Powered by Invision Power Board

Страницы: (20) « Первая ... 18 19 [20]   ( Перейти к первому непрочитанному сообщению ) Reply to this topicStart new topicStart Poll

> Новости науки и техники
Starboy
Отправлено: Сен 22 2019, 17:46
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7838
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




В США показали прототип магнита для коллайдера будущего
16 сентября 2019
https://nplus1.ru/news/2019/09/16/future-magnet

Коллаборация из нескольких американских научных институтов продемонстрировала собственную разработку в области сверхпроводящих магнитов для будущего коллайдера. Дипольное поле новой установки достигает 14,1 тесла при рабочей температуре в 4,5 кельвин. Это значение почти равно целевому показателю в 16 тесла, заложенному в концепцию будущего ускорителя частиц с энергией столкновения около 100 тераэлектронвольт против 13 у Большого адронного коллайдера, пишет CERN Courier.
Коллайдеры — это разновидность ускорителей частиц, которые сталкивают разогнанные объекты. Наиболее мощной установкой подобного типа является Большой адронный коллайдер (БАК), который способен достигать энергии соударения встречных пучков протонов на уровне в 13 тераэлектронвольт.
Когда строился БАК, одной из ведущих теоретических идей в физике высоких энергий была суперсимметрия. Эта концепция предполагает, что у всех известных частиц существуют суперпартнеры, обладающие противоположными свойствами. Например, входящим в твердо установленную Стандартную модель кваркам соответствуют скварки. Причем, если кварки относятся к классу фермионов (полуцелый спин), то скварки являются бозонами (обладают целым спином).
В случае идеальной точной суперсимметрии частицы и их суперпартнеры должны быть похожи, например, массой. Однако эта симметрия может быть нарушена, что приводит к отличию параметров. Предполагалось, что массы суперпартнеров могут находиться в доступном на БАК диапазоне в сотни гигаэлектронвольт. В таком случае они бы рождались в столкновениях, о чем можно было бы судить по данным детекторов.
Гипотеза суперсимметрии в теории решала ряд острых проблем, таких как иерархия масс и значения бегущих констант связи. Также существовала надежда, что открытие подобных частиц поможет продвинуться в понимании темной материи, так как одно из популярных объяснений предполагало существование слабовзаимодействующих массивных частиц (вимпов), а некоторые суперпартнеры подходили на эту роль. Тем не менее, никаких подобных частиц на БАК открыть не удалось, а гипотеза вимпов также сегодня считается значительно менее вероятной, чем 20 лет назад.
В связи с этим прорабатывается проект намного более крупного коллайдера, который носит название Future Circular Collider (FCC) — Будущий циклический коллайдер. Длина его кольца должна составить уже около 100 километров против 26,7 у БАК. Энергия соударений при этом должна возрасти примерно в 10 раз до 100 тераэлектронвольт. Для этого необходима разработка множества новых технологий, в том числе новых источников магнитного поля, которые позволяет частицам двигаться по изогнутому тоннелю.
Магнитное поле создается в БАК 1232 дипольными магнитами — охлажденными до 1,9 кельвин катушками из сверхпроводника, по которым течет ток в 12 килоампер, что позволяет генерировать поле с индукцией в 8,3 тесла. Для работы FCC предполагается разработка источников поля индукцией в 16 тесла, но пока устойчивой генерации достичь не удалось.
Объединенный коллектив американских физиков из Фермилаба, Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, Национальной лаборатории высоких магнитных полей и Брукхейвенской национальной лаборатории представили собственную разработку — сверхпроводящий магнит MDPCT1 на основе станнида триниобия Nb3Sn, создающий поле в 14,1 тесла при 4,5 кельвинах. Для данной температуры это рекордное значение, хотя созданный учеными из ЦЕРН магнит FRESCA 2 генерирует 14,6 при 1,9 кельвинах, но 13,9 при 4,5.
В новом магните используется станнид триниобия вместо более дешевого применяемого в существующих магнитах БАК сплава ниобий-титана Nb-Ti. Это связано с тем, что Nb3Sn выдерживает критическое поле до 30 тесла с сохранением сверхпроводимости, в то время как у Nb-Ti выход происходит при 15 тесла. Также в проводах из Nb3Sn может протекать критической ток плотностью до 1500 ампер на квадратный миллиметр при 16 тесла и 4,2 кельвинах, что примерно на 50 процентов больше, чем у современных.
Ученым пока не удалось достигнуть целевого показателя в 16 тесла, но физики отмечают, что это и другие недавно реализованные технологии вселяют уверенность, что заложенные в проект будущего коллайдера параметры реалистичны. Исследователи считают, что при оптимизации текущей установки можно добиться генерации 15 тесла. Всего для FCC понадобится создание 5000 дипольных магнитов.
Разработка сверхпроводящих магнитов для БАК в прошлом привела к продвижениям не только в физике высоких энергий, но и в других областях. В частности, это сильно удешевило промышленное производство подобных устройств и послужило основой широкого распространения магнитной томографии, в которой используются подобные магниты. Новые технологии также могут привести к улучшению медицинского оборудования.
Ранее в ЦЕРН испытали сильнейшие сверхпроводящие магниты. Также физики решили модифицировать систему охлаждения Большого адронного коллайдера для обогрева окружающих домов излишками тепла. Полноценный доклад о Будущем циклическом коллайдере был опубликован в начале этого года.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Сен 25 2019, 10:08
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7838
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




«Странные» планеты-пришельцы могут быть сделаны из кварков
23 сентября 2019 21:07:26
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?pa...=20190923204228

