Новости науки

18 мая в СМИ появилась информация о том, что в результате скорого взрыва звезда Бетельгейзе превратится в огромный огненный шар, подобный второму Солнцу, и будет сиять около двух недель, превращая ночь в день.

Николай Самусь, член ученого совета Московского планетария и ведущий научный сотрудник отдела нестационарных звезд и звездной спектроскопии Института астрономии РАН, комментирует: «Никакого инфоповода в этой новости нет. Бетельгейзе давно является красным сверхгигантом и хорошим кандидатом на вспышку сверхновой. Ее масса равна 20 массам Солнца, а возраст составляет около 8 млн лет. Австралийский физик Брэд Картер предсказывал ее взрыв еще в 2012 году, однако этого не произошло. Когда именно произойдет грандиозный взрыв массивной звезды, никто из ученых наверняка не знает – это может с одинаковой вероятностью случиться и завтра, и через тысячу лет. Пишут, что за последние годы она сжалась на 15%, но это ничего не значит, ведь Бетельгейзе – переменная звезда, то есть ее блеск изменяется со временем в результате происходящих в ее недрах физических процессов.

Однозначно можно сказать следующее. Во-первых, в случае взрыва человечество фатально никак не пострадает, и никакого повода для беспокойства нет. Могут быть какие-то эффекты, которые скажутся на связи, работе техники и так далее. Во-вторых, никакого «второго Солнца» на небе ожидать не стоит. В случае взрыва оценка блеска максимума звезды составит -9 единиц. Что это значит? Для сравнения Луна в фазе полнолуния имеет максимум блеска -12, то есть, если этот взрыв произойдет, то небо будет действительно несколько светлее, но в то же время темнее, чем в полнолуние. Скорее всего, не зная наверняка о моменте взрыва сверхновой, человек ничего особенного не заметит».

Ежегодно обнаруживаются сотни вспышек сверхновых, происходящих в других галактиках. Последняя вспышка в нашей Галактике, замеченная визуально, наблюдалась в 1604 году. Наблюдения методами радио- и рентгеновской астрономии обнаруживали остатки вспышек, происходивших и в более позднее время, но визуально они были не видны. Причиной вспышки звезды как сверхновой служит ее взрыв на заключительном этапе эволюции, в результате чего звезда почти полностью разрушается.

Бетельгейзе является самой яркой звездой в созвездии Ориона и крупнейшей в нашей Галактике. Расстояние от Земли до звезды составляет, по разным оценкам, от 495 до 640 световых лет.

Источник

Избыток радиоактивного топлива в послесвечении указал на «родителя» сверхновой

Некоторые сверхновые располагают запасами «радиоактивного топлива», которое в три раза увеличивает продолжительность послесвечения, сопровождающего взрыв.

Команда астрономов, возглавляемая доктором Иво Сейтензахлем из Австралийского национального университета, обнаружила тусклое послесвечение сверхновой под названием SN 2012cg и выяснила, что оно обусловлено радиоактивным изотопом кобальта-57.

Эта сверхновая относилась к типу Ia, используемому астрономами для измерения космических расстояний. Считается, что эти сверхновые возникают в результате взрыва белого карлика, который в результате взаимодействия со звездой-компаньоном достигает критической массы, необходимой для взрыва. Вопросом остается лишь то, каким образом происходит достижение белым карликом этой критической массы: в результате постепенного «стягивания» материи со звезды-компаньона, или в результате столкновения двух небольших белых карликов.

Изучение характера послесвечения сверхновой SN 2012cg позволило исследователям сделать заключения о механизме формирования сверхновой. Теоретически в сценарии «стягивания» материи белым карликом со звезды-компаньона масса белого карлика должна составлять порядка 1,4 массы Солнца, а в случае столкновения двух белых карликов масса каждого из этих объектов будет равна примерно 1,1 массы Солнца. Эта небольшая разница в массе обеспечивает колоссальную разницу между давлениями, развиваемыми в ядре белого карлика. Более высокие давления в ядре белого карлика, характерные для сценария «стягивания массы», приводят к образованию в нем повышенных количеств радиоактивного изотопа кобальта-57, период полураспада которого составляет 270 дней. Наблюдение обнаруживаемых в послесвечении спектральным анализом линий радиоактивного изотопа кобальта-57 позволило астрономам установить механизм формирования сверхновой SN 2012cg. Команда Сейтензахлема пришла к выводу, что в случае этой сверхновой имел место сценарий «стягивания массы».

Исследование вышло в журнале Astrophysical Journal.

