Новости науки

Физики из Австрии объяснили роль гравитации в подавлении проявления квантовых свойств микромира. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Physics.

Исследование микромира — взаимодействий элементарных частиц — проводится, как правило, на низких энергиях в пренебрежении эффектами гравитации. Однако явления, требующие привлечения квантовой теории и общей теории относительности, такие, как, например, излучение Хокинга вблизи горизонта событий черной дыры, происходят в экстремальных физических условиях — при высоких энергиях частиц и в сильных полях тяготения.

Физики в своем исследовании рассмотрели квантовую механику запутанных низкоэнергетических частиц и попробовали учесть влияние на нее тяготения. Выявлены эффект гравитационного замедления времени (при переходе системы от слабых к более сильным полям) и декогеренция квантовой суперпозиции.

Последнее означает, что квантовомеханическое описание системы (в частности, выполнение принципа квантовой суперпозиции) теряет свой смысл и переходит в классическое по причине ее взаимодействия с внешней средой. Ученым в своей работе удалось найти универсальную связь между внутренними степенями свободы (независимыми параметрами, описывающими систему) и центром масс системы взаимодействующих частиц, которая даже в отсутствие влияния внешней среды (негравитационного) приводит к потере квантовой связи (запутанности) между ними.

Квантовой запутанностью называется явление, при котором квантовые состояния частиц (например, спин или поляризация), разнесенных на расстояние друг от друга, не могут быть описаны взаимонезависимо. Процедура измерения состояния одной частицы приводит к изменению состояния другой.

Источник

МОСКВА, 16 июн – РИА Новости. Физики, работающие с детектором OPERA, обнаружили пятый случай крайне редкого события — превращения мюонного нейтрино в тау-нейтрино, что официально позволяет ученым говорить о существовании подобных трансформаций и о наличии ненулевой массы у нейтрино, сообщает пресс-служба ЦЕРН.

Детектор OPERA, установленный в подземной итальянской лаборатории Гран-Сассо в Альпах, начал работу в 2008 году и закончил в 2012 году. Он фиксирует поток нейтрино, идущий к нему сквозь 730-километровую толщу горных пород от ускорителя в ЦЕРНе. Цель детектора: обнаружить осцилляции нейтрино, способность частиц "переключаться" между тремя типами: электронными, мюонными и тау-нейтрино.

Способность нейтрино к осцилляциям возможна только в том случае, если эта частица имеет ненулевую массу. От наличия массы у нейтрино зависят оценки массы Вселенной, а значит представления о ее дальнейшей судьбе. Кроме того, ненулевая масса нейтрино может объяснить тот факт, что Вселенная состоит из материи, а антиматерии в ней практически нет, хотя в момент Большого взрыва должны были возникнуть равные количества того и другого.

От ЦЕРНа в Гран-Сассо идет поток мюонных нейтрино, и если детектор замечает появление в их потоке тау-нейтрино, это означает, что превращение действительно произошло. До сих пор в данных OPERA были найдены четыре случая превращения мюонных в тау-нейтрино — в 2010, 2012, 2013 и 2014 году. Теперь ученые "поймали" пятое событие в данных, накопленных за годы работы установки.

"Обнаружение пятого тау-нейтрино и достижение отметки в пять сигма очень важны для нас – теперь мы можем с полной уверенностью говорить о том, что тау-нейтрино действительно присутствуют внутри потока мюонных нейтрино", — объясняет глава проекта Джованни де Леллис (Giovanni De Lellis).

Дело в том, что в физике элементарных частиц не достаточно найти одно подтверждение или намек на существование того или иного процесса или частицы. Для заявления об открытии необходимо накопить такой объем данных, при котором вероятность ошибочного обнаружения частицы или процесса, в результате статистических флуктуаций или ошибок приборов, составляет лишь один шанс на 3,5 миллиона попыток, или 5-сигма на языке физики.

По словам де Леллиса, теперь коллаборация OPERA нашла достаточно свидетельств трансформации нейтрино для того, чтобы достичь этой отметки и официально заявить о том, что подобные превращения все же возможны в реальности.

Как отмечает итальянский физик, работа OPERA на этом не остановится – ученые продолжат анализ данных, собранных в ходе работы детектора, и попытаются найти, как минимум, шестое превращение нейтрино. При накоплении достаточного количества данных члены коллаборации попытаются изучить свойства этих осцилляций и найти признаки асимметрии между нейтрино и антинейтрино.

Источник

Как сообщают представители Арманской обсерватории, в ближайшие две недели астрономам-аматорам представится отличная возможность наблюдать в небе самую яркую планету, Венеру, и самая большую планету, Юпитер, по мере того, как они будут двигаться навстречу друг к другу в вечерних сумерках.
На протяжении большей части этого года Венера продолжала оставаться зрелищным объектом в вечернем небе после захода солнца. В феврале она приблизилась на довольно близкое расстояние к Марсу и Урану

Физики очень осторожны в объявлении каких-либо открытий, потому что необходимо исключить любого рода статистические флуктуации (случайные вероятности), и для подтверждения открытия необходимо набрать достаточное количество проверенной информации, сообщил профессор ЦЕРН Альберт Де Роек.

НОВОСИБИРСК, 15 июн — РИА Новости. Специалисты Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН) при увеличении энергии на Большом адронном коллайдере обнаружили канал распада Бозона Хиггса на две элементарные частицы, что нарушает ранее известные физические принципы, сообщил журналистам в понедельник профессор ЦЕРН (Швейцария) Альберт Де Роек (Albert De Roeck).

В Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (Новосибирск) проходит 21 Международная конференция PHOTON-2015, посвященная изучению структуры и взаимодействий фотона, фотон-фотонным столкновениям и фотонным коллайдерам высоких энергий. В конференции принимает участие 40 ученых из России, Франции, Германии, Италии, Японии, Китая, Польши, Швейцарии и Бразилии.

"Пока Большой адронный коллайдер работал на половине энергии, и фактически только обследовал эту область, тем не менее, был открыт Бозон Хиггса. Теперь же совсем недавно БАК стал работать фактически на полной энергии, и дальше будет значительно увеличивать статистику. Насчет неожиданных сигналов — канал распада Бозона Хиггса на электрон и мюон. Это нарушает все физические принципы, которые до сих пор были известны", — сказал ученый.

Он отметил, что физики очень осторожны в объявлении каких-либо открытий, потому что необходимо исключить любого рода статистические флуктуации (случайные вероятности), и для подтверждения открытия необходимо набрать достаточное количество проверенной информации.

"Сейчас на БАКе имеется по крайней мере десяток процессов в которых наблюдается эффект на уровне "три сигмы" — это уже вероятности менее 1%. Но никто эти открытия не объявляет пока не наберут достаточно статистики, проверят. Только когда станет ясно, что это не статистическая флуктуация, тогда всему миру объявят о том, что сделано важное открытие", — сказал Де Роек.

В свою очередь, главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН Валерий Тельнов добавил, что в процессе распада Бозона Хиггса можно узнать о частицах, которые пока еще никем не зарегистрированы, а значит глубже понять свойства самого Бозона Хиггса.

ЦЕРН 3 июня заявила об успешном начале первых после 27 месячного перерыва экспериментов по столкновению пучков заряженных частиц в реконструированном и укрепленном Большом адронном коллайдере (БАК). Энергия столкновения протонов при запуске достигла 13 ТэВ, что превышает энергию столкновений при первом запуске почти в два раза.

БАК приостановил свою работу в 2013 году на плановый ремонт после трех лет интенсивной работы. В последующие два года сотни инженеров, ученых и технических работников обновляли оборудование сложной машины, укрепляли ускоритель частиц и готовили БАК к работе с новыми мощностями. После ремонта коллайдер сможет проводить столкновения с новой мощностью, которая превышает предыдущий максимум в 8 ТэВ, достигнутый в 2012 году. При этом запланированная мощность БАК составляет 14 ТэВ.

Эксперименты на БАК нацелены на раскрытие тайны того, как была создана Вселенная. До обновления БАК использовался для доказательства существования Бозона Хиггса, также известного как "божественная частица". Большой адронный коллайдер создан Европейской организацией ядерных исследований (ЦЕРН) при участии физиков из многих стран, в том числе из России. Он расположен на границе Швейцарии и Франции.

Источник

Физики из Кореи создали графеновый аналог обычной лампочки накаливания толщиной всего в один атом, который поможет инженерам создать прозрачные дисплеи, создать сверхмощные обогреватели и разработать световые компьютеры.

МОСКВА, 15 июн – РИА Новости. Корейские физики создали пока самую "плоскую" в истории человечества "лампочку Ильича" толщиной в один атом, используя кусочки графена и кремниевый чип, что открывает дорогу для создания прозрачных дисплеев и сверхмощных нагревательных приборов, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology.

"Эдисон изначально использовал нити из угольного волокна в качестве основы для своей знаменитой лампочки. Мы вернулись к этой идее и довели ее до логического конца, используя более чистую форму углерода – графен, что позволило нам достичь максимального предела по толщине лампочки в один атом", — рассказывает Юн Дэниэл Парк (Yun Daniel Park) из Национального университета Сеула (Южная Корея).

Парк и его коллеги создали не светодиод, лазер, плазмонный резонатор или другой относительно современный светоизлучатель — по своей сути, их изобретение является 100% аналогом самой обычной лампочки накаливания, собранной из современных материалов.

Ее сердцем является миниатюрная графеновая нить, подвешенная за специальные опоры на поверхности небольшого кремниевого микрочипа. Когда через нее пропускается ток, то она достаточно быстро раскаляется до 2,8 тысячи градусов Цельсия, и в центре нити появляется множество так называемых "горячих" электронов, тогда как ее внешние границы будут оставаться холодными.

Эти электроны, за счет необычных физических свойств графена, будут излучать свет и тепло в тысячу раз эффективнее, чем это делают их "коллеги " в вольфрамовых и угольных нитях обычных ламп накаливания.

Это одновременно делает графеновую "лампочку Ильича" заметной для глаза, несмотря на ее сверхминиатюрные размеры, а также просто позволяет ей работать – если бы электроны вели себя иначе, то нить "нобелевского углерода" просто испарилась бы или ее высокая температура привела бы чип в негодность.

У такой лампы накаливания, помимо ее миниатюрных размеров и совместимости с технологиями производства полупроводниковых чипов, есть еще одно преимущество. Дело в том, что нить графена является прозрачной для света, благодаря чему спектр ее излучения и оттенок свечения будет зависеть не от нее самой, а от того, как устроено "дно" чипа. Это позволяет легко менять оба этих параметра, манипулируя высотой стоек, к которым прикреплена нить "нобелевского углерода".

Сейчас Парк и его коллеги работают над ускорением включения и выключения подобных микроламп, что позволит в перспективе использовать их в качестве основы для световых компьютеров будущего, а также пытаются приспособить их для работы с гибкой электроникой.

Источник

Американские ученые создали самые холодные молекулы, охладив газ из натрия и калия (NaK) до 500 нанокельвинов. Об открытии сообщается в журнале Physical Review Letters, а коротко о нем рассказывает издание Live Science.

Физики давно размышляют о том, как ведет себя материя при сверхнизких температурах. Считается, что атомы и молекулы перестанут сталкиваться друг с другом и начнут вести себя как единое целое.

Чтобы проверить эту гипотезу, Мартин Цвирляйн (Martin Zwierlein) из Массачусетского технологического университета и его коллеги охладили (с помощью лазера) газ из атомов натрия и калия до 500 нанокельвинов (это всего на 500 миллиардных градуса выше абсолютного нуля температур и почти в миллион раз холоднее, чем межзвездное пространство).

Обнаружилось, что молекулы стали стабильными и почти не вступали в реакцию с другими молекулами. Кроме того, у них оказался сильный дипольный момент.

В норме натрий и калий не образуют соединения (оба эти элемента имеют низкую электроотрицательность и стремятся отдавать электроны). Притягивают их другие вещества: например, хлор, в соединении с которым образуется поваренная соль (NaCl), или хлорид калия (KCl).

Физики получили молекулы NaK, испарив облака отдельных атомов, а затем охладив их лазерами. После этого атомы «склеили» с помощью магнитного поля. Наконец, охладили молекулу натрия-калия другими лазерами: один лазер был настроен на частоту, соответствующую изначальному колебательному состоянию молекулы, а другой — самому низкому из возможных. Молекула NaK поглотила энергию второго лазера и излучила ее на первый — так ученые добились крайне низкоэнергетического состояния и минимальной температуры молекулы. Прожило соединение две с половиной секунды, после чего распалось на атомы.