Астрономы идентифицировали приблизительно полдюжины экзопланет, которые могут быть сформированы из экзотической материи, известной как «странная материя», неизвестная на Земле.
Атомы, составляющие обычное вещество, имеют ядра, состоящие из протонов и нейтронов, а протоны и нейтроны состоят из субатомных частиц, называемых кварками. Существует шесть видов кварков: нижний, верхний, странный, очарованный, прелестный и истинный. Нижние и верхние кварки самые легкие. Каждый протон содержит два верхних кварка и один нижний кварк, тогда как каждый нейтрон имеет два нижних кварка и один верхний кварк.
Ученые создали странные кварки посредством мощных столкновений в ускорителях частиц, но эти кварки быстро распадались на более стабильные частицы. Однако предыдущие исследования показали, что странные кварки могут оказаться стабильными в сверхплотных нейтронных звездах.
Нейтронные звезды - это остатки крупных звезд, которые погибли в результате катастрофических взрывов, известных как сверхновые, каждая из которых вмещает массу в 1,3-2,5 раза больше массы Солнца в сферу размером около 20 километров. Их название происходит от их экзотического состава: мощное гравитационное притяжение этих остатков дробит протоны и электроны, образуя нейтроны.
Теоретически, при экстремальных давлениях, обнаруженных в ядрах особенно тяжелых нейтронных звезд, нейтроны могут распасться на суп из составляющих их кварков. Предшествующая работа предполагала, что при достаточном давлении половина нижних кварков нейтронов может превратиться в странные кварки, что приведет к появлению странных кварковых звезд из странной материи.
В принципе, странное вещество должно быть тяжелее и стабильнее, чем обычное вещество. Более того, оно может даже превратить обычную материю, с которой оно сталкивается, в более странную материю. Предыдущие исследования показали, что странная кварковая звезда, которая иногда извергает странную материю, может быстро превратить нейтронную звезду, вращающуюся вокруг нее в двойной системе, в странную кварковую звезду всего за 1 миллисекунду.
Предыдущая работа также предполагала, что нейтронные звезды и странные кварковые звезды должны иметь очень похожие средние плотности, сказал Джин-Джун Генг, астрофизик из Нанкинского университета в Китае и соавтор нового исследования, которое идентифицировало экзопланеты, возможно, сделанные из странной материи. Это затруднило бы их различие и, таким образом, выяснение, являются ли странные кварковые звезды реальными.
Однако предыдущие исследования также показали, что планеты, созданные из странной материи, могут существовать и что ученые могут отличать эти планеты от планет, созданных из обычной материи, по их плотности. Нормальные планеты имеют плотности не более 30 грамм за кубический сантиметр. Напротив, странные планеты, как правило, имеют плотность около 400 триллионов грамм на кубический сантиметр, сказал Генг и его коллеги. Для сравнения, плотность золота составляет около 19,3 грамма на кубический сантиметр.
«В то время как странная кварковая звезда очень похожа на нейтронную звезду, разница между странной планетой и нормальной планетой огромна», - сказал Генг.
Чрезвычайная плотность странных планет означает, что они могут выжить, даже если они вращаются в пределах 23,7 км от странной звезды-кварка. Исследователи утверждают, что орбита нормальной планеты может приблизиться всего лишь до 560 000 км, прежде чем ее разорвёт гравитационное притяжение нейтронной звезды.
Теперь, основываясь на этой особенности этих странных миров, ученые в Китае говорят, что они, возможно, обнаружили четырех хороших кандидатов на странные планеты. Эти экзопланеты вращаются вокруг пульсаров - быстро вращающихся нейтронных звезд, которые с нашей точки зрения на Земле вспыхивают, как маяки, - на орбитах около 560 000 км или меньше.
Исследователи отметили, что странные планеты могут также вращаться вокруг того, что кажется белым карликом - остатками нормальных звезд, которые сжигают все водородное топливо в своих ядрах, - но на самом деле являются странными кварковыми карликами. Они обнаружили пять экзопланет вокруг белых карликов, подозрительно вращающихся вокруг этих звездных остатков, что позволяет предположить, что они также могут быть странными планетами.
Тем не менее, ученые предупредили, что эти потенциальные странные планеты на самом деле могут быть белыми карликами, «которые также являются относительно компактными объектами, которые могут также располагаться близко к своим основным пульсарам», сказал Генг.
Но "массы наших кандидатов, как правило, меньше 10 масс Юпитера", сказал Генг. Напротив, белые карлики обычно в 150-100 раз больше массы Юпитера.
Один из способов определить, сделаны ли эти экзопланеты из странной материи, - это найти гравитационные волны от них. Гравитационные волны - это рябь в ткани пространства и времени, которая генерируется любым движущимся объектом.
Исследователи считают, что странная планета, вращающаяся вокруг звезды или сливающаяся со странной кварковой звездой, должна испускать гравитационные волны, отличные от тех, которые испускаются парами нейтронных звезд и нормальных планет из-за плотной природы странных планет. Они предположили, что текущий проект Advanced LIGO (Лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория) и телескоп Эйнштейна (будущий детектор гравитационных волн), возможно, смогут обнаружить вспышки гравитационных волн от слияний странных планет и странных кварковых звезд.
«Мы считаем, что мы предложили совершенно новый метод, который мог бы эффективно идентифицировать странные объекты из кварков», - сказал Генг.
Ученые подробно изложили свои выводы в статье, представленной в Astrophysical Journal.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Сен 26 2019, 08:09
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7838
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Учёные раскрыли главную тайну Вселенной
25 сентября 2019
https://versiya.info/science/126038?utm_sou...andex.ru%2Fnews

Учёные смогли решить Вселенскую тайну, почему материя преобладает над антиматерией.
Физики Университета Канзаса и Брукхейвенской национальной лаборатории предположили, что существуют три разновидности бозона Хиггса. Данный вывод был сделан на фактах, доказывающих что во Вселенной обычная барионная материя преобладают над антиматерией.
Температура Вселенной в её начале была слишком высока и из-за этого электромагнитные и слабые взаимодействия представляли собой единое электрослабое взаимодействие. Чуть раньше оно было объединено с сильным ядерным взаимодействием, а еще раньше — с гравитационным. Время, когда все четыре фундаментальных взаимодействия были единым целым, называлось эпохой суперсимметрии или Эпохой Великого Объединения (ЭВО). По расчётам ученых, материя и антиматерия образовались до окончания ЭВО. Главную роль в доминации обычного барионного вещества над антиматерией сыграли три частицы. Одна уже известная миру хигсовская частица и ещё две не открытых, по предположениям каждая имеет массу в тысячи гигаэлектровольт. Это значение является не точным и было выбрано произвольно, поскольку оно входит в предел обнаружения детекторами на ускорителях следующего поколения.
В теории, механизм должен был дать материи преимущество над антиматерией в миллиарды раз. Этот процесс напоминает хигсовский механизм, который привел к нарушению электрослабой симметрии. Преобладание частиц над античастицами разрушает и делает непонятными некоторые законы физики. Учёные наблюдающие за данным преобладанием считают, что одна из самых важнейший проблем в фундаментальной физике.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Сен 30 2019, 20:47
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7838
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Эксперимент с нейтрино показывает, что мы не понимаем устройство Вселенной
30 сентября 2019 16:09:47
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?pa...=20190930160947

