Новый коллaйдер поможет физикaм восстaновить состояние, в котором нaходилaсь Вселеннaя в первые мгновения после своего возникновения. Серия: Новости фундаментальной физики: Современная, букинистическая, популярная, научная литература. Учебники и монографии, самоучители и энциклопедии. Физика всего. Ученые открыли новое свойство грозы: появление гамма-лучей и антиматерии.
Чем занимались физики в 2023 году
Физики обнаружили неведомую силу природы Возможно, в физике скоро появится пятое фундаментальное взаимодействие — в дополнение к гравитации, электромагнетизму, сильным и слабым ядерным силам. Кто его заказывал? На самом деле это уже вторая волна новости: первая прокатилась по миру еще в 2016 году, когда в Physics Review Letters вышла первая статья Краснахоркаи на эту тему. В этот раз результат подтвержден на совсем другой экспериментальной модели.
Ну так что, спросит нетерпеливый читатель, открыто новое взаимодействие или пока все-таки нет? Но на такой прямой вопрос ему вряд ли кто-то ответит. Придется слегка погрузиться в подробности.
Что видели в Венгрии Когда возбужденное ядро — например, изотоп бериллия — переходит в обычное состояние, оно отдает избыток энергии в виде фотона. Этот фотон, будучи достаточно энергичным, может породить пару из электрона и позитрона, которые разлетятся, а экспериментаторам останется только их поймать, то есть зарегистрировать. Скорее всего, электрон и позитрон полетят вперед, и чем энергичнее был фотон, тем больше вероятность такого разлета хотя в принципе они могут разлетаться под любыми углами, но с ростом угла число зарегистрированных электронов и позитронов должно плавно спадать.
Однако в 2015 году Краснахоркаи с коллегами увидели другое: некоторый избыток электронов и позитронов разлетался под углом 140о. Такое могло бы быть, если время от времени ядро сбрасывает избыток энергии в виде новой, доселе неведомой частицы. Частица эта должны быть «бозоном» не спрашивайте — то есть относиться к тому же классу, что и бозон Хиггса, фотон, глюоны и прочие переносчики фундаментальных взаимодействий.
Зачем венграм из Института ядерных исследований в Дебрецене вздумалось бомбардировать литий протонами, получать возбужденный бериллий и измерять разлет электронов и позитронов? На этот вопрос мы ответим чуть позже. Важно лишь, что они увидели при этом не то, что ожидали.
Ну и что с того? Если бы каждый раз, когда в какой-то лаборатории на каком-то приборе физики видят что-то странное, они заявляли бы о новой частице и новой фундаментальной силе, человеческое знание пришло бы в полный хаос буквально в течение года. Именно поэтому так важен результат, обнародованный сейчас : Краснахоркаи повторили свой опыт, но теперь уже с ядром гелия.
Аномальный угол теперь составлял 115о, но это по-прежнему соответствовало новому бозону с той же массой 17 МэВ и теми же свойствами. Кстати, что такое 17 МэВ?
Любое физическое поле, обладая энергией, также притягивается черной дырой. Если источник такого поля, рас- расположенный, например, на коллапсирующем теле, попадает в черную дыру, а сила давления, связанная с компонентами тензора натяже- натяжения этого поля, не способна скомпенсировать силу гравитационного притяжения15, то втягивание этих полей внутрь черной дыры, сопро- сопровождаемое излучением части энергии наружу в виде волн соответ- соответствующего поля, приводит к быстрому исчезновению поля снаружи от черной дыры "выпадению волос". Процесс "выпадения волос" подробно обсуждается в книге [4], где можно найти ссылки на соот- соответствующие работы. В результате этого процесса черная дыра мо- может сохранить только те характеристики, которые она не способна сбросить при излучении массу, угловой момент, электрический за- заряд.
Теоремы, доказанные в работах [19, 75, 81, 82], позволяют заключить, что образующаяся стационарная черная дыра является заряженной керровской черной дырой. Поэтому, если источник поля находится на кол-. Это усповие, в частности, обеспечивает выполни- выполнимость теоремы Биркгофе, и сферически-симметричное поле в этом случае должно быть статическим. Трудно, однако, надеяться, что в результате учета каких-либо реальных классических взаимодействий можно избавиться от сингу- лярностей. Основание тому - строгие теоремы, доказанные в рабо- работах Пенроуза и Хокинга [85, 86]. В настоящее время большие надеж- надежды возлагают на учет квантовых процессов в гравитационном поле около особой точки и на учет квантового характера самого гравита- гравитационного поля.