Источник

Баланс кислорода и водорода в океане Европы такой же, что и в океанах Земли

Океан, расположенный под поверхностью спутника Юпитера Европы, может располагать балансом химической энергии, необходимым для развития жизни, даже, несмотря на то, что в нем отсутствует значительная гидротермальная активность, сообщается в новом исследовании.

Ученые убеждены, что под ледяной поверхностью Европы плещется океан соленой жидкой воды. В новом исследовании ученые из Лаборатории реактивного движения НАСА, США, во главе с планетологом Стивеном Вансом сравнили потенциал к формированию водорода и кислорода на Европе в процессах, не связанных напрямую с вулканизмом, с аналогичными значениями такого потенциала для нашей планеты. Баланс этих двух элементов является главным признаком наличия на планете энергии, способной идти на развитие жизни. В результате этого исследования было обнаружено, что эти количества сравнимы по масштабам – на обоих этих мирах Солнечной системы кислорода производится примерно в 10 раз больше, чем водорода.

Ранее ученые считали, что на Европе производится больше кислорода по отношению к водороду, чем на самом деле, поэтому воды гипотетического подповерхностного океана имеют кислую реакцию и малопригодны для жизни. В новой работе Стивен и его коллеги показали, что достаточно большое количество водорода может производиться на дне океана Европы в результате процесса взаимодействия вод океана с горными породами трещин океанического дна, называемого серпентинизацией.

Исследование опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.

Источник

Двое физиков из УрФУ получили престижную премию Scopus

МОСКВА, 17 мая — РИА Новости. Исследователи Уральского федерального университета Дмитрий Мальцев и Денис Аликин вошли в число лучших ученых России, получив международную премию Scopus Award, сообщает пресс-служба университета.

Премия Scopus Award, учрежденная издательской компанией Elsevier, присуждается за исследовательскую деятельность и научную публикационную активность на мировом уровне. Количество статей ученых индексируется с помощью реферативной базы данных SCOPUS, в которой содержится более 19 тысяч научных журналов от пяти тысяч издательств.

Премии были вручены в рамках прошедшего в Екатеринбурге форума "Информационные ресурсы для подготовки высококвалифицированных кадров по мировым стандартам как основа инновационного развития регионов", организованного Elsevier.

Награды вручил председатель правления компании Йонгсук Чи.

Основная область интересов инженера-исследователя кафедры редких металлов и наноматериалов ФТИ УрФУ Дмитрия Мальцева связана с разработкой основ и изучением процессов селекции компонентов облученного ядерного топлива в пирохимических технологиях его переработки. Тематика исследований Мальцева относится к приоритетным направлениям развития науки, техники и технологий в России, отмечается в пресс-релизе.

Доцент кафедры общей и молекулярной физики ИЕН УрФУ Денис Аликин занимается исследованием локальных электрических, электромеханических и оптических свойств сегнетоэлектриков, пьезоэлектриков и ионных проводников. Результаты исследований будут положены в основу разработки новых технологий и устройств: устройств накопления энергии, литий-ионных аккумуляторов, актюаторов и устройств микро-перемещения.

Источник

Ирландские физики открыли новую форму света

МОСКВА, 17 мая – РИА Новости. Ученые из Ирландии открыли крайне необычную форму света, угловая скорость которой может меняться с шагами, вполовину меньшими минимально допустимых значений, диктуемых константой Планка, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

Нас давно интересовало то, как мы можем заставить свет вести себя как-то по другому, и как подобное нестандартное поведение можно использовать на пользу человечества. Наше открытие интересно тем, что мы смогли изменить то свойство света, которое всегда считали постоянной величиной", — заявил Пол Истхэм (Paul Eastham) из колледжа Тринити в Дублине (Ирландия).

 Вопреки обыденным представлениям, частицы света движутся не только по прямой линии, но и вращаются вокруг себя, создавая электромагнитное поле, закрученное в своеобразную спираль или в хаотичную структуру. До настоящего времени физики считали, что эта скорость вращения меняется не произвольным образом – ее сдвиги должны быть кратны постоянной Планка, краеугольному камню квантовой теории, разделенной на двойное число пи.

Истхэм и его коллеги показали, что на самом деле это не так – угловая скорость движения света может меняться со значениями, кратными половине постоянной Планка. Они просчитали условия, при которых это может происходить, а затем реализовали идеи в эксперименте с реальными частицами света.

 Эксперимент напоминает опыт, в ходе которого знаменитый ирландский физик Уильям Гамильтон в середине 19 века открыл, что свет, проходящий через так называемые двуосные кристаллы, превращается в набор из светлых и темных колец. Их существование продемонстрировало волновую часть природы света.

