Новости науки

В центре чёрной дыры может находиться портал в другую Вселенную.

Эта другая Вселенная могла быть источником материи и силы, породившей нашу Вселенную в результате Большого взрыва.

Черные дыры называют по-разному: сгустки темной материи, энергия особенного типа, пожиратели звезд, червоточины…  Но, возможно, черные дыры служат своеобразным связывающим звеном между разными Вселенными?

Как сообщает Space.Vn.Ua, сотрудник французского Института космических исследований Тибо Дамур вместе с представителем немецкого Международного Бременского университета Сергеем Солодухиным разработали новую теорию черных дыр. Они считают, что эти невидимые объекты являются точками деформации пространства и времени разных миров, которые обеспечивают их взаимопроникновение. То есть, Черные дыры – порталы между разными Вселенными и в каждой из этих вселенных есть свои звезды, галактики и планеты.

С другой стороны, концепция Черных дыр допускает то, что объекты, которые попали в них, исчезают навсегда, а теория «дверей» между Вселенными предусматривает возможность двигаться по ним как в одном, так и в другом направлении. Солодухин и Дамур допускают, что одним из вариантов решения данного противоречия могут быть разные функции космических «дверей»: одни из них соединяют разные Вселенные, другие выбрасывают объект в тот мир из которого он прибыл, а третье – разрывают его на мелкие частицы.

Чёрные дыры — это некие разрывы пространства-времени, которые поглощают окружающую материю и отправляют ее неизвестно куда. Теперь же, некоторые из ученых высказывают предположение, что в нашей Вселенной существуют и антиподы черных дыр, которые извергают материю в пространство Вселенной. К таким умозаключениям ученые пришли, проанализировав некоторые события космического масштаба, которые невозможно связать ни с одним, известным современной астрофизике, явлением или космическим объектом.

Альберт Эйнштейн предсказал, что в центре чёрной дыры находится сингулярность времени-пространства (пишет ресурс «Великая эпоха» ). Эта точка остаётся для физиков одной из самых больших загадок. Она настолько маленькая, что её невозможно измерить, но её масса настолько огромная, что не поддаётся исчислению.

Учёные не могут дать точного объяснения этой точке, но считают, что она может хранить разгадку к происхождению известной нам Вселенной. Согласно теории Большого взрыва, Вселенная началась с сингулярности. Некоторые физики связывают гравитационную сингулярность чёрных дыр с сингулярностью Большого взрыва.

Никодем Поплавски, физик из Университета Индианы, предположил, что сингулярность в центре чёрных дыр, предсказанная Эйнштейном, на самом деле является туннелем в другие Вселенные. Поплавски в 2010 г. опубликовал доклад в журнале Physics Letters B, где изложил свою теорию. Дамиэн Иссон, физик-теоретик из Университета штата Аризона, ранее выдвигал гипотезу, что известная часть Вселенной возникла из чёрной дыры, но, согласно его словам в интервью National Geographic, Поплавски с его идеей о туннелях пошёл дальше.

Согласно другой теории, Вселенная возникла, когда четырёхмерная звезда превратилась в чёрную дыру. Ниайеш Афшорди, астрофизик из института теоретической физики Периметр в Ватерлоо, Канада, и его коллеги в прошлом году опубликовали доклад с этой теорией. Четырёхмерная звезда в другой Вселенной могла взорваться, приведя к образованию четырёхмерной чёрной дыры, предполагает Афшорди. Горизонт событий — это граница, окружающая чёрную дыру, это своего рода точка невозврата. Как только объект пересекает её, он не сможет вернуться обратно, по крайней мере, в привычной форме.

Горизонт событий трёхмерной чёрной дыры в нашей Вселенной двухмерен. Таким образом, горизонт событий четырёхмерной чёрной дыры мог быть трёхмерным. Наша Вселенная — возможно, мембрана или брана этого трёхмерного горизонта событий. Расширение нашей Вселенной после Большого взрыва может быть расширением этой браны. Если эти теории верны, то это проливает новый свет на чёрные дыры. Остаётся вопрос, является ли каждая чёрная дыра — а за последнее десятилетие их было открыто достаточно много — туннелем в другую Вселенную?

Источник

Статус Луны, как «сухого» космического объекта, давно уже находится под вопросом. Существуют различные теории о том, что является источником H₂0 в лунной почве, - в том числе, некоторые считают, что воду на луну «принесли» кометы. 

На это неделе в издании Geology была опубликована статья, которая рассказывает о том, что новый анализ образцов лунной почвы демонстрирует, что базальты из мантии Луны содержат водород из воды, - такой же, как на Земле. 

Согласно мнению авторов, их работа «бросает вызов парадигме о «сухой» Луне и доказывает, что некоторые внутренние части нашего естественного спутника такие же влажные, как некоторые регионы земной мантии». 

Согласно одной из гипотез, Луна появилась благодаря столкновению Земли с объектом, подобным по размеру Марсу, около 4,5 миллиардов лет назад. Известно, что мантия Земли частично состоит из воды. Это последнее открытие повышает вероятность того, что сегодня кора Луны может так же частично содержать воду. Эти результаты говорят о том, что какое-то время назад в мантии Луны была вода, которую она унаследовала от предка – прото-Земли. Эта вода поднялась на поверхность в составе магмы и была «поймана» в ловушки кристаллов, которые называются апатитами. 

Сколько воды осталось и какое ее количество можно добыть для того, чтобы поддержать проживание людей на Луне, - это будет предметом дальнейшей работы ученых.

Источник

Сегнетоэлектрическим материалам присуща электрическая поляризация, вызванная небольшим сдвигом в позициях части их атомов, который случается при падении температуры ниже определенной точки (так называемая точка Кюри). Поляризацию может включать внешнее электрическое поле  – и эффект этот используется в некоторых компьютерных устройствах памяти.

Изучая происхождение причудливых поляризационных рисунков в сегнетоэлектрике титанате бария, Раджив Алувалиа (Rajeev Ahluwalia) и Натаниэь Нг (Nathaniel Ng) из сингапурского института A*STAR, натолкнулись на странную аномалию поляризационных рисунков в наномасштабных сегнетоэлектриках.

Сегнетоэлектрические кристаллы включают настоящее «лоскутное одеяло» наномерных доменов, в каждом из которых имеется свой уникальный рисунок поляризации. Но две различных техники визуализации показали прямо противоположные структуры этих доменов (в титанате бария).

Первый метод – просвечивающая электронная микроскопия (transmission electron microscopy, TEM) – где свойства кристалла исследуются с помощью пучка электронов, показал, что домены состоят из длинных полос, разделенных на четыре квадранта, причем суммарная поляризация в каждом квадранте указывает вовне или вовнутрь относительно поверхности материала. Другая техника, силовая микроскопия пьезотклика (piezoresponse force microscopy, PFM) – также показала квадрантную структуру, однако поляризации тут оказались параллельными поверхности, и суммарная поляризация кристалла образует замкнутую петлю.

Алувалиа и его коллеги предположили, что пучок электронов TEM меняет рисунок поляризации в исследуемом веществе. Разработанная учеными теоретическая модель показала, что рост плотности электронов в кристалле дает такой же рисунок поляризации, что они и наблюдали с TEM. Также они рассчитали, что радиальное электрическое поