Новости науки
Новая научная работа, возглавляемая исследователем из НАСА, демонстрирует, что пероксид водорода широко распространён по поверхности спутника Юпитера Европы. Авторы уверяют, что если пероксид, находящийся на поверхности Европы, растворяется в лежащем под поверхностью спутника океане, то это химическое соединение способно стать важным источником энергии для простых жизненных форм, которые могут существовать на Европе.
В этой работе, возглавляемой Кевином Хандом из Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА, анализируются данные, которые собирались в ближней ИК-области спектра при помощи телескопа Кек 2, находящегося на Гавайях, в течение четырёх ночей в сентябре 2011 г. Самая высокая концентрация пероксида была обнаружена на той стороне Европы, которая всегда является ведущей при движении спутника по орбите вокруг Юпитера, и его содержание составило 0,12 процента по отношению к воде. (Для сравнения, концентрация раствора перекиси водорода, продающегося в аптеках, примерно в 20 раз выше.)
Впервые пероксид водорода был обнаружен на Европе миссией НАСА Galileo, исследовавшей Юпитер с 1995 по 2003 гг., но наблюдения Galileo затрагивали лишь ограниченную область поверхности спутника.
Исследование появилось в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Источник
Физики Ци Мяо Сы (Qimiao Si) и Жун Юй (Rong Yu) из Университета Райса (США) объяснили наблюдавшееся ранее состояние ряда высокотемпературных сверхпроводников на основе железа, селена и калия. Напомним, не так давно исследователи из Стэнфордского университета, облучая рентгеновскими лучами упомянутые сверхпроводники при температурах чуть выше перехода в сверхпроводящее состояние, обнаружили, что часть электронов в атомах железа застыла на месте, в то время как другая продолжала оставаться высоко подвижной.
Ци Мяо Сы и Жун Юй предложили объединённую фазовую диаграмму — отображение равновесного состояния физико-химической системы при условиях, отвечающих координатам рассматриваемой точки на диаграмме.
Свойства высокотемпературных щелочных селенидов железа (K1-xFe2-ySe2) рассматриваются тут как логическое продолжение их качеств как диэлектриков Мотта. Изоляторы Мотта являются таковыми при высокой степени неупорядоченности кристаллической решетки. Теоретически у них достаточно свободных электронов для того, чтобы проводить ток, но в жизни этого не происходит, что объясняется квантовомеханическим взаимодействием между соседними электронами в их атомах.
В классическом сверхпроводнике сопротивление исчезает, когда электроны группируются в пары таким образом, что могут «путешествовать» по материалу без столкновений. В нормальных условиях (при не сверхнизких температурах) такое состояние, будучи, по сути, квантовым, исчезает в условиях теплового шума. Поэтому в высокотемпературных сверхпроводниках эффект перетока электронов без сопротивления объясняется иными механизмами. Согласно ранее предложенной теми же учёными модели, поведение электронов в таких средах «взаимно скореллированно», то есть электроны взаимодействуют как единая система, а не ведут себя как сумма частиц.
Ранее удавалось наблюдать странное падение сопротивления без возникновения сверхпроводимости при температурах, чуть выше перехода в сверхпроводимость для щелочных селенидов железа. Как объяснить это явление и избирательную подвижность электронов, замеченную стэнфордцами?
Согласно моделям, предложенным авторами работы, это связано с «шизофреническим» состоянием электронов у порога сверхпроводимости: часть их, находящихся на одних орбиталях, уже способна свободно передвигаться в материале, а другие, напротив, заморожены на своих местах. Естественно, движущиеся электроны взаимодействуют («сталкиваются») с неподвижными и образуют «пробки», что не позволяет сопротивлению упасть до нуля.
По словам Жун Юя, им впервые удалось привязать явление к конкретной теоретической модели: «Мы идентифицировали орбитально избирательную фазу Мотта в любой модели сверхпроводников на основе железа».
Отчёт об исследовании опубликован в журнале Physical Review Letters.
Подготовлено по материалам Университета Райса.
Ученые Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН), возможно, станут первыми, кто обнаружит темную материю - субстанцию, которая отвечает за четверть массы Вселенной, но которую нельзя "выследить", кроме как по ее гравитационным эффектам. Проявление этих эффектов зафиксировал альфа-спектрометр AMS-02 спустя полтора года своей работы на Международной космической станции (МКС). Однако прежде, чем объявить об эпохальном открытии, ученым предстоит подтвердить происхождение находки, сообщается на сайте ЦЕРН.
Об успешных результатах работы альфа-спектрометра объявил нобелевский лауреат по физике 1976 года Сэмюэл Тин. По его словам, детектор зафиксировал в космических лучах около 25 миллиардов частиц, в том числе 400 тысяч позитронов в диапазоне энергий от 0,5 до 350 гигаэлектронвольт. При этом, количество позитронов сильно превышало число их античастиц-электронов.