Используя подобный кристалл, особый прибор ("q-пластина"), "закручивавший" свет, и набор лазеров и линз, авторы статьи смогли измерить то, как менялась угловая скорость фотонов с течением времени. Эти измерения помогли ученым доказать, что она может меняться не только на числа, кратные постоянной Планка, но и на значения, равные половине от нее.

Истхэм и его коллеги надеются, что открытие заставит других физиков приступить к изучению свойств фотонов в таком состоянии в ближайшее время. По их словам, уже сейчас можно предположить, что данное свойство частиц света можно использовать для разработки новых технологий передачи и шифрации данных.

Источник

Открыта планета массой с Нептун и плотностью примерно как у Земли

Международная команда астрономов сообщает об обнаружении экзопланеты массой с Нептун и плотностью, сравнимой с плотностью Земли. Согласно этому исследованию, вновь обнаруженная далекая планета, обозначенная как EPIC212521166 b, представляет собой самую массивную планету, радиусом не больше, чем радиус Нептуна, обнаруженную на сегодняшний день.

Эта исследовательская команда, возглавляемая Хью Осборном из Уорикского университета, Соединенное Королевство, провела анализ данных, полученных при помощи космического телескопа НАСА «Кеплер», выполняющего в настоящее время расширенную миссию, известную как К2, в поисках возможных планет на орбитах вокруг звезды EPIC212521166. Эта звезда, возраст которой составляет 8 миллиардов лет, представляет собой бедный металлами карлик массой чуть меньше 0,7 массы Солнца и находится на расстоянии порядка 380 световых лет от нас.

Согласно результатам исследования планета EPIC212521166 b обращается вокруг родительской звезды с периодом примерно 14 суток. Масса планеты составляет 18,3 массы Земли, а радиус – около 2,6 радиуса нашей планеты, что делает её самой массивной планетой радиусом меньше радиуса Нептуна, открытой на сегодняшний день.

Исходя из плотности вещества, которая составляет 5,7 г/см3, планета имеет большое каменистое ядро. Согласно расчетам исследователей ядро состоит в основном из энстатита (70 процентов) и железа (30 процентов). Кроме того, на планете присутствуют значительные количества воды и имеется атмосфера из водорода и гелия.

Исследование появилось на сервере препринтов arxiv.org.

Источник

У карликовой планеты Хаумеа оказалось меньше спутников, чем ожидалось

Спутниковая система карликовой планеты Хаумеа, расположенной на краю Солнечной системы, оказалась непохожей на систему спутников её хорошо известного планетного «брата» - Плутона. Этот факт не укладывается в рамки разработанных учеными представлений, основанных на свидетельствах схожего происхождения обеих этих карликовых планет – происхождения в результате гигантских столкновений – и добавляют ещё больше таинственности к истории формирования этих небесных тел.

Хаумеа имеет два известных ученым естественных спутника, вращается вокруг своей оси с необычно высокой скоростью, а также является родительским телом для крупного семейства ледяных объектов, дрейфующего во внешней части Солнечной системы. Эти уникальные особенности являются признаками древнего столкновения и делают карликовую планету Хаумеа одним из самых интересных объектов пояса Койпера, сказал Дарин Рагоззин, ассистент-профессор физики и космических наук из Технологического университета Флориды, США, и главный автор нового исследования.

Проведенные Рагоззиным и его командой наблюдения выявили отсутствие у карликовой планеты Хаумеа мелких ледяных спутников, подобных мелким спутникам Плутона. Кроме того, эти наблюдения также указывают на то, что, несмотря на некоторое сходство, спутниковые системы двух этих карликовых ледяных планет имеют разные механизмы формирования. Однако, даже располагая этими новыми результатами, научное сообщество пока не может прийти к консенсусу относительно механизмов формирования спутниковых систем Плутона и Хаумеа, сказал Рагоззин.

Эти новые наблюдения карликовой планеты Хаумеа были проведены при помощи космического телескопа НАСА «Хаббл». Работа появилась на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

На «оттаявших» планетах может зародиться жизнь, считают исследователи

В нашей Вселенной существует большое количество звезд разных возрастов. Обычно астрономы ищут обитаемые планеты на орбитах вокруг звезд «средних лет», подобных нашему Солнцу, но, возможно, в поисках таких планет исследователям стоит смотреть чуть шире.

В новой работе астрономы Рамзес М. Рамирез, младший научный сотрудник Института им. Карла Сагана Корнелльского университета, США, и Лиза Кальтеннегер, адъюнкт-профессор и директор Института им. Карла Сагана, смоделировали расположение обитаемых звезд вокруг «стареющих» звезд, а также рассчитали, как долго планеты могут находиться в этих зонах.

Обитаемая зона представляет собой область пространства вокруг звезды, характеризующаяся тем, что на поверхностях находящихся в её пределах планет возможно существование воды в жидкой форме.

«Когда звезда становится старше и вместе с тем ярче, обитаемая зона сдвигается во внешнюю область планетной системы, и такая планетная система, по сути, обретает «вторую жизнь», - сказал Рамирез. – В нашей Солнечной системе планеты, имеющие шанс в будущем стать обитаемыми – это ледяные миры Европа и Энцелад, обращающиеся вокруг соответственно Юпитера и Сатурна».

Примерно через 9 миллиардов лет после своего рождения звезда, подобная нашему Солнцу, раздувается, превращаясь в красного гиганта. Согласно выводам из этой новой работы «оттаявшие» планеты могут пребывать в обитаемой зоне звезды, перешедшей в фазу красного гиганта, в течение почти 500 миллионов лет – которых может быть более чем достаточно для развития на поверхности одной из планет жизни.

Исследование вышло в журнале Astrophysical Journal.

Источник

Магнитные поля и гравитация в туманности Ориона дают начало новым звездам

В космосе постоянно происходит формирование новых звезд. Целые скопления звезд подчас способны сформироваться за относительно небольшой промежуток времени. В новом исследовании Амелия Стутц и Эндрю Гоулд из Института астрономии общества Макса Планка в Гейдельберге предложили механизм, способный объяснить такое стремительное формирование звездных скоплений. Исследователи изучали полосу из газа и пыли, включающую знаменитую туманность Орион.

Существует два основных типа звездообразования. По первому типу звезды формируются внутри небольших молекулярных облаков, поодиночке, в то время как второй тип звездообразования предполагает образование крупных групп звезд внутри крупных молекулярных облаков на протяжении временных отрезков порядка 30 миллионов лет.

30 миллионов лет – это «мгновение ока» в астрономических масштабах, поэтому образование больших групп звезд в течение такого небольшого срока требует теоретического объяснения. Основные предложения, высказываемые учеными сегодня, сводятся к сценариям «цепных реакций», когда первые сформированные звезды ускоряют формирование последующих звезд, или участия в формировании звезд сверхновых, создающих ударные волны, сжимающие материю молекулярного облака и приводящие к формированию зародышей новых звезд.

Амелия Стутц и Эндрю Гоулд предлагают иной механизм звездообразования, в котором ключевым фактором формирования новых звезд является взаимодействие между гравитационным и магнитным полями. Для проверки своего предположения они изучили структуру в форме полосы, в которую входит туманность Ориона, находящаяся на расстоянии 1300 световых лет от нас.

Согласно данным ранних исследований магнитные поля и гравитация оказывают на вещество этой полосы примерно одинаковое воздействие. Согласно модели, предложенной Стутц и Гоулдом, эта полоса представляет собой структуру, совершающую колебания в пространстве.

Основным подтверждением своего сценария авторы работы видят тот выявленный в ходе наблюдений факт, что протозвезды сосредоточены в исследуемой полосе в пределах плотных областей, а молодые звезды – в пределах менее плотных областей пространства. Согласно авторам статьи это объясняется тем, что диффузные, крупные протозвезды увлекают за собой плотно наполненные веществом «рукава» колеблющейся структуры исследуемой полосы, в то время как более плотные, компактные молодые звезды остаются на своем месте, занимая менее «густонаселенные» области пространства.

Исследование представлено в журнале Astronomy & Astrophysics.

Источник

Основоположник теории струн усомнился в открытии "новой физики" на БАК

МОСКВА, 16 мая – РИА Новости. Гипотетический сверхтяжелый бозон, чьи следы недавно были найдены на Большом адронном коллайдере, может являться не первым представителем "новой физики", а комбинацией из шести верхних кварков и шести антикварков, пишут физики в статье, размещенной в электронной библиотеке Arxiv.org

В декабре 2015 года в социальных сетях и в микроблогах начали распространяться слухи о том, что БАК удалось обнаружить следы "новой физики" в виде сверхтяжелого бозона, чей распад порождает пары фотонов с общей энергией в 750 гигаэлектронвольт. Для сравнения, масса бозона Хиггса составляет 126 ГэВ, а топ-кварк, самая тяжелая элементарная частица, весит 173 ГэВ, что в четыре раза меньше, чем масса частицы, породившей фотоны.

Об открытии "новой физики" ученые ЦЕРН могли заявить еще в марте, во время ежегодной конференции по последним результатам работы БАК. Однако они решили не делать этого, как рассказывают источники в научной среде, из-за того, что уровень достоверности открытия – важнейший для физики частиц параметр – чуть-чуть не дотягивал до уровня в 5 сигма.