В этой связи значительный интерес представляют не- недавние результаты Вилковысского и Фрадкина [87], которые свиде- свидетельствуют в пользу того, что теория квантовой гравитации, вероят- вероятно, является "асимптотически свободной", и в этом смысле она бли- ближе к теории Янга - Миллса, чем к квантовой электродинамике. Дан- Данные результаты позволяют надеяться, что на малых расстояниях при больших импульсах константа гравитационного взаимодействия эффективно уменьшается и, следовательно, притяжение, вызывае- вызываемое гравитационным полем, ослабевает. Это может привести к ослаб- ослаблению а возможно, даже и к отсутствию сингулярности при коллап- коллапсе тел. В пользу этого также свидетельствует то, что в квантовой теории условие положительности плотности энергии нарушается, и поэтому строгие теоремы, использующие в той или иной форме это предположение, перестают работать. ЗВЕЗДНЫЕ ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ При исследовании вопросов, связанных как с гипотезой суще- существования черных дыр во Вселенной, так и с ее возможными астро- астрономическими следствиями, следует иметь в виду, что свойства чер- черных дыр, их устойчивость, характер процессов, приводящих к их об- образованию, и сама возможность их наблюдений существенно зависят от массы U черной дыры. Ъсновные характеристики черных дыр , в возможном диапазоне масс удобно представить в виде таблицы.
Звездные черные дыры могут образовываться в результате кол- коллапса выгоревших и потерявших устойчивость звезд. Мы лишь кратко остановимся на свойствах этих черных дыр, поскольку проблемам коллапса звезд, аккреции вещества на черные дыры и возможности обнаружения этих черных дыр посвящена многочисленная литерату- литература см. Расчеты показывают, что обычно последний этап эволюции звезд с массой, в несколько раз превосходящей массу Солнца, сопровожда- сопровождается взрьюом вспышкой Сверхновой , в результате которого звезда может сбросить значительную часть своей оболочкц. Если масса ос- остатка Сверхновой превосходит величину Ма, равную максимально до- допустимой массе устойчивой нейтронной звезды, то в результате кол- коллапса этого остатка может возникнуть черная дыра. Для невращаю- щихся нейтронных звезд со слабым магнитным полем значение Ма существенно зависит от уравнения состояния вещества при плотнос- плотности, превышающей ядерную. Если предположить, что допустимые урав- уравнения состояния не приводят к скорости звука, превосходящей ско- скорость света, то, как показали Роадес и Руффини [89], предельная масса нейтронной звезды не превосходит величины 3-4 Mq, где Mq - масса Солнца.
Числен- Численные расчеты см. Вращение и сильное магнитное поле могут в принципе помешать образованию черной дыры. Условия для наблюдения звездной черной дыры наиболее благо- благоприятны, когда эта дыра входит в состав тесной двойной системы, вторая компонента в которой - обычная звезда. В этом случае из-за перетекания аккреции вещества со звезды на черную дыру вокруг последней образуется аккрецирующий диск, который может являться источником мощного рентгеновского излучения. Описание стандарт- стандартной модели дисковой аккреции можно найти в обзорах [21, 23, 24]. Совместные наблюдения и исследование характеристик этого рентгеновского излучения и излучения видимой компоненты могут позволить идентифицировать подобную черную дыру в двойной систе- системе.
Среди исследованных в настоящее время компактных галактиче- галактических рентгеновских источников обнаружено более десяти мощных ис- источников, входящих в состав двойных систем. Девять из этих источ- источников оказались рентгеновскими пульсарами нейтронными звездами в двойной системе. В настоящее время полагают, что рентгеновский источник в созвездии Лебедя Cyg Х-! Обсуж- Обсуждение наблюдательных данных для этого источника, полученных к на- началу 1977 г. Относительно недав- недавно гипотеза о массивных черных дырах в звездных скоплениях при- привлекла к себе внимание в связи с открытием источников мощных вспышек рентгеновского излучения, которые, как первоначально по- полагали, связаны со звездными скоплениями. Вокруг такой дыры при падении на нее меж- межзвездного таза мог бы возникнуть аккрецирующий диск, максимум излучения которого лежит в ультрафиолетовом или оптическом диа- диапазонах [24].
Однако по крайней мере в простейшем варианте эта модель встречается с рядом трудностей [13, 22]. Однако существование крайне высокой плот- плотности на ранних этапах развития Вселенной приводит к тому, что при некоторых условиях подобные малые черные дыры могли бы об- образовываться в прошлом из локальных неоднородностей распределе- распределения вещества [102 — 104]. Подобные черные дыры получили название первичных или реликтовых черных дыр. Число образующихся черных дыр главным образом за- зависит от уравнения состояния вещества и от характера неоднороднос- неоднородностей. Чем жестче уравнение состояния и чем меньше средняя амплиту- амплитуда неоднородностей, тем меньше образуется черных дыр [105 - 108]. В результате квантового испарения.
Поэтому на первый 20. Аккре- Аккреция окружающего вещества на них не может увеличить их массу, по-видимому, более чем на порядок [104, 119]. Все это указывает на то, что отклонения Вселен- Вселенной от однородности на ранних этапах были крайне малы. Отметим здесь еще один важный с принципиальной точки зрения аспект физики малых черных дыр, состоящий в своеобразной взаимо- взаимосвязи макро- и микрофизики. Характеристики хокинговского излучения, при котором вы- выделяется макроекопически большое количество энергии, существен- существенно зависят от спектра масс и характера взаимодействия элементар- элементарных частиц при высоких энергиях [106, 1201. С этой особенностью физики малых черных дыр связана интересная новая возможность получать информацию о физике микромира при астрофизическом по- поиске черных дыр.
Другой, быть может, еще более яркий пример возможной взаимосвязи макро- и микрофизи- микрофизики в явлениях, где существенно гравитационное взаимодействие, да- дает рассмотренная в работах [121 — 125] классическая модель заря- заряженной частицы "фридмона" , в которой макроскопически большой заряженный полузамкнутый мир для внешнего наблюдателя может проявляться в виде объекта с микроскопически малым зарядом и размером. При разумных предположениях о спектре флуктуации плот- плотности следовало бы ожидать образования в планковский момент вре- времени большого количества подобных черных дыр, и если допустить, , что эти черные дыры устойчивы и не взаимодействуют друг с другом, то можно прийти к противоречию с наблюдательными ограничениями на их допустимую плотность в настоящее время. Однако при подобном рассуждении полностью игнорируется специфический квантовый ха- характер подобных объектов. Учет квантовогравитационных процессов может, в частности, существенно повлиять на вероятность образова- образования этих дыр. Элементарные черные дыры могут, по-видимому, сыграть важ- важную роль в физике элементарных частиц [122]. При вычислении соб- собственной энергии частицы обычно учитывают вклад промежуточных состояний с произвольно большой энергией, что приводит к появле- появлению известных расходимостей.
В последние годы эта идея получила своеобразное интересное развитие в работах [128 — 132], в которых обсуждается инстантонный характер решений, описы- описывающих черные дыры, при продолжении их в евклидову область и воз- возможный вклад подобных решений в амплитуды квантовых процессов. В настоящее время в физике черных дыр проблем, наверное, не меньше, чем решений. Именно это и привлекает к ней столь сильное внимание. Мы надеемся, что статьи, вошедшие в сборник, помогут читателю получить представление об этой "горячей точке" науки. Ввйнбврг С, Гравитация и космология, "Мир", 1975. Зельдович Я.
Шзнер Ч. Пвнроуэ Р. Рис М. С, ЭллисДж. Уилер Дж. Ввкано М.
Теория гравитации и гра- гравитационный коллапс, "Мир", 1967. Работы обзорного характера 9. Волович И. Квантовая теория поля в асимптотически плоском пространстве-времени. Зельдович Й. Тяготение, заряды, космология и когерентность.
Черные и белые дыры. МерКОВ U. УФН, 111, 3A973. Глобальные свойства вещества а коллапсированном состоянии "черные дыры". Озерной Л. Источники энергии в квазарах и ядрах галактик.
Пенрохз Р.. УФН, 109,355A973. Черные дыры. Торн К. Поиски черных дыр. Фролов В.
Черные дыры и квантовые процессы в них. Швкурв ИМ. Carter В. DeWitt, B. DeWitt, Gordon and Breach Sci. Black Hole equilibrium states.
DeWitt В. Quantum field theory in curved space-time. Eardley DM. Astrophysical processes near black holes. Гинзбург В. Space Sci.
On the nature of quasars and active galactic nuclei. Braxelles, 1974, p. Search for observational evidence for black holes. Novikov I. С DeWitt, B. Black hole astrophysics.
Physical processes near cosmological singularities. Oda M. X-l — a candidate of the black hole. Parker L. Wisconsin-Milwaukee, 1977. The production of elementary particles by strong gravitational Melds.
Schiama D. Black holes and their thermodynamics. Sexl R. Austriaca, B42, 303 A975. Black hole physics. Статьи 30.
Hawking S. Black hole explosions? Quantum particle creation by black hole. The quantum mechanics of black holes. Генерация волн вращающимся телом. Старобинский А.
Усиление волн при отражении от вращающейся черной дыры. Misner C. Interpretation of gravitational-wave observations. Unruh W. Second quantization in Kerr metric. Марков U.
On black and white holes. Breakdown of predictability in gravitational collapse. Davies P. Energy-momentum tensor near an evaporating black hole. Chnstensen S. Статья 6 настоящего сборника.
Trace anomalies and the Hawking effect. Fulling S. Статья 7 настоящего сбор- сборника. Radiation and vacuum polarization near a black hole. Квантовое рождение частиц эффект Хокинга в черных дырах с перемен- переменными параметрами. Probability distribution of particles created by a black hole.
Wald R.
To find the mathematical and physical arguments for construction such model. To deduce the formula for the light particles energy.
To construct mathematical model which agree with the experiments.
