную и «снабжающая» ее дополнительной массой, и темная энергия, таинственная сила, вызывающая ускоряющееся с течением времени расширение Вселенной.
Для объяснения темной материи и темной энергии предложено большое число различных гипотез, альтернативных ОТО и начинающихся с представлений о дополнительных измерениях. Одна из таких гипотез гласит, что на больших дистанциях гравитация «утекает» в дополнительные измерения. В результате гравитация ослабляется, и это может объяснить несоответствия наблюдательных данных с ОТО.
Всплеск гравитационных волн со стороны сталкивающихся нейтронных звезд, зафиксированный обсерваторией LIGO утром 17 августа 2017 г., позволил команде Пардо проверить эту гипотезу. В отличие от столкновений черных дыр, не сопровождающихся электромагнитным излучением, столкновение нейтронных звезд можно наблюдать при помощи обычных средств наблюдения, таких как гамма-, рентгеновские, радио-, оптические и ИК-телескопы. Если гравитация «утекает» в дополнительные измерения, зафиксированный гравитационно-волновой сигнал окажется слабее, чем ожидается, исходя из наблюдаемого электромагнитного излучения со стороны сталкивающихся нейтронных звезд. Проведенный командой Пардо анализ показал, что такого ослабления гравитации в случае события столкновения нейтронных звезд, произошедшего 17 августа 2017 г., не наблюдалось, следовательно, гипотеза о существовании у Вселенной дополнительных измерений на основе этих данных подтверждения не получает, делают выводы авторы работы.
Исследование опубликовано в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Сен 16 2018, 15:17
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 6773
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Альтернативная теория гравитации «спасена от смерти»
15 сентября 2018 05:01:16
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?pa...news&news=11234

Международная группа исследователей, включающая физиков из Сент-Эндрюсского университета, Шотландия, «вернула к жизни» ранее «развенчанную» теорию гравитации, аргументируя свою позицию тем, что движение звезд внутри карликовой галактики происходит медленнее, если такая галактика расположена рядом с массивной галактикой.
В своем исследовании эта команда, возглавляемая Павлом Кроупа (Pavel Kroupa), профессором Бонского университета, Германия, и Карлова университета в Праге, Чехия, подвергла критическому анализу исследование, опубликованное ранее в журнале Nature, в котором утверждается обнаружение фактов, свидетельствующих о несостоятельности модифицированной ньютоновской динамики (modified Newtonian dynamics, MOND). Согласно этому раннему исследованию, теория MOND не может соответствовать действительности, поскольку движение звезд внутри карликовой галактики NGC1052-DF2, небольшой галактики, включающей примерно 200 миллионов звезд, оказалось слишком медленным, по сравнению с расчетами, проведенными на основе этой теории гравитации.
Теория MOND является альтернативной Общей теории относительности Эйнштейна и позволяет описать движение и взаимодействие астрономических объектов на крупных масштабах без привлечения представлений о темной материи и темной энергии, «добавляя» дополнительную гравитацию в тех местах, где гравитация является относительно слабой. Там, где гравитация является относительно сильной, например в Солнечной системе, параметры уравнений теории MOND близки к таковым для традиционной ньютоновской динамики.
В своем новом анализе Кроупа и его команда показывают, что в подвергаемой ими критике научной работе не учтено гравитационное влияние массивных объектов, находящихся в окрестностях рассматриваемой карликовой галактики, на движение звезд внутри нее. Другими словами, если карликовая галактика расположена близко к массивной галактике – что как раз имеет место в рассматриваемом случае – то движение звезд в ней будет происходить медленнее, показывают исследователи.
В заключение Кроупа сказал: «Теории MOND уже неоднократно прочили «смерть», причем соответствующие исследования публиковались даже в весьма авторитетных журналах. Однако, до сих пор ни одно из этих заявлений не выдерживало хорошо обоснованного критического анализа».
Работа Кроупы и его коллег также опубликована в журнале Nature.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Сен 18 2018, 21:49
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 6773
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Теоретики нашли доказательства неполноты квантовой физики
https://ria.ru/science/20180918/1528848511.html