Колин Фроггатт (Colin Frogatt) из университета Глазго (Шотландия) и его коллега Хольгер Нильсен (Holger Nielsen), один из основоположников теории струн из Института Нильса Бора (Дания), заявляют, что для существования подобных частиц не обязательно придумывать "новую физику" – вполне возможно, что этот всплеск был порожден особой системой из дюжины обычных кварков.

Как объясняют физики, при определенных обстоятельствах две и более элементарных частицы могут образовывать особые "связанные состояния", в которых свобода их движения ограничивается их взаимодействием друг с другом и в которых они не могут покинуть систему без приложения энергии из внешнего источника. Простейшим примером такой системы является обычный атом водорода – он состоит из двух частиц, электрона и протона, связанных друг с другом и не способных разорвать эту связь без "помощи" со стороны окислителей или фотонов. 

По расчетам Фроггатта и Нильсена, подобное состояние, причем очень стабильное, может возникать в системе из шести "обычных" верхних кварков и шести их антиподов – верхних анти-кварков. Как утверждают ученые, обмен бозонами Хиггса и глюонами между этими частицами будет порождать силы, делающие подобную квазимолекулу крайне стабильной.

В сумме, масса этих частиц составляет примерно 2000 ГэВ, что означает, что примерно 1350 ГэВ приходится на энергию связей между частицами. Как считает Любош Мотль (Lubos Motl), известный чешский физик-теоретик, работавший в Гарварде, столь высокую энергию связей будет объяснить достаточно сложно, но это в принципе возможно сделать.

Другая проблема у решения Фроггатта и Нильсена заключается в том, что распад подобного "коллектива" на пару фотонов является одним из самых редких вариантов аннигиляции этой частицы. Иными словами, БАК изначально должен был "увидеть" другие варианты распада S-частицы, а не пары фотонов с энергией в 750 ГэВ.

 "Крайне сложно представить, как подобная сложная конструкция вообще проходит через процесс аннигиляции – все 12 частиц в ней должны исчезнуть фактически мгновенно. Такое может происходить только в очень определенных ситуациях. В любом случае, простота этой модели крайне привлекательна, особенно в том случае, если мы не найдем следов действительно новой физики", — прокомментировал исследование Мотль.

Источник

МОСКВА, 16 мая – РИА Новости. Российские физики придумали новый тип транзистора из двух слоев графена и доказали, что он будет обладать рекордно низким энергопотреблением, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

С момента открытия графена в 2004 году российско-британскими физиками Андреем Геймом и Константином Новоселовым, ученые пытаются приспособить этот материал для создания электроники. Однотипные проблемы — высокие токи утечки, сложности в работе с графеном и проблемы при нанесении подложки-изолятора мешают физикам создать транзисторы, приспособленные для промышленного производства.

"Дело здесь не столько в том, чтобы сэкономить электричество — электроэнергии у нас хватает. При меньшем энергопотреблении электронные компоненты меньше нагреваются, а значит, могут работать с более высокой тактовой частотой — не один гигагерц, а, например, 10 или даже 100", — поясняет Дмитрий Свинцов, ведущий автор исследования из Московского Физтеха в Долгопрудном, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Свинцов и его коллеги из Физико-технологического института РАН и японского университета Тохоку нашли способ реализовать эту задачу, используя туннельный эффект – способность электронов просачиваться через энергетические барьеры благодаря квантовым эффектам. Как правило, для создания такого тока необходимы или экзотические сплавы, или вакуум внутри транзисторов, что сильно ограничивает применимость таких устройств на практике.

Российские и японские ученые выяснили, что подобный эффект можно достаточно легко создать в листе из графена, состоящего не из одного, а двух слоев углерода. В нем, как показали наблюдения физиков, возможно создать такие условия, при котором плотность электронов в определенных зонах будет стремиться к бесконечности, что будет заставлять их "просачиваться" через потенциальный барьер даже при приложении относительно слабого напряжения.

Благодаря этому, транзистор, придуманный Свинцовым и его коллегами, будет работать при напряжениях, равных 150 милливольт, что в десятки раз меньше рабочего напряжения для обычных кремниевых транзисторов. Даже при минимальном напряжении токи утечки будут минимальными – сила тока на выходе в "закрытом" и "открытом" состоянии будет различаться в рекордные 35 тысяч раз. Это в разы больше, чем удавалось добиться Гейму и Новоселову и другим группам физиков, пытавшихся создать графеновые транзисторы.

