Новости, статьи, видео - общественно-политический форум Политбюро.

Вернуться   Новости, статьи, видео - общественно-политический форум Политбюро. > В мире науки и техники > Наука и мы

Ответ
 
Опции темы
Старый 07.05.2017, 17:51   #361
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Появляются новые намеки на кварк-глюонную плазму в протонных столкновениях

05.05.2017



Относительная доля странных барионов по сравнению с протонами (по вертикали) при увеличении множественности столкновения (по горизонтали). Сплошные символы — новые результаты протон-протонных столкновений, пустые символы — данные из протон-ядерных столкновений. График с сайта aliceinfo.cern.ch

Цитата:
Кварк-глюонная плазма — это особенное состояние ядерного вещества при высокой плотности и температуре. В ней отдельные протоны и нейтроны словно растворяются друг в друге, и составляющие их кварки начинают свободно гулять по объему. Кварк-глюонная плазма заполняла горячую Вселенную в первые мгновения после Большого взрыва. Сейчас, пытаясь разобраться с ее свойствами, физики на считанные иоктосекунды создают мельчайшие капельки такого состояния материи в столкновениях тяжелых ядер и анализируют частицы, рождающиеся при ее разлете и остывании. Изучение кварк-глюонной плазмы — один из ключевых пунктов научной программы Большого адронного коллайдера, и один из детекторов, ALICE, был специально сконструирован для этой задачи.

Кварк-глюонная плазма была открыта экспериментально в начале 2000-х годов и активно изучалась на LHC (см. ленту наших новостей по этой теме). Однако она легко возникает только в столкновениях тяжелых ядер. Это и понятно: в ядрах и так уже содержится очень много кварков, поэтому достаточно нагреть этот сгусток материи при ударе, и он превратится в плазму. Пару лет назад коллаборация PHENIX получила свидетельства в пользу того, что и в несимметричных столкновениях ядер гелия-3 с золотом тоже возможен этот процесс (см. подробный рассказ и общее введение в тему в нашей новости Крошечные капли кварк-глюонной плазмы образуются и в несимметричных ядерных столкновениях). Однако вопрос о том, может ли такое состояние вещества образоваться в протон-протонных столкновениях, остается открытым.

С одной стороны, в столкновениях двух протонов больших энергий действительно может родиться много частиц. На LHC были зарегистрированы события с большой множественностью, в которых рождалось более сотни адронов. Это значит, что в процессе столкновения возникают сотни кварков и антикварков. Но они рождаются не в самом начале жесткого столкновения, а в конце процесса. Поэтому совершенно неясно, успевают ли они при разлете достаточно много раз провзаимодействовать друг с другом, приобрести коллективные свойства, выровнять температуру, и образовать настоящую плазму.

Физики пытаются восстановить этот процесс по различным косвенным признакам (примеры см. в приведенных выше ссылках). Один из них — это повышенная вероятность рождения странных адронов, частиц, содержащих странный кварк. В исходных протонах этих кварков нет, но они рождаются в столкновениях. Если результат столкновения — это просто рождение и разлет нескольких кварков, без образования плазмы, то странных адронов будет мало и разлетаться они будут с довольно большими поперечными импульсами. Если же плазма успела образоваться, то в гуще кварковой материи успевают тепловым образом родиться многочисленные странные кварки, которые затем превращаются в странные адроны. В итоге, при переходе от обычного столкновения к кварк-глюонной плазме должна расти относительная доля странных адронов.

Недавно коллаборация ALICE провела именно такое исследование в протон-протонных столкновениях при энергии 7 ТэВ. Статья коллаборации была на днях опубликована в журнале Nature Physics; как и все статьи с LHC, она находится в открытом доступе. На сайте ЦЕРНа появилась также популярная заметка про эту работу.

На рисунке приведен сводный график результатов исследования. По горизонтали отложена множественность процесса столкновения (число заряженных адронов на единицу быстроты в центральной области детектора). По вертикали — отношение количества барионов определенного типа к значению, усредненному по всем столкновениям. Четыре типа частиц — это протоны (красные символы), лямбда-барионы, содержащие один странный кварк, (синие символы), кси-барионы (два странных кварка, зеленые символы), и омега-барионы (три s-кварка, серые символы). Закрашенные значки показывают новые результаты в протон-протонных столкновениях, пустые — измерения в протон-ядерных столкновениях, в условиях, где кварк-глюонной плазме родиться проще.

Данные показывают четкий рост относительного числа странных частиц с увеличением множественности. При этом чем больше странных кварков в адроне, тем резче рост. При равных значениях множественности зависимость примерно одинаковая для протон-протонных, протон-ядерных и чисто ядерных столкновений (они здесь не показаны), причем все эти три процесса происходили при разных энергиях. Это свидетельствует в пользу того, что в протонных столкновениях запускаются те же процессы массового рождения странных кварков, как и в столкновениях ядер. Сравнив результаты с теоретическими моделями, физики выяснили, что наилучшее описание дает та из них, которая позволяет глюонным полям образовывать более свободные конфигурации, характерные, в том числе, и для кварк-глюонной плазмы. Однако от окончательного вердикта, что в протонных столкновениях обнаружена кварк-глюонная плазма, экспериментаторы пока воздерживаются.
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 23.05.2017, 13:27   #362
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Радиоактивный распад может поддерживать внеземную жизнь

23 мая 2017



Цитата:
В ледяных телах нашей Солнечной системы излучение, испускаемое каменистыми ядрами, может вызывать распад молекул и поддерживать жизнедеятельность микроорганизмов, питающихся водородом. Для исследования этой возможности команда ученых из Техасского университета в Сан-Антонио и Юго-западного исследовательского института, оба научных учреждения США, построила модель природного процесса расщепления воды, называемого радиолизом. Затем исследователи применили эту модель к нескольким известным небесным телам, включая спутник Сатурна Энцелад, спутник Юпитера Европу, Плутон и его спутник Харон, а также карликовую планету Цереру.

«Физические и химические процессы, сопровождающие радиолиз, приводят к высвобождению молекулярного водорода (H2), молекулы, которая представляет большой интерес с точки зрения астробиологии», - сказал Алексис Буке (Alexis Bouquet), главный автор нового исследования. Радиоактивные изотопы таких элементов как уран, калий и торий обнаружены в каменистых метеоритах класса хондритов. Ядра космических объектов, изученных Буке и его соавторами, предположительно, имеют состав хондритного типа. Воды океанов, проникающие в пористое каменистое ядро, могут быть подвержены действию ионизирующего излучения и претерпевать радиолиз, приводящий к формированию молекулярного водорода и высоко реакционноспособных соединений кислорода.

Одним из распространенных механизмов образования молекулярного водорода на планетах и спутниках планет, имеющих океаны на своей поверхности (или под поверхностью), является так называемая серпентинизация. Эта химическая реакция между горными породами и водой происходит, например, в гидротермальных источниках, расположенных на дне океана.

Ключевой находкой данного исследования является обнаружение того факта, что радиолиз представляет собой потенциально важный дополнительный источник молекулярного водорода. К тому же, кроме молекулярного водорода, в результате радиолиза образуются соединения кислорода, которые, реагируя с некоторыми минералами, могут дать сульфаты, источник пищи для некоторых видов микроорганизмов.

Исследование увидело свет в журнале Astrophysical Journal Letters.
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 27.05.2017, 17:38   #363
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Строительство крупнейшего в мире телескопа началось в Чили

27 мая 2017



Цитата:
В пятницу в Чили президент страны Мишель Бачелет дал старт строительству крупнейшего в мире телескопа. Аппарат для исследования экзопланет, находящихся за пределами Солнечной системы, получил название "Европейский экстремально большой телескоп" (European Extremely Large Telescope, E-ELT). Он будет сооружен в чилийской высокогорной пустыне Атакама к 2024 году.

Аппарат стоимостью 1 миллиард евро будет оснащен пятью сегментными зеркалами, передает ТАСС. Диаметр самого большого из них составит 39 метров, он будет состоять из почти 800 шестиугольных зеркал (каждое диаметром 1,4 метра).

По информации Европейской южной обсерватории, финансирующей проект, площадь вращающегося купола телескопа можно будет приблизительно сопоставить с футбольным полем (86 метров в диаметре). Общая масса конструкции составит 5 тысяч тонн, из них 3 тысячи – подвижная часть.

В пустыне Атакама на сегодняшний день функционирует Атакамский большой радиотелескоп. Всего в астрономической обсерватории Ла-Силья, которая расположена здесь на высоте 2,4 тысячи метров над уровнем моря, находятся 18 телескопов. Половина из них построена на средства Европейской южной обсерватории – международной исследовательской организации, в которую входят 13 стран Европы, Бразилия и Чили.
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 02.06.2017, 12:42   #364
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Обсерватория LIGO обнаруживает гравитационные волны в третий раз

02 июня 2017



Цитата:
Гравитационно-волновая обсерватория Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) произвела третье по счету обнаружение гравитационных волн, ряби пространства и времени, продемонстрировав таким образом, что новый путь в астрономии надежно проложен и со временем становится все шире. Так же, как и в случае двух предыдущих обнаружений, эти волны были сгенерированы двумя черными дырами, сливающимися воедино с образованием более крупной по размерам черной дыры.

Эта вновь обнаруженная черная дыра, сформировавшаяся при столкновении, имеет массу порядка 49 масс Солнца. Это ставит её по массе в ряду между черными дырами, обнаруженными обсерваторией LIGO прежде, массы которых составляют соответственно 62 (первое обнаружение) и 21 (второе обнаружение) массу Солнца.

«У нас есть новые подтверждения существования черных дыр звездных масс, масса которых превышает 20 солнечных масс – объектов, о существовании которых нам не было известно до обнаружения их при помощи обсерватории LIGO», - сказал Дэвид Шумэйкер (David Shoemaker) из Массачусетского технологического института, США, недавно избранный на роль представителя научной организации LIGO Scientific Collaboration (LSC), включающей более чем 1000 ученых со всего мира. Совместно с коллаборацией LSC работу в рамках проекта LIGO ведет европейская организация Virgo Collaboration.

Обсерватория LIGO произвела первое обнаружение гравитационных волн в сентябре 2015 г., и с тех пор оборудование обсерватории было усовершенствовано в рамках программы под названием Advanced LIGO. Второе обнаружение состоялось в декабре 2015 г. Третье обнаружение, получившее название GW170104, состоялось 4 января 2017 г. В отличие от двух предыдущих обнаружений, в которых черные дыры располагались относительно недалеко от нашей Галактики (на расстояниях 1,3 и 1,4 миллиарда световых лет соответственно), эта, последняя пара черных дыр располагается значительно дальше от нас, на расстоянии порядка 3 миллиардов световых лет.

Эти новые наблюдения также позволили сделать предположение о направлениях собственного вращения черных дыр. По полученным обсерваторией LIGO в ходе последнего обнаружения данным ученые смогли рассчитать, что направления собственного вращения двух объединяющихся черных дыр, скорее всего, не совпадают. Это может говорить о том, что система этих черных дыр образовалась в результате соединения уже «готовых» черных дыр, например, в тесном звездном скоплении, а не в результате эволюции системы из двух звезд.

Исследование вышло в журнале Physical Review Letters; главный автор работы Б.П. Аббот (B. P. Abbott).
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 09.06.2017, 11:44   #365
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Новое подтверждение Общей теории относительности Эйнштейна

08 июня 2017



Цитата:
Альберт Эйнштейн предсказывал, что при прохождении света, идущего от далекой звезды, рядом с объектом, лежащим на переднем плане, гравитация действует подобно увеличительному стеклу, делая свет далекой звезды ярче и искажая его. Однако в статье, опубликованной в журнале Science в 1936 г., великий физик добавил, что, поскольку звезды расположены на очень больших расстояниях друг от друга, у нас «вряд ли есть шанс наблюдать это явление напрямую».

Однако сегодня международная команда исследователей под руководством Кайлаша Ц. Саху (Kailash C. Sahu) наблюдала именно это явление. В своем исследовании авторы сообщают о первом подтверждении одной из предсказываемых Эйнштейном разновидностей гравитационного микролинзирования, осуществляемого звездой, отличной от Солнца.