Гигантская машина, подсчитывающая электроны, непрямым методом определила массу самой неуловимой частицы в современной физике – и добавила новые доказательства в пользу гипотезы темной материи.
Эти измерения стали первой попыткой международной команды ученых выяснить массу нейтрино – частиц, которые наполняют нашу Вселенную, но остаются недоступными для прямого обнаружения. Масса нейтрино, согласно эксперименту Karlsruhe Tritium Neutrino experiment (KATRIN), проводимому в Германии, составляет не более 0,0002 процента массы электрона, или 1,1 электронвольта (массы элементарных частиц часто оценивают в энергетическом эквиваленте).
Доступным источником нейтрино является тритий – тяжелый изотоп водорода. При распаде нейтронов атома трития образуются электрон-нейтринные пары. Энергия распадающегося нейтрона случайным образом распределяется между электроном и нейтрино, обусловливая скорости этих частиц и их массы. Не измеряя напрямую массу и скорость нейтрино, детектор установки KATRIN регистрирует скорость самых высокоэнергетических электронов, образующихся в результате распада – то есть тех электронов, которым соответствуют наиболее низкоэнергетические нейтрино – и, вычитая значение суммарной энергии такого электрона из энергии исходного нейтрона, ученые оценивают верхнюю границу массы нейтрино.
В 80-е гг. советские ученые произвели оценку массы нейтрино, которая, по их данным, составляла порядка 30 электронвольт, и эта оценка позволила объяснить всю недостающую массу Вселенной одними лишь нейтрино. Однако теперь эта новая, уточненная оценка массы нейтрино не дает возможности «списать» на нее всю недостающую массу, поэтому является свидетельством в пользу гипотезы темной материи, считают ученые эксперимента KATRIN.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Окт 3 2019, 11:59
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7838
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Черные дыры могут представлять собой сгустки темной энергии, считают астрономы
02 октября 2019 19:45:55
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?pa...=20191002194555

Пара физиков предлагает по-новому взглянуть на концепцию черных дыр. Эти ученые считают, что вместо сингулярности – бесконечно плотной точки пространства – внутри черных дыр может находиться сгусток темной энергии, таинственной силы, обусловливающей ускоряющееся расширение пространства.
«Если мы допускаем, что черные дыры не содержат сингулярности, то ускоряющееся расширение Вселенной становится естественным следствием Общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна», - сказал Кевин Кроукер (Kevin Croker), астрофизик из Гавайского университета в Маноа.
Кроукер и его коллега описывают эту оригинальную концепцию в работе, опубликованной 28 августа онлайн в журнале Astrophysical Journal. Такой вывод исследователи сделали, проанализировав уравнения Фридмана, которые представляют собой упрощение системы уравнений ОТО. (ОТО описывает искажение пространства-времени под действием массы и энергии.) Команда Кроукера нашла, что для правильной записи уравнений Фридмана сверхплотные и изолированные области пространства, такие как нейтронные звезды или черные дыры, должны быть описаны математически так же, как и все другие области. Ранее космологи считали, что вполне разумно игнорировать при решении уравнений внутренние детали сверхплотных и изолированных областей, таких как содержимое черной дыры.
В результате «правильной» записи и решения уравнений Фридмана Кроукер и его коллеги получили вместо «классических» черных дыр объекты, которые они назвали Обобщенными объектами из темной энергии (Generic Objects of Dark Energy, GEODEs). Согласно новой работе команды Кроукера, опубликованной 7 сентября на arxiv, «жеоды» могут также помочь объяснить несоответствия в гравитационно-волновых наблюдениях, проведенных в 2016 г.
Решая уравнения Фридмана, Кроукер и сотрудники выяснили, что жеоды со временем набирают массу даже в абсолютно пустом пространстве, при отсутствии близко расположенного материала для поглощения. При наблюдениях гравитационных волн в 2016 г. ученые были удивлены неожиданными значениями масс сталкивающихся черных дыр – согласно прогнозам, они должны были оказаться либо выше, либо ниже. Объяснение этому несоответствию на основе гипотезы Кроукера может состоять в том, что жеоды набирают массу быстрее черных дыр, поэтому ко времени столкновения их массы оказались выше ожидаемых учеными значений масс «классических» черных дыр, пояснили авторы.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Окт 20 2019, 11:58
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7838
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Утвержден проект синхротрона в Новосибирске
18 октября 2019
https://nplus1.ru/news/2019/10/18/skif

Совет при Министерстве науки и высшего образования утвердил проект создания в Новосибирске нового источника синхротронного излучения «СКИФ». Установка продвинет работы в области возобновляемых источников энергии, биомедицинских технологий, атомной энергетики, исследовании окружающей среды и получении новых материалов. Строительство должно завершиться в 2023 году.
Многие исследования в области биологии и материаловедения опираются на рентгеноструктурный анализ, то есть на изучение характера рассеяния рентгеновского излучения в толще образца. Для генерации электромагнитных волн этого диапазона используются синхротроны, то есть кольцевые ускорители электронов, где нужные фотоны получаются при ускоренном движении заряженных частиц в магнитном поле.
Во многих ситуация необходимо использовать излучение как можно большей интенсивности — это как минимум позволяет получать информацию быстрее и точнее. Следовательно, необходимо создание все более мощных источников излучения. Об истории развития этой техники и текущем состоянии исследований в России мы писали в материале «Больше синхротронов».
В последние несколько лет в России на высшем уровне говорилось о необходимости создания нового синхротронного комплекса. Было принято несколько указов, ключевой из которых «О мерах по развитию синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры в Российской Федерации» был опубликован 25 июня 2019 года. В нем обозначалась задача создания в Новосибирской области источника синхротронного излучения нового поколения к 31 декабря 2023 года.
17 октября состоялось заседание Совета по реализации федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019-2027 годы. В рамках этого мероприятия был утвержден проект Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ»), разработанный Институтом ядерной физики, Институтом катализа и другими организациями СО РАН, РАН и Минобрнауки РФ. Инициатива подразумевает создание в новосибирском наукограде Кольцово источника синхротронного излучения поколения 4+ с энергией электронов в 3 гигаэлектронвольта.
Периметр основного ускорителя «СКИФа» составит 477 метров, его кольцо будет разделено на 18 элементов, состоящих из поворотных и линейных частей. В 14 прямолинейных промежутках размещены вставные устройства для генерации СИ: вигглеры, ондуляторы и шифтеры. Эммитанс установки, то есть фазовый объем пучка, который обратно пропорционален яркости, составит порядка 90 пикометров и в будущем может быть уменьшен до 60 пикометров. Установка будет способна генерировать излучение с энергией фотонов от 1 до 100 килоэлектронвольт.
user posted image
Спектры генерируемого различными компонентами системы рентгеновского излучения

Реализация проекта подразумевает создание не только самого ускорительного комплекса, но и центра коллективного пользования, который будет включать разнообразную пользовательскую инфраструктуру, в том числе экспериментальные станции и лабораторный корпус. Строительство должно завершиться к концу 2023 года, а запуск первой очереди проекта по планам должен состояться в 2024 году, ориентировочная стоимость составляет в 37,1 миллиарда рублей.
Реализация проекта ЦКП «СКИФ» в Новосибирске является основным пунктом программы развития Новосибирского научного центра «Академгородок 2.0». В будущем сибирский источник излучения станет частью отечественной сети синхротронных и нейтронных исследований, головная установка которой, ИССИ-4, будет расположена на базе НИЦ «Курчатовский институт» в Подмосковье.
В 2017 году в Европе запустили мощнейший лазер на свободных электронах, который также используется для генерации рентгеновского излучения. Еще одним крупным строящимся в России экспериментом, связанным с физикой частиц, является коллайдером NICA, о котором мы говорили в материале «Маленький взрыв». Недавно сотрудник NASA предложил оригинальную конценпцию «невозможного» двигателя, который фактически космическим синхротроном.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Окт 25 2019, 20:36
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7838
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Ученые предлагают метод обнаружения "кротовой норы"
24 октября 2019 18:35:40
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?pa...=20191024183540

Необычные смещения звезды могут выдать присутствие «кротовой норы», если эти легендарные туннели в пространстве-времени действительно существуют, сообщается в новом исследовании.
«Кротовые норы» представляют собой плод воображения писателей-фантастов: на протяжении многих лет множество рассказов, книг и фильмов описывает мгновенные перемещения героев между отдаленными уголками Вселенной при помощи сети космических «порталов». Существование «кротовых нор» не исключается Общей теорией относительности Эйнштейна, однако до сих пор никто никогда их не встречал.
В новом исследовании предложен возможный способ обнаружения этих загадочных гипотетических объектов: поиск слабых, но весьма необычных перемещений звезд.
«Если взять две звезды, по одной на каждую из сторон «кротовой норы», то звезда на одной стороне должна ощущать гравитационное влияние звезды, расположенной по другую сторону этой структуры, - сказал один из авторов новой работы Деян Стойкович (Dejan Stojkovic), космолог и профессор физики Университета штата Нью-Йорк в Буффало, США, в сделанном заявлении. – Это гравитационное влияние должно проникать сквозь «кротовую нору».
«Кротовые норы» требуют экстремального искажения пространства-времени, что, в свою очередь, требует наличия очень мощных гравитационных сил. Поэтому удачным местом для поисков этих теоретических туннелей являются окрестности сверхмассивных черных дыр (СМЧД), которые лежат в центрах галактик – таких как Стрелец А*, огромная черная дыра массой примерно в 4 миллиона масс Солнца, расположенная в центре нашей галактики Млечный путь, сказал Стойкович.
«Поэтому, если вы спрогнозируете орбиту звезды, движущейся в окрестностях СМЧД Стрелец А*, например, такой как S2, то вы сможете наблюдать отклонения от расчетной траектории и таким образом выяснить, скрывается ли внутри СМЧД нашей галактики «кротовая нора» со звездой на другой стороне или нет», – сказал он.
Стоит однако отметить, что использование этого нового метода будет значительно затруднено тем, что на перемещение звезды в окрестностях СМЧД оказывает влияние слишком много факторов, совместное действие которых очень трудно учесть, добавил Стойкович.
Исследование опубликовано в журнале Physical Review D; главный автор Де-Чан Даи (De-Chang Dai) из Университета Янчжоу, КНР.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Ноя 9 2019, 09:18
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7838
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




«Проблема трех тел» решается искусственным интеллектом
06 ноября 2019 19:38:05
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?pa...=20191106192431

Умопомрачительные вычисления, необходимые для предсказания того, как три небесных тела вращаются вокруг друг друга, сбивали с толку физиков со времен сэра Исаака Ньютона. Теперь искусственный интеллект (ИИ) показал, что он может решить эту проблему за долю того времени, которое требовалось предыдущим подходам.
Ньютон был первым, кто сформулировал проблему в 17 веке, но найти простой способ ее решения оказался невероятно трудным. Гравитационные взаимодействия между тремя небесными объектами, такими как планеты, звезды и луны, приводят к хаотической системе, которая является сложной и очень чувствительной к начальным позициям каждого тела.
Современные подходы к решению этих проблем включают использование программного обеспечения, для выполнения которого могут потребоваться недели или даже месяцы. Поэтому исследователи решили проверить, может ли нейронная сеть - слабо имитирующая работу мозга - работать лучше.
Алгоритм, который они создали, предоставил точные решения в 100 миллионов раз быстрее, чем самая передовая программа, известная как Brutus. Это может оказаться неоценимым для астрономов, пытающихся понять такие вещи, как поведение звездных скоплений и более широкое развитие Вселенной, сказал Крис Фоули, биостатист из Кембриджского университета и соавтор статьи в базе данных arXiv, которая пока находится на стадии рецензирования.
«Эта нейронная сеть, если она хорошо работает, должна быть в состоянии предоставить нам решения в беспрецедентные сроки», - сказал он в своем интервью Live Science. «Таким образом, мы можем начать думать о достижении прогресса с более глубокими вопросами, такими как, как формируются гравитационные волны».
Нейронные сети должны быть обучены путем получения данных, прежде чем они смогут делать прогнозы самостоятельно. Таким образом, исследователи должны были сгенерировать 9 900 упрощенных сценариев из трех тел с использованием Brutus, нынешнего лидера по решению проблем трех тел.
Затем они проверили, насколько хорошо нейронная сеть может предсказать эволюцию 5000 сценариев, и обнаружили, что ее результаты близко совпадают с результатами Brutus. Тем не менее, программа на основе ИИ решала проблемы в среднем за долю секунды, по сравнению с почти 2 минутами Brutus.
По словам Фоли, программы, такие как Brutus, настолько медленные, что они решают проблему грубой силой, выполняя расчеты для каждого крошечного шага траекторий небесных тел. Нейронная сеть, с другой стороны, просто смотрит на движения, производимые этими вычислениями, и выводит схему, которая может помочь предсказать, как будут развиваться будущие сценарии.
Это создает проблему для расширения системы, сказал Фоли. Нынешний алгоритм является проверкой концепции и извлечен из упрощенных сценариев, но для обучения более сложным или даже увеличения числа задействованных тел до четырех или пяти вначале требуется, чтобы вы сгенерировали данные в Brutus, что может быть чрезвычайно затратным по времени и дорогим.
«Существует взаимосвязь между нашей способностью тренировать фантастически эффективную нейронную сеть и нашей способностью фактически получать данные для ее обучения», - сказал он. «Так что там есть узкое место».
Одним из способов решения этой проблемы было бы создание общих хранилищ данных, полученных с использованием таких программ, как Brutus. Но сначала это потребует создания стандартных протоколов, чтобы обеспечить соответствие всех данных стандарту и формату, сказал Фоли.
Он также заметил, что с нейронной сетью еще нужно разобраться. Она может работать только в течение установленного времени, но заранее невозможно узнать, сколько времени займет выполнение определенного сценария, поэтому алгоритм может «выдыхаться» до того, как проблема будет решена.
Исследователи не предполагают, что нейронная сеть будет работать изолированно, сказал Фоли. Они считают, что лучшим решением для такой программы, как Brutus, было бы выполнять часть работы с нейронной сетью, взяв на себя только те части симуляции, которые включают в себя более сложные вычисления, которые запутывают ПО.
«Вы создаете этот гибрид», - сказал Фоли. «Каждый раз, когда Brutus замедляется, вы начинаете использовать нейронную сеть и подталкиваете ее вперед».
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Ноя 13 2019, 18:33
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7838
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Новая частица изменяет судьбу Вселенной, считают физики
08 ноября 2019 04:41:06
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?pa...=20191108044106