Ученые планируют охладить NaK до еще более низких температур, чтобы воочию увидеть странное поведение, предсказанное квантовой механикой. Такие эффекты пока наблюдали лишь в веществах из однородных атомов (например, сверххолодный гелий становится жидкостью, лишенной вязкости, — сверхтекучей жидкостью).

Источник

Автоматизированный «криобот», предназначенный для проплавления вертикальных туннелей в ледяных массивах и проникновения в подповерхностные моря, пройдет в ближайшее время испытания на леднике Матануска на Аляске, США. Возможно, однажды именно этот робот будет включен в состав миссии по исследованию подповерхностных океанов Европы, ледяного спутника Юпитера.

Европа вновь становится объектом пристального внимания ученых. В бюджете НАСА на 2016 фискальный год предусмотрено 30 миллионов USD на дальнейшую разработку концепции миссии Europa Clipper, целью которой станет поиск возможных признаков обитаемости этого космического тела. Однако, чтобы обнаружить на Европе жизнь, одного космического аппарата Clipper будет недостаточно. Ему на помощь должен прийти спускаемый посадочный аппарат, способный пробурить или проплавить толстый 20-километровый слой льда на поверхности Европы. Но в проекте миссии Europa Clipper места для такого зонда, к сожалению, не нашлось.

Впрочем, Билл Стоун, основатель компании Stone Aerospace, исследователь пещер и инженер не унывает. Этим летом он с командой исследователей направляется к леднику Матануска для тестирования самого продвинутого криобота в мире под названием VALKYRIE (Very deep Autonomous Laser-powered Kilowatt-class Yo-yoing Robotic Ice Explorer).

Главным преимуществом зонда VALKYRIE станет то, что он способен оставить свой источник питания на поверхности, перед тем как приступить к проплавке льда, используя в качестве «кабеля» для подвода энергии, излучаемой лазером, оптическое волокно толщиной всего лишь в несколько микрон. В настоящее время зонд VALKYRIE оснащен лазером мощностью 5 кВт, в то время как для работы на поверхности Европы потребуется лазер мощностью не менее 250 кВт. Стоун говорит, что технически замена лазера на более мощный вполне осуществима, однако пока вопрос упирается в финансирование, которое он рассчитывает получить от американского космического агентства.

Также у Стоуна под стеклом лежат проекты подлодок DEPTHX (DEep Phreatic THermal eXplorer) и ARTEMIS (Autonomous Rover/airborne-radar Transects of the Environment Beneath the McMurdo Ice Shelf), предназначенных для исследований подповерхностного океана Европы, после того как «дорога к нему» будет открыта зондом VALKYRIE.

Источник

 Хотя Вселенная может казаться безграничной, большая часть галактик сосуществует в группах или кластерах. Однако галактика под реестровым названием NGC 6503 находится в полнейшем одиночестве на краю космической пустоты, или войда. Новый снимок космического телескопа «Хаббл» демонстрирует богатый набор красок галактики-одиночки.

Трио исследователей из Франции создало компьютерную модель, способную объяснить, почему солнечная атмосфера, или корона, раскалена до очень высоких температур.

Ученым давно известно, что солнечная атмосфера, или корона, раскалена до температур в миллионы Кельвинов, в то время как на поверхности нашего светила температуры достигают лишь нескольких тысяч Кельвинов. В новом исследовании ученые во главе с Тахаром Амари из Центра теоретической физики Политехнической школы представили компьютерную модель, довольно точно описывающую этот феномен.

Установлено, что на поверхности Солнца существуют области с вращающимися потоками газа, известные как «динамо», в которых круговое движение плазмы вызывает появление заряда. В своей модели исследователи указывают, что при разряде этих образований с поверхности Солнца происходят небольшие извержения, переносящие энергию в атмосферу нашей звезды. Команда описывает свою модель как напоминающую мангровый лес. Поверхностные магнитные поля подобны корням деревьев, затем энергия поднимается вверх по «стволам» и рассеивается в солнечной короне, подобно тому, как кислород выделяется листьями деревьев в атмосферу Земли.

Одним из подтверждений в пользу своей теории ученые считают независимость температур короны от числа солнечных пятен, объясняя это тем, что магнитное поле Солнца нечувствительно к пятнам по причине того, что их «корни» проникают слишком глубоко внутрь Солнца — в то время как предлагаемая модель описывает именно «поверхностную активность».