Когда звезда, лежащая на переднем плане, проходит перед далекой звездой, наблюдатель с Земли видит свет звезды в форме правильного кольца, называемого кольцом Эйнштейна. Группа Саху на самом деле наблюдала не точное попадание звезды, лежащей на переднем плане, на линию наблюдения далекой звезды, а попадание с небольшим смещением. Поэтому свет далекой звезды при этих наблюдениях представлял собой не правильное кольцо, а асимметричное кольцо Эйнштейна. Этот эффект Эйнштейн называл астрометрическим линзированием, и команда Саху впервые наблюдала этот эффект для звезды, отличной от Солнца.

Для наблюдений команда Саху использовала преимущества высокого углового разрешения космического телескопа НАСА «Хаббл». Исследователи наблюдали смещения углового положения далекой звезды, свет которой огибал близлежащий белый карлик под названием Stein 2051 B.

Исследование вышло в журнале Science.
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 20.06.2017, 19:20   #366
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Открытие LIGO гравитационных волн было поставлено под сомнения физиками

19 июня 2017

Цитата:
Обнаруженная необычная «синхронизация шумов» в данных двух детекторов гравитационной обсерватории LIGO, заставила усомниться физиков и космологов в открытии гравитационных волн этим научным прибором.

Айэн Харри (Ian Harry), так же сотрудничающий с LIGO – ученый из Института гравитационной физики в Потсдаме (Германия), рассказал, что ему не удалось «воссоздать» описанное его коллегами метода в их статье (? - skroznik), но даже некорректная «вычистка» данных при этом не может стать опровержением открытия всплеска GW150914 и понизить его статистическую достоверность.

Впервые всплеск гравитационных волн, который породили сливающиеся черные дыры в суммарной массе 65 Солнц, был зафиксирован в 2015, второй обнаруженный – ученые признали официально. А третий всплеск нашли с началом второго этапа работы детекторов LIGO, в январе текущего года.

Во время повторного анализа данных, собранных при обнаружении первой вспышки гравитационных волн с двух детекторов научного прибора, физиком Павлом Насельским из института Нильса Бора в Копенгагене совместно с другими учеными, была обнаружена необычная аномалия, поставившая под вопрос все открытия LIGO. Все «внимание» к себе притянули шумы, происходящие из-за квантовых флуктуаций вакуума и других случайных процессов, в том числе и из-за используемых LIGO для синхронизации «половинок» специальных систем калибрации. Эта заинтересованность была вызвана тем, что случайным образом «синхронизировавшиеся» шумы могли породить «поддельный» сигнал, схожий с сигналом гравитационных волн. И отличить их практически нереально, если не проводить анализ всех данных полностью.

Вооружившись архивом наблюдений LIGO, физики «изъяли» оттуда уже известные четыре всплеска гравитационных волн и в итоге обнаружили подобное событие с «синхронизацией шумов» в недавно зафиксированном всплеске GW170104. То, что это событие было действительно слиянием черных дыр теперь маловероятно.

Однако Харри отнесся не серьезно к расчетам физиков. Используемый Насельским метод по «вычистке» сигнала, как он считает, может и сам быть причиной подобных корреляций, и, применив такой подход к любым другим данным можно получиться аналогичную картину.

Со слов самих представителей LIGO сигнал в данных обоих детекторов заметен невооруженным глазом, без сравнения «половинок» и какой-то «очистки». Они считают доводы Насельского и его коллег ошибочными, ведь даже если существуй такая «синхронизация шумов», то невозможно было бы ее «воспроизвести» и тем более усилить.

По мнению же чешского физика Любоша Мотль, бывшего профессора в Гарварде, так же проведшего собственные расчеты, опираясь на базу данных LIGO, привели к однозначному заключению в обнаружении гравитационных волн в 2015 году, без каких-либо ошибок и случайных аномалий. Единственное, в чем они могли допустить ошибку – это не учесть влияние поляризации гравитационных волн на работу детекторов прибора, так как из-за этого модели сливающихся черных дыр и полученных LIGO данных в процессе наблюдений за другими событиями, могут немного расходиться.
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 28.06.2017, 17:46   #367
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Астрономы нашли систему из двух сверхмассивных черных дыр

28.06.2017

Цитата:
Американские астрономы из Университета Нью-Мексико объявили, что им впервые удалось обнаружить систему, состоящую из двух вращающихся вокруг общего центра масс сверхмассивных черных дыр. Объект находится в сотнях миллионов световых лет от Земли. Ради этого открытия потребовалось наблюдать за объектом более 10 лет.

Статья об открытии, опубликованная в журнале The Astrophysical Journal, написана аспиранткой Университета Нью-Мексико Каришмой Бансал, профессором Грегом Тейлором и их коллегами из Стенфорда, Морской обсерватории США и Обсерватории Джемини.

В начале 2016 года коллаборация ученых с экспериментальной установки LIGO объявила о первом экспериментальном подтверждении гравитационных волн – колебаний гравитационного поля, предсказанных Общей теорией относительности Эйнштейна. Гравитационные волны очень слабы, и потому их очень сложно обнаружить. Предполагалось, что обнаруженные LIGO колебания возникли в результате очень энергетически мощного события – слияния двух черных дыр звездной массы. Обнаружение двух сверхмассивных черных дыр, вращающихся вокруг друг друга, подтверждает, что слияние сверхмассивных черных дыр также возможно.

Для изучения двух сверхмассивных черных дыр в галактике 0402+379 использовался радионитерферометр VLBA (Very Long Baseline Array), состоящий из 10 радиотелескопов по всем США. Наблюдения на разных частотах продолжались в течение 12 лет. Анализируя изменение положений объектов на восстановленных снимках, ученые смогли определить скорость движения двух источников излучения и их траектории, подтвердившие, что они вращаются вокруг друг друга.

Расстояние до системы черных дыр составляет около 750 млн световых лет. Их суммарная масса составляет около 15 млн солнечных масс, орбитальный период системы – 24 тысячи лет. Таким образом, за 12 лет наблюдений положение объектов на орбитах изменилось минимально. Тот факт, что его удалось зафиксировать, ученые назвали большим технологическим достижением.
Ссылка: phys.org
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 28.06.2017, 18:04   #368
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Готовится эксперимент по сверхбыстрому ускорению электронов в углеродных нанотрубках

22.06.2017

Иванов Игорь



Рис. 1. Держатель для мишени в установке ASTA в Фермилабе, на которой будет проверена методика кильватерного ускорения электронов в углеродных нанотрубках. Фото с сайта fast.fnal.gov

Ускорители элементарных частиц нужны и для новых фундаментальных открытий, и для многочисленных практических применений. Радикальный прогресс здесь станет возможным только после внедрения новых технологий ускорения частиц. Так, уже давно разрабатывается кильватерное ускорение в плазме, где физики рассчитывают получить ускоряющие поля в десятки гигавольт на метр. Но и это не предел. В Фермилабе идет подготовка к эксперименту, в котором кильватерное ускорение будет реализовано внутри углеродных нанотрубок, а ускоряющий градиент, по оценкам, достигнет заоблачных значений теравольт на метр.

Когда речь заходит о будущих коллайдерах элементарных частиц, рассчитанных на еще большие энергии, главным камнем преткновения остаются их большие размеры — десятки километров! — и, как следствие, дороговизна. Кольцевые ускорители больших энергий не получится сделать меньше, потому что для этого либо потребуются сверхсильные магнитные поля, которые пока недоступны, либо, в случае электронов, слишком много энергии будет тратиться на каждом обороте пучка. Линейные электрон-позитронные коллайдеры свободны от этих недостатков, но они тоже упираются в технологический предел — доступный на сегодня темп ускорения частиц. Ускоряющее электрическое поле в используемых сейчас ускорительных секциях достигает нескольких мегавольт на метр. Проект международного линейного коллайдера ILC рассчитан на ускоряющий градиент повыше — 31,5 МВ/м. Но даже при таких значениях потребуется почти 10 км прямой ускорительной секции для разгона электронов до энергии хотя бы 250 ГэВ. И если ILC или другие похожие проекты еще могут быть реализованы, то дальше — финансовый тупик.

Ускорители находят и многочисленные практические применения. Сейчас в мире насчитывается свыше 30 тысяч ускорителей, и почти все они используются именно для прикладных исследований. Их энергии невелики, но всё равно такие установки занимают целые здания. Такие ускорители станут намного дешевле и доступнее, если при той же энергии их удастся превратить в настольные установки.

Все эти запросы фундаментальных и прикладных исследований могут быть удовлетворены только за счет реализации новой технологии ускорения частиц с градиентом порядка ГВ/м или больше. Принципиальных физических препятствий тут нет. Если, например, внутрь плазмы запустить короткий и плотный протонный сгусток-драйвер, то он на своем пути породит сильное колебание, этакий пузырь, летящий вперед с околосветовой скоростью, внутри которого электрическое поле будет достигать десятков ГВ/м. Электронный сгусток, пущенный вслед, будет постоянно находиться в области сверхсильного электрического поля и быстро разгонится до высоких энергий. Аналогичный пузырь можно породить в плазме и сверхмощным лазерным импульсом.

Эта технология, называемая кильватерным ускорением, сейчас активно разрабатывается во многих лабораториях, включая и ЦЕРН, где этим вопросом занимается специальный эксперимент AWAKE. Подробности можно найти в наших новостях (см., например, Ученые повысили эффективность плазменного ускорителя, увеличив плотность пучков, «Элементы», 28.11.2014 и ссылки на более ранние новости), в популярной лекции Артема Коржиманова На гребне плазменной волны к четкому биоимиджингу и в лекции Константина Лотова Кильватерное ускорение частиц в плазме.

А можно ли сделать кильватерное ускорение еще эффективнее? Уже давно физики обратили внимание на то, что внутри твердого тела этот процесс может быть намного более эффективным. Плотность электронов в сплошной среде в сотни и тысячи раз выше электронной плотности в разреженной плазме. Поэтому если такой пузырь создать внутри кристалла, можно замахнуться на ускоряющий градиент порядка десятков ТВ/м — в миллионы раз сильнее того, что доступно сейчас! Так же как и в плазме, электронный пузырь в кристалле можно создать очень быстро, так что ядра кристаллической решетки не успеют еще сдвинуться со своих мест. В результате электроны пролетят между рядами почти голых ядер и будут ускорены почти без рассеяния. Кристалл при такой процедуре скорее всего разрушится, но он позволит разогнать электроны до недостижимых сейчас энергий. Теоретически, это можно сделать в кристалле с помощью сверхмощного (гигаватты) импульса жесткого рентгена с энергий фотонов десятки кэВ. К сожалению, достаточно мощных импульсных источников столь жесткого излучения пока не существует. Можно было бы попробовать, по аналогии с плазмой, использовать для создания пузыря короткий сгусток-драйвер, а не вспышку жесткого рентгена, но, увы, внутри вещества этот сгусток не будет достаточно стабильным.

И тут на помощь приходит материал, который давно на слуху, но совсем по иным причинам, — углеродные нанотрубки (см. лишь один недавний пример их замечательных свойств в новости Белый фосфор, заключенный в нанотрубку, превратился в «розовый», «Элементы», 14.06.2017). Они представляют собой графитовые плоскости, свернутые в длинные и ровные трубочки. Они могут быть многостенные и достаточно широкие, с диаметром в тысячу межатомных расстояний, сохраняя при этом свою поразительную структурную прочность. Если сквозь такую нанотрубку пропустить компактный сгусток-драйвер, он запустит в ней сильное плазмонное колебание — поддерживающие друг друга колебания электронной плотности и электромагнитного поля (рис. 2). На оси нанотрубки возникнет область сильного ускоряющего поля порядка ТВ/м. Из-за того что просвет в нанотрубке намного шире межатомного расстояния, требования к сгустку-драйверу получаются куда менее жесткие, чем при каналировании в кристалле. В результате сама нанотрубка при этом не разрушится и будет готова к приему новых сгустков.



Рис. 2. Моделирование электронной плотности в многостенной углеродной нанотрубке при прохождении сквозь нее пары электронных сгустков. Изображение из обсуждаемой статьи

Описанная выше идея была предложена несколько лет назад коллективом авторов из Университета Северного Иллинойса и Национальной ускорительной лаборатории им. Э. Ферми — Фермилабе (см. краткое описание в препринте arXiv:1502.02073 и более подробный разбор в статье arXiv:1504.00387). Их оценки тогда показали, что нынешние технологии, как минимум, позволяют поставить тестовый эксперимент по проверке этой идеи. В недавней публикации TeV/m Nano-Accelerator: Current Status of CNT-Channeling Acceleration Experiment исследователи рассказали о текущем состоянии планируемого эксперимента.

Эксперимент планируется провести в Фермилабе. Там сейчас как раз строится ускорительный комплекс FAST, который позволит исследователям тестировать различные схемы ускорения с прицелом на ускорители следующего поколения. В частности, ускорительная линия ASTA будет выдавать пучок электронов со скромной энергией 50–300 МэВ, с которым, однако, можно будет выполнять множество манипуляций. В частности, электронный сгусток в нем можно приготовить таким образом, чтобы при прохождении сквозь нанотрубку его «голова» запускала сильное колебание, а «хвост», расположенный на контролируемом расстоянии, ускорялся в возникшем сверхсильном поле.

Массив нанотрубок для этого эксперимента изготовит компания NanoLab Inc. по хорошо известной технологии осаждения из газовой фазы на подложку из пористого оксида алюминия. Компания уже предъявила первый тестовый образец с нанотрубками требуемых размеров (диаметр 200 нм при длине 0,1 мм), см. рис. 3. Вся прочая инфраструктура ускорительной линии FAST, включая датчики и детекторы, в принципе готова.



Рис. 3. Слева: технология изготовления массива многостенных углеродных нанотрубок на подложке, справа: первый образец, изготовленный компанией NanoLab Inc. Изображения из обсуждаемой статьи

Наконец, выполнено детальное численное моделирование процесса для различных параметров установки (энергии исходного пучка, заряд сгустка, радиус нанотрубки по сравнению с длиной волны плазмонного колебания). Его результаты подтверждают, что достаточно плотный сгусток-драйвер способен создавать ускоряющий градиент вплоть до 1 ТВ/м. При тех параметрах пучка, которые установка пока сможет выдать, эффект будет слабее, да и на субмиллиметровых дистанциях прирост энергии будет очень скромный. Но сейчас главная задача — это не рекорды, а демонстрация самой технологии. Как только она заработает и подтвердятся ожидаемые закономерности, можно будет целенаправленно работать над усилением эффекта.

Источник: Y. M. Shin, A. H. Lumpkin, J. C. Thangaraj, R. M. Thurman-Keup, V. Shiltsev. TeV/m Nano-Accelerator: Current Status of CNT-Channeling Acceleration Experiment // препринт arXiv:1705.01983 [physics.acc-ph].
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 04.07.2017, 13:08   #369
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Планеты у нейтронных звезд могут быть обитаемыми

21 июня 2017

Алессандро Патруно (Alessandro Patruno) и Михкель Кама (Mihkel Kama) из Лейденского университета (Нидерланды) попытались выяснить, могут ли планеты вокруг нейтронных звезд, и в частности пульсаров, длительное время находиться в зоне обитаемости. Ведь нейтронные звезды почти не дают видимого света, зато поливают свои планеты мощным потоком жесткого излучения. Ученые пришли к выводу, что суперземли около таких звезд всё же могут получать от их излучения и пульсарного ветра достаточно тепла, чтобы миллиарды лет подряд поддерживать температуры, совместимые с существованием жидкой воды. При этом рентгеновское и гамма-излучение не будут угрожать потенциальной обитаемости этих планет. Среди уже открытых экзопланет астрофизики нашли две — PSR B1257+12 c (Полтергейст) и PSR B1257+12 d (Фобетор) — теоретически способные поддерживать жизнь. Но если жизнь там и возможна, она совсем не похожа на земную.


Нейтронная звезда — это остающийся после взрыва сверхновой компактный объект диаметром около 20 километров. Возникает она в ходе катастрофически быстрого сжатия под действием гравитационных сил, отчего ее сердцевина становится сверхплотной. Поэтому она состоит в основном из нейтронов и покрыта километровым слоем ядер атомов железа и более тяжелых элементов, а также тонкой атмосферой. Пульсар — это такая нейтронная звезда, которая вращается, имеет сильное магнитное поле и при этом испускает узконаправленные потоки излучения в районе магнитных полюсов (в рентгеновском или гамма-диапазоне; см. Источник мягких повторяющихся гамма-всплесков).



Рис. 2. Считается, что у пульсаров ось магнитного диполя (его силовые линии показаны голубым) наклонена относительно оси вращения (вертикальная красная прямая), поэтому их излучение доходит до наблюдателя в виде периодических вспышек. Желтым показаны пучки излучения, бьющие из магнитных полюсов пульсара. Рисунок с сайта nrao.edu

Исследователи поставили перед собой никем ранее всерьез не поднимавшийся вопрос: возможна ли жизнь на планетах вокруг нейтронных звезд? Хотя такие планеты известны уже четверть века (см. A. Wolszczan & D. A. Fral, 1992. A planetary system around the millisecond pulsar PSR1257+12), до сих пор никто и не пытался провести подобные расчеты. Причины просты: нейтронная звезда излучает почти исключительно в рентгеновском диапазоне. Жесткий рентген губителен для известной жизни, а без видимого и инфракрасного (ИК) компонента звездное излучение просто не сможет проникнуть достаточно глубоко в атмосферу, чтобы осветить и согреть поверхность планеты у нейтронной звезды.

И тем не менее астрофизикам из Нидерландов такая мысль в голову пришла. Чтобы понять, возможна ли жизнь у пульсаров, авторы поставили перед собой две задачи. Первая — уточнить с помощью наблюдений, есть ли в системе пульсара PSR B1257+12 обломочный диск (см. Debris disk), гипотезу о существовании которого десять лет назад выдвинула группа Павлова (см. G. G. Pavlov et al., 2007. X-Ray Emission from the Planet Pulsar B1257+12). Это должно было прояснить, как именно сформировались три планеты, наблюдаемые вокруг этого пульсара. Вторая — установить, могут ли в принципе планеты у нейтронных звезд такого типа сохранять свою атмосферу несмотря на мощный поток рентгеновского излучения и пульсарный ветер (см. ниже).

Три сценария формирования пульсарных планет

Поиск диска авторы вели с использованием массива данных космической рентгеновской обсерватории «Чандра». Брались наблюдения района пульсара PSR B1257+12 с помощью инструмента Advanced CCD Imaging Spectrometer. Учитывались как данные, проанализированные ранее (21 фотон, полученный в 2005 году), так и до сих пор не анализировавшиеся (полученные в 2007 году 25 фотонов с энергиями 0,3–8,0 кэВ). По этим данным ученые определили, что общая энергия излучения объекта составляет около 3,1×1029 эрг/с.

Исходя из этого, а также из неравномерности распределения фотонов по энергиям, исследователи попробовали оценить количество вещества между земным наблюдателем и источником данного излучения, которое бы частично поглощало его фотоны. Авторы использовали данные по 25 и 21 фотону (2005 и 2007 годы), введя их в модель bbodyrad, в данном случае описывающую излучение нейтронной звезды. Согласно модели, распределение энергии фотонов в диапазоне 0,3–8,0 кЭв должно было быть более равномерным, чем это наблюдалось на практике. Исследователи предполагают, что причина этого — поглощение фотонов определенных энергий веществом. По их интерпретации, за это отвечает обломочный диск. Почти всё вещество между нейтронной звездой и наблюдателем сконцентрировано главным образом вокруг этой звезды, а доля остального чрезвычайно мала. Авторы показали, что за это поглощение может отвечать обломочный диск, по массе сходный с аналогичными дисками обычной звезды главной последовательности (на сегодня их известно около тысячи).

Исследователи видят три теоретически возможных сценария формирования пульсарных планет (планет, которые обращаются вокруг пульсаров). По первому из них, они возникают еще до взрыва сверхновой, сразу после образования массивной звезды-предшественника сверхновой из того же газопылевого облака, что и она. Именно по такому сценарию образовалась Земля и другие «обычные» планеты, не относящиеся к пульсарным.

Однако нейтронные звезды образуются после взрывов сверхновых. Если у звезды-предшественника сверхновой были «нормальные» планеты, то их орбиты из-за взрыва наверняка нарушаются или они вообще оказываются выброшенными из своей системы. А если они остаются в ней, то, скорее всего, частично испаряются. В общем, первый сценарий образования известных пульсарных планет маловероятен.

Более вероятно, что материалом для образования пульсарных планет служат диски из вещества, выброшенного сверхновой при взрыве (второй сценарий), или обломочные диски, формирующиеся при поглощении нейтронной звездой своего компаньона — второй звезды системы, существовавшей до вспышки сверхновой (третий сценарий). Наблюдениями не так просто отделить второй сценарий от первого: пыль и обломки могут быть в обоих случаях. По общепринятым оценкам, половина звезд рождается в парных системах, поэтому третий путь формирования выглядит наиболее вероятным. В его пользу говорит и то, что PSR B1257+12 — миллисекундный пульсар, а пульсары становятся миллисекундными за счет поглощения вещества уничтоженной звезды-«близнеца».

Что нужно планете, чтобы быть обитаемой?

Самая большая угроза обитаемости — потеря жидкой воды и газовой оболочки. Пульсар излучает в рентгеновском диапазоне, то есть агрессивнее обычной звезды «обдирает» со своих планет и то, и другое. Водород из атмосферы слишком быстро уходит в космос, а значит, важнее всего то, сколько у планеты останется более тяжелых газов (о механизмах, из-за которых это происходит, например, на Земле, см. Диссипация атмосферы Земли, а также David C. Catling, Kevin J. Zahnle. The Planetary Air Leak).

Здесь у пульсарных планет всё неплохо. При втором и третьем (то есть наиболее вероятных) сценариях их формирования они образуются из материала, существенно обогащенного тяжелыми элементами (так в астрономии называют все элементы тяжелее гелия). Именно в сверхновых и нарабатывается основная масса тяжелых элементов во Вселенной, включая те, что составляют наш организм. На обычные планеты они попадают непрямым путем — из тех взрывов далеких сверхновых, что некогда обогатили газопылевое облако, из которого возникли эти планеты. Но в диски, из которых возникают пульсарные планеты, тяжелые элементы будут приходить напрямую, «из первоисточника». Звезда-компаньон в двойной системе из третьего сценария получит значительное количество таких элементов из выброшенного при взрыве сверхновой вещества. После уничтожения компаньона они высвободятся и будут использованы при формировании планет. Так что там будет довольно много кислорода и воды. Сходная ситуация будет и во втором сценарии, хотя из-за отсутствия звезды-компаньона, которая «поймала» бы на свою поверхность часть материала сверхновой, тяжелых элементов у пульсарных планет будет несколько меньше.

В случае системы PSR_B1257%2B12_c"]PSR B1257+12 атмосфера и гидросфера двух ее планет может быть особенно толстой. Ведь PSR B1257+12 c (Полтергейст) и PSR B1257+12 d (Фобетор) — суперземли, они в 3,9–4,3 раза массивнее нашей. По мере роста массы планеты ее атмосфера набирает массу экспоненциально. На телах в несколько раз тяжелее Земли газовая оболочка должна быть в сотни тысяч или даже миллионы раз массивнее земной. Большая масса атмосферы пульсарных планет и ее толщина чрезвычайно важны при оценке их потенциальной обитаемости.

Как уже говорилось выше, пульсары могут быть весьма яркими в рентгеновском диапазоне, но при этом почти не излучают в оптическом. Скажем, PSR B1257+12 имеет светимость (полную энергию, излучаемую телом в виде электромагнитных волн во всех диапазонах) в 7,2 раза больше, чем у Солнца, но не более 0,003% от нее приходится на видимый свет и ближнее ИК-излучение. Основная часть энергии, которую пульсарная планета получает от своей звезды, приходит к ней в виде рентгеновского излучения и пульсарного ветра (о пульсарном ветре см. J. G. Kirk, Y. Lyubarsky, and J. Petri. 2009. The theory of pulsar winds and nebulæ).

Пульсарный ветер состоит из заряженных частиц, разогнанных мощным магнитным полем вращающейся нейтронной звезды до релятивистских скоростей (см.: Relativistic speed). При попадании в атмосферу планеты они сталкиваются с ее частицами, тоже ионизируя их. Попутно возникают фотоны гамма-излучения, распространяющиеся во все стороны и постепенно передающие свою энергию соседним частицам. (Отдаленно похожие процессы в виде широких атмосферных ливней происходят и на Земле, см. Космические дожди.) Сходную роль играют и фотоны рентгеновского излучения. Попадая в верхние слои атмосферы пульсарной планеты, они должны ионизировать ее атомы. С одной стороны, оба процесса нагревают атмосферу пульсарной планеты, что повышает вероятность ее обитаемости. С другой — ионизация частиц в атмосфере означает, что многие из них наберут вторую космическую скорость и навсегда покинут подобное тело.