Астрономы всего мира находятся в некотором замешательстве, поскольку полученные ими данные о скорости расширения Вселенной оказываются весьма противоречивыми.
Со времени рождения нашей Вселенной из крохотной точки с бесконечной плотностью и гравитацией она непрерывно расширяется, однако скорость этого расширения не постоянна – со временем расширение Вселенной ускоряется.
Нам известно, что скорость расширения современной Вселенной увеличивается, и для объяснения этого факта ученые приняли, что во Вселенной существует так называемая «темная энергия», отвечающая за ускоряющееся расширение нашего мира. Однако скорость расширения Вселенной до сих пор является дискуссионным вопросом. Значение этой скорости, полученное при наблюдениях близлежащих сверхновых типа Ia (имеющих постоянную светимость, вследствие чего яркость этих вспышек зависит, как правило, лишь от расстояния до них) сильно отличается от значения, полученного на основе изучения реликтового излучения (фонового свечения Вселенной в микроволновом диапазоне, представляющего собой послесвечение Большого взрыва). Поэтому некоторые ученые предполагают, что сама темная энергия изменяется с течением времени.
Квантовые физики считают, что всю нашу Вселенную пронизывают так называемые квантовые поля, а материальные частицы являются точечными возмущениями этих полей. Каждой квантовой частице ставится в соответствие собственное поле. С этой точки зрения загадочную темную энергию можно соотнести с энергией квантовых полей в определенной области пространства. Однако расчеты энергии квантовых полей, проведенные на базе теории, на десятки порядков отличаются от оценок количества темной энергии. Но, что если измерения скорости расширения Вселенной являются корректными, и темная энергия действительно изменяется со временем? Тогда это может говорить нам о том, что и сами квантовые поля изменяются с течением времени.
В новом исследовании физик-теоретик Массимо Цердонио (Massimo Cerdonio) из Падуанского университета, Италия, рассчитал изменение энергии квантового поля, необходимое для объяснения изменения количества темной энергии.
Если некое новое квантовое поле отвечает за изменение количества темной энергии, то существует частица, соответствующая этому квантовому полю.
Изменение количества темной энергии, полученное в результате расчета Цердонио, требует определенной массы частицы, и она оказалась близка к массе частицы, уже предлагавшейся ранее учеными – так называемого аксиона. Физики предложили эту гипотетическую частицу для решения проблем, связанных с квантовой интерпретацией сильных ядерных взаимодействий.
Эта частица, вероятно, появилась в очень ранней Вселенной, однако «пряталась» от нас, в то время как другие силы и частицы управляли развитием нашего мира. И теперь настала «очередь аксиона», пояснил Цердонио.
Исследование появилось на сервере научных препринтов arxiv.org.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Ноя 14 2019, 16:55
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7838
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Ученые ищут антивещество и темную материю в одном эксперименте
https://ria.ru/20191113/1560895187.html?utm...andex.ru%2Fnews

МОСКВА, 13 ноя — РИА Новости. Ученые провели в ЦЕРНе уникальный эксперимент, в котором пытались обнаружить связь между антивеществом и темной материей, предположив, что такая связь существует. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Темная материя и антивещество — две нерешенные проблемы для физиков, пытающихся объяснить на фундаментальном уровне, как устроен наш мир.
Проблема с антивеществом состоит в том, что, хотя Большой взрыв должен был создать равное количество вещества и антивещества, в мире, в котором мы живем, антивещество не обнаружено. Антивещество создается каждый день в экспериментах и даже в результате естественных процессов, таких как молния, но оно быстро исчезает при столкновениях с обычным веществом. Асимметрия вещества и антивещества — одна из самых больших нерешенных задач физики. Расчеты показывают, что вещества во Вселенной на девять порядков больше, чем антивещества, и с чем связана эта асимметрия, никто не знает.
Что касается темной материи, из астрономических наблюдений известно, что некоторая так называемая скрытая масса влияет на орбиты звезд в галактиках, но никто до сих пор не смог определить частицы, из которых эта скрытая масса состоит. Существует предположение, что эти гипотетические частицы темной материи, известные как аксионы, играют важную роль в объяснении нарушения симметрии в стандартной модели физики элементарных частиц.
Ученые международной коллаборации BASE, возглавляемой Стефаном Ульмером из Института физико-химических исследований Японии (RIKEN) впервые провели эксперименты, чтобы выяснить, может ли различный способ взаимодействия вещества и антивещества с темной материей быть ключом к решению обеих загадок.
Работа проводилась в Европейском центре ядерных исследований (CERN) на установке с антипротонным замедлителем. В исследовании приняли участие немецкие ученые из Института ядерной физики им. Макса Планка в Гейдельберге, Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце, Института Гельмгольца в Майнце, Института тяжелых ионов в Дармштадте, Университета Лейбница в Ганновере, Федерального Физико-Технического института в Брауншвейге при содействии японских коллег из Токийского университета.
Для эксперимента ученые использовали специально разработанное устройство, называемое ловушкой Пеннинга, осуществляющее захвата одного отдельного антипротона, предотвращая его контакт с обычным веществом, что привело бы к уничтожению античастицы.
Затем они измерили такое свойство захваченного антипротона, как частота прецессии спина. Это параметр в неизменном магнитном поле остается постоянным, а если он меняется, это может быть свидетельством опосредованного эффекта гипотетических аксионоподобных частиц темной материи.
"Мы впервые искали взаимодействие между темной материей и антивеществом, и, хотя в явном виде его не обнаружили, мы установили новый верхний предел точности для потенциального взаимодействия между ними", — приводятся в пресс-релизе института RIKEN слова первого автора статьи Кристиана Сморра (Christian Smorra).
Заглядывая в будущее, Стефан Ульмер говорит: "Мы планируем повысить точность наших измерений частоты прецессии спина антипротона, что позволит установить более строгие ограничения на фундаментальную инвариантность заряда, четность и время и сделает метод поиска темной материи более чувствительным".
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Ноя 17 2019, 12:12
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7838
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Физики получили радиоактивный высокотемпературный сверхпроводник
6 ноября 2019
https://nplus1.ru/news/2019/11/06/ThH10