Проблема доказательства этой теории в том, что планеты и звезды создают недостаточно сильные гравитационные волны, чтобы их можно было заметить. Но две черные дыры или две нейтронные звезды, сливаясь вместе, создают очень мощное возмущение — по пути к Земле они почти затухают, но все-таки могут быть детектированы достаточно чувствительными приборами. Поиском гравитационных волн занималась коллаборация ученых из сильнейших университетов мира в том числе МГУ. Они объединились в проект LIGO еще в 1980 году. Их целью было создать такие интерферометры, которые могли бы детектировать возмущение от слияния черных дыр — сделать это удалось только в 2016 году.
Где применяется: открытие гравитационных волн радикально изменит область астрофизики и астрономических наблюдений. Все использующиеся в настоящее время телескопы работают на электромагнитном излучении: оптическом, радиоволновом, инфракрасном, ультрафиолетовом и так далее. С помощью гравитационных волн исследовать космос можно будет с помощью гравитации — это позволит нам не только видеть астрономические объекты, но и «осязать». Гравитационные волны. Сделать это удалось с помощью глобальной сети радиотелескопов и объединения наблюдательных станций из разных точек Земли — этот проект назвали «Телескопом горизонта событий» Event Horizon Telescope, EHT. На самом деле изображение — это не фотография, а синтезированное и обработанное изображение, сделанное в радиодиапазоне.
Причем оказалось, что она выглядит именно так, как её описывали физики-теоретики. В центре находится сама «черная дыра», свет из которой просто не может вылететь из-за сильнейшей гравитации.
Ученые ГНЦ РФ – ФЭИ получили награды за научное открытие в области фундаментальной физики
| Нанотехнологии. Новости физики | Серия физическая» выбором редакции в тематическом выпуске «Фундаментальные вопросы и приложения физики атомного ядра» стала статья С.Ю. Торилов, Н.А. Мальцев, В.И. |
| «Что такое фундаментальная физика?». Лауреат Нобелевской премии по физике Франк Вильчек | Физика: Обсуждение новых теорий по физике. |
Занимательная физика
1. Для понимание мира: Физика помогает разобраться в фундаментальных законах природы, объясняющих множество явлений вокруг нас, от движения объектов до световых волн. Выпускник нашей образовательной программы Поликарпов Сергей был избран координатором группы исследований по физике прелестных адронов в коллаборации CMS. одна из самых удивительных наук! Физика столь интенсивно развивается, что даже лучшие педагоги. последние новости об открытиях российских и зарубежных ученых, острые дискуссии об организации науки в России и взаимодействии науки и бизнеса. Химия, физика, исследования материи. Нобелевская премия по физике—2023: лазерная физика и аттосекундные импульсы. Вторник Нобелевской недели — день физики.
Новости физики мегамира
| Физики решили одну из последних фундаментальных проблем сверхпроводимости | Все помнят уроки физики в школе. Наверняка для многих изучение свойства объекта или процессов, происходящих в металлах или других материалах, не казалось слишком. |
| Занимательная физика | Новости и проблемы фундаментальной физики: [журнал] / Гос. научный центр Российской Федерации Ин-т физики высоких энергий. |
| Серия книг «Новости фундаментальной физики» — 3 книги | 2-я Всероссийская школа-конференция «Фундаментальная физика и прикладные технологии» проходила в Университете «Дубна» 24-27 апреля, ее организатором выступил. |
| Интеллектуальный холдинг Виктора Барыкина | Новое в фундаментальной физике | Физика. Читайте последние новости на тему в ленте новостей на сайте РИА Новости. В стране полным ходом прокладывают сети квантовой связи. |
| Физики создали когерентный нанофотонный ускоритель | все о компьютерном железе, гаджетах, ноутбуках и других цифровых устройствах. |
Physics news
Все самое интересное и актуальное по теме "Физика". Рассказываем о науке достоверно и доступно. На этой странице представлена серия книг «Новости фундаментальной физики», в нее входит 3 книги. Новости и последние научные достижения в области физики на Naked Science. Новости дня от , интервью, репортажи, фото и видео, новости Москвы и регионов России, новости экономики, погода. Фундаментальная физика. Обложка Описание и характеристики Отзывы. Серия Новости фундаментальной физики (комплект из 6 книг).
Новости физики в Интернете
Фундаментальная наука Galilee-lorentz sygroup in relativistic electrodynamics To prove that relaxation processes of the frequency and the velocity change in relativistic electrodynamics are coordinated with the parametrical system of the non isomorphic groups, which is named Galilee-Lorentz sygroup. The physical assumption, that they are made of a thin matter -- pramatter, attracts the construction of the models, capable to consider this circumstance. It will allow removing the restriction on the construction of mechanical models for the light particles.
Потребовалось реализовать теорию «в железе» — это сделали с помощью прикладных дисциплин: инженерного дела и материаловедения. Россия — несомненный лидер в мировой атомной отрасли, и на отечественных примерах Naked Science рассказывает, с какими практическими трудностями сталкиваются инженеры, проектирующие реакторы, почему в атомной отрасли приходится постоянно создавать новые материалы и как современные студенты могут стать баснословно успешными, всего лишь выбрав правильное направление обучения в области экзотического материаловедения.