Когда кончатся воздух и вода?

Чем больше воды и газов изначально имеет планета, тем выше ее шансы остаться с какой-то атмосферой после длительного пребывания у нейтронной звезды. Исследователи построили модель взаимодействия излучения пульсаров с атмосферами суперземель. Они рассмотрели самый пессимистичный сценарий, при котором у планет вообще нет никакого магнитного поля. Оказалось, что для объекта с массой и атмосферой Земли без магнитного поля, вращающегося вокруг нейтронной звезды, все закончится довольно скоро. Газовая оболочка будет потеряна через 1–10 миллионов лет, в зависимости от удаления от пульсара и исходной доли атмосферы в массе планеты. Конечно, с магнитным полем процесс замедлится — но насколько именно, оценить пока сложно.

В то же время более массивные суперземли с мощными атмосферами сохранят основную часть своих газовых оболочек и через триллион лет. Последняя цифра, впрочем, не имеет практического смысла, потому что за это время поток излучения и пульсарного ветра от нейтронной звезды упадет так сильно, что планеты рядом с ней станут слишком холодными. Тем не менее, из этих расчетов получается, что пульсарные планеты могут находиться в зоне обитаемости миллиарды лет. И для Полтергейста с Фобетором это может быть именно так.

В своих оценках авторы считали, что энергия пульсарного ветра PSR B1257+12 равна 4×1032 эрг/с, хотя точное ее значение пока неизвестно. Из наблюдений пульсарного ветра — у других пульсаров, где есть плерионы, формируемые таким ветром, — трудно вычислить его полную энергию. Однако по его воздействию на плерионы известно, что она на порядки превосходит светимость нейтронной звезды. Если энергия ветра равна или превышает 4×1032 эрг/с, то длительное сохранение пульсарной планетой ее атмосферы нереально. В противном случае газовая оболочка пульсарной планеты может быть весьма долговечна (рис. 3). Но если воздействие пульсарного ветра слишком мало, то температура газовой оболочки планеты может упасть ниже совместимой с существованием жидкой воды на поверхности. Одного рентгеновского излучения для ее разогрева не хватит.



Рис. 3. Вверху: время выживания атмосфер суперземель у нейтронных звезд без пульсарного ветра под действием одного рентгеновского излучения. Внизу: то же время с учетом пульсарного ветра мощностью 4×1032 эрг/с. По горизонтали — массы пульсарных планет, по вертикали — расстояние от них до звезды. Цветовые шкалы справа от графиков показывают время потери планетой атмосферы в миллиардах лет (Gyr). Серые точки соответствуют (слева направо) планетам PSR B1257+12 c, PSR B1257+12 d, PSR 1719–1438 b и PSR B1620–26 b. Если на этих суперземлях масса атмосферы порядка 30% от общей (что больше, чем у «обычных» суперземель, из-за влияния сверхновой), то даже при мощном пульсарном ветре они сохранят ее сотни миллионов лет (левые графики). В случае более умеренного пульсарного ветра — намного дольше. Рисунок из обсуждаемой статьи

Источники энергии для подогрева атмосферы

Раз нейтронная звезда «греет» свою планету рентгеновским и гамма-излучением, возникает вопрос, а не погибнет ли жизнь на поверхности планеты от таких лучей. Авторы попробовали определить, на какой высоте происходит поглощение самых энергичных рентгеновских фотонов. У них получилось, что даже на Земле с ее сравнительно тонкой атмосферой подобные частицы были бы поглощены в 50–70 километрах от поверхности. Как уже отмечалось, пульсарные планеты исходно должны быть куда богаче кислородом и другими газами, поэтому атмосфера с гидросферой на них могут быть значительно толще нашей. В столь легком поглощении довольно опасного излучения на самом деле нет ничего странного, так как чем выше энергия фотона, тем быстрее он поглощается.

Хватит ли энергии от рентгеновского излучения и пульсарного ветра, чтобы прогреть атмосферу суперземель сверху вниз? Авторы не обсуждают эту проблему. Это связано с тем, что у рассматриваемых ими планет должна быть очень толстая атмосфера. И из расчетов, и из наблюдений известно, что при плотной газовой оболочке поступающая в нее снаружи энергия в конечном счете эффективно передается сверху вниз. Например, Титан и Венера в Солнечной системе имеют атмосферу намного плотнее земной, поэтому у них во всех точках поверхности колебания температур слабее, чем на Земле. И это несмотря на то, что почти всё входящее излучение там поглощается высоко в атмосфере, а не достигает поверхности планеты, как на Земле в безоблачных районах.

Итак, жизнь на планетах нейтронных звезд возможна, и весьма вероятно, что две из них уже известны. Но это не значит, что речь может идти о привычном для нас растительном и животном мире. Все пульсарные планеты, чтобы быть обитаемыми долгое время, должны иметь толстую атмосферу, полностью поглощающую излучение нейтронной звезды. То есть на их поверхности очень темно, а давление больше земного. Из-за высокого давления температура в приповерхностном слое будет везде одинаковой. Местная жизнь, как и первые земные организмы, могут быть хемоавтотрофами или использовать фоновое ИК-излучение от нагретой излучением пульсара атмосферы (см.: Древний фермент подтверждает гипотезу о зарождении жизни в горячих источниках, «Элементы», 02.04.2010, и J. Thomas Beatty et al., 2005. An obligately photosynthetic bacterial anaerobe from a deep-sea hydrothermal vent).

В своем блоге Алессандро Патруно, один из авторов работы, предполагает, что жизнь в таких условиях может развиваться подобно земной в Марианской впадине и сходных местах. Согласно его представлениям, местные организмы могут быть сходны с ксенофиофорами, типичными для глубин морей. По мнению ученого, не исключены и более сложные организмы. Следует отметить, что и на Земле многоклеточные, возможно, возникли при огромном давлении (см.: В вулканических породах возрастом 2,4 млрд лет найдены следы древнейших грибов, «Элементы», 11.05.2017), в километрах под морским дном. Так что возможность возникновения сложной жизни на еще одной планете только из-за повышенного давления или отсутствия света исключать не стоит.

Источник: A. Patruno, M. Kama. Neutron Star Planets: Atmospheric processes and habitability // Статья направлена на публикацию в Astronomy & Astrophysics и доступна как препринт arXiv:1705.07688 [astro-ph.EP].
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 12.07.2017, 11:39   #370
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Как нагревается корона Солнца, «показала» ученым обсерватория «Коронас-Фотон»

11 июля 2017



Цитата:
Современные астрофизики до сих пор бьются над разгадкой тайны высокой температуры короны Солнца - «наружного» слоя его атмосферы. При этом температура «предыдущих» слоев - хромосферы и фотосферы достигает 10 000 градусов Кельвина, а резкое увеличение температуры в сотни тысяч раз, которая возрастает до миллионов градусов Кельвина, происходит в «промежуточном» слое в несколько километров толщиной, между фотосферой и короной. На сегодняшний день нет «внятного» объяснения данному феномену.

С целью найти ответ на этот вопрос, в 2009 году на околоземную орбиту был выведен российский космический аппарат для фундаментального исследования Солнца - «Коронас-Фотон». Сергей Богачев и Алексей Кириченко, сотрудники Физического института РАН в Москве, рассказали, что разработка и строительство зонда были направлены непосредственно на изучение процессов в солнечной короне и ее окрестностях.

Однако, спустя уже 278 дней работы на орбите, из-за допущенных дефектов в конструкции - его батареи не могли нормально перезаряжаться одновременно с работающими научными приборами, космический аппарат вышел из строя. Но несмотря на это, собранного им количества научных данных, хватило для физиков, чтобы понять, каким образом нагревается материя Солнца, когда на его поверхности происходят микровспышки.

По информации из Научного фонда России, всего телескопом было зафиксировано около 480 микровспышек класса А0.1, удалось так же замерить их спектр и температуру Солнца в момент их возникновения на его поверхности.

По результатам наблюдений оказалось, что даже эти слабейшие вспышки разогревали материю короны своей вырабатываемой энергией до 3-4 миллионов градусов Кельвина.
Кириченко и Богачев, после изучения этих микровспышек, пришли к мнению, что для того, чтобы из-за них атмосфера Солнца не нагревалась вовсе, их энергия должна быть уменьшена на три порядка. К тому же, было обнаружено различие во взаимодействии с короной вспышек класса А0.1 и класса «по мощнее» - А1.

По тому, что возникновение микровспышек на солнечной поверхности происходит очень часто, можно предположить, что они и являются ключевым механизмом, разогревающим корону Солнца.

На данный момент ФИАН и НПО им. Лавочкина разрабатывается «преемник» космического аппарата «Коронас-Фотон» - зонд «Арка». Именно с его помощью ученые надеются получить более точный ответ, так как его возможности позволят «разглядеть» слабейшие вспышки на поверхности Солнца в 20 раз четче.
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 20.07.2017, 20:05   #371
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Гамма-обсерватории обнаружили высокоэнергетическую «ловушку» в центре Галактики

20 июля 2017

Цитата:
Совместный анализ данных, полученных при помощи космической гамма-обсерватории НАСА Fermi («Ферми») и наземной обсерватории High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.), расположенной в Намибии, указывает на то, что в центре нашего Млечного пути расположена «ловушка», в которой концентрируются самые высокоэнергетические космические лучи.

«Наши результаты показывают, что большая часть космических лучей, идущих сквозь центральную область нашей Галактики - а особенно, самые высокоэнергетические из этих лучей – рождаются в активных областях, расположенных за пределами галактического центра, а затем замедляются при взаимодействии с облаками газа на своем пути, - рассказал главный автор нового исследования Даниэль Гаггеро (Daniele Gaggero) из Амстердамского университета, Нидерланды. – Эти взаимодействия порождают значительную часть гамма-излучения, наблюдаемого при помощи миссий Fermi и HESS».

Космические лучи представляют собой высокоэнергетические частицы, движущиеся сквозь космическое пространство со скоростью, близкой к скорости света. Примерно 90 процентов от числа этих частиц составляют протоны, а остальная доля приходится на электроны и ядра различных атомов. При движении этих частиц по Галактике они подвергаются воздействиям со стороны магнитных полей, в результате чего их траектория многократно меняется, и определение направления, с которого прибывают космические лучи, становится невозможным.

В марте 2016 г. ученые проекта HESS сообщили об обнаружении экстремально яркого свечения центра нашей Галактики в высокоэнергетической части гамма-диапазона. В новом исследовании совместные наблюдения Млечного пути при помощи обсерваторий Fermi и HESS позволили выяснить, что наличие этого свечения связано с тем, что высокоэнергетические космические лучи, пронизывающие всю нашу Галактику, проникают сквозь центральную область Млечного пути менее эффективно, чем через периферийные его части, что и приводит к появлению наблюдаемого диффузного свечения центра Галактики в высокоэнергетической части гамма-диапазона.

Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 01.08.2017, 16:12   #372
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Крупнейший телескоп в мире - TMT будет построен на Гавайских островах, решил суд

31 июля 2017



Цитата:
На острове Гавайи уже располагалась астрономическая обсерватория Кека (W. M. Keck Observatory), когда американские ученые в 2000-х годах «загорелись» идеей строительства еще одного Тридцатиметрового телескопа - TMT (Thirty Meter Telescope). В этих целях было организовано международное сообщество, члены и участники которого готовы были проспонсировать строительство телескопа ТМТ бюджетом, превышающим миллиард долларов США.

В 2009 году было объявлено, что ТМТ будет расположен на вершине горы Мауна-Кеа, а спустя два года местное Бюро природных и земельных ресурсов выдало официальное разрешение на строительство обсерватории. Еще в 2010 году, жители тех районов не выражали никаких недовольств насчет предстоящих планов международного сообщества.

Однако, их мнение кардинально изменилось сразу с началом строительных работ в 2014 году. Тогда еще не успели было начаться и конструкторские работы, как стройплощадку оккупировали активисты и препятствовали процессу. С развитием этих событий, строительство телескопа ТМТ было решено перенести на весну 2015 года, но потом эти сроки сдвинулись и до лета, а в дальнейшем и вовсе массовые протесты активистов окончательно «заблокировали» начало строительства ТМТ.