МОСКВА, 18 сен – РИА Новости. Физики из Швейцарии заявляют, что квантовая физика в принципе не может непротиворечиво объяснять поведение объектов макромира. Это не позволяет использовать ее для полного описания Вселенной и указывает на ошибочность всех интерпретаций квантовой механики, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
"Представьте, что вы зашли в "квантовое казино" и согласились подкинуть монетку в обмен на обещание выплатить вам тысячу евро, если выпадет решка, а в противном случае вы отдадите крупье половину от этой суммы. Наш мысленный эксперимент показывает, что оба наблюдателя получат противоположные результаты, проверить которые будет невозможно", — пишут ученые.
Ученых давно интересует то, почему мы не можем наблюдать феномен квантовой запутанности – взаимосвязанности квантовых состояний двух или более объектов, при котором изменение состояния одного объекта мгновенно отражается на состоянии другого – в мире обыденных предметов.
Сегодня физики объясняют отсутствие подобных "странных связей", как выражался Эйнштейн, между двумя яблоками и прочими видимыми объектами тем, что они разрушаются в результате декогеренции — взаимодействия подобных запутанных объектов с атомами молекулами и прочими проявлениями окружающей среды и необратимого нарушения квантового состояния.
Таким образом, чем крупнее объект, тем больше он будет контактировать с окружающей средой, и тем быстрее будет распадаться квантовая связь. Подобное решение породило массу новых споров – где "начинается" и где "кончается" квантовая механика, влияет ли она на поведение макрообъектов и можно ли нащупать эту границу между "миром кота Шредингера" и "яблоком Ньютона".
Многие ученые сегодня считают, что этой границы не существует и что законы квантового мира хорошо описывают и все процессы в "макро-Вселенной". Существуют и "скептики" – еще в 1967 году известный венгерский физик Юджин Вигнер (Eugene Wigner) придумал мысленный эксперимент, так называемый "парадокс друга", который впервые указал на принципиальную ограниченность квантовой механики.
Ренато Реннер (Renato Renner) и Даниэла Фраухигер (Daniela Frauchiger) из Федерального технологического института Швейцарии в Цюрихе расширили идеи Вигнера и использовали их для проверки того, можно ли использовать квантовую физику для описания процессов в макро-Вселенной.
В их мысленном эксперименте участвует не одна, а сразу несколько пар наблюдателей, одна из которых проводит квантовый эксперимент, а их "друзья" пытаются угадать результаты этих замеров, зная одно из начальных условий опытов. Для этого они создают "копии" первых экспериментаторов и их установок в своих лабораториях и производят свои собственные замеры над ними.
Описав все их взаимодействия при помощи формул, построенных по правилам квантовой механики, ученые проанализировали то, какие результаты получат подобные пары "экспериментаторов".
Оказалось, что подобные наблюдатели будут всегда приходить к противоположным выводам, наблюдая за одним и тем же процессом или объектом макромира, если они будут использовать для описания своих экспериментов принципы квантовой механики. Это, в свою очередь, говорит о том, что квантовую физику в ее текущем виде действительно нельзя применять для описания макроскопических процессов и работы всей Вселенной в целом.
Все эти выкладки, как отмечают исследователи, можно будет проверить в будущем, когда будут созданы первые универсальные квантовые компьютеры. Подобные вычислительные системы, как отмечают Реннер и Фраухигер, возьмут на себя роль подобных экспериментаторов и позволят ученым на практике узнать, действительно ли квантовая физика имеет такие ограничения.
PMEmail Poster
Top
vasanov
Отправлено: Сен 19 2018, 22:31
Quote Post


Активный пользователь
***

Группа: Пользователи
Сообщений: 64
Пользователь №: 7
Регистрация: 17-Октября 15
Статус: Offline

Репутация: нет




То, что астрофизики наконец-то обратили внимание на гравитацию- её влияние на пространство и время, это радует. Может они наконец-то поймут, что и скорость света в гравитационном поле замедляется. Соответственно при отсутствии гравитационного поля, скорость света увеличивается.
А вот, то что квантовая запутанность как-то не очень проявляется. Это печально, а то я уже хотел всю Вселенную сканировать запутанностью.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Окт 5 2018, 12:27
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 6773
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Астрофизики "изгнали" темную материю из черных дыр
https://ria.ru/science/20181003/1529896514.html