Россия — несомненный лидер в мировой атомной отрасли, и на отечественных примерах Naked Science рассказывает, с какими практическими трудностями сталкиваются инженеры, проектирующие реакторы, почему в атомной отрасли приходится постоянно создавать новые материалы и как современные студенты могут стать баснословно успешными, всего лишь выбрав правильное направление обучения в области экзотического материаловедения.
Интерес к этой теме возник, когда ученые изучали метаматериалы и метаповерхности и использовали их уникальные свойства для улучшения характеристик зарядных станций для мобильных устройств средней мощности.
Так был создан прототип системы беспроводной передачи энергии, предназначенной для зарядки аккумуляторов электротранспорта мощностью 11 кВт. Но для фундаментальной науки его открытие стало ключевым для понимания устройства мира. Атомы состоят из протонов и нейтронов — те в свою очередь состоят из кварков, по три в каждом. Кварки обмениваются друг с другом энергией, точнее, нуклеонами — благодаря этому они и объединяются в протоны и нейтроны. На самом деле элементарных частиц намного больше — все известные ученым сведены в так называемую стандартную модель. Согласно этой модели сами по себе частицы обладают нулевой массой. Но тогда непонятно, как они могут взаимодействовать и объединяться — ведь частицы с нулевой массой совсем не обладают инерцией, а значит, должны носиться по всей Вселенной со скоростью света в хаотичном порядке.
Ученые предположили, что по Вселенной разлито некое поле Хиггса, в котором частицы как бы вязнут и замедляются. Как пенопластовые крошечные шарики, которые при легчайшем дуновении разлетаются в разные стороны, но увязают в разлитой воде. В этой модели поле Хиггса состоит из тех самых бозонов — и если обнаружить эту частицу, то это станет доказательством существования и поля. На поиск этой частицы которой не существует в природе в обычных условиях , потратили более 50 лет и построили огромный комплекс — адронный коллайдер, который запустили в 2012 году. Моделирование процесса рождения бозона Хиггса в детекторе CMS.
Шесть открытий современной физики, которые изменили наши представления о мире
Тем самым создан ещё один инструмент, способный заглянуть внутрь субатомных частиц, который, возможно, позволит уточнить наши представления о них. Кроме того, подобные эксперименты могут прояснить и то, как нейтрино взаимодействуют с веществом. Информацию о структуре протона исследователи получили, направив пучок нейтрино на пластиковые мишени, содержащие углерод и водород, ядра которого как раз одиночные протоны. Нейтрино слабо взаимодействует с веществом, поэтому пришлось решить множество проблем для высокоточных измерений их рассеяния. Например, было сложно наблюдать сигнал нейтрино, рассеянного одиночными протонами водорода на фоне нейтрино, рассеянных связанными протонами в ядрах углерода. Для решения этой проблемы исследователи смоделировали сигнал углеродного рассеяния и вычли его из экспериментального сигнала.
Физики впервые увидели коллайдерное нейтрино Реакции, которые происходят в протонных коллайдерах ускорителях частиц, в которых два пучка протонов сталкиваются друг с другом , порождают большое количество нейтрино. Однако до сих пор эти нейтрино никогда не наблюдались напрямую. Очень слабое взаимодействие нейтрино с другими частицами делает их обнаружение крайне сложным. И вот в августе 2023 года участники сразу двух экспериментов на Большом адронном коллайдере объявили о первой регистрации нейтрино. Известно, что нейтрино высоких энергий производятся преимущественно на этом участке, но другие детекторы на БАКе имеют здесь слепые зоны и потому не могли наблюдать.
Обнаруженные FASER нейтрино имеют самую высокую энергию, когда-либо зарегистрированную в лабораторных условиях. А от осколков столкновений протонов его прикрывают примерно 100 метров бетона и камня. Регистрация коллайдерных нейтрино может открыть новые возможности для экспериментальных исследований в области физики элементарных частиц. Физики впервые квантово запутали молекулы. Исследователи из Принстонского университета в Нью-Джерси США впервые осуществили квантово-механическую запутанность отдельных молекул.
В этих особых состояниях молекулы остаются коррелированными друг с другом и могут взаимодействовать одновременно, даже если они находятся на расстоянии нескольких миль друг от друга или даже если они занимают противоположные концы Вселенной.
Поговорим об этих фантастических вещах, которые уже реализуются на передовой физике, в подкасте "Кот Среди важного в 2022 году — достижения в ядерных и термоядерных технологиях — это основа энергетики будущего, квантовая связь и новые вычислительные мощности на квантовых компьютерах, фундаментальная физика на установках класса "мегасайенс". Поговорим об этих фантастических вещах, которые уже реализуются на передовой физике, в подкасте "Кот ученый" Гость: Владимир Жакетов, к.
Настоящий сборник статей посвящен одной из интереснейших проблем современной теоретической физики — развитию и применению метода когерентных состояний в задачах квантовой теории. В статьях подробно обсуждаются физические свойства когерентных состояний, а также связанный с ними математический аппарат. Дается обзор различных аспектов применения представления когерентных состояний в квантовой теории поля, квантовой оптике, теории сверхтекучести, теории магнетизма и в фундаментальных задачах самой квантовой механики. Описаны результаты, успехи и перспективы этого нового, важного направления теоретической физики, не успевшие найти отражения в монографиях.
Каррузерс, М. Фальдман, А. Агарвал, Е. Обобщеная теорема Вика и многовременное отображение.
Сборник содержит статьи видных зарубежных ученых, посвященные ряду актуальных проблем современной теории гравитационного поля и его связи с квантовой физикой элементарных частиц. Главное внимание уделяется принципиальным вопросам структуры пространства-времени, свойствам решений эйнштейновских уравнений общей теории относительности, обзору методов квантования гравитации.
Среди них - создание имплантов, которые помогли вернуться на ноги парализованному пациенту. Швейцарские нейробиологи разработали "электронный мост" между головным и спинным мозгом, что позволило пациенту с параличом снова ходить. Еще один прорыв - технология выращивания электродов в тканях организма. Используя специальный гель, ученые из Швеции добились возможности создания гибких и долговечных электродов внутри тканей.
Ученые ГНЦ РФ – ФЭИ получили награды за научное открытие в области фундаментальной физики
| Физика 2023: 10 научных прорывов, меняющих мир | одна из самых удивительных наук! Физика столь интенсивно развивается, что даже лучшие педагоги. |
| Интеллектуальный холдинг Виктора Барыкина | Новое в фундаментальной физике | Российские физики не только математически описали эфир, или, как его еще именуют «физический вакуум», но и получили патент на способ получения тепловой и электрической. |
| Новости и проблемы фундаментальной физики : журнал Института физики высоких энергий. 2008, № 3 (3) | В результате исследований, проведенных интернациональной группой ученых на швейцарском ускорителе SLS, было объявлено о значительном открытии новой разновидности. |
| Произошло крупнейшее открытие в физике за последние 30 лет — BigData на | Александру Полякову за открытия в области фундаментальной физики. |
Яркие научные события — 2022: физика
В рамках празднования 80-летия физического факультета МГУ факультет запустил новый проект — выпуск бюллетеня новостей физфака. Об этом сообщает РИА Новости, ссылаясь на замдиректора по научной работе ИЯФ Ивана Логашенко. Интереснейшие статьи и новости в области фундаментальной физики и применения этих исследований. Журнал «За науку» — научно-популярные статьи на актуальные темы. Пик, который стал фурором в фундаментальной физике. Об этом сообщает РИА Новости, ссылаясь на замдиректора по научной работе ИЯФ Ивана Логашенко.
Серия Новости фундаментальной физики (комплект из 6 книг)
The physical assumption, that they are made of a thin matter -- pramatter, attracts the construction of the models, capable to consider this circumstance. It will allow removing the restriction on the construction of mechanical models for the light particles. To find the mathematical and physical arguments for construction such model.
Красное смещение галактики UDFy-38135539 оказалось равно 8,5549. Это означает, что расстояние до неё превышает 13 миллиардов световых лет и мы видим этот объект таким, Это случилось вскоре после Большого взрыва - в эру первой реионизации reionization. Ультрафиолет от первых массивных звёзд постепенно нагревал и ионизировал заполняющий космос холодный водород, делая пространство прозрачным.
Новости астрофизики о "скрытой массе" во Вселенной темной материи и темной энергии Все, что мы видим вокруг себя и с чем взаимодействуем, составляет лишь крошечную часть того, что есть в космосе. А загадочная тёмная энергия представляет собой неизвестную силу, которая, по-видимому, управляет ускорением расширения Вселенной.
Кристаллографам СПбГУ в лабораторных условиях удалось синтезировать кристаллы мулуита, пригодные для рентгеноструктурного анализа, и которые возможно подробно изучить на имеющемся оборудовании.
Медь является токсичным элементом, а образование нерастворимого мулуита может использоваться в технологиях биоремедиации очистки почв и вод. Для очистки почвы от меди можно использовать микроорганизмы, продуцирующие оксолаты — производные щавелевой кислоты. В промышленности мулуит используется для получения наночастиц, в частности, оксида меди.
В предлагаемой публикации будет рассмотрена та основа, которая обеспечивает представление внутреннего устройства материи в форме кристалла атомной структуры, решетки.
Для получения электронов высоких энергий строят линейные ускорители, такие как SLAC. Градиент ускорения, который испытывают частицы в классических ускорителях, ограничен пиковым радиочастотным полем, которое могут выдержать металлические поверхности конструкции, и обычно составляет десятки мегавольт на метр. О том, с какими еще сложностями сталкиваются ученые при модернизации Большого адронного коллайдера, мы писали в материале «Стойкий оловянный магнит». Чтобы обойти подобные ограничения, ученые разрабатывают другое направление в ускорительной технике — диэлектрические лазерные ускорители нанофотонные ускорители. Диэлектрические материалы могут выдерживать оптическую нагрузку до десяти гигавольт на метр. Подобные технологии потенциально могут на несколько порядков сократить требуемые размеры и стоимость ускорительных комплексов. Ученые освещали столбики сверху лучом лазера длиной волны 1,93 микрометра, чтобы создать необходимый режим ближнего поля. Электронный пучок инжектировался в эту структуру между рядами столбиков с начальной энергией электронов 28,4 килоэлектронвольт.
Физики впервые «сфотографировали» в капле воды возбуждённый рентгеном электрон
Чернышевского, Национального центра вертолетостроения имени М. Миля и Н.
Семенова-Тян-Шанского, Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н. Чернышевского, Национального центра вертолетостроения имени М. Миля и Н.
С точки зрения классической физики такой переход не отличается от полного разрыва цепи, однако квантовомеханический туннельный эффект позволяет току протекать через такие зазоры без всякого сопротивления. Аналогично магнитный поток не может «перескочить» через проволочку в классической физике сверхпроводник экранирует магнитное поле , но может «протуннелировать» через неё благодаря законам квантовой механики. Применение нестационарного эффекта проскальзывания фазы обещает стать таким же перспективным, как и джозефсоновский эффект. На основе джозефсоновских контактов делают сверхчувствительные детекторы магнитного поля , например, для исследования очень слабых магнитных полей головного мозга. Другое практическое применение этих контактов опирается на тот факт, что протекающий через них ток может меняться не плавно, а образовывать ступеньки по напряжению, если контакт облучать СВЧ-излучением.
На основе последнего эффекта, называемого ступеньками Шапиро, базируется квантовая метрология: эталон вольта сегодня определяют не при помощи какой-нибудь химической батареи из палаты мер и весов, а при помощи приборов на джозефсоновских контактах.
На практике учёные обнаружили и изучили связь между спиновыми паттернами в антиферромагнитных материалах под воздействием точечного приложения магнитного поля, которое имитировало магнитный заряд монополя. Источник изображения: Nature Materials, 2023 Использовать слово ржавчина в сочетании с алмазами учёные считают забавным. Но это лишь гематит — широко распространённый минерал железа Fe2O3, обычная железная руда. Это антиферромагнетик с нейтральным магнитным полем в обычном состоянии. Упорядоченная и нейтральная структура магнитных доменов в этом материале легко локализуется на очень и очень маленьких масштабах. Для вывода её из равновесия использовалась тончайшая алмазная игла, точнее — алмазная квантовая магнитометрия. С помощью детектирования ориентации спина электронов в игле можно измерять слабые магнитные поля в образце не нарушая их. По сути, учёные создали имитацию воздействия гипотетической частицы на магнитную решётку образца и смогли увидеть это воздействие прибором.
Это открывает путь к новым методам поиска неуловимой частицы, обнаружение которой невозможно переоценить для современной физики. В дальнейшем результаты этого исследования могут быть использованы для разработки компьютерных технологий, которые будут быстрее, чем те, что мы имеем сегодня, и более бережны к окружающей среде за счет более низкого энергопотребления , за что нужно будет благодарить особые свойства антиферромагнитных материалов. На практике проверка этого требует колоссальных энергий и ещё ни разу не проверялось в лаборатории. Группа учёных из США и Японии нашла условия , при которых такой эксперимент становится возможным с использованием современных лазеров. Источник изображения: SciTechDaily. Учёные разгоняли ионы золота и других тяжёлых металлов до релятивистских скоростей. На такой скорости ионы были окружены облаками фотонов, что вело к столкновениям между фотонами при сближении ионов металлов. В этих столкновениях рождались частицы и античастицы обычно электроны и позитроны. Иначе говоря, фотон-фотонные взаимодействия порождали материю, что прекрасно регистрировалось научными приборами.
Повторить подобный эксперимент с одними только лазерными лучами — воспроизвести чистый эксперимент перехода энергии в материю — это подняться на другой уровень науки. Как это сделать, рассказала группа исследователей из Университета Осаки и Калифорнийского университета в Сан-Диего. Они использовали моделирование, чтобы продемонстрировать, как можно экспериментально производить материю исключительно из света, что в будущем может помочь проверить давние теории об эволюции Вселенной. При столкновениях фотона с фотоном в коллайдере образуются электрон—позитронные пары, а позитроны ускоряются электрическим полем плазмы, создаваемым лазером. В результате получается позитронный пучок. Доктор Вячеслав Лукин, директор программ Национального научного фонда США, который поддержал работу, добавил: «Это исследование показывает потенциальный способ исследовать тайны Вселенной в лабораторных условиях. Будущие возможности сегодняшних и будущих мощных лазерных установок стали еще более интригующими». Физика процесса. Источник изображения: Yasuhiko Sentoku Суть процесса в том, что облучаемая доступными сегодня лазерами плазма в состоянии близком к критическому, способна самоорганизоваться и не только произвести позитроны и электроны , но также ускорить их до ультрарелятивистских энергий.
Лазерный импульс накапливает электроны на своем переднем крае, создавая сильное продольное электрическое поле плазмы. Поле создает движущийся гамма-коллайдер своеобразный фронт волны, где происходят столкновения гамма-квантов , который генерирует позитроны с помощью линейного процесса Брейта-Уилера — аннигиляции двух гамма-квантов в электрон-позитронную пару. В то же время ускорителем для позитронов служит плазменное поле, а не лазер, как показано на иллюстрации выше. Именно открытие позитронного ускорения обещает возможность создать установку для первого в истории преобразования чистой энергии в материю. Ранее считавшееся фантастикой станет реальностью, но совсем не так, как в кино. Репликаторы из этого вряд ли получатся. Но подтверждение Стандартной модели и, не исключено, новая физика — это достойная награда за открытие. Эта галактика относится к редким сейфертовским галактикам с «мини»-квазаром в её центре. Одна её крошечная центральная область пылает как весь Млечный Путь.
А за такими процессами всегда полезно следить, ведь там происходят явления, которые невозможно воссоздать в земных лабораториях. Но это верно лишь отчасти. В безднах космоса создаются такие условия, которые на Земле нельзя создать ни за какие деньги. Частицы разгоняются до колоссальных энергий, и это открывает нам глаза на новые грани классической и квантовой физики. Наблюдаемая «Хабблом» галактика MCG-01-24-014 относится ко второму типу сейфертовских галактик. Особенность этого типа в том, что ширина разрешённых и запрещённых линий в спектре её излучения примерно равна и равна разрешённым линиям в спектре сейфертовских галактик первого типа. В то же время у сейфертовских галактик первого типа ширина запрещённых зон относительно мала и это соответствует тому опыту, который частично воспроизводим на Земле. В остальном это на вид обычная спиральная галактика. По крайней мере, в оптическом диапазоне.
Согласно выведенным учёными законам квантовой физики, вероятность появления запрещённых линий в спектре не имеет абсолютного запрета, но крайне мала. Это подтверждено на опытах с доступной нам энергией. Но в космосе и, конкретно, на примере спектров галактик типа MCG-01-24-014 повсеместно происходит нечто маловероятное — запрещённые линии в спектрах имеют ту же ширину, что и разрешённые. Ядра галактик типа MCG-01-24-014 имеют в центре активное галактическое ядро. В общем случае — это активная чёрная дыра, которая постоянно поглощает множество вещества и в результате этого падающее на неё вещество излучает энергию в широком электромагнитном спектре. И этот спектр отлично улавливается нашими приборами. Более того, он показывает возможность процессов и явлений, осуществимость которых едва можно себе представить, включая «запрещённый» свет, который можно изучить и сделать из его наблюдения фундаментальные выводы о природе нашего мира. Такие батареи будут работать вне привычной причинно-следственной логики, и обещают превзойти классические химические элементы при накоплении электрической энергии и даже тепла. Источник изображений: Chen et al.
CC-BY-ND Многим наверняка известно, что при покупке некоторых недорогих аккумуляторов китайского производства логику тоже можно смело отключать. Но учёные из Токийского университета и Пекинского исследовательского центра вычислительных наук по-настоящему заинтересовались возможностью квантовых явлений в аккумуляторах. Интересно, что проблемой занялись специалисты в сфере информационных технологий, а не материаловеды. И немудрено, затронутая проблематика тесно связана с квантовой природой информации или, по крайней мере, в значительной степени её касается. По мнению учёных, квантовые аккумуляторы могут найти применение в различных портативных устройствах с низким энергопотреблением, особенно когда возможностей для подзарядки недостаточно. На это были нацелены первые опыты, и они увенчались успехом. Одно из открытых преимуществ квантовых батарей заключается в том, что они должны быть невероятно эффективными, но это зависит от способа их зарядки. Нас особенно интересует то, как квантовые частицы могут нарушать одно из наших самых фундаментальных ощущений — восприятие времени». Учёные провели серию экспериментов со способами зарядки квантовой батареи с использованием оптических устройств, таких как лазеры, линзы и зеркала.
Представленная выше схема лабораторной установки была далека от чего-либо, напоминающего привычный аккумулятор. В конечном итоге удалось добиться зарядки батареи способом, который потребовал проявления квантового эффекта вне повседневной логики. Заряд проходил в состоянии квантовой суперпозиции, когда условно два зарядных устройства одновременно заряжали один аккумулятор. В обычной жизни нужно было заряжать аккумулятор сначала одним, затем подключать другое зарядное устройство, а первое отключать. Опыт показал, что с учётом квантовых явлений обе зарядки могут работать одновременно. Более того, эксперимент подтвердил явную абсурдность процесса.