Избыток позитронов впервые удалось отследить еще десятилетия назад, но до сих пор остается неясным, чем он вызван. По одной из версии, это проявление процесса в темной материи, при котором ее частица сталкиваются. Однако в таком случае при пороге в 250 гигаэлектронвольт, число позитронов должно снижаться, чего ученым пока не удалось отследить.
"В ближайшее время AMS сможет определенно сказать нам, являются ли эти позитроны сигналом от темной материи или же они имеют другой источник", - отметил Тин. Исследователи планируют перевести прибор в режим более высоких энергий (выше 250 гигаэлектронвольт) для того, чтобы зафиксировать предполагаемое падение числа позитронов.
AMS-02 представляет собой прибор весом около семи тонн, изготовлением которого занимались ученые из 16 стран в течение 14 лет. "Мы проводим эксперименты как в космосе при помощи AMS-02, так и на Земле - на Большом адронном коллайдере. Это отличный тандем, и в ближайшие несколько лет у нас просто не будет шансов не найти следов темной материи", - заверил генеральный директор ЦЕРН Рольф Хойер.
Москва, Апрель 04 (Новый Регион, Ольга Радько) – Профессор Самуэль Тинг – нобелевский лауреат и руководитель команды ученых, которые при помощи магнитного альфа-спектрометра ведут поиски темной материи во вселенной, сделал объявление о первых положительных результатах работы программы. Его краткий доклад опубликован на сайте Европейского совета по ядерным исследованиям (CERN).
По словам ученого, за полтора года работы спектрометр Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), установленный на борту Международной космической станции, зафиксировал примерно 25 млрд событий, передает РБК. При этом примерно 400 тыс. из них происходили с участием позитронов с энергией от 0,5 до 350 ГэВ, что говорит о большом присутствии частиц антиматерии в космосе. Однако основное внимание ученых привлек факт возникновения роста количества позитронов в диапазоне от 20 до 250 ГэВ.
Согласно предварительным выводам данный рост вызван аннигиляцией темной материи – гипотетической формы материи, которая не взаимодействует с электромагнитным излучением, что делает возможность ее изучение только через косвенные признака. Вместе с тем ученые допускаю и иные объяснения этого явления.
«Последующие месяцы наблюдения через AMS дадут ответ на вопрос являются или нет позитроны сигналами темной материи», – отметил Тинг в ходе пресс-конфернции в CERN.
Аналогичные результаты были получены в 2008 году модулем PAMELA (Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics, «Нагрузка по исследованию антиматерии и астрофизики лёгких ядер» , который установлен на борту спутника «Ресурс-ДК1».
Источник
Известный математик Роджер Пенроуз активно работающий в различных областях математики, общей теории относительности и квантовой теории учёный, который накануне при полном аншлаге прочитал лекцию в московском Политехническом музее где рассказал о прошлых вселенных, искусственном интеллекте и феномене сознания
Научно-популярные книги Роджера Пенроуза в России и в мире пользуются популярностью, сравнимой с произведениями Мартина Гарндера и Стивена Хокинга. — Это ваш первый приезд в Москву?
— Что вы думаете об уровне российской науки тогда и сегодня? Сегодня Россию покинули много ученых, но, несмотря на это, во многих областях ваши ученые преуспевают. — Какие главные революции, на ваш взгляд, произошли в XX веке в физике? — Как вы считаете, какие важнейшие достижения помогли нам лучше понять устройство Вселенной в последние десятилетия? Я был немало удивлен, однако мне потребовалось не так много времени, чтобы доказать себе, что свидетельства довольно убедительны. И, пожалуй, второе — это открытие бозона Хиггса, хотя пока это открытие не так определенно. Эти вещи я считаю самыми важными. — В вашей работе трехлетней давности совместно с вашим коллегой Ваге Гурзадяном вы, опираясь на данные спутника WMAP, предположили, что реликтовое излучение содержит в себе следы прошлых вселенных (эонов). Эта идея вызывала немало споров в научном сообществе. Появились ли сейчас новые наблюдательные данные? И теперь у нас есть более веские доказательства существования трех-четырех колец с общим центром. — Каковы аргументы ваших оппонентов? — В вашей теории (ССС – конформная циклическая космология) каково время существования отдельных эонов? Идеально мерить его, опираясь на уравнения Эйнштейна и считая, что космологическая постоянная является постоянной. В таком случае время бесконечно. А если вы используете часы, сделанные из обычной материи, атомов… Тогда результат будет зависеть от массы частиц. И когда в конечном итоге масса исчезнет, то временная шкала окажется конечной, хотя и очень длинной. — Ваши книги и исследования сыграли важную роль в нашем понимании феномена сознания. В чем принципиальная разница между человеческим сознанием и искусственным интеллектом? — Так возможно ли объяснить феномен сознания без привлечения квантовой механики? — Классическая физика — это единственно возможная редукция квантовой физики, или при другой физической реализации достаточно сложного мозга классическая физика могла быть иной? Точно так же непонятно, откуда возникает неклассичность, ведь, согласно квантовой механике, кот Шредингера может быть одновременно и мертвым и живым, а этого не происходит! И я считаю, это доказывает, что квантовая механика не является настолько уж точной. Поэтому я не уверен, что появление какой-то новой компонент изменит что-то в классической физике, но я лишь предполагаю. — Не ограничивает ли нас то, как мы понимаем наше сознание, в поисках другой разумной жизни? |
Астрономы наблюдали, как чёрная дыра проснулась после многолетней спячки и решила подкрепиться объектом небольшой массы — коричневым карликом или гигантской планетой — который находился от неё в опасной близости. Похожее событие должно вскоре произойти и в нашей галактике Млечный путь, когда чёрная дыра, лежащая в центре галактики, поглотит газовое облако.