user posted image
Фотография образца, сжатого до давления порядка миллиона атмосфер и разогретого до температуры порядка двух тысяч кельвинов
Dmitry Semenok et al. / Materials Today, 2019


Российские физики получили новый высокотемпературный сверхпроводник — гидрид тория ThH10 — и экспериментально измерили его свойства. Полученное соединение остается стабильным при рекордно низком давлении около 0,85 миллиона атмосфер и сохраняет сверхпроводящие свойства при температуре ниже 160 кельвинов и магнитных полях слабее 45 тесла. Кроме того, ученые измерили свойства еще нескольких гидридов тория, случайно синтезированных вместе с ThH10. Статья опубликована в Materials Today, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.
Долгое время звание самых «жаростойких» сверхпроводников держалось за купратами. Во-первых, эти соединения были первыми в истории сверхпроводниками, которые сохраняли свои свойства при температуре выше точки кипения жидкого азота. Во-вторых, рекорд купрата HgBa2Ca2Cu3O8+x, синтезированного в 1993 году и переходящего в сверхпроводящее состояние при температуре 164 кельвина, (−109 градусов Цельсия), держался более двадцати лет
Как бы то ни было, в 2015 году этот рекорд побило принципиально новое соединение — обыкновенный сероводород, сжатый до давления 1,5 миллиона атмосфер. Оказалось, что в таких экстремальных условиях сероводород переходит в сверхпроводящее состояние, которое сохраняется при нагревании до 203 кельвин (−70 градусов Цельсия). Более того, вскоре после открытия сверхпроводимости сероводорода теоретики предсказали целый ряд гидридов, которые на сравнимых давлениях превращаются в высокотемпературные сверхпроводники. К настоящему моменту ученые экспериментально подтвердили, что аналогичными свойствами обладают гидриды фосфора, иттрия, церия, урана и лантана, последний из которых превращается в сверхпроводник при температуре около 260 кельвин (−13 градусов Цельсия). К сожалению, все эти соединения остаются стабильными только при крайне высоких давлениях порядка миллиона атмосфер. Поэтому, несмотря на высокую критическую температуру, вплотную приблизившуюся к комнатной, на практике эти сверхпроводники использовать нельзя.
Группа исследователей из МИФИ, ФИАНа, а также Франции и Китая под руководством сотрудника Сколтеха и МФТИ Артема Оганова и Ивана Трояна из Института кристаллографии РАН экспериментально подтвердила высокотемпературную сверхпроводимость еще одного гидрида — гидрида тория ThH10. В прошлом году ученые уже исследовали это соединение теоретически с помощью алгоритма USPEX (Universal Structure Predictor: Evolutionary (X)Crystallography). Тогда физики обнаружили, что критическая температура этого сверхпроводника на 20 градусов не дотягивает до рекорда, однако для его создания нужно самое низкое давление среди всех известных гидридов (ThH10 «разваливается» при давлении ниже 0,8 миллиона атмосфер). Это делало гидрид тория одним из самых перспективных сверхпроводящих гидридов.
Теперь ученые экспериментально подтвердили предсказанные свойства. Чтобы синтезировать гидрид тория, физики загружали смесь тория и боразана в ячейку алмазной наковальни с вольфрамовой гаскеткой. С помощью этой наковальни исследователи сжимали образец до 1,7 миллиона атмосфер, а затем разогревали до 1800 кельвин с помощью четырех лазерных импульсов. Кристаллическую структуру полученного образца физики определяли с помощью рентгеноструктурного анализа. Затем ученые медленно понижали давление в ячейке и измеряли температуру образца, чтобы восстановить его уравнение состояния. В целом полученная кристаллическая структура и уравнение состояния совпало с теоретическими предсказаниями. Как и ожидалось, вплоть до давлений порядка 0,85 миллиона атмосфер соединение оставалось стабильным.
user posted image
Уравнение состояния для гидридов, полученных в эксперименте (точки разной формы) в сравнении с теоретическими предсказаниями (пунктирные линии)
Dmitry Semenok et al. / Materials Today, 2019


Чтобы измерить критическую температуру и критическое магнитное поле, ученые повторили эксперимент в немного измененной форме. Во-первых, перед сжатием исследователи зажали образец между танталовыми электродами с золотым покрытием. Во-вторых, чтобы изолировать образец от внешнего электрического поля, физики вставили в гаскетку слой из оксида магния. В остальном процедура получения гидрида мало отличалась от предыдущего опыта. После того, как образец был получен, ученые охлаждали его до тех пор, пока сопротивление не падало до нуля. Эти же измерения исследователи повторяли для ненулевого внешнего магнитного поля. К сожалению, на этот раз эксперимент довольно сильно разошелся с теорией: при нулевом внешнем магнитном поле полученная критическая температура образца составляла 160 кельвин, что было в полтора раза ниже предсказанного значения (240 кельвин). В то же время, критическое магнитное поле (45 тесла) в целом совпало с теорией (38 тесла).