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Источник

Они не могут взмыть вверх, как надутые воздушные шарики, и не дадут вам возможность удивить окружающих писклявым голосом, однако планеты с гелиевыми атмосферами могут составлять экзотический класс планет в нашей галактике Млечный путь. Исследователи, проанализировав данные, полученные при помощи космического телескопа НАСА «Спитцер», предположили, что теплые планеты размером с Нептун и с облаками из гелия в нашей галактике могут исчисляться тысячами.

Ранее ученые при помощи космического телескопа НАСА «Кеплер» обнаружили в нашей галактике Млечный путь сотни планет, получивших название «теплые Нептуны». Эти планеты размером с Нептун или меньше, и они находятся на очень узких орбитах вокруг своих родительских звезд — даже более узких, чем орбита Меркурия вокруг Солнца. Температуры на этих планетах достигают 1000 К, а орбитальные периоды теплых Нептунов составляют от одного до двух дней.

В новом исследовании, проведенном группой астрономов во главе с Ренью Хью из Лаборатории реактивного движения НАСА, США, показано, что некоторые из теплых Нептунов могут иметь атмосферы, обогащенные гелием. При этом близость этих планет к родительским звездам способствует потере водорода, более легкого, чем гелий, из их атмосфер, поясняют ученые.

Предпосылкой для разработки этой новой, «гелиевой» теории, согласно которой в атмосферах теплых Нептунов доминирует не метан — как в случае Нептуна — а гелий, заставляющий планеты казаться белыми, а не голубыми, стало обнаружение слишком низких количеств метана в атмосфере одного из теплых Нептунов под названием GJ 436b при высоком содержании в ней углерода. Это означает, что в атмосфере GJ 436b мало водорода, формирующего метан при соединении с углеродом, и, следовательно, эта планета состоит в основном из гелия, а углерод в её атмосфере соединяется не с водородом, а с кислородом, давая монооксид углерода. И на самом деле, результаты последующих наблюдений, проведенных при помощи «Спитцера», показали значительные количества монооксида углерода в атмосфере GJ 436b.

Исследование было опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.

Источник

Огромное кольцо было обнаружено в 2009 году. Темные зерна пыли, составляющие кольцо, представляют собой обломки отколовшейся от самой дальней луны Сатурна, Фебы. Новые инфракрасные изображения, сделанные космическим аппаратом WISE, показали, что кольцо Фебы простирается на расстояние, равное 100–270 радиусам Сатурна, — от 6 млн до 16,2 млн км от газового гиганта.

Небольшая исследовательская группа, включающая ученых из Мэрилендского университета, Виргинского университета и Калифорнийского университета, все научные учреждения США, открыли, что внешнее кольцо Сатурна намного больше, чем считалось ранее. В своей новой статье ученые представляют результаты наблюдений кольца при помощи инфракрасного телескопа и строят предположения о том, что могло стать причиной формирования кольца настолько гигантских размеров.

В 2009 г. команда исследователей, работающая с инфракрасным космическим телескопом НАСА «Спитцер», обнаружила, что у Сатурна имеется внешнее кольцо, прежде неизвестное науке. Это кольцо состоит из очень мелких темных частиц пыли, делающих его труднодоступным для наблюдений. Тогда же была произведена оценка радиуса кольца, который оказался эквивалентен примерно двумстам радиусам Сатурна. В новой работе исследователи во главе с Дугласом П. Гамильтоном из Мэрилендского университета изучили снимки, полученные при помощи зонда НАСА WISE, который также производит съёмку в инфракрасном диапазоне. Эти снимки, как сообщает научная команда, свидетельствуют о том, что на самом деле радиус кольца превышает 270 радиусов Сатурна — то есть кольцо протянулось от отметки в 6 миллионов километров от планеты дальше, чем на 16 миллионов километров от неё. Таким образом, размер этого кольца превышает размер кольца Е Стаурна, прежде считавшегося самым крупным кольцом гигантской планеты, примерно в 10 раз.

Это кольцо было обнаружено при помощи инфракрасных камер, поскольку формирующие его частицы пыли поглощают тепло, идущее от Солнца. Размеры этих частиц, как сообщают исследователи, оцениваются в несколько микронов. Также авторы работы говорят о наличии внутри кольца более крупных частиц, некоторые из которых сравнимы по размерам с футбольным мячом, однако их доля в материале кольца значительно меньше доли микроскопических частиц.