Открытие было сделано в галактике NGC 4845, которая находится в 47 миллионах световых лет от нас. Астрономы изучали совсем другую галактику, но заметили яркую рентгеновскую вспышку в NGC 4845 и тут же переключились на неё, потому что эта галактика никогда прежде не излучала в таком высокоэнергетическом диапазоне.
Проанализировав спектр вспышки, астрономы смогли установить, что излучение идёт от гало из материи, окружающего центральную чёрную дыру галактики. Расчёты показали, что масса объекта, разорванного чёрной дырой должна была составлять от 14 до 30 масс Юпитера. Такой размер соответствует коричневым карликам, субзвёздным объектам, которые недостаточно массивны для того, чтобы в их ядрах инициировались термоядерные реакции, и они загорелись как звёзды.
Работа была представлена в журнале Astronomy & Astrophysics.
Спиральные галактики являются одними из самых прекрасных и фотогеничных жителей нашей Вселенной. Наша собственная галактика Млечный путь является спиральной галактикой. Наша Солнечная система и Земля находятся возле одного из закручивающихся к центру спиральных рукавов Млечного пути. И почти 70 процентов галактик, ближайших к Млечному пути, являются спиральными.
Однако вопрос о том, как формируются эти изящные образования, до сих пор оставался спорным. Часть астрономов считала, что спиральные рукава галактик появляются, а затем исчезают через какое-то время, в то время как их оппоненты полагали, что материя рукавов со временем сжимается и накапливается, позволяя рукавам существовать продолжительное время.
Теперь команда исследователей из Университета Висконсин-Мэдисон сообщила, что спорный вопрос был разрешён ею в результате проведения сеанса компьютерного моделирования. Результаты исследования продемонстрировали, что приверженцы как первой, так и второй теории были правы: рукава формируются под влиянием молекулярных облаков, и последующие взаимные возмущения последних способны поддерживать существование рукавов неограниченно долго, говорится в исследовании.
Работа появилась в журнале The Astrophysical Journal.
Источник
На орбитальной обсерватории Planck, сделали запись звука Большого взрыва. Не так давно, именно на этой обсерватории удалось запечатлеть «отпечаток», который оставила Вселенная в первые мгновения наносекунды после Большого взрыва. Запись этого звука уже не первая, десять лет назад, подобное уже представлялось учеными, но теперь звук более совершенен. Кроме того, что Planck смог установить возраст Вселенной более точно, так и «голос» Вселенной теперь звучит приятнее.
Записать звук смог физик из Университета Вашингтона Джон Крамер. Собственно, именно он десять лет назад и стал автором первой записи «голоса» Вселенной. Использовался им тогда для исследований космический аппарат NASA Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), но возможности его были менее значительными, чем у нынешних аппаратов, поэтому и звук тогда был не сильно качественный.
Как говорит Крамер, телескоп Planck смог зарегистрировать изменение в микроволновом фоне за первые 760 тысяч лет, с того момента, как была образована Вселенная. По его словам, более ранние данные получить нельзя, так как частота их очень мала, а длины волн колебаний, которые были вызваны Большим Взрывом, кратны размерам Вселенной, которые были в тот момент. Но как считает физик, это и ненужно, ведь полученные изменения в точности отражают колебания, которые были спровоцированы Большим Взрывом.
Крамер на своем сайте расположил разные версии звукозаписи. Сам ученый советует слушать 100-секундную версию. Сам звук довольно специфический, но как говорит ученый, это уже лучше того, что было десять лет назад.
В отличие от 2003 года, звук не был оценен собаками. Тогда, по слова физика, они ложились и тихонько слушали, а сейчас начинали лаять.
Наблюдать за рождением звёзд совсем не просто: для формирования звезды, подобной нашему Солнцу, требуются десятки миллионов лет. Астрономам приходится восстанавливать процесс рождения звёзд по кусочкам, наблюдая звёзды, находящиеся на разных этапах эволюции. Исследования демонстрируют, что большая часть обычных звёзд, подобных нашему Солнцу, сформировалась в крупных скоплениях, богатых молодыми звёздами, а затем покинула свои родительские скопления.
Международная группа астрономов во главе с Томасом Алленом из Университета Толедо исследовала звёздное скопление под названием Cep OB3b, находящееся в северном созвездии Цефея. Учёные обнаружили, что общее число молодых звёзд в этом скоплении достигает 3000. Инфракрасные наблюдения звёзд, проведённые спутником НАСА «Спитцер» продемонстрировали, что примерно 1000 звёзд в этой системе окружены дисками из газа и пыли, из которых могут формироваться планетные системы.
По мере того как звёзды становятся старше, диски исчезают, так как пыль и газ или превращаются в планеты или рассеиваются в космосе. «Изучая скопления, подобные Cep OB3b, мы можем лучше понять условия, в которых происходит формирование планет», — сказал Аллен.
Подледный лов космических нейтрино
Известно, что частицы нейтрино, электрически нейтральные субатомные частицы, бывают трех типов, как их еще называют, ароматов, электронное нейтрино, мюонное нейтрино и тау-нейтрино. Возникнув в результате каких-нибудь взаимодействий, нейтрино одного типа, летя почти со скоростью света, может превратиться в нейтрино другого типа. За эту теорию, проливающую свет на изменчивую природу нейтрино, Марри Гелл-Манн в 1969 году удостоился Нобелевской премии в области физики.
Впоследствии на основе этой теории учеными-физиками был разработан ряд других теорий и выдвинут ряд гипотез, поэтому задача экспериментального подтверждения изменчивой природы нейтрино имеет немаловажное значение для мировой науки.
И таким подтверждением могут служить экспериментальные данные, полученные учеными-физиками Европейской организации ядерных исследований CERN, которые обнаружили, что мюонные нейтрино, излучаемые источником нейтрино в лаборатории близ Женевы, пролетев расстояние в 730 километров до подземной лаборатории INFN в Гран-Сассо, Италия, по пути превратились в тау-нейтрино.
Сделанное открытие имеет немаловажное значение из-за того, что это является третьим в истории мировой науки событием, связанным с регистрацией датчиками эксперимента OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus) изменения типа нейтрино. Первое «превращенное» тау-нейтрино 4000-тонный датчик эксперимента OPERA, который начал работать в 2001 году, зарегистрировал в 2010 году, а второй случай был зарегистрирован в 2012 году.
Последний, третий случай регистрации превращения нейтрино позволяет рассматривать теорию Гелл-Манна как доказанный факт.
«Наши наблюдения стали экспериментальным подтверждением теории, которой пользуются и которую изучают физики уже более 40 лет. Эта теория объясняет, почему нейтрино определенного типа, рожденные в недрах Солнца, прибывают на землю гораздо в меньших количествах, чем мы ожидаем этого» – написал в официальном заявлении Джованни Де Леллис (Giovanni De Lellis), ученый CERN, работающий в рамках эксперимента OPERA, – «Регистрация третьего тау-нейтрино является подтверждением результатов, полученных при регистрации предыдущих двух нейтрино и подтверждением некоторых постулатов современной физики».
«Со статистической точки зрения три случая регистрации тау-нейтрино датчиком эксперимента OPERA, уже являются достаточным доказательством присутствия превращений одного типа нейтрино в другой тип, что мы называем мюон-тау колебаниями нейтрино. Но это еще не означает окончания эксперимента, в течение некоторого времени мы еще продолжим "охоту» за превращенными нейтрино, а собранные при этом данные позволят нам подтвердить или поставить под сомнение некоторые части Стандартной Модели физики элементарных частиц".
Согласно имеющимся данным, исследования в рамках эксперимента OPERA будут проводиться еще в течение двух лет.
Исследователи по-новому взглянули на условия, возникшие на нашей планете, когда астероид размером с Манхэттен врезался в одну из областей Мексики во времена динозавров, и выяснили, что это событие могло породить огненную бурю, которая сожгла все кустарники и деревья на Земле и привела к вымиранию 80 процентов земных биологических видов, говорится в новом исследовании, проведённом учёными из Колорадского университета в Боулдере.