В конце 2015 года, по решению Верховного суда острова Гавайи международное сообщество и вовсе лишилось строительной лицензии, в связи с обнаружением определенных «нарушений» во время ее выдачи. Ученым было предложено во второй раз пройти проверку, окончание которой ожидалось в ноябре 2016 года. Из-за этого, представители консорциума даже задумались о переносе строительства Тридцатиметрового телескопа на Канарские острова.

Остановил их только один значительный минус данного региона - наименее «удачное» и удобное месторасположение, к тому же климатические условия менее пригодные для наблюдений, что подрывает научную ценность данной постройки. Именно поэтому Эдом Стоуном (Ed Stone) - исполнительным директором международного сообщества совместно с его односторонниками велись переговоры с правительством Гавайских островов, чтобы добиться нового заседания суда.

В итоге, астрономы-единомышленники добились своего, и сейчас лишь ожидают официального разрешения на строительство от Бюро земельных и природных ресурсов, после чего работы смогут быть продолжены. Они рассчитывают решить эти формальные вопросы в самые кратчайшие сроки. Однако, как практически сразу же стало известно, представители местных этнических и религиозных организаций, а так же активисты из местных жителей, снова попытаются возобновить судебные тяжбы и не дать ход строительству нового телескопа на священной горе Мауна-Кеа.
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 03.08.2017, 17:30   #373
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Детекторы гравитационных волн LIGO и VIRGO занялись поиском их источников вместе

02 августа 2017

Цитата:
Лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) была построена в 2002 году по совместно разработанному проекту Кипа Торна, Райнера Вайсса и Рональда Древера в 80-х годах. На первых этапах, в течение 8 лет, работа обсерватории по поиску «эйнштейновских» колебаний пространства-времени не дала никаких результатов, поэтому на протяжении следующих 4 лет ученые занимались усовершенствованием и повышением чувствительности детектора.

Это время было потрачено не зря, и уже в 2015 году учеными был обнаружен всплеск гравитационных волн, образовавшийся в результате слияния черных дыр общей массой 53 Солнц. В дальнейшем, детектором было обнаружено три всплеска, однако, официально признанным посчитали один. Конкретного месторасположения их источника ученые не смогли определить, лишь приблизительный район возможного нахождения этих черных дыр. Даже учитывая его «скромную» площадь, заниматься поисками среди миллионов галактик, расположенных в нем – бесполезно.

Недавно франко-итальянский «собрат» LIGO – детектор гравитационных волн VIRGO возобновил свою работу после глубокой модернизации, начавшейся в 2011 году. Буквально на днях обсерватория прошла тестирования, и теперь в паре с LIGO они будут вести совместные наблюдения. VIRGO обладает чуть меньшей чувствительностью, но с помощью полученных ею данных удастся сделать фиксируемые LIGO сигналы более четкими и достоверными, а так же составить «трехмерную» карту местонахождения их источников.

Продолжительность работы двух детекторов в паре запланирована на месяц, до очередного обновления LIGO. Следующий «парный заход» произойдет приблизительно спустя год, скорее всего осенью 2018 года – возможности обеих обсерваторий будут улучшены, чувствительность будет увеличена, что позволит не только вести поиск сливающихся черных дыр, но и других источников гравитационных волн.
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 05.08.2017, 15:51   #374
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Кварк-глюонная плазма оказалась самой восприимчивой к завихрениям жидкостью

05 августа 2017

Цитата:
Столкновения между частицами, приводящие к формированию кварк-глюонной плазмы (quark-gluon plasma, QGP), наполнявшей раннюю Вселенную, позволили обнаружить, что в этом «первичном супе» из частиц вихреобразование происходит намного легче, чем в любой другой жидкотекучей среде. Новый анализ данных, полученных при помощи ускорителя частиц Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) Министерства энергетики США, показывает, что «завихренность» QGP превосходит завихренности, наблюдающиеся в суперячейках торнадо и внутри Большого красного пятна Юпитера на много порядков величины, а также превосходит даже завихренность самой восприимчивой к завихрениям жидкотекучей среды, известной ученым – сверхтекучего гелия.

Эти результаты добавляют еще одно удивительное свойство к богатому списку необычных свойств QGP. Этот «суп» из базовых блоков материи – кварков и глюонов – имеет температуру в несколько сотен тысяч раз более высокую, по сравнению с температурой в центре Солнца, а также сверхнизкую вязкость, или сопротивление течению, что позволяет описывать QGP как «почти идеальную жидкость». Изучение этих свойств, а также факторов, оказывающих на них влияние, позволит ученым раскрыть секреты самой мощной и плохо изученной силы природы – силы, связывающей кварки и глюоны в протоны и нейтроны, формирующие собой большую часть видимой материи, наблюдаемой в современной Вселенной.

Если говорить более конкретно, эти результаты по измерению восприимчивости QGP к завихрениям помогут ученым сделать выбор в пользу одной из нескольких существующих теоретических моделей этой плазмы. Дополнительные данные, которые исследователи планируют получить в будущем, дадут возможность измерить магнитное поле QGP – важную величину, позволяющую исследовать другие физические явления.

Исследование опубликовано в журнале Nature; главный автор Л. Адамчик (L. Adamczyk).
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 05.08.2017, 15:57   #375
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Возможное объяснение факта доминирования материи над антиматерией во Вселенной

05 августа 2017

Цитата:
Нейтрино и антинейтрино, также называемые «призрачными» частицами из-за трудностей их обнаружения, могут превращаться одна в другую. Международная коллаборация T2K объявила о первых результатах, указывающих на то, что причиной преобладания материи над антиматерией может быть тот факт, что нейтрино и антинейтрино ведут себя по-разному при этих осцилляциях. Это открытие является важным шагом на пути к пониманию Вселенной.

Вселенная состоит в основном из материи, при этом видимая нехватка антиматерии является одним из наиболее интригующих вопросов, стоящих перед современной наукой. Коллаборация T2K объявила вчера на коллоквиуме, проводимом в научном центре High Energy Accelerator Research Organization (KEK) в г. Цукуба, Япония, об обнаружении признаков, указывающих на то, что симметрия между материей и антиматерией (так называемая CP-симметрия) нарушается в случае нейтрино с 95 процентной вероятностью.

Нейтрино представляют собой элементарные частицы, которые могут проникать сквозь материю, почти не взаимодействуя с ней. Существуют три различных типа нейтрино - электронные, мюонные и тау-нейтрино – а также их античастицы (антинейтрино). В 2013 г. группа T2K открыла новый тип превращений между нейтрино, показав, что мюонные нейтрино превращаются (осциллируют) в электронные нейтрино в процессе движения в пространстве-времени. Основным результатом новейшего исследования, проведенного T2K, является отрицание с 95 процентной вероятностью гипотезы о том, что аналогичное превращение мюонных антинейтрино в электронные антинейтрино происходит с той же вероятностью. Это является первым указанием на нарушение симметрии между материей и антиматерией при осцилляциях нейтрино, и поэтому также на то, что нейтрино играют важную роль в формировании асимметрии между материей и антиматерией во Вселенной.

Составлено по материалам, предоставленным Бернским университетом, Швейцария.
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 25.08.2017, 20:43   #376
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Экспериментаторы воссоздают «алмазный дождь», идущий в недрах ледяных гигантов

22 августа 2017

Цитата:
В новом эксперименте, целью которого являлось воссоздание условий, поддерживающихся глубоко внутри ледяных гигантов нашей Солнечной системы, ученые смогли впервые наблюдать «алмазный дождь», идущий в условиях высокого давления. Под действием экстремально высоких давлений водород и углерод, находящиеся в недрах таких планет, сжимаются, формируя твердые алмазы, которые медленно погружаются в глубину планеты.

Протекание процессов такого «блестящего осаждения» уже давно предполагалось на глубине порядка 8000 кмв под поверхностями Урана и Нептуна, однако успешные экспериментальные результаты по воссозданию этого процесса в лаборатории получены впервые. Исследователи смоделировали условия, поддерживающиеся в недрах ледяных гигантов, генерируя ударные волны в пластмассе (полистироле) при помощи мощного оптического лазерного инструмента под названием Matter in Extreme Conditions (MEC) Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США.

В этом эксперименте ученые во главе с Домиником Краусом (Dominik Kraus) из Центра им. Гельмгольца Дрезден-Россендорф, Германия, смогли увидеть, что почти каждый атом углерода исходного пластика вошел в состав небольших структур с кристаллической решеткой алмаза размером несколько нанометров. На Уране и Нептуне такие алмазы вырастут до значительно более крупных размеров и будут весить порядка нескольких миллионов карат, считают авторы исследования. Эти алмазы в течение многих тысяч лет погружаются в глубины ледяных планет, и в настоящее время, вероятно, сформировали толстые слои вокруг ядер планет, также отмечают авторы.

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 11.09.2017, 13:15   #377
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Новый канадский радиотелескоп будет наблюдать сразу все небо одновременно

11 сентября 2017



Цитата:
Телескоп CHIME, инновационный канадский радиотелескоп, представленный общественности в минувший четверг в провинции Британская Колумбия, использует новые технологии, которые позволят применять его одновременно для решения нескольких крупных астрофизических и космологических задач – включая изучение природы «темной энергии», составление беспрецедентно подробных карт далекой Вселенной и определение происхождения таинственного феномена, называемого быстрыми радиовспышками.

В отличие от традиционных телескопов телескоп CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) не имеет движущихся частей. Этот телескоп способен наблюдать сразу все небо в радиодиапазоне при помощи более чем тысячи радиоантенн.

Эти радиосигналы конвертируются в цифровые данные со скоростью 13 терабит в секунду. Такое огромное количество информации не может быть сохранено, поэтому полученные данные будут обрабатываться в режиме реального времени. Это позволит телескопу CHIME «наводиться» на любую точку неба, и в этом случае необходимость специально наводить телескоп на тот или иной объект на небе полностью отпадает. Кроме того, телескоп сможет наблюдать объекты, находящиеся в нескольких различных направлениях, одновременно.

В настоящее время телескоп CHIME находится на этапе ввода в эксплуатацию. Телескоп был построен и размещен в помещениях Астрофизической радиообсерватории Доминион, провинция Британская Колумбия, Канада.
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 22.09.2017, 14:43   #378
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Фил Андерсон: Возможно ли ныне создание новой физики?

Ситуация в науке уже давно сложилась так, что наиболее честные и откровенные слова о глубоко затянувшемся кризисе звучат в основном от старых знаменитых ученых. Старых и очень старых…

«Сегодня я бы вообще не получил работу в науке»

В декабре 2013 года, когда подошел срок для вручения в Швеции очередного комплекта Нобелевских премий, журналист британской газеты The Guardian ухитрился взять интервью у одного из наиболее знаменитых среди новых лауреатов – физика-теоретика Питера Хиггса. [ph]

Слово «ухитрился» привлечено здесь вовсе не просто так, естественно, а по причине того, что в свои 80 с лишним лет Хиггс предпочитает никогда не пользоваться ни мобильной телефонной связью, ни электронной почтой, ни вообще интернетом в целом. Что же касается внимания со стороны назойливых СМИ, то их он просто старается всячески избегать. Поэтому побеседовать с труднодоступным ученым журналисту удалось лишь в таких условиях, где деваться человеку от прессы было в общем-то некуда – на пароме, следовавшем в Стокгольм.

То, что наиболее престижная среди физиков награда, Нобелевская премия, может вручаться исследователям с сильнейшими задержками – по прошествии 25-30, а то и 40 лет после собственно открытия – этот факт давно уже никого не удивляет. Передовая наука стала чрезвычайно сложной, надежно проверить предсказания экспериментами, чтобы убедиться в бесспорной правильности теории, становится всё труднее, а коль скоро из среды молодежи великих открытий что-то совсем уже не появляется, то средний возраст лауреатов ныне отчетливо перевалил за 70-летний рубеж.

Но даже в этих условиях история с Нобелевской премией «за бозон Хиггса» все равно определенно встала особняком – как нечто совсем уж необычное. Во-первых, по той причине, что собственно теоретический механизм, математически описавший порождение массы у субатомных частиц, был разработан Хиггсом в Эдинбурге и независимо-одновременно его многочисленными коллегами в других местах свыше полустолетия тому назад – в начале 1960-х годов.