Гигантское расстояние от вновь обнаруженного кольца до планеты свидетельствует в пользу того, что материал кольца очень древний, возможно, его возраст исчисляется миллиардами лет;. кроме того, вполне вероятно, что эти крохотные частицы материи были выброшены с Фебы, одного из внешних спутников Сатурна, указывают авторы статьи.

Исследование появилось в журнале Nature.

Источник

Космический телескоп НАСА/ЕКА «Хаббл» обнаружил стратосферу, один из основных слоев земной атмосферы, у массивной и раскаленной экзопланеты, известной как WASP-33b.

Наличие стратосферы может дать ценные сведения об исследуемой планете и процессах её формирования. Этот атмосферный слой включает молекулы, которые поглощают ультрафиолетовый и видимый свет, действуя как своего рода «зонтик» для планеты. До настоящего времени ученые не были уверены в том, что возможно обнаружение таких молекул в атмосферах крупных, раскаленных до высоких температур планет в других планетных системах.

В атмосфере Земли стратосфера расположена над тропосферой, и если в тропосфере с высотой температура понижается, то при подъёме в стратосфере температура начинает возрастать, что связано с наличием в этом атмосферном слое озона, поглощающего солнечное тепло. Это явление носит название температурной инверсии.

В новом исследовании группа ученых во главе с Кори Хейнсом из Университета Джорджа Мейсона, США, установила наличие температурной инверсии в атмосфере экзопланеты WASP-33b, масса которой составляет примерно 4,5 массы Юпитера, а кроме того, выяснила причину, вызвавшую этот эффект — наличие в атмосфере диоксида титана.

«Эти два признака красноречиво свидетельствуют о том, что у планеты имеется стратосфера», — сказал Кори Хейнс.

Исследование было опубликовано в журнале The Astrophysical Journal; препринт доступен на arxiv.org.

Источник

Ученые Европейского космического агентства предполагают, что им удалось мельком заметить свою пропажу – спускаемый аппарат «Филы». 

Лендер был запущен вместе с орбитальным аппаратом «Розетта» в начале марта 2004 года. Его цель состояла в исследовании кометы 67P/Чурюмова — Герасименко. «Филы» стал первым космическим аппаратом, совершившим посадку на комету. Однако точное месторасположение аппарата остается загадкой для ученых с того момента как он коснулся поверхности 67Р в ноябре 2014 года.

Как в четверг сообщили представители ЕКА, они проанализировали изображения и другие данные, полученные от посадочного модуля «Филы» и его материнского корабля «Розетты». Это позволило ученым выделить несколько мест, где вероятно находится спускаемый аппарат. В каждом из них исследователям удалось обнаружить яркое пятно, которым, по их мнению, и может являться потерянный лендер. 

В последние месяцы, начиная с декабря, космический аппарат «Розетта» не может сделать четкие снимки поверхности кометы, поскольку она выбрасывает газы и пыль по мере своего приближения к Солнцу. Своего перигелия комета 67P/Чурюмова — Герасименко достигнет уже 13 августа. 

Аппарат «Филы» работал на солнечных батареях. После того как их заряд был исчерпан, лендер потерял радиосвязь с орбитером «Розетта». Ученые предприняли ряд попыток выйти на связь с аппаратом начиная с ноября 2014 года, когда она и была потеряна. Если посадочному модулю удастся накопить достаточно солнечной энергии для того чтобы выйти из спящего режима и отправить сигнал на Землю, шансы ученых определить его местоположение значительно возрастут.

Источник

В состав нового научного подразделения вошли 13 лабораторий. Директором Центра стал Александр Долгов — профессор Университета Феррары. Финансирование нового центра выделяется в рамках проекта по вхождению российских вузов в топ мировых рейтингов "5-100".

НОВОСИБИРСК, 11 июн — РИА Новости. Междисциплинарный центр физики элементарных частиц и астрофизики, лаборатории которого получили возможность участвовать в экспериментах на коллайдерах крупнейших научных центров CERN, KEK, GSI, создан при Новосибирском госуниверситете, сообщает в четверг пресс-служба вуза.

"Директором Центра стал Александр Долгов — профессор Университета Феррары (Италия). В состав нового научного подразделения вошли 13 лабораторий, в том числе лаборатория космологии и элементарных частиц, созданная профессором Долговым в 2011 году в рамках выполнения исследований по мегагранту", — говорится в сообщении.

Пресс-служба сообщает, что в настоящее время научные сотрудники лабораторий Центра обрабатывают экспериментальные данные. В частности, исследуются результаты, полученные на детекторе ATLAS, на основе которых проводится изучение свойств бозона Хиггса. Лаборатории, участвующие в экспериментах LHCb, BaBar (лаборатория SLAK, США), Belle (KEK, Япония), BESIII (ИФВЭ, КНР), проводят исследования адронов, включающих в свой состав "очарованный" и "прекрасный" кварки.

"В Центре ведутся разработки детекторов для физических экспериментов. Например, создается уникальный "черенковский" детектор на основе фокусирующего аэрогеля, позволяющий с высокой точностью измерять скорости частиц, что дает возможность определить их типы при анализе экспериментальных данных", — говорится в сообщении.

Также разрабатывается двухфазный детектор темной материи на основе жидкого аргона. Руководство Центра не исключает возможности создания нескольких экспериментальных лабораторий, которые позднее смогут включиться в один из международных астрофизических экспериментов.

Бюджет Междисциплинарного центра физики элементарных частиц и астрофизики на 2015 год составляет 40 миллионов рублей. Финансирование выделяется в рамках проекта по вхождению российских вузов в топ мировых рейтингов "5-100". В 2016 году планируется полный переход на получение средств за счет грантов и конкурсов. В работе Центра принимают участие ученые НГУ, новосибирских институтов СО РАН, а также студенты физического факультета вуза.

Новосибирский государственный университет (НГУ) — участник федерального проекта повышения конкурентоспособности ведущих российских вузов (Проект 5-100), занимает второе место среди лучших университетов России согласно международному рейтингу журнала Times Higher Education.

Источник

Изображение: Zheng-Tian Lu / Argonne National Laboratory

Невыполнение CPT-теоремы может означать нарушение принципа относительности Альберта Эйнштейна, а ее выполнение приводит к непротиворечивости существования вселенной, состоящей из антиматерии. Нарушение этого принципа в СМ может свидетельствовать о «новой физике» и необходимости построения теории, в которой бы CPT-теорема выполнялась.

Из CPT-теоремы следует, что нарушение одной из симметрий сопровождается нарушением комбинации двух других симметрий. В частности, если нарушена T-симметрия, то должна быть нарушена и CP-симметрия. В СМ эти симметрии нарушаются в слабых взаимодействиях. За открытие нарушения CP-симметрии в распадах нейтральных каонов американские физики Джеймс Кронин и Вал Фитч в 1980 году получили Нобелевскую премию.

Искать нарушение фундаментальных симметрий физики предложили при помощи измерения электрического дипольного момента (ЭДМ) ядра радиоактивного изотопа радия-225. ЭДМ описывает неравномерность распределения электрического заряда внутри частицы, в частности, ядра. ЭДМ частицы проявляется, когда последняя помещается в магнитное или электрическое поля. В случае, если она находится вне них, ее ЭДМ должен быть равен нулю.

Согласно СМ, атомы любых элементов могут иметь ненулевое, но малое значение ЭДМ. Ученые выбрали изотоп радия-225, поскольку его ядро имеет искаженную грушеподобную форму, а теоретические расчеты показывают, что оно может быть чувствительным к нарушающим симметрию взаимодействиям. В частности, ядро радия-225 может иметь большой ЭДМ, что предсказывается рядом теорий, описывающих нарушение симметрии между веществом и антивеществом во Вселенной.

Для обнаружения ненулевого ЭДМ физики предложили при помощи лазеров заманить в ловушку и охладить (замедлить до низких скоростей) облако с атомами радия. Далее при помощи излучения с круговой поляризацией ученые выровняли ядерные спины частиц, а затем начали отслеживать частоту их прецессии при помещении системы в магнитные и электрические поля. Поскольку частота прецессии зависит от ЭДМ, измерение первой позволило ученым получить верхнее ограничение на величину последней, которое оказалось равным 5×10-22 (заряда) электрона на сантиметр (с доверительным интервалом в 95 процентов).

Это ограничение является менее строгим, чем полученные ранее данные для ртути, однако, как отмечают экспериментаторы, усовершенствование установки и использование более интенсивных источников изотопов позволит повысить точность измерений до рекордных значений.

Источник