Возглавляемая профессором Дугласом Робертсоном из Кооперативного исследовательского института наук о Земле команда исследователей провела ряд сеансов компьютерного моделирования, которое показало, что в результате древнего столкновения метеорита с Землёй, сформировавшего Чиксулубский кратер, было испарено в воздух гигантское количество горной породы, поднявшейся в верхние слои атмосферы. Повторный вход в атмосферу раскалённого вещества разогрел её до 1500 градусов Цельсия — температуры, при которой возникает красное свечение — и сжёг все жизненные формы, находящиеся на открытых поверхностях планеты, указывается в исследовании.
Эта работа была опубликована на этой неделе онлайн в журнале Journal of Geophysical Research-Biogeosciences.
Сегодня в Москву приехал легендарный математик, физик и философ сэр Роджер Пенроуз (Roger Penrose). Не смотря на свои преклонные 82 года, в один день он провел «круглый стол» в Институте философии РАН и выступил с лекцией в Политехническом музее.
А впереди - еще череда встреч и семинаров по актуальным проблемам современной физикии космологии и в МГТУ им. Баумана, и в РУДН и даже в Московской консерватории им.Чайковского.
Сэр Пенроуз был в Москве аж целых сорок лет назад. И вновь посетить российскую столицу, чтобы поделиться своими необыкновенными знаниями, уговорили ученого его коллеги из Научно-исследовательского института гиперкомплексных систем в геометрии и физике, МГТУ им. Н.Э.Баумана и Фонда Дмитрия Зимина «Династия».
Напомним, что сэр Роджер Пенроуз - знаменитый английский ученый, профессор Оксфордского университета. Активно работает в различных областях математики, общей теории относительности и квантовой теории, разработчик теории твисторов. Автор теорий, связанных с квантовым сознанием, квантовым скачком, квантовой биологией, а так же книг: «Новый ум короля», «Тени разума», «Путь к реальности» и др.
Почетный профессор многих зарубежных университетов. Член Лондонского королевского общества. В 1994 году Королевой Англии ему был присвоен рыцарский титул за выдающиеся заслуги в развитии науки.
Среди его наград - премия Вольфа (1988 год, совместно со Стивеном Хокингом), медаль Копли (2008), премия Альберта Эйнштейна и медаль Королевского общества.
Пенроуз предложил конструкцию из «плиток» двух видов, которыми можно покрыть всю плоскость подобно мозаике Эшера - только непериодическим образом.
Физик изобрел, или, скорее, открыл их, даже не предполагая, что когда-нибудь они могут кому-то пригодиться. К всеобщему изумлению оказалось, что трехмерные аналоги этих фигур могут служить основой для новой необычной формы материи - «квазикристаллов».
Сейчас изучение «квазикристаллов» превратилось в одну из наиболее активных областей исследований в кристаллографии. Это, безусловно, самый впечатляющий пример того, как в наши дни математические игры могут иметь совершенно неожиданные практические приложения.
А еще в 1960-х годах, работая вместе со своим другом Стивеном Хокингом над проблемами космологии, Пенроуз сделал свое самое, наверное, известное открытие. Если теория относительности выполняется «до самого конца», то в каждой черной дыре должна существовать сингулярность, где законы физики теряют свою силу.
- Наша Вселенная снова переживает период экспоненциального расширения (рост совсё более увеличивающейся скоростью. - Ред.), - объяснял Пенроуз в своей лекции на тему«Циклы времени: можно ли сквозь Большой взрыв разглядеть предыдущую Вселенную?» . - Жизнь Вселенной состоит из эпох, и экспоненциальное расширение, завершающее каждую эпоху, становится Большим взрывом для следующей. Причем в переходный период вся масса исчезает, меры длины и времени теряют смысл, и на смену метрической геометрии Эйнштейна приходит конформная геометрия пространства-времени, порожденная одними только световыми конусами. Столкновения между сверхмассивными черными дырами, случившиеся впредыдущую эпоху, производят возмущения, которые должны наблюдаться в реликтовом излучении нашей собственной эпохи.
Роджер Пенроуз привел свидетельства того, что эти возмущения действительно существуют,а также дают ученым информацию о распределении масс в эпоху, предшествующей нашей.
Сэр Пенроуз ставил перед аудиторией и другие интригующие вопросы. Можно ли считать,что механическое устройство в принципе способно мыслить, или даже испытывать определенные чувства?
Этот вопрос не нов, но с появлением современных компьютерных технологий он приобрел новое значение. Смысл вопроса глубоко философский. Что значит - думать или чувствовать?
Что есть разум? Существует ли он объективно? И если да, то в какой степени он функционально зависим от физических структур, с которыми его ассоциируют?
Может ли он существовать независимо от этих структур?
Или он есть лишь продукт деятельности физической структуры определенного вида?
В любом случае, должны ли подходящие структуры быть обязательно биологическими (мозг) или, возможно,этими структурами могут быть и электронные устройства?
Подчиняется ли разум законам физики? И вообще, что такое законы физики?
Вот часть проблем, о которых ученые спорили на «кругом столе» на тему: «Нужна ли новая физика, что бы объяснить мозг и сознание?».
Более подробный рассказ о визите сэра Пенроуза мы дадим в ближайшее время.
Мы побывали на Луне уже несколько раз. В следующий раз мы можем погостить на ней подольше. Кроме того, недавно получили одобрение вполне конкретные планы, связанные с экспедицией к Марсу. Было бы благоразумно попытаться выращивать этих местах пищу для астронавтов, замечает эколог Вигер Веймлинк из датского исследовательского института Alterra Wageningen UR. Он займётся изучением возможности выращивания растений на Луне.
«Марсианские проекты пока остаются менее реалистичными, чем лунные, поэтому я буду заниматься исследованием условий, необходимых для выращивания растений на естественном спутнике нашей планеты, — сказал Веймлинк. — Кроме того, мы уже знаем кое-что о минеральном составе лунного грунта и о лунной пыли. Я хочу выяснить, в первую очередь, смогут ли растения развиваться в лунном грунте, или же они будут испытывать нехватку важных элементов».
Первые растения для проведения исследования Веймлинка будут высажены в оранжереях 2 апреля.
Группа учёных из Йельского университета (англ. Yale University) сделала ещё один важный шаг в квантовых вычислениях, сообщает informvest.com. Они разработали новый способ изменения квантового состояния фотонов элементарных частиц, которые как они надеются, будут использоваться для квантовой памяти.
Сегодняшние компьютеры хранят информацию в виде битов, где каждый бит имеет 1 или 0. Квантовый компьютер построен на квантовых битах или кубитах, которые могут хранить 1,0 или любую комбинацию 1 и 0 в одновременно. Например, кубит может быть на 90 процентов 0 и на 10 процентов 1.
Таким образом, персональные компьютеры могут делать простые вычисления, а квантовый компьютер, состоящий из множества кубитов, был бы в состоянии выполнить сложные вычисления, выходящие далеко за пределы самого мощного из сегодняшних суперкомпьютеров.
В квантовом компьютере, кубиты составят эквивалент процессору. Но, пользователь захочет получить своего рода квантовую память (RAM). Герхард Кирхмайер — один из исследователей Йельского университета, объясняет, что фотоны являются очень хорошим выбором для неё, поскольку они могут сохранять квантовое состояние в течение долгого времени и на большом расстоянии. То, что разработала команда из Йельского университета, по сути является способом, позволяющим временно использовать фотоны для памяти, а затем возвращать их обратно в стабильное состояние.
Для этого исследователи воспользовались тем, что известно как Эффект Керра. Нормальный материал преломит свет или любое другое электромагнитное поле, независимо от того, сколько света попадёт на него. Квантовым состоянием фотонов в среде Керра можно легко управлять при помощи СВЧ-поля.
Но, всегда хранить эти фотоны памяти в среде Керра невозможно, таким образом, исследователи нашли способ создать вакуум внутри алюминиевого резонатора в среде Керра, путём соединения его с кубитом. Когда резонатор не связан, фотоны устойчивы. Когда резонатор соединён, фотоны становятся записываемыми.
Другие исследователи нашли более сложный способ изменения устойчивых фотонов, но Кирхмайер говорит, что их метод более прост и практичен.
Это лишь один из многих важных шагов, необходимых для того, чтобы сделать квантовые вычисления более практичными. В прошлом году, исследователи объявили о новом способе создания фотонов и других разработок.
Данное исследование было опубликовано в этом месяце в журнале «Nature».
Возможно, в руках учёных оказался первый метеорит с Меркурия.
Зелёный камень, обнаруженный в Марокко в прошлом году, может оказаться первым известным исследователям визитёром с ближайшей к Солнцу планеты Солнечной системы, согласно эксперту по метеоритам Энтони Ирвингу, который изложил свои результаты на 44-й ежегодной Конференции Луны и планет, проходившей в Вудландз, Техас, США. В его исследовании предполагается, что космический камень под названием NWA 7325 попал на нашу планету с Меркурия, он не часть астероида и не гость с Марса.
NWA 7325 на самом деле представляет собой группу из 35 фрагментов метеорита, обнаруженных в Марокко в 2012 г. Они очень древние, Ирвинг и его группа определили, что возраст образцов составляет примерно 4,56 миллиарда лет.
«Этот образец — либо с Меркурия, либо с космического тела, меньшего, чем Меркурий, но похожего на Меркурий, — сказал Ирвинг. — Его, скорее всего, выбило с планеты в результате мощного столкновения».
«Хотя чаще всего на Земле встречаются метеориты с Марса, но обнаружить на нашей планете метеориты с Меркурия тоже вполне возможно», — добавил Ирвинг.
Источник
Частицы нейтрино, о которых косвенно упоминалось в заметке «10 самых странных вещей во Вселенной», бывают трех типов или, как говорят в тесном кругу физиков, ароматов: электронное нейтрино, мюонное нейтрино и тау-нейтрино. Еще в 1958 году итальянский физик Бруно Понтекорво заметил, что никакой принцип, кроме закона сохранения лептонного числа, не запрещает нейтрино одного типа самопроизвольно превращаться в нейтрино иного типа. Возможно, это в том случае, если частица представляет собой квантово-механическую «смесь» других частиц. Другими словами, любое нейтрино можно представить состоящим из трех других.
С тех пор особенно остро встала проблема экспериментального подтверждения изменчивой природы нейтрино. Ученые из Европейской организации по ядерным исследованиям CERN провели ряд экспериментов. Создаваемый протонным суперсинхротроном (SPS) в лаборатории под Женевой пучок мюонных нейтрино был направлен в подземную лабораторию Гран-Сассо (LNGS). Расстояние между лабораториями составляет 730 км. В настоящее время ученым удалось в третий раз официально подтвердить превращение нейтрино в рамках эксперимента OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus). Для определения тау-нейтрино, появляющихся от осцилляций мюонных нейтрино, использовался детектор OPERA. Впервые доказать изменчивую природу нейтрино удалось еще в 2010 году, а второй экспериментально подтвержденный случай превращения был зафиксирован в 2012 году.
В Стандартной модели физики элементарных частиц нейтрино принимаются безмассовыми. В связи с тем, что ученым удалось доказать нейтринные осцилляции, стандартная модель нуждается в расширении. Стоит отметить, что еще в далеком 1969 году американский физик Мюррей Гелл-Манн, удостоившийся Нобелевской премии, пролил свет на изменчивую природу нейтрино.
«Наблюдение третьего превращения тау-нейтрино является важным доказательством двух предыдущих наблюдений. Это также подтверждает теорию, что на пути от Солнца к Земле нейтрино не исчезают, а просто меняют форму, поэтому их количество меньше ожидаемого»,
— сказал профессор Джованни Де Леллис, руководитель проекта OPERA. Ученые намерены продолжать исследования как минимум в течение следующих двух лет.
«Каждый квадратный сантиметр вашего тела каждую секунду пронизывает 60 млрд нейтрино, исходящих от Солнца, — утверждает Антонио Эредитато (Antonio Ereditato), физик, участвующий в эксперименте OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus), который проходит в Швейцарии.
И тем не менее учёным этого мало: по всем расчётам, от Солнца должно убегать больше нейтрино, чем мы можем зарегистрировать на Земле. Измерения потока нейтрино, проводимые с 1960-х годов, показывают, что количество регистрируемых солнечных электронных нейтрино в два–три раза меньше, чем предсказывает стандартная солнечная модель, принятая в современной науке. Это расхождение имеет даже название — «проблема солнечных нейтрино»; оно считается одной из главных загадок солнечной физики.
В 1957 году проблему попытались объяснить: советский физик Бруно Понтекорво предположил, что нейтрино способны превращаться из одного своего типа в другие — то есть «переключаться» между электронными, мюонными и тау-нейтрино. Между тем стандартному детектору нейтрино исключительно трудно зарегистрировать мюонные и тау-нейтрино — в отличие от электронных.
Нейтринный детектор Национального института ядерной физики (Италия), где зафиксировано третье превращение мюонного нейтрино в тау-нейтрино. (Фото Paolo Lombardi / INFN-MI.) |
Узким местом этой гипотезы долгое время было то, что зафиксировать факт исчезновения или отсутствия нейтрино относительно просто, а вот убедиться в том, что нейтрино появляются «из ниоткуда» (то есть из нейтрино другого типа) оказалось значительно сложнее.
Чтобы проверить гипотезу, OPERA-исследователи направляли пучки мюонных нейтрино из лаборатории в Швейцарии (через земную кору, не представляющую слишком серьезного препятствия для нейтрино) в другую лабораторию, расположенную в Италии, в 730 км от первой. Небольшая часть «посылки» регистрируется «на том конце» четырёхтысячетонной камерой, в которой нейтрино превращаются в сходную частицу и быстро распадаются. Событие порождает небольшое свечение, регистрируемое высокочувствительными фотодетекторами.