Ну а во-вторых, ученый-теоретик Питер Хиггс, именем которого назван собственно бозон, принципиально важный для Стандартной Модели частиц и полвека ускользавший от детекторов экспериментаторов, за всю свою последующую научную жизнь опубликовал меньше десятка статей. В беседе же с журналистом «Гардиан», случившейся по пути в Стокгольм, Хиггс откровенно признал, что с такой продуктивностью его уже давным-давно уволили бы из университета – если бы еще в 1980 году он не был впервые номинирован на Нобелевскую премию…

Уже в те времена, рассказал ученый, он стал немалой проблемой для администрации Эдинбургского университета и его физического факультета – когда они стали проводить исследования по оценке эффективности научной работы. По факультету прошел циркуляр с таким запросом ко всем сотрудникам: «Пожалуйста, предоставьте список ваших недавних публикаций». Хиггс отправил им обратно соответствующую бумагу, в которой была лишь одна строка: «Ни одной».

Как он узнал позднее, административные начальники университета, решая судьбу Хиггса, выбрали примерно такую осторожно-предусмотрительную позицию – «Кто его знает, может, он и впрямь когда-нибудь получит Нобелевскую премию. Ну а если нет, что ж, избавиться от него мы сможем всегда»…

В том же «пред-стокгольмском» интервью 84-летний Хиггс (сейчас ему, соответственно, еще на 4 года больше) выразил сильнейшие сомнения, что подобный теоретический прорыв, который ему удалось совершить полвека назад, был бы вообще возможен в условиях современной академической культуры. Ныне ученые все время, непрерывно находятся под гнетущим прессингом – для них всегда предполагается и ожидается, что они постоянно должны сотрудничать с другими коллегами и сами или в коллективе, но регулярно испекать все новые и новые статьи-публикации.

Цитируя ученого дословно: «Сложно даже представить, каким образом в такого рода климате я вообще смог бы обрести достаточно тишины и покоя, чтобы сделать то, что мне удалось совершить в 1964»…

К 2012 году, когда произошло, наконец, экспериментальное подтверждение бозона Хиггса в CERN, прославленный ученый-ветеран, отмеченный множеством наград и титулов и до Нобеля, после немалого перерыва уже вновь работал в своем Эдинбургском университете – теперь на должности почетного (emeritus) профессора, освобожденного от административных нагрузок. Однако, у теоретика совершенно нет иллюзий на тот счет, что при несколько других раскладах его научная биография могла бы сложиться в корне иначе.

К тому времени, когда Хиггс выходил в отставку в 1996, он ощущал себя крайне неуютно в условиях новой академической культуры: «После того, как я ушел на пенсию, прошло довольно много времени, прежде чем я вернулся на свой факультет. Я считал, что слишком уж сильно выпадаю из всего этого. Ведь это уже совершенно не соответствовало тому, как предпочитал заниматься вещами я сам. Сегодня я бы вообще не получил работу в академической науке. Это просто самоочевидный факт. Практически наверняка меня сочли бы недостаточно продуктивным»…

«Больше, но иначе: заметки ворчуна»

В том же декабре 2013, но только по другую сторону Атлантического океана, в Принстонском университете США торжественно отмечали 90-летний юбилей другого выдающегося теоретика и нобелевского лауреата, Филипа Уоррена Андерсона.



Фил Андерсон в окружении прославленных коллег, собравшихся на конференцию в честь юбилея ветерана. Слева направо: Энтони Леггетт, нобелевский лауреат по физике 2003 года; Вальтер Кон, нобелевский лауреат по химиии 1998; Дэн Цуи, нобелевский лауреат по физике 1998; виновник торжества Ф.Андерсон; Эдвард Виттен, филдсовский медалист 1990 г.; Фрэнк Вильчек, нобелевский лауреат по физике 2004; Дуглас Ошеров, нобелевский лауреат по физике 1996.

Фил Андерсон был удостоен высшей для ученых награды давным-давно, еще в 1977 году, имеет очень внушительное научное наследие из множества статей и книг, да и работал он всю свою творческую жизнь в существенно иной области, нежели Питер Хиггс, – сначала носившей название «физика твердого тела», а в последние десятилетия обычно именуемой физика конденсированного состояния вещества. Иначе говоря, этот ученый-теоретик всегда занимался исследованиями в максимальной степени конкретных вещей, таких как полупроводники и сверхпроводящие материалы, а его открытия уже давно и реально воплощены во множестве технологий, окружающих современного человека.

Но при всем этом изобилии очевидных внешних различий, не только имена, но и базовые научные идеи того и другого ученого на самом деле очень тесно связаны и переплетены. Начать можно с того, что в кругах действительно знающих специалистов та математика уравнений, что лежит в основе чрезвычайно абстрактных поначалу предсказаний бозона Хиггса, обычно носит название «механизм Андерсона-Хиггса». И это, естественно, далеко не случайность.

Ибо на самом деле этот механизм Филип Андерсон придумал в 1962 году и опубликовал весной 1963 [pa] – но только не для физики субатомных частиц, а для куда более близкой ему физики твердого тела. Здесь идеи и математика Андерсона весьма оригинально объяснили определенный феномен в явлении сверхпроводимости – как результат которого у квазичастиц-плазмонов появлялись дополнительные свойства инертности, соответствующие массе.

Когда Питер Хиггс по случаю увидел эту работу и начал о ней размышлять, то в конечном итоге его осенило – каким образом те же самые идеи о вихревых квазичастицах в сверхпроводящей среде можно было бы переписать на языке субатомной физики с её «точечными частицами» в условиях «вакуума». Результатом этой замечательной трансформации стала знаменитая ныне статья Хиггса 1964 года, принесшая ему Нобелевскую премию полвека спустя, в 2013. К чести ученого, сразу же во вступлении к своей знаменитой работе он в явном виде сослался на первоисточник идеи: «Данный феномен [порождения массы] – это просто релятивистский аналог феномена плазмона, к которому привлек внимание Филип Андерсон»…

Здесь сразу же следует подчеркнуть, что прочие первооткрыватели «бозона Хиггса» (общим числом около 6 или 7), примерно тогда же независимо обнаружившие и описавшие этот физико-математический механизм, ссылаться на Андерсона сочли то ли излишним, то ли неуместным. А может, и действительно были не в курсе…

Но как бы там ни было, важность концептуальных идей «твердотельщика» Андерсона в области физики частиц высоких энергий – это абсолютно неоспоримый научный факт. Еще раз обратить особое внимание на который счел совершенно необходимым знаменитый теоретик Эд Виттен в своем выступлении на чествованиях 90-летия ветерана: «Фил был одним из первых, кто открыл близкие аналогии между физикой конденсированной материи и релятивистской физикой частиц»…

Если же перевести суть этих «близких аналогий» на язык общедоступных для всех идей и понятий, то самое честное – это просто признать, что с начала 1960-х годов, как минимум, в релятивистской физике частиц активно и повсеместно работают с «пустым пространством» как с подвижной материальной средой. Или иначе – с динамическим «эфиром». Вот только признать этот факт открыто и официально не решаются до сих пор – в силу давно наложенного глупого табу на слово эфир… [tb]

Здесь, впрочем, речь идет совсем не об этих предрассудках и суевериях современных научных сфер, а о примечательных соответствиях идей и взглядов выдающихся ученых. Ибо у Филипа Андерсона, занимающегося написанием разнообразных текстов регулярно и куда более охотно, нежели Питер Хиггс, не так давно вышла целая книга-сборник с разнообразными наблюдениями и критическими размышлениями по поводу академической науки вообще и утвердившихся в ней, в частности, дефективных порядков, всячески препятствующих научному прогрессу.

Книга Андерсона носит подобающее название «Больше и иначе: заметки от вдумчивого ворчуна» [md]. А по поводу очевидно неблагополучного положения с открытиями в нынешней физической науке, переживающей глубокий кризис фундаментального порядка, наиболее внятно и доходчиво мнение автора доносит небольшой текст сборника под таким названием-вопросом: «Могли бы в современной Америке изобрести квантовую механику?» (стр. 166-173).

Принимая во внимание особую актуальность данного текста, имеет смысл привести здесь его (почти полный) перевод.

[Начало цитаты]

Мой гарвардский однокашник, Томас С. Кун, в свое время написал влиятельную книгу о научных революциях [tk]. Многие научные революции, к счастью, не следуют описанному им сценарию. Однако та, на которой он был сфокусирован особо – открытие квантовой механики, – описывается его моделью хорошо, разбираясь с вещами, наиболее существенными для всякой революции, происходящей в самой сердцевине зрелой науки.

Кун описал появление «аномалий», то есть наблюдений, которые необъяснимы в рамках существующей теории или даже ей противоречат, однако определенно присутствуют – сначала как несколько особых единичных случаев, а затем как отчетливо нарастающий поток.

Затем возникает состояние «кризиса» – такого состояния, при котором затронутая наука демонстрирует все симптомы, присущие психическому расстройству или социальному распаду. Наиболее характерным поведением при этом становится отрицание аномалий, принимающее несколько разных форм:
  • атаки на правильность или аккуратность аномальных наблюдений;
  • замысловатые альтернативные интерпретации экспериментальных данных в соответствии с общепринятыми идеями;
  • или же, в большинстве случаев, просто огульное отрицание важности наблюдений.

Теоретики тем временем изобретают все более заумные версии стандартных идей. В случае квантовой механики, в частности, появляются все более и более изощренные способы вычислений в рамках старой квантовой теории. Таких способов, которые могли бы объяснить любые или даже все наблюдения – но делая это очень сложно и непрозрачно. Другие же экспериментируют с маловероятными сценариями.

Эта история в изложении Куна создает впечатление, что все завершилось, тем не менее, счастливым концом: Гейзенберг, Шрёдингер и Дирак разворачивают перед коллегами верную теорию, которая очень быстро привлекает к себе многих из квантовых теоретиков старой школы – Бора, Слейтера, Ван Флека, Борна, Крамерса – к великой работе по её подтверждению. И сметает затем все, что было до этого.

Данная картина воплощает новую «парадигму» – концептуально новый способ мышления. Конечно же, как отмечает и сам Кун, в науке и дальше оставалось всё ещё много и таких, кто был слишком глубоко предан первоначальным воззрениям, чтобы их переменить. Причем некоторые из таких людей продолжали сохранять существенную влиятельность: Неел, Раман и так далее, даже Эйнштейн. И я мог бы поспорить, что и Бор с его идеей «комплементарности» был весьма неохотным новообращенным.

Так что квантовая механика никоим образом не выражала взгляды большинства еще и много лет тому спустя. Но как бы там ни было, у новаторов с самого начала имелись адекватное финансирование и превосходная среда для публикаций, где они могли предоставить сообществу свои воззрения. Парадигма в итоге сдвинулась, а квантовая механика стала доминировать.