МОСКВА, 3 окт – РИА Новости. Наблюдения за вспышками сверхновых показали, что все запасы темной материи во Вселенной не могут прятаться внутри черных дыр, обитающих в пустотах между галактиками или внутри них. К такому выводу пришли астрофизики, опубликовавшие статью в журнале Physical Review Letters.
"Эти черные дыры, если бы они существовали, должны особым образом искривлять свет сверхновых, путешествующий к Земле. На одной вспышке этот эффект нельзя заметить, однако объединение результатов наблюдений за тысячами таких объектов позволяет достаточно точно оценить их массу и долю темной материи, которая в них содержится", — объясняет Мигель Зумалакаррегуи (Miguel Zumalacárregui) из университета Калифорнии в Беркли (США).

"Черный ящик" Вселенной
Достаточно долгое время ученые считали, что Вселенная состоит из той материи, которую мы видим, и которая составляет основу всех звезд, черных дыр, туманностей, скоплений пыли и планет. Но первые наблюдения за скоростью движения звезд в близлежащих к нам галактиках показали, что светила на их окраинах движутся в них с невозможно высокой скоростью. Она была примерно в 10 раз выше, чем показывали расчеты на базе масс всех светил в них.
Причиной этого, как сегодня считают ученые, была так называемая темная материя – загадочная субстанция, на чью долю приходится примерно 75% от массы всей материи во Вселенной. Как правило, в каждой галактике примерно в 8-10 раз больше темной материи, чем ее видимой "кузины", и эта темная материя удерживает звезды на месте и не дает им "разбежаться".
Сегодня почти все астрономы уверены в существовании темной материи, однако ее свойства, помимо ее очевидного гравитационного влияния на галактики и скопления галактик, остаются загадкой и предметом споров среди астрофизиков и космологов. Достаточно долго ученые предполагали, что она сложена из сверхтяжелых и "холодных" частиц-"вимпов", никак не проявляющих себя, кроме как притягивая видимые скопления материи.
Безуспешные поиски "вимпов" в последние два десятилетия заставили многих теоретиков считать, что темная материя на самом деле может состоять из так называемых аксионов – сверхлегких частиц, похожих по массе и свойствам на нейтрино. Другая альтернативная теория предполагает, что темная материя может прятаться внутри так называемых MACHO, компактных и сверхплотных объектов на окраинах галактик.
На роль таких тел, как отмечает Зумалакаррегуи, сегодня претендуют "обычные", сверхмассивные и примордиальные черные дыры. Первые два типа объектов присутствуют как в галактиках, так и в пустотах между ними, а последние, как предполагают космологи, имели относительно небольшие размеры и населяли Вселенную в первые эпохи ее жизни.

Секреты космических "мачо"
Интерес к "мачо", по словам астрофизиков, недавно возродился по той причине, что черные дыры, следы слияния которых были открыты гравитационным детектором LIGO, имеют примерно такие же размеры, какими обладают MACHO в компьютерных моделях теоретиков. Зумалакаррегуи и его коллеги проверили эти подозрения, наблюдая за вспышками сверхновых.
Сверхновые первого типа, как отмечают исследователи, взрываются с примерно одинаковой яркостью из-за физических процессов, управляющих их развитием. Это позволяет использовать их для измерения точных расстояний до далеких галактик, а также наблюдений за тем, как притяжение различных объектов, в том числе и черных дыр, искривляет их свет на пути к Земле, делая его более ярким или тусклым.
Руководствуясь этой идеей, астрофизики проанализировали спектр примерно тысячи сверхновых первого типа, недавно вспыхнувших на небосводе. Эти расчеты показали, что их свет был усилен черными дырами и другими кандидатами на роль "мачо" недостаточно сильно, чтобы вся темная материя Вселенной могла прятаться внутри них.
По текущим оценкам Зумалакаррегуи и его коллег, внутри черных дыр может находиться лишь 23-35% от общей массы темной материи, что несовместимо с представлениями о свойствах MACHO и их происхождении. Иными словами, все указывает на то, что черной материи в черных дырах нет, и она вряд ли имеет свойства, способствующие формированию компактных объектов.
С другой стороны, ученые не отрицают, что "мачо" все же могут существовать в том случае, если темная материя состоит из нескольких крайне разных "сортов" частиц, часть из которых будет очень тяжелыми, а другие – очень легкими. Их существование, правда, объяснить еще сложнее, чем найти новое объяснение природы темной материи, заключают авторы статьи.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Окт 6 2018, 17:18
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 6773
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Новая эпоха в поисках темной материи
06 октября 2018 08:07:47
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?pa...news&news=11324