"Это означает, что транзистор требует меньше энергии для переключения, меньше энергии требуют микросхемы, меньше выделяется тепла, нужны менее мощные системы охлаждения, а тактовую частоту можно повысить, не опасаясь, что избыточное тепло разрушит микросхему", — говорит Свинцов.

Разработанная авторами статьи конструкция транзистора уникальна еще по одной причине: для ее создания не требуется химического легирования графена, покрытия его другими веществами, которое заметно повышает стоимость производства микроэлектроники.  Это, как надеются физики, ускорит появление первых экспериментальных и промышленных графеновых устройств на базе подобных транзисторов.

Источник

Физики приблизились к определению массы нейтрино

МОСКВА, 16 мая – РИА Новости. Эксперименты на японском детекторе KamLAND помогли физикам сузить пределы возможной массы нейтрино. Ученые не обнаружили следов крайне редких вариантов распада ядер ксенона-136, что говорит о более низкой массе этих частиц, чем ожидалось, рассказал французский физик Адам Фальковский.

Нейтрино представляют собой мельчайшие элементарные частицы, которые "общаются" с окружающей материей только посредством гравитации и так называемых слабых взаимодействий, проявляющихся лишь на расстояниях, существенно меньше размеров ядра атома. В середине прошлого века ученые открыли три вида таких частиц — тау, мюонные и электронные нейтрино и их "злые близнецы"-антинейтрино.

Наблюдения за Солнцем в 1960 годах и эксперименты нобелевских лауреатов Артура Макдональда и Такааки Каджиты показали, что нейтрино разных видов умеют периодически превращаться друг в друга и обладают ненулевой массой. Наблюдения за подобными превращениями, проведенные российскими и зарубежными физиками 10-15 лет назад, показали, что масса этих частиц крайне мала – она не может превышать 1,5-2 электронвольт.

Сегодня физики пытаются точно определить эту массу, используя детектор KamLAND, построенный в Японии в 2002 году и обновленный в 2011 году. Это устройство, представляющее собой гигантский пузырь, заполнено особой жидкостью на базе ксенона-136 – редкого изотопа этого благородного газа, чей период полураспада в несколько триллионов раз превышает возраст Вселенной.

Ксенон-136, как объясняет Фальковский, обычно превращается в барий-136, выделяя два электрона и два электронных антинейтрино в результате двойного бета-распада. После открытия феномена нейтринных осцилляций некоторые ученые начали считать, что ксенон-136 может в крайне редких случаях распадаться иным образом, не выделяя нейтрино при превращении в барий.

Если такие распады происходят, то нейтрино будут принадлежать к так называемым фермионам Майораны – особому типу элементарных частиц, главное отличительное свойство которых — то, что они являются своей собственной античастицей. Подобная природа нейтрино будет означать, что они будут самоуничтожаться при столкновениях друг с другом, а также накладывать особые ограничения на их массу "снизу" и "сверху", что должно облегчить определение их массы покоя.

Вполне возможно, что это не так на самом деле – наблюдая за вспышками в "пузыре" KamLAND на протяжении последних четырех лет, физики не смогли зафиксировать характерного "горба" в частоте рождения в нем электронов с энергией в 2,5 МэВ, которые должны появляться при таких распадах.

Окончательная проверка майорановской сущности нейтрино, как отмечает физик, пока невозможна – детектору KamLAND не хватает чувствительности, чтобы "залезть" в ту зону масс, которая была очерчена в ходе текущего исследования. Плановая замена "пузыря", в котором сейчас плавает ксенон-136, ожидаемая в ближайшие годы, позволит достичь нужных показателей и проверить, действительно ли нейтрино являются античастицами для самих себя.

Источник

Искусственный интеллект впервые смог заменить физиков

Впервые физики позволили искусственному интеллекту провести вместо них эксперимент по созданию конденсата Бозе-Эйнштейна — сгустка частиц, охлажденного до сверхнизких температур с помощью лазерных пучков. Робот сумел превзойти ученых, что, как надеются исследователи, поможет проводить более точные опыты. Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports.

Конденсат Бозе-Эйнштейна является одним из самых холодных мест во Вселенной — температура этого нового агрегатного состояния вещества намного меньше, чем в космическом пространстве, и составляет миллиардную долю градуса выше абсолютного нуля.

Команда ученых охладила газ до температуры в один микрокельвин (один градус по Кельвину равен -272,15 градусам по Цельсию) и передала искусственному интеллекту, чья работа основана на принципах машинного обучения, управление тремя лазерными лучами, необходимыми для дальнейшего охлаждения захваченного облака частиц. Ученые были удивлены тем, как робот виртуозно справлялся с лазерами, комбинируя различные мощности, чтобы добиться нужного результата менее чем за час.

По словам исследователей, у простой компьютерной программы выполнение подобной задачи заняло бы время, сравнимое с возрастом Вселенной. Эффективные системы искусственного интеллекта упростят получение конденсата, который может стать компонентом для чрезвычайно чувствительных устройств, способных делать сверхточные измерения.

Машинное обучение представляет собой обширную область в сфере искусственного интеллекта по разработке алгоритмов, которые выявляют в наборах данных скрытые закономерности.

Источник

Когда звезда, которая сформировала эти остатки сверхновой, вспыхнула на небе в 1572 г., эта вспышка, завершающая жизненный цикл светила, была видна на небе даже днем. И хотя знаменитый датский астроном Тихо Браге был не первым ученым, наблюдавшим это событие, он отличился тем, что написал книгу, в которой изложил подробности своих обширных наблюдений этого события, что и стало поводом назвать эти остатки сверхновой в его честь.

В современную эпоху астрономы наблюдали осколки этого взрыва при помощи рентгеновской космической обсерватории НАСА «Чандра» и радиотелескопа Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) Национального научного фонда США. Сегодня ученым известно, что остатки сверхновой Тихо Браге были сформированы в результате взрыва белого карлика, и это позволяет отнести этот взрыв к так называемым сверхновым типа Ia, используемым для оценки параметров расширения Вселенной.

Так как большая часть материи, выбрасываемой в космос в результате взрыва этой звезды, была разогрета ударными волнами, проходящими через неё, то эти остатки сверхновой ярко светятся в рентгеновском диапазоне. Сегодня астрономы НАСА использовали наблюдения этих остатков сверхновой, проведенные при помощи космической обсерватории «Чандра» в период с 2000 по 2015 гг., для того чтобы создать на их основе анимацию, на которой отражена эволюция этих остатков сверхновой с течением времени. Эта анимация демонстрирует, что расширение газовой оболочки, сопровождавшее взрыв, до сих пор продолжается, несмотря на то, что с момента взрыва сверхновой прошло уже более 450 лет.

Исследование, посвященное измерению скоростей расширения газовой оболочки взорвавшейся звезды Тихо Браге в космическое пространство и выявившее неравномерность распределения скорости расширения вдоль длины окружности проекции оболочки, а также вытекающее из этого факта смещение геометрического центра наблюдаемого газового «пузыря» в сторону от физического центра взрыва, вышло в журнале Astrophysical Journal Letters; главный автор исследования Брайан Дж. Уильямс.

Источник

Миссия НАСА впервые наблюдает взаимодействие магнитных полей Земли и Солнца

В новой работе анализируются результаты первых наблюдений in situ феномена магнитного пересоединения. Это исследование показывает, что магнитное пересоединение определяется физикой электронов – что дает возможность глубже проникнуть в природу этого фундаментального процесса.

Когда в пространстве встречаются линии двух противоположно направленных магнитных полей, происходит их пересоединение, отражающее изменение топологии при формировании результирующего магнитного поля. В результате такого пересоединения высвобождается энергия, заключенная в «разрывающихся» линиях магнитного поля.

Солнце ежесекундно выбрасывает в космос мощные потоки заряженных частиц, и единственным «щитом» Земли, укрывающим её от этого так называемого «солнечного ветра», является магнитосфера нашей планеты, магнитные линии которой отклоняют потоки частиц солнечного ветра к полюсам земного шара. Так как потоки солнечного ветра представляют собой, по сути, движущиеся заряды, вокруг них формируется магнитное поле, линии которого взаимодействуют с линиями магнитного поля Земли, в том числе и по механизму пересоединения.

Миссия НАСА Magnetospheric Multiscale mission (MMS) состоит из четырех одинаковых спутников, движущихся в космическом пространстве в пирамидальном построении, что позволяет им получать трехмерные изображения наблюдаемых космических явлений. 16 окября 2015 г. аппараты миссии прошли через зону магнитного пересоединения линий магнитных полей Земли и Солнца и получили при помощи 25 датчиков, размещенных на каждом спутнике, большое количество ценной информации о параметрах этого процесса.