Ну а теперь давайте, однако, представим, что нечто подобное происходило бы ныне в Америке – и перепишем эту историю соответствующим образом:
  1. Гейзенберг, в отчаянных попытках получить достойную должность публикующий от 10 до 15 статей в год по старой квантовой теории, был бы слишком занят, чтобы остановиться и подумать. Финансирование собственных исследований Гейзенберга уже давно прекратилось, поскольку многие из рецензентов NSF, Национального научного фонда, даже в старую-то квантовую теорию толком не верили, а сам он неизменно получал от них одну-две крайне отрицательные рецензии.
  2. Шрёдингер никогда не смог бы достичь того уровня продуктивности, что требуется ныне для получения должности или целевого финансирования. Тем не менее, работу Шрёдингера все же удается пристроить в редакцию солидного научного журнала, однако редактор Physical Review Letters, не желая брать на себя ответственность, рассылает шредингерову статью по волновой механике целому ряду специалистов в областях гидродинамики и оптики. Рецензенты единодушно статью зарубают. Помощник редактора, к которому Шрёдингер пытается апеллировать, расценивает работу как «не вписывающуюся в мейнстрим» и соглашается с остальными.
  3. Дирак, которому улыбнулась удача обрести некоторую репутацию в области математики, подхватывает отвергнутые идеи Шрёдингера и готовит о них несколько заказанных статей для APS, Американского физического общества, а также доклады для ряда международных конференций того или иного рода. Из-за тихого нрава и скромных манер Дирака на эти статьи мало кто обращает внимание, а поскольку вокруг и так хватает более популярных и более привычных «альтернативных теорий», докладываемых на тех же самых конференциях, в итоге на новые дираковы идеи навешивается ярлык «сомнительных».
  4. Что бы там ни происходило на теоретическом фланге, в области экспериментов те данные спектроскопии, на которых основана новая квантовая теория, сами по себе оказываются объектом серьезнейшей атаки. Потому что есть ещё и другие данные, лучше согласующиеся с популярными версиями старой квантовой теории, а потому и более широко принимаемые. Причем поставщики этих данных, хотя и неверных, финансируются намного щедрее. И хотя другие исследователи публикуют формально правильные результаты, в резюме своих статей они выстраивают слова и фразы так, чтобы создавалось впечатление, будто они достигли нирванического «согласия опыта с теорией».
  5. На данном этапе исследований становится ясно, что «кристаллический детектор», применявшийся в ранних устройствах радио, может иметь огромные коммерческие выгоды и демонстрирует, похоже, квантовый эффект. Сотни миллионов долларов вбухиваются в исследовательские институты, научные центры и так далее – все ради изучения квантовой физики. Каждый из таких центров формирует вокруг себя локальную теоретическую школу, остро конкурирующую с остальными. Причем собственная версия фактов у каждой из школ не может безнаказанно противоречить экспериментаторам Центра, который финансируется лучше всех…

Тем временем Гейзенберг, наконец-то обретший желаемую должность, подмечает некоторые интересные эксперименты с рассеиванием электронов на поверхностях – что поразительно подтверждает идеи Шрёдингера и Дирака. Однако, коль скоро результаты эти были получены исследователями независимо и по счастливой случайности, их легко топят влиятельные группы, контролирующие всю эту область благодаря близости к Центру. Топят на основе аргументов о слабом разрешении аппаратуры и о нестандартных технических приемах исследователей.

В итоге же усиленное финансирование уходит на многократное увеличение объемов публикаций и количества конференций, на которых великое множество групп яростно спорит друг с другом о приоритетах для каждой из своих неверных теорий…

Фантазия, скажете вы? Да нет, не совсем. Несколько лет назад Лео Каданов описал здесь же, в этой колонке, нынешнее состояние физики в крайне едких выражениях, включая, для особого упоминания, и подразделы теории высокотемпературной сверхпроводимости.

Этот феномен продемонстрировал всем уже существовавшее и ранее состояние кризиса (но не собственно его причину) в квантовой теории металлов – такого кризиса, который вовсю сигналит о необходимости серьезного сдвига парадигмы. Но при этом факт открытия высокотемпературной сверхпроводимости уже сам по себе, похоже, делает данный кризис и почти неразрешимым – по причине тех гигантских финансовых и политических ресурсов, которые находятся в распоряжении многих «школ», успевших вырасти на этой почве в теоретическом сообществе.

Большинство таких школ популярны только лишь по той причине, что они отрицают факт существования кризиса и необходимость пересмотра фундаментальных основ в предмете их исследований, по причине высокого уровня конкуренции в данной области, а также по причине потока данных со сложной и противоречивой экспериментальной информацией. Причем только некоторые из этих данных заслуживают доверия, а основная их часть содержит сознательные, или даже еще хуже, бессознательные искажения из-за собственных смещенностей в оценках у экспериментаторов.

На встречах и конференциях, где все эти специалисты собираются вместе для обсуждений, очень часто ощущается дух нетерпимости, причем как нетерпимости у докладчиков к аудитории – за её восприятие других выступающих всерьез, так и нетерпимости у аудитории – к проповедникам еще одной неправдоподобной и откровенно кривой «теории».

Но при этом все – как докладчики, так и аудитория – оказываются заложниками той в высшей степени неудачной социологической системы нашей науки, для которой сам я не в силах предложить лечение…

[Конец цитаты]

«Нужно больше инакомыслящих»

Для финала осталось рассказать если и не о средстве лечения для затянувшейся болезни, то по меньшей мере о попытках привлечь внимание народа к большой проблеме. Что уже немало.

В марте 2014, то есть всего через несколько месяцев после чествований Питера Хиггса и Фила Андерсона, на страницах уже знакомой нам британской газеты The Guardian было опубликовано открытое письмо [mm] к общественности от большой группы – из нескольких десятков – авторитетных ученых, включая и ряд нобелевских лауреатов (процитированных выше ветеранов-нобелевцев среди подписантов не отмечено, ясности ради надо отметить).

Письмо имело заголовок «Нам нужно больше инакомыслящих в науке» и звучало как своего рода воззвание интеллектуалов к широкому обществу. Если в двух словах, то суть их манифеста сводится к констатации унылого и настораживающего факта – в фундаментальной науке уже довольно давно практически не происходит никаких действительно важных открытий.

Если же чуть подробнее, то авторы воззвания, во-первых, уверены, что вполне отчетливо видят причины происходящего, и, во-вторых, пытаются донести до общества, что очевидная стагнация в области фундаментальных теорий – это однозначно плохо для нашего всеобщего развития и благополучия. А потому ситуацию явно необходимо выправлять…

Большая беда с наукой, по наблюдениям подписантов, происходит уже довольно давно, отсчитывая примерно с 1970 года. Если прежде ученые в массе своей имели доступ к достаточно скромным фондам финансирования, но при этом могли использовать их по своему усмотрению, то на рубеже 1960-1970-х годов утвердилась в корне иная схема для организации научных работ.

Политические государственные структуры очень ощутимо и эффективно взяли под свой контроль практически все академические секторы исследований. Важнейшими инструментами такого контроля стали предварительное рецензирование публикаций и более жесткое финансирование работ в соответствии с заранее выбранными приоритетами «национальной политики».

По этой схеме неординарные новаторские разработки часто отвергаются экспертами еще на этапе рецензирования, а финансовые ресурсы выделяются в массе своей лишь на такие исследования, что лежат в рамках уже утвердившихся теорий. Соответственно, те предложения и идеи, что при отборе были отвергнуты, обычно оказываются для науки утраченными.

Иначе говоря, ныне большая наука, управляемая менеджерами [ms], напрочь утратила вкус и нюх к непредсказуемому. Из 500 важнейших научных открытий XX века практически все были сделаны до 1970 года. По сути, все они бросали вызов доминирующей в ту пору мейнстрим-науке. И по сегодняшним меркам, наиболее вероятно, все эти разработки были бы зарублены уже на самом начальном этапе рождения. Как естественное следствие, в теоретической науке фактически перестали происходить неожиданные вещи…

Завершается воззвание такими словами: «Когда-то инакомыслящие играли в научных исследованиях важнейшую роль. Их работа, на самом деле, определила то, каким был XX век. Сегодня мы должны научиться вновь, каким образом их поддерживать. И предоставить новые возможности для непредсказуемого будущего – как социального, так и экономического. И нам нужны влиятельные союзники. Быть может, читатели могли бы тут помочь?»

Конец цитаты, как говорится…


Источники и дополнительное чтение
  • [ph] “Peter Higgs: I wouldn’t be productive enough for today’s academic system”, The Guardian, 6 December 2013
  • [pa] Philip W. Anderson, «Plasmons, gauge invariance, and mass». Physical Review. American Physical Society. 130 (1): 439–442 , PDF
  • [tb] Содержательные комментарии по поводу «табу на эфир» см. в текстах от нобелевского лауреата Р. Лафлина – SM#10: раздел «Две цитаты». И от нобелевского лауреата Ф. Вильчека – SM#9s: раздел «Пустота как многослойная реальность»
  • [md] Philip W. Anderson, «More and Different. Notes from a Thoughtful Curmudgeon», World Scientific, 2011
  • [tk] Thomas S. Kuhn, «The Structure of Scientific Revolutions», University of Chicago Press, 1962
  • [mm] «We need more scientific mavericks», The Guardian, 18 March 2014
  • [ms] О том, как послевоенной мировой науке навязывали существенно иную культуру и жизнь – полностью контролируемую «менеджерами» государств и корпораций – ЖЭГ#7:«Бунт ученого»
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 03.10.2017, 12:29   #379
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Детекторы LIGO и Virgo совместно фиксируют новый гравитационно-волновой сигнал

29 сентября 2017



Цитата:
В августе детекторы, расположенные на двух разных континентах, зарегистрировали гравитационно-волновые сигналы, идущие от столкновения пары черных дыр. Это открытие, о котором было объявлено на днях, стало первым случаем наблюдения гравитационных волн при помощи трех различных детекторов – что открывает новую эпоху наблюдений космических событий, приводящих к возникновению волн этого вида, характеризуемую более глубоким пониманием их природы и более точной локализацией.

Это столкновение наблюдалось 14 августа в 10:30:43 UTC при помощи двух детекторов Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), расположенных соответственно на территории штатов Луизиана и Вашингтон, США, а также детектора Virgo, расположенного близ г. Пиза, Италия.

Эти обнаруженные гравитационные волны – «рябь» пространства-времени – были излучены на последних этапах слияния двух черных дыр, массы которых составляли соответственно 31 и 25 масс Солнца. Это событие, произошедшее на расстоянии ~1,8 миллиарда световых лет, привело к появлению вращающейся черной дыры, масса которой составляет примерно 53 массы Солнца – и это означает, что примерно три солнечных массы в ходе этого слияния были превращены в энергию гравитационных волн.

Гравитационные волны были впервые обнаружены примерно 1,5 года назад при помощи детекторов обсерватории LIGO. С того времени в обсерватории LIGO была произведена крупная модернизация, в результате которой в ней появились гравитационно-волновые детекторы второго поколения, и обсерватория стала носить название Advanced LIGO. Совместная работа с обсерваторией Virgo, в состав которой входит еще один гравитационно-волновой детектор второго поколения, позволила в этот раз при обнаружении сигнала более точно локализовать его: так, размер области неба, в пределах которой, вероятно, находится источник этих гравитационных волн, составил всего лишь 60 квадратных градусов, что примерно в 10 раз меньше, по сравнению с аналогичным размером, полученным при использовании лишь двух детекторов LIGO.

«Это совместное обнаружение гравитационных волн при помощи детекторов Advanced LIGO и Virgo позволяет нам сделать важный шаг на пути исследования гравитационно-волнового космоса», - сказал Дэвид Х. Рейц (David H. Reitze), исполнительный директор обсерватории LIGO.

Работа, посвященная этому новому обнаружению гравитационных волн, принята к публикации в журнале Physical Review Letters.
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 13.10.2017, 13:54   #380
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Обнаружена «недостающая» барионная материя, сообщают две независимые группы

11 октября 2017

Цитата:
Две научные команды, работая независимо друг от друга, нашли свидетельства присутствия в космосе барионной материи – частиц, которые связывают между собой галактики. Одна команда состоит из сотрудников Института космической астрофизики, США, а другая – из сотрудников Эдинбургского университета, Шотландия. Оба научных коллектива заявляют, что решили проблему «потерянной» барионной материи Вселенной – протонов, электронов и нейтронов – обнаружив ее «скрытые запасы».

После того как ученые предложили теорию Большого взрыва, тут же возникла научная проблема: расчеты количества материи, которая должна присутствовать в современном мире, дали примерно вдвое большую величину, по сравнению с наблюдаемыми количествами материи. С тех пор ученые работают над объяснением этой «нехватки» материи – и согласно основной современной гипотезе барионная материя существует во Вселенной в форме нитей, движущихся в пространстве между галактиками и невидимых для обычных средств наблюдения. Именно эту гипотезу проверили в новой работе оба научных коллектива.

Принимая, что барионную материю не удастся наблюдать напрямую, команды использовали для фиксации ее присутствия так называемый эффект Сюняева-Зельдовича, состоящий в том, что свет реликтового излучения (послесвечения, оставшегося со времен Большого взрыва) при прохождении через горячий газ, испытывает на нем рассеяние. Обе команды использовали данные, полученные при помощи спутника Planck, для составления карт предполагаемого расположения «нитей» барионной материи. Команды выбирали попарно галактики и анализировали пространство между ними. Первая команда проверила один миллион пар галактик, другая – 260000 пар. Согласно обеим группам в пространстве между галактиками имеются признаки присутствия «нитей» барионной материи. Согласно первой группе плотность этих «нитей» в 3 раза превышает плотность обычной материи, согласно второй группе – в 6 раз. Обе команды согласились на том, что такие колебания измеренной плотности допустимы в рамках используемого метода и объясняются большой разницей в расстояниях между изученными галактиками.

Оба исследования появились на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 17.10.2017, 13:41   #381
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Ученые впервые зарегистрировали гравитационные волны от слияния нейтронных звезд

16 октября 2017

Явление наблюдали не только на лазерных интерферометрах, но и с помощью космических обсерваторий и наземных телескопов, регистрирующих электромагнитное излучение

Цитата:
Детекторы LIGO (Laser Interferometric Gravitational Wave Observatory, США) и Virgo (аналогичная обсерватория в Италии) впервые зарегистрировали гравитационные волны от слияния двух нейтронных звезд. Об этом открытии объявлено в понедельник во время международной пресс-конференции, прошедшей одновременно в Москве, Вашингтоне и ряде городов в других странах.

"Ученые впервые зафиксировали гравитационные волны от слияния двух нейтронных звезд, причем это явление наблюдали не только на лазерных интерферометрах, регистрирующих гравитационные волны, но и с помощью космических обсерваторий (INTEGRAL, Fermi) и наземных телескопов, регистрирующих электромагнитное излучение. В сумме это явление наблюдали около 70 наземных и космических обсерваторий по всему миру, в числе которых сеть роботов-телескопов МАСТЕР (МГУ им. М.В. Ломоносова)", - говорится в сообщении пресс-службы МГУ.

Когда и как зарегистрировали

Открытие, о котором ученые сообщили в понедельник, было сделано еще 17 августа. Тогда оба детектора LIGO зарегистрировали гравитационный сигнал, получивший название GW170817. Информация, предоставленная третьим детектором Virgo, позволила значительно улучшить локализацию космического события.

Почти в то же время, примерно через две секунды после гравитационных волн, космический гамма-телескоп NASA Fermi и Международная орбитальная обсерватория гамма лучей (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory/INTEGRAL) обнаружили всплески гамма-лучей. В последующие дни ученые зарегистрировали электромагнитное излучение и в других диапазонах, включая рентгеновские, ультрафиолетовые, оптические, инфракрасные и радиоволны.

Сигналы детекторов LIGO показали, что зарегистрированные гравитационные волны излучались двумя астрофизическими объектами, вращающимися друг относительно друга и расположенными на относительно близком расстоянии - около 130 млн световых лет - от Земли. Оказалось, что объекты были менее массивными, чем ранее обнаруженные LIGO и Virgo двойные черные дыры. Согласно вычислениям, их массы находились в диапазоне от 1,1 до 1,6 массы Солнца, что попадает в область масс нейтронных звезд, самых маленьких и самых плотных среди звезд. Их типичный радиус составляет всего 10-20 км.

Если сигнал от сливающихся двойных черных дыр обычно находился в диапазоне чувствительности детекторов LIGO в течение долей секунды, то сигнал, зарегистрированный 17 августа, длился около 100 секунд. Спустя примерно две секунды после слияния звезд произошла вспышка гамма-излучения, которая была зарегистрирована космическими гамма-телескопами.

Быстрое обнаружение гравитационных волн командой LIGO-Virgo в сочетании с обнаружением гамма-излучения позволило запустить наблюдение оптическими и радиотелескопами по всему миру.

Получив координаты, несколько обсерваторий уже через несколько часов смогли начать поиск в области неба, где предположительно произошло событие. Новая светлая точка, напоминающая новую звезду, была обнаружена оптическими телескопами, и в итоге около 70 обсерваторий на земле и в космосе наблюдали это событие в различных диапазонах длин волн.

В последующие дни после столкновения было зарегистрировано электромагнитное излучение в рентгеновском, ультрафиолетовом, оптическом, инфракрасном и радиоволновом диапазонах.

"Впервые, в отличие от "одиноких" слияний черных дыр, зарегистрировано "компанейское" событие не только гравитационными детекторами, но еще и оптическими и нейтринными телескопами. Это первый такой хоровод наблюдений вокруг одного события", - рассказал профессор физического факультета МГУ Сергей Вятчанин, который входит в группу российских ученых, участвовавших в наблюдении за явлением, под руководством профессора физического факультета МГУ Валерия Митрофанова.

Теоретики предсказывают, что при столкновении нейтронных звезд должны излучаться гравитационные волны и гамма-лучи, а также извергаться мощные струи вещества, сопровождающиеся излучением электромагнитных волн в широком частотном диапазоне.
Обнаруженный гамма-всплеск является так называемым коротким гамма-всплеском. Ранее ученые лишь предсказывали, что короткие гамма-всплески генерируются при слиянии нейтронных звезд, а теперь это подтверждено наблюдениями. Но, несмотря на то, что источник обнаруженного короткого гамма-всплеска был одним из самых близких к Земле, видимых до сих пор, сам всплеск был неожиданно слаб для такого расстояния. Теперь ученым предстоит найти объяснение этому факту.

Со скоростью света

В момент столкновения основная часть двух нейтронных звезд слилась в один ультраплотный объект, испускающий гамма-лучи. Первые измерения гамма-излучения в сочетании с детектированием гравитационных волн подтверждают предсказание общей теории относительности Эйнштейна, а именно, что гравитационные волны распространяются со скоростью света.

"Во всех предыдущих случаях источником гравитационных волн были сливающиеся черные дыры. Как это ни парадоксально, черные дыры - это очень простые объекты, состоящие исключительно из искривленного пространства и поэтому полностью описывающиеся хорошо известными законами общей теории относительности. В то же время, структура нейтронных звезд и, в частности, уравнение состояния нейтронной материи до сих пор точно неизвестны. Поэтому изучение сигналов от сливающихся нейтронных звезд позволит получить огромное количество новой информации также и о свойствах сверхплотной материи в экстремальных условиях", - сказал профессор физического факультета МГУ Фарит Халили, который так же входит в группу Митрофанова.

Фабрика тяжелых элементов

Теоретики предсказали, что в результате слияния образуется "килоновая". Это явление, при котором остающийся от столкновения нейтронных звезд материал ярко светится и выбрасывается из области столкновения далеко в космос. При этом возникают процессы, в результате которых создаются тяжелые элементы, такие как свинец и золото. Наблюдение после свечения слияния нейтронных звезд позволяют получать дополнительную информацию о различных стадиях этого слияния, о взаимодействии образовавшегося объекта с окружающей средой и о процессах, которые производят самые тяжелые элементы во Вселенной.

"В процессе слияния зафиксировано образование тяжелых элементов. Поэтому можно говорить даже о галактической фабрике по производству тяжелых элементов, в том числе золота - ведь именно этот металл больше всего интересует землян. Ученые начинают предлагать модели, которые объяснили бы наблюдаемые параметры этого слияния", - отметил Вятчанин.

Результаты регистрации гравитационных волн детекторами LIGO-Virgo также опубликованы в понедельник в журнале Physical Review Letters.

О коллаборации LIGO-LSC

Научная коллаборация LIGO-LSC (LIGO Scientific Collaboration) объединяет более 1200 ученых из 100 институтов различных стран. Обсерватория LIGO построена и эксплуатируется Калифорнийским и Массачусетским технологическими институтами. Партнером LIGO является коллаборация Virgo, в которой работают 280 европейских ученых и инженеров из 20 исследовательских групп. Детектор Virgo находится недалеко от Пизы (Италия).

В исследованиях LIGO Scientific Collaboration принимают участие два научных коллектива из России: группа физического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова и группа Института прикладной физики РАН (Нижний Новгород). Исследования поддерживаются Российским фондом фундаментальных исследований и Российским научным фондом.

Детекторы LIGO в 2015 году впервые зарегистрировали гравитационные волны от столкновения черных дыр, а в феврале 2016 года об открытии было объявлено на пресс-конференции. В 2017 году лауреатами Нобелевской премии по физике стали американские физики Райнер Вайсс, Кип Торн и Берри Бэриш за решающий вклад в проект LIGO, а также "наблюдение за гравитационными волнами".
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 01.11.2017, 19:49   #382
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Задел по военным исследованиям исчерпан, заявил глава РАН

01.11.2017

Цитата:
МОСКВА, 31 окт - РИА Новости. Научно-технический задел по военному направлению в России уже исчерпан, в связи с этим жизненно важно развивать фундаментальную науку, заявил во вторник новый глава Российской академии наук Александр Сергеев.

"Не будет у нас фундаментальной науки - это будет большая беда, потому что по многим направлениям - военным и другим - научно-технический задел исчерпан. Он может восстанавливаться только фундаментальной наукой", - сказал Сергеев в ходе встречи с членами Совета Федерации.

По его словам, фундаментальная наука является источником изобретений, которые в дальнейшем используются поисковым и прикладным направлением науки.

"Если у нас не будет результатов фундаментальной науки, то нашему производству и прикладной науке придется закупать результаты фундаментальных исследований за рубежом. А там - извините, продадут вовсе не современное. Современное нужно самим. Продадут то, что вышло из надобности", - пояснил Сергеев.

Эту проблему Сергеев констатировал еще в своей предвыборной программе, баллотируясь на пост главы РАН. По словам Сергеева, РАН должна "приложить все усилия для обеспечения этой сферы государственных интересов необходимым потоком предложений и разработок".
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Старый 17.11.2017, 13:48   #383
skroznik
Кот, гуляющий сам по себе
 
Аватар для skroznik
 
Регистрация: 18.02.2010
Адрес: Родом из детства
Сообщений: 9,516
Сказал(а) Фууу!: 1
Сказали Фууу! 4 раз(а) в 4 сообщениях
Сказал(а) спасибо: 349
Поблагодарили 960 раз(а) в 816 сообщениях
skroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордитсяskroznik за этого человека можно гордится
Отправить сообщение для skroznik с помощью Skype™
По умолчанию Re: Новости науки

Ученые обсерваторий LIGO и Virgo открывают новое событие слияния черных дыр

17 ноября 2017

Цитата:
Ученые, занимающиеся поисками гравитационных волн, подтвердили еще одно обнаружение, сделанное в рамках наблюдательной кампании, начатой ранее в этом году. Получившее обозначение GW170608, это последнее зарегистрированное гравитационно-волновое событие было связано с объединением двух черных дыр относительно небольших масс – соответственно 7 и 12 масс Солнца – находящихся на расстоянии примерно в один миллиард световых лет. Это столкновение привело к формированию новой черной дыры массой 18 масс Солнца, следовательно, энергия, эквивалентная примерно одной массе Солнца, выделилась в этом процессе в виде гравитационных волн.

Это событие было зарегистрировано двумя детекторами LIGO в 02:01:16 UTC 8 июня 2017 г. и стало вторым по счету слиянием черных дыр, наблюдаемым при помощи обсерваторий LIGO в рамках второй наблюдательной кампании после технического перевооружения обсерваторий по программе Advanced LIGO. Однако публичное объявление об этом открытии было отложено на некоторое время из-за двух других открытий гравитационно-волновых событий, пришедшихся соответственно на 14 августа (слияние двух черных дыр, зарегистрированное сразу тремя гравитационно-волновыми детекторами) и на 17 августа (первое гравитационно-волновое обнаружение события слияния двух нейтронных звезд).

Источник GW170608 соответствует наименее массивной системе из двух черных дыр, когда-либо наблюдаемой при помощи обсерваторий LIGO и Virgo – и поэтому является одним из первых случаев обнаружения при помощи гравитационных волн черных дыр примерно таких же масс, что и черные дыры, обнаруживаемые при помощи косвенных методов, таких как наблюдения в рентгеновском диапазоне.

Это открытие позволит астрономам сравнить свойства черных дыр, зарегистрированных при помощи гравитационно-волновой астрономии, со свойствами черных дыр близких масс, прежде обнаруживаемых лишь при помощи рентгеновских наблюдений, и объединить информацию, получаемую при использовании этих двух принципиально разных методов наблюдения.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters; первый автор Б.П. Абботт (B. P. Abbott).
skroznik вне форума   Ответить с цитированием
Ответ

Опции темы

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.

Быстрый переход

Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
История науки maratkunaev История науки и техники 2 19.09.2017 20:43


Часовой пояс GMT +4, время: 05:07.


Powered by vBulletin® Version 3.8.4
Copyright ©2000 - 2017, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot
Template-Modifications by TMS
Яндекс цитирования