Начиная с 1970-х гг. астрономы и физики собирали доказательства присутствия во Вселенной темной материи: таинственной субстанции, которая выдает свое присутствие только по гравитационному воздействию на нормальную материю. Однако, несмотря на большое число предпринятых попыток, ни одна из новых частиц, предложенных на роль частиц темной материи, так и не была обнаружена. В новом обзоре, опубликованном двумя учеными из Амстердамского университета, Нидерланды, Жанфранко Бертоне (Gianfranco Bertone) и Тимом Тэйтом (Tim Tait), говорится, что настало время расширить и диверсифицировать эксперименты по поискам темной материи, а также включить в эти поиски астрономические обзоры неба и наблюдения гравитационных волн.
На протяжении трех последних десятилетий поиски темной материи были в основном сфокусированы на частицах-кандидатах, известных как «слабовзаимодействующие массивные частицы», или ВИМПы (от англ. WIMP, Weakly Interacting Massive Particle). ВИМПы долгое время считались идеальными кандидатами на роль частиц темной материи, поскольку они, с одной стороны, могли быть произведены в ранней Вселенной в требуемом теорией количестве, а с другой стороны, помогали разрешить важные проблемы физики элементарных частиц, такие как большое расхождение между масштабом энергии слабого и гравитационного взаимодействий.
user posted image
И хотя это решение 30 лет назад казалось вполне естественным, тем не менее, никакие из экспериментов, проведенных в течение последних 30 лет, не выявили убедительные доказательства существования ВИМПов. Бертоне и Тэйт считают, что поэтому именно сейчас наступает время новой эпохи поисков темной материи – время расширить и диверсифицировать экспериментальные стратегии, «не оставляя при этом камня на камне».
Уникальность настоящего времени для кампании по поискам темной материи состоит в том, что сегодня уже разработан ряд методов, позволяющих значительно расширить возможности этих поисков. Бертоне и Тэйт,в частности, указывают на астрономические обзоры неба, в ходе которых крохотные вариации формы галактик, связанные с изменением формы гало из темной материи, окружающих эти галактики, или гравитационных искажений потоков света, идущего со стороны галактик, могут быть использованы для получения новых сведений о природе темной материи. Кроме того, считают Бертоне и Тэйт, значительную поддержку при поисках темной материи могут оказать наблюдения гравитационных волн – впервые успешно проведенные учеными в 2016 г. Объединение этих методов с традиционными методами поисков частиц темной материи в ускорителях частиц может дать возможность совершить прорыв в этом направлении в ближайшем будущем, уверены Бертоне и Тэйт.
Статья опубликована в журнале Nature.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Окт 25 2018, 09:23
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 6773
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Гравитационные волны помогут пролить новый свет на темную материю
23 октября 2018 06:13:05
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?pa...=20181023061305