Кроме того, ученые повторили те же самые измерения для других гидридов тория, случайно синтезированных в ходе эксперимента. Одно из этих соединений, гидрид ThH9, также оказалось сверхпроводником, хотя и менее перспективным: в аналогичных условиях его критическая температура составляла 146 кельвин, а критическое магнитное поле — 38 тесла. Кроме того, оно быстрее разрушалось (ThH9 «разваливался» при давлении порядка миллиона атмосфер). Для двух оставшихся соединений, гидридов ThH4 и ThH6, ученые измерили уравнение состояния и определили критическое давление, ниже которого соединения начинают разрушаться (0,86 и 1,04 миллиона атмосфер соответственно). Эти соединения сверхпроводящими свойствами не обладали.
user posted image
Структура трех новых полученных гидридов
Dmitry Semenok et al. / Materials Today, 2019


Группа Оганова работает над алгоритмом USPEX с 2004 года, за это время ученые успели предсказать много необычных веществ, образующихся при высоких давлениях. В частности, с помощью этого алгоритма химики разработали новый сверхтвердый материал, показали, что при больших давлениях окись азота приобретает сверхпроводящие свойства, а гелий образует стабильное соединение с натрием, а также обнаружили «невозможные» в классической химии формы оксида алюминия, хлорида натрия, соединений магния, кремния и кислорода. Большая часть предсказанных соединений уже получена на практике. Более полный список открытий, сделанных с помощью алгоритма USPEX, можно найти на сайте алгоритма.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Ноя 22 2019, 17:37
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7838
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Объективная реальность не существует, показывает квантовый эксперимент
20 ноября 2019 18:08:09
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?pa...=20191120180809

Основой научного метода являются наблюдение, измерение и повторяемость. Факт, установленный в результате измерения, должен быть объективным – то есть, таким, чтобы все наблюдатели могли с ним согласиться. Однако в новой научной работе ученые показывают, что в микромире атомов и других частиц, которые управляются странными законами квантовой механики, для двух различных наблюдателей одно и то же событие может иметь два альтернативных исхода. Другими словами, лучшая на сегодняшний день теория, описывающая строение «строительных кирпичиков» природы, предполагает субъективность наблюдаемых фактов.
Наблюдатели являются важными фигурами в квантовом мире. Согласно квантовой теории, частицы могут находиться в нескольких местах или состояниях одновременно – это называется суперпозицией. Однако, что любопытно, это происходит лишь тогда, когда за частицами никто не наблюдает. При повторных наблюдениях квантовой системы она выбирает определенное положение или состояние – нарушая суперпозицию. Факт такого поведения природы был многократно доказан лабораторными экспериментами – например, в знаменитом эксперименте с двумя щелями.
В 1961 г. физик Евгений Вигнер предложил провокационный мысленный эксперимент. Он спросил, что будет, если применить квантовую механику к наблюдателю, за которым, в свою очередь, также ведется наблюдение. Представьте, что друг Вигнера бросает квантовую монету – которая находится в суперпозиции по отношению к событиям выпадения решки или орла – внутри закрытой лаборатории. Каждый раз, когда друг бросает монету, они наблюдают определенный исход. Мы можем сказать, что друг Вигнера устанавливает факт: результатом подбрасывания монеты является определенно выпадение орла или решки.
Вигнер не имеет доступа к наблюдению этого факта, находясь за стенами лаборатории, и согласно квантовой механике, для него друг и монета находятся в суперпозиции относительно всех возможных исходов квантового эксперимента. Так происходит потому, что они «спутаны» - необычным образом связаны, так, что воздействие на один из объектов приводит к изменению состояния связанного с ним объекта. В принципе теперь Вигнер может подтвердить эту суперпозицию, используя так называемый «интерференционный эксперимент» - тип квантового измерения, который позволяет обнаружить суперпозицию целой системы, потдверждая, что два объекта являются спутанными.
Когда Вигнер и его друг впоследствии сравнят свои записи, друг будет настаивать, что они видели определенные исходы для каждого броска монеты. Вигнер, однако, будет не согласен с ним всякий раз, когда он наблюдал друга и монету в суперпозиции.
Впоследствии Часлав Брукнер из Венского университета, Австрия, взяв за основу идею Вигнера, показал, что она может быть использована для формального доказательства субъективности измерений в квантовой механике. Брукнер рассмотрел две пары «Вигнер-друг», находящиеся в двух отдельных ячейках, проводя определения общего состояния системы – изнутри и снаружи каждой соответствующей коробки. Эти результаты могли затем быть просуммированы, чтобы в конечном счете войти в так называемое «неравенство Белла». Если это неравенство нарушается, наблюдатели имеют дело с альтернативными фактами.
В новом исследовании впервые этот тест был выполнен на базе Университета Хериота-Уатта, Шотландия, с использованием небольшого квантового компьютера, состоящего из трех пар спутанных фотонов. Первая пара фотонов представляла монеты, два других фотона были использованы для осуществления «подбрасывания монеты» - измерения поляризации фотонов – внутри соответствующих ячеек. Снаружи ячеек два фотона оставались по одному на каждой стороне – и их положение также можно было определить.
В конечном счете после выполнения статистически значимого числа измерений расчет показал, что неравенство Белла в этом случае нарушается, то есть два наблюдателя имеют дело с разной «квантовой реальностью», подводят итог авторы.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances; главный автор Массимильяно Пройетти (Massimiliano Proietti).
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Ноя 24 2019, 10:49
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7838
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Возможно, пространство-время дискретно? Новая миссия даст ответ на этот вопрос
22 ноября 2019 11:59:42
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?pa...=20191122115942