В новом исследовании астрономы во главе с Джимом Берчем из Юго-Западного исследовательского института, США, проанализировав результаты наблюдений, проведенных при помощи миссии MMS, получили важные сведения о процессе перезамыкания магнитных линий. Выяснилось, что в ходе этого процесса электроны проникали вглубь магнитосферы нашей планеты, замедлялись в ней, а затем возвращались обратно, двигаясь по серповидной траектории, что близко соответствует картине движения этих частиц вдоль линий результирующего поля в случае его формирования в соответствии с серповидной моделью, схематически изображенной на рисунке. Таким образом, исследователи смогли установить, что процесс пересоединения линий магнитных полей базируется на электронах, движущихся по серповидным траекториям и формирующим электрические поля, которые, в свою очередь, порождают стремительные превращения магнитной энергии, заключенной в исходных взаимодействующих магнитных полях.
Источник

Астрономы обнаруживают в космосе ценный элемент гелий-3

Команда астрономов из Манчестерского университета, Соединенное Королевство, вместе с коллегами из Испании и Мексики обнаружила редкий газ на расстоянии 4000 световых лет от Земли. Это открытие, которое стало возможным, благодаря использованию крупнейшей антенны (70 метров в диаметре) наблюдательного комплекса НАСА Madrid Deep Space Communication Complex, позволит ученым получить больше сведений об истории существования во Вселенной этого важного элемента.

Гелий-3 представляет собой газ, имеющий высокий потенциал использования как в качестве топлива для термоядерных установок будущего, так и в криогенной или медицинской технике. Запасы этого газа на Земле весьма скудные, поэтому его в основном производят в лабораториях ядерной физики, и стоимость его производства очень высока. Предполагается, что на Луне имеются существенные количества этого газа, и правительства некоторых стран мира уже выразили намерение организовать добычу гелия-3, что может стать новым витком космической гонки.

Этот газ производится внутри звезд небольших масс, в светилах массой менее половины массы Солнца, которые извергают в космос основную часть своей материи в конце жизненного цикла, формируя планетарную туманность.

В новой работе исследователи во главе с Лизетт Гузман-Рамирез из Манчестерского университета провели поиски гелия-3 в планетарной туманности, лежащей на расстоянии 4000 световых лет от Земли. Команда обнаружила неожиданно высокие концентрации этого газа, более чем в 500 раз превышающие концентрации гелия-3, обнаруживаемые на Земле, и в несколько раз превышающие самые «оптимистичные» прогнозы, полученные расчетным путем. Согласно авторам работы наблюдаемые повышенные концентрации гелия-3 могут объясняться нетипичным характером исследуемой звезды, в противном случае суммарное содержание гелия-3 во Вселенной должно быть выше, чем на самом деле.

Исследование вышло в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Letters.

Источник

Подведены итоги двух лет измерений параметров погоды на Марсе ровером Curiosity

Для марсианского ровера НАСА Curiosity вчера, 12 мая, завершился второй марсианский год с момента посадки аппарата внутри кратера Гейл, следовательно, собранная при помощи инструментов марсохода информация о погоде на Марсе теперь включает два полных цикла марсианских сезонов. Это позволило ученым НАСА отличить сезонные изменения контролируемых метеорологических параметров от случайных отклонений их от средних значений.

При помощи инструмента под названием Environmental Monitoring Station (REMS), которым оснащен ровер, были измерены температуры воздуха на Марсе, которые составили от 15,9 градуса Цельсия в летний день до минус 100 градусов Цельсия в зимнюю ночь.

Измерения давления воздуха, проведенные при помощи научной станции Curiosity, выявили устойчивый сезонный тренд, незамеченный другими миссиями. Оказалось, что атмосферное давление на Марсе изменяется вместе со сменой сезонов на планете на целых 25 процентов, что объясняется высвобождением весной больших количеств диоксида углерода, запасенного в твердой форме в приполярных ледяных шапках, который при наступлении зимы вновь частично переходит в кристаллическое состояние.

Еще один изменяющийся со сменой сезонов на Марсе метеорологический параметр – это прозрачность атмосферного воздуха. Видимость в кратере Гейл составляет всего лишь до 30 километров летом, но зимой возрастает до 130 километров.

Что касается изменений концентраций самого интригующего газа в атмосфере Красной планеты – метана - который может указывать на существование жизненных форм, то они показали случайный характер, то есть учеными было отмечено отсутствие сезонных изменений концентраций метана. Так, большую часть времени в течение тех двух марсианских лет, которые ровер находится на поверхности Марса, концентрации этого газа колебались от 0,3 до 0,8 миллиардной доли (parts per billion, ppb). В течение нескольких недель первой для ровера марсианской осени ученые миссии наблюдали неожиданное повышение содержания метана в атмосфере до 7 ppb, однако этот концентрационный пик не подтвердился при дальнейших измерениях, проведенных осенью следующего года.

В настоящее время ровер НАСА, продолжая следить за погодой на Красной планете, исследует геологические слои подножья горы Шарп внутри кратера Гейл в попытке углубить наши знания об изменениях условий на Марсе, происходивших в древности.

Источник