Разрабатываемая в настоящее время новая космическая миссия Laser Interferometer Space Antenna (LISA) будет представлять собой важнейший научный инструмент для изучения различных явлений, включая сталкивающиеся черные дыры и гравитационные волны, движущиеся сквозь пространство-время. Исследователи из Цюрихского университета, Швейцария, также нашли, что миссия LISA может пролить свет на природу неуловимой частицы темной материи.
Частицы темной материи составляют примерно 85 процентов всей материи, находящейся во Вселенной – и несмотря на это, они до сих пор остаются гипотетическими, поскольку ни разу не были обнаружены напрямую. Однако расчеты показывают, что многие галактики вращаются с такими высокими скоростями, что их попросту должно было разорвать на части, если бы галактики не были «скреплены» большими массами темной материи.
Особенно явно этот принцип прослеживается на примере карликовых галактик. Эти галактики имеют небольшие размер и яркость, а кроме того, они широко распространены во Вселенной. Особенно интересным для астрофизиков в этих галактиках является то, что в них часто преобладает темная материя, что делает их прекрасными лабораториями для изучения свойств этой таинственной субстанции.
В новом исследовании группа под руководством Томаса Рамфэла (Tomas Ramfal) из Цюрихского университета провела моделирование формирования карликовых галактик в высоком разрешении. Рассчитав взаимодействие между темной материей, звездами и центральными черными дырами галактик, команда ученых из Цюриха открыла устойчивую связь между скоростью слияния черных дыр и количеством темной материи в центрах карликовых галактик. Таким образом, измерение параметров гравитационных волн, испускаемых объединяющимися черными дырами, может дать информацию о свойствах гипотетической частицы темной материи, делают вывод авторы.
Обнаружение этой связи будет играть важную роль при подготовке миссии LISA, окончательная конструкция которой будет утверждена в ближайшее время. Предварительные результаты, полученные командой Рамфэла, были с оживлением восприняты членами консорциума LISA.
Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Ноя 5 2018, 17:18
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 6773
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Игрушка дьявола
Новая частица из коллайдера грозит уничтожить всю физику
00:01, 2 ноября 2018
https://lenta.ru/articles/2018/11/02/particle/

Ученые, работающие в составе коллаборации CMS, сообщили о вероятном обнаружении неизвестной частицы, распадающейся на мюоны с общей массой 28 гигаэлектронвольт (ГэВ). В настоящее время ни одна теоретическая модель не предсказывает существование этой частицы, однако ученые надеются, что эта аномалия не является результатом статистической ошибки. Препринт с результатами наблюдения доступен в репозитории arXiv.org. «Лента.ру» подробно рассказывает об исследовании, которое может оказаться как прорывным открытием, так и очередным пшиком.

Адская катушка
Компактный мюонный соленоид, или CMS (англ. Compact Muon Solenoid), — крупный детектор элементарных частиц, расположенный на Большом адронном коллайдере (БАК). Этот гигантский прибор диаметром 15 метров и весом 15 тысяч тонн предназначен для поиска Новой физики — физики за пределами Стандартной модели. Если Стандартная модель описывает свойства всех известных элементарных частиц (и некоторых пока не подтвержденных), то гипотезы в рамках Новой физики пытаются объяснить различные явления, которые до сих пор остаются загадкой для ученых.
Согласно одной из гипотез — суперсимметрии — каждой известной элементарной частице соответствует более тяжелый по массе суперпартнер. Например, партнером электрона, который является фермионом, является бозон селектрон, а партнером глюона (который бозон) — фермион глюино. Однако отсутствие результатов по подтверждению суперсимметрии привело к тому, что от этой модели отказываются все больше ученых.
Внутри детектора происходят протон-протонные столкновения. Каждый протон состоит из трех кварков, которые удерживаются вместе глюонным полем. При высокой скорости, сравнимой со скоростью света, глюонное поле превращается в «суп» из частиц — глюонов. При лобовом столкновении протонов лишь несколько кварков или глюонов взаимодействуют друг с другом, остальные частицы беспрепятственно пролетают мимо. Происходят реакции, в ходе которых образуется множество короткоживущих частиц, а различные детекторы CMS регистрируют продукты их распада, включая мюоны. Мюоны напоминают электроны, однако в 200 раз массивнее.
С помощью детекторов, расположенных снаружи соленоида, ученые способны с высокой точностью отследить траектории мюонов и определить, что именно стало причиной появления той или иной частицы. Для того, чтобы повысить шансы получения редкой частицы, которая развалится на мюоны, требуется большое число протон-протонных столкновений. При этом генерируется астрономическое количество данных (около 40 терабайт в секунду), и для того, чтобы быстро найти в них что-то необычное, используется специальная триггерная система, которая решает, какую информацию записывать.

Призрак внутри
CMS совместно с детектором ATLAS, также расположенным на БАК, использовался для поиска бозона Хиггса, предсказанного в рамках Стандартной модели. Эта частица отвечает за массу W- и Z-бозонов (переносчиков слабого взаимодействия) и отсутствие массы у фотона и глюона. В 2012 году был обнаружен бозон Хиггса с массой 125 ГэВ. Однако ученые считают, что возможно существование и других бозонов Хиггса с меньшими массами, выходящих за рамки Стандартной модели. Их предсказывает двухдублетная хиггсовская модель и NMSSM (next-to-minimal supersymmetric Standard Model). Несмотря на все экспериментальные проверки, ученым до сих пор не удалось доказать или опровергнуть эти гипотезы.
Ученые на CMS ведут поиски и других легких экзотических частиц. К ним относятся, например, темные фотоны — переносчики совершенно нового фундаментального взаимодействия, напоминающего электромагнитное, и являющиеся аналогом фотонов для темной материи. Другой гипотетической частицей является темный аналог Z-бозона.
Физики провели эксперимент, чтобы найти свидетельства существования легкого бозона, который испускается парой прелестных кварков (b-кварков) и распадается на мюон и антимюон. В ходе эксперимента при протон-протонных столкновениях при энергии в системе центра масс (система, в которой частицы имеют равные и противоположно направленные импульсы), равной 8 ТэВ был зарегистрирован ряд событий, которые, вероятно, связаны с гипотетическим бозоном.
К первому роду событий относится появление струи b-кварков в центре детектора и передней его части, а ко второму — появление двух струй в центре и ни одной струи в передней части. В обоих случаях наблюдался избыток возникающих пар мюонов, при этом масса пар, как показал последующий анализ, достигала 28 ГэВ. Отличие количества мюонных пар от фоновых значений для событий первого рода равно 4,2 стандартного отклонения (сигмы), а для событий второго рода — 2,9 сигмы.

Смерть физики
В физике частиц отличие в пять сигм говорит о достоверном существовании аномалии, которая не могла возникнуть случайно. Однако, если отличие лежит в диапазоне 3-5 сигм, то физики говорят, что это лишь указывает на существование новой частицы. В последнем случае необходимо получить гораздо больше данных для подтверждения (или опровержения) результата, чтобы исключить ошибки обработки и интерпретации данных. Если все подтвердится, то можно сказать, что мюоны возникают из-за распада частицы Новой физики.
Это не первый случай, когда на БАКе наблюдают явление, не вписывающееся в Стандартную модель. В 2016 году физики заявили об обнаружении признаков существования резонанса, соответствующего массивной короткоживущей частице. Ее зарегистрировали в 2015 году как избыток пар фотонов с общей массой 750 ГэВ, на которые эта частица якобы распадается. Иными словами, эта частица должна была быть в шесть раз массивнее бозона Хиггса. Однако анализ данных, собранных на коллайдере позднее, не подтвердил этот результат.
До сих пор физики не обнаружили никаких достоверных следов существования Новой физики. Однако нет сомнения, что она должна существовать, ведь Стандартная модель не способна объяснить такие явления, как проблема иерархии масс фермионов (для ее решения вводится гипотетический голдстоуновский бозон), существование массы у нейтрино, асимметрия материи и антиматерии, происхождение темной энергии и другие. Само наличие темной материи во Вселенной предполагает целый класс гипотетических частиц с экзотическими свойствами, из которых она состоит. Парадоксально, но все, что пока удается сделать ученым, это экспериментально подтверждать исчерпанную Стандартную модель.
Некоторые ученые предполагают, что если и получится доказать Новую физику, то это должно быть сделано в самом ближайшем будущем, в течение нескольких следующих лет. В противном случае можно будет всерьез опасаться, что значительных открытий человечество уже не сможет совершить. Обнадеживает то, что в последнее время на ускорителях находят все больше аномалий, намекающих на то, что ученые стоят на пороге чего-то совершенно нового.
PMEmail Poster
Top
0 Пользователей читают эту тему (0 Гостей и 0 Скрытых Пользователей)
0 Пользователей:

Topic Options Страницы: (17) « Первая ... 15 16 [17]  Reply to this topic Fast ReplyStart new topicStart Poll



 


Текстовая версия