Что собой представляет наша реальность: непрерывный континуум или огромное количество крохотных кусочков?
Сегодня физики до сих пор не могут согласовать между собой две важнейшие современные теории, описывающие устройство Вселенной: квантовую теорию и Общую теорию относительности (ОТО) Эйнштейна. Согласно квантовой теории, хорошо описывающей микромир и происходящие в нем явления, почти все известные нам свойства частиц, такие как энергия, момент и спин, квантованы, то есть могут принимать не все, а лишь строго определенные значения. С другой стороны, в макромасштабе, на уровне астрономических объектов, принято представлять пространство-время в форме непрерывного целого, называемого континуумом. Но что если при рассмотрении в самом мелком масштабе окажется, что пространство-время квантуется, подобно энергии или импульсу микрочастицы?
Для ответа на этот вопрос ученые предлагают провести новый тест. Суть этой проверки состоит в том, чтобы выяснить останется ли скорость света в вакууме, являющаяся фундаментальной константой в ОТО, постоянной при переходе к излучению сверхвысоких энергий. Теоретические соображения подсказывают, что при увеличении энергии излучения - или, что то же самое, при уменьшении длины волны – квантованность пространства может начать сказываться на скорости света. Для наглядности здесь можно использовать аналогию с неровностями поверхности тротуара: если по нему идет великан с огромными ногами, неровности поверхности тротуара не скажутся на скорости его передвижения, но если на тротуаре окажется крохотный лиллипут, то некоторые неровности могут стать для него почти непреодолимым препятствием, и его скорость резко снизится.
Для проведения данного теста ученые предлагают снарядить новую космическую миссию под названием GrailQuest: the Gamma-ray Astronomy International Laboratory for Quantum Exploration of Space-Time, которая будет включать сотни или тысячи спутников, способных наблюдать самое высокоэнергетическое излучение нашей Вселенной – гамма-всплески. Эти события происходят за миллиарды световых лет от нас, поэтому излучаемый данными источниками свет проходит по Вселенной огромные расстояния, и в случае квантованности пространства-времени замедление света возрастет настолько, что его можно будет измерить, считают ученые.
Предложение по этой миссии появилось в базе данных arxiv.org; главный автор работы Л. Бурдери (L. Burderi).
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Ноя 30 2019, 09:58
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7838
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Новая гипотеза объясняет яркое свечение вблизи черных дыр и нейтронных звезд
28 ноября 2019 05:31:21
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?pa...=20191128053121

В течение десятилетий ученые рассуждали о происхождении электромагнитного излучения в областях пространства, находящихся в непосредственной близости от черных дыр и нейтронных звезд – самых таинственных объектов во Вселенной.
Астрофизики считают, что это высокоэнергетическое излучение – которое заставляет черные дыры и нейтронные звезды «светиться» - генерируется электронами, движущимися со скоростями, близкими к скорости света, однако процесс, приводящий к ускорению этих частиц, до сих пор оставался для исследователей загадкой.
Теперь ученые из Колумбийского университета, США, представили новое объяснение физических процессов, приводящих к ускорению этих высокоэнергетических частиц.
В новом исследовании астрофизики Лука Комиссо (Luca Comisso) и Лоренцо Сирони (Lorenzo Sironi) использовали мощные суперкомпьютеры для моделирования процессов ускорения этих частиц. Исследователи пришли к выводу, что приобретение частицами высокой энергии является результатом взаимодействия между хаотическим движением частиц газа и пересоединением линий сверхмощных магнитных полей.
«Турбулентность и пересоединение магнитных линий – процесс, в ходе которого магнитные линии разрываются и стремительно пересоединяются – действуют совместно, разгоняя частицы до скоростей, близких к скорости света», - сказал Комиссо, исследователь-постдок из Колумбийского университета и главный автор нового исследования.
«Область в окрестностях черных дыр или нейтронных звезд наполнена экстремально горячим газом, состоящим из заряженных частиц, и линии магнитных полей «тянутся» за хаотично движущимися частицами газа, что приводит к их стремительному пересоединению, - добавил он. – Благодаря электрическому полю, формируемому в результате пересоединения магнитных линий, и турбулентности эти частицы ускоряются до огромных энергий, намного превышающих энергию самых высокоэнергетических частиц, разгоняемых в мощнейших современных ускорителях частиц, таких как Большой Адронный Коллайдер ЦЕРН», - добавил он.
Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Дек 11 2019, 17:18
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7838
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Таинственная «частица X17» может нести новую, 5-ю фундаментальную силу природы
11 декабря 2019 04:27:41
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?pa...=20191211042741

В нашей Вселенной действуют четыре фундаментальные силы. По крайней мере, так думали физики на протяжении долгого времени.
Однако теперь в новом исследовании сообщается о возможном обнаружении пятой силы – открытие, способное «перевернуть вверх дном» современную физику.
Недавно физики из Института ядерных исследований, Венгрия, представили новое исследование, в котором излагаются дополнительные свидетельства существования совершенно новой частицы, впервые предложенной три года назад. Получившая название «X17», эта частица может помочь ученым разрешить одну из крупнейших загадок современной астрономии – выяснить, что собой представляет темная материя.
Существование этой частицы обусловило бы необходимость пересмотра Стандартной модели физики элементарных частиц, теории, описывающей фундаментальные силы и классифицирующей субатомные частицы.
Однако к такому исходу наука придет лишь в том случае, если существование частицы будет подтверждено. Эта новая научная работа еще не прошла рецензирование. И большинство физиков относятся к данной работе скептически – отчасти потому, что ни один ученый, не имеющий отношения к венгерскому коллективу авторов, не смог до сих пор независимо подтвердить эти находки в ходе экспериментов, рассказал интернет-изданию Live Science Ричард Мильнер, физик из Массачусетского технологического института, который не принимал участия в этом исследовании.
В 2016 г. эта же исследовательская группа сообщила о первом обнаружении загадочной частицы в экспериментах с радиоактивными атомами бериллия. Физики измерили параметры излучения и потоков частиц, испускаемых бериллием при распаде. Исследователи отметили, что излучаемые электрон-позитронные пары склонны получать ускорение, направленное под определенным углом – поведение, необъяснимое с точки зрения существующей физики.
Обработка экспериментальных результатов привела ученых к выводу о существовании прежде неизвестной частицы-переносчика взаимодействий, до которой распадается бериллий перед последовательным превращением полученной частицы в электрон-позитронную пару. Расчеты показали, что неизвестная «частица X» имеет массу порядка 17 мегаэлектронвольт (отсюда название «X17»).
В новом исследовании авторы приводят дополнительные доказательства существования этой частицы, наблюдаемые при распаде атомов гелия. Аналогичная экспериментальная установка вновь показала наличие частицы с такой же массой. Находки показывают, что частица X17 является не фермионом – частицей обычной материи – а скорее, бозоном, частицей-переносчиком энергии и иногда силы. Это означает, что частица X17 может переносить прежде неизвестную, пятую фундаментальную силу природы, считают авторы работы.
Исследование появилось на сервере научных препринтов arxiv.org; главный автор А.Ж. Краснахоркаи (A.J. Krasznahorkay).
PMEmail Poster
Top
0 Пользователей читают эту тему (0 Гостей и 0 Скрытых Пользователей)
0 Пользователей:

Topic Options Страницы: (20) « Первая ... 18 19 [20]  Reply to this topic Fast ReplyStart new topicStart Poll



 


Текстовая версия