В данном случае зарегистрирован редкий на Земле переход мюонного нейтрино в тау-нейтрино, которое впоследствии испытало переход в тау-лептон, «путешествующий» примерно несколько миллиметров до распада на адроны. Фиксация события весьма трудна: с 2010 года по настоящее время такое удавалось всего два раза. Однако вероятность безошибочного определения этого события завит именно от частоты его регистрации, а потому пара фактов — это слишком мало, чтобы уверенно заявлять о превращении одного вида нейтрино в другой.
Третий случай резко повышает статистическую значимость эксперимента: шанс ошибки равен сейчас одному на миллион. Разумеется, это пока ниже достоверности обнаружения частицы, «похожей на бозон Хиггса», но достаточно для того, чтобы ещё больше уверить научное сообщество в правоте гипотезы Понтекорво.
Как отмечают авторы эксперимента, масса нейтрино предопределяет то, как часто эта его разновидность претерпевает превращения, и в зависимости от частоты таких событий для тау-нейтрино может быть измерена масса, сегодня фактически неизвестная и лишь ограниченная «сверху».
Ученые-физики из университета Штутгарта смогли создать новый интересный керамический материал из нановолокон оксида ванадия. Процесс его создания похож на процесс получения бумаги из древесной пульпы.
Получившаяся полупрозрачная «керамическая бумага» отличается интересными физическими свойствами. Помимо отличной электропроводимости вдоль волокон, она может похвастаться изменяемой жесткостью: чем меньше материал, получаемый из водного раствора оксида ванадия, высушивается, тем более гибким он становится.
О практическом применении «керамической бумаги» ученые пока не задумываются и занимаются детальным изучением свойств нового материала. В частности, ими уже были обнаружены сходства со структурой искусственного перламутра.
Огромное облако из газа и пыли, которое представляет собой туманность Ориона, представлено на новом снимке известного астрофотографа.
Снимок был сделан астрофотографом Гари Гоннелла, а Пол Хатчинсон занимался его оформлением. Пол использовал «Палитру Хаббла» — названную так в честь космического телескопа НАСА «Хаббл» в связи со способностью этого телескопа делать снимки в очень узких диапазонах длин волн, используя разнообразные фильтры. Это позволяет астрофотографам открывать такие детали космических объектов, которые невозможно разглядеть человеческому глазу. На этом фото разные фильтры формируют цветовую гамму снимка: альфа-водородный фильтр — зелёный цвет, фильтр S — красный цвет, фильтр О — синий цвет.
Туманность Ориона, или М42, является диффузной туманностью, расположенной к югу от Пояса Ориона в созвездии Ориона. Она является одной из самых ярких туманностей, и её можно разглядеть невооружённым взглядом на ночном небе. М42 находится от нас на расстоянии примерно в 1350 световых лет, и она является ближайшей к Земле областью с активным звездообразованием.
Новый анализ данных, полученных космическим аппаратом НАСА Cassini, указывает на то, что спутники и кольца Сатурна представляют собой «древности», сохранившиеся со времён самого рождения Солнечной системы.
Кольца, спутники, мунлеты и прочие обломки, обращающиеся вокруг гигантской планеты, датируются более чем 4-мя миллиардами лет. Они появились в то время, когда из протопланетной туманности, давшей впоследствии начало Солнечной системе, только начинали формироваться первые планетные тела.
Данные, полученные инструментом Cassini под названием Visual and infrared mapping spectrometer (VIMS), продемонстрировали учёным обилие водяного льда на спутниках и в кольцах Сатурна — слишком много для того, чтобы его происхождение можно было отнести на счёт комет или других объектов, способных доставить воду из космоса. Из этого учёные сделали вывод, что лёд в системе Сатурна сформировался ещё на заре рождения Солнечной системы и сохранился до наших времён, благодаря тому, что орбита Сатурна лежит за пределами так называемой «снежной линии» Солнечной системы — условной линии, за пределами которой температуры на поверхностях космических объектов позволяют воде существовать на них только в форме льда.
Источник
- Научные труды...
- Видеоматериалы
- Каталог физических демонстраций
- 1. Механика...
- 2. Колебания и молекулярная физика...
- 3. Электричество и магнетизм...
- 3.1 Электрическое поле
- 3.2 Проводники в электрическом поле
- 3.3 Энергия электрического поля
- 3.4 Постоянный электрический ток
- 3.5 Магнитное поле
- Политика
- Солнечная система
- Эфир
- Ацюковский В.А. Лекции
- Черепенников В.Б. Науке нужна защита от лженаучных мошенников. Монография.
- Российской академии наук фундаментальная наука не нужна. Монография. Черепенников В.Б.
- Псевдонаучные труды (критика)
- Псевдонаучные статьи (обсуждение)
- Полемические статьи (обсуждение)
На сайте:
Интернет-журнал Ньютоновские чтенияНовости наукиПолитикаСолнечная система07.03.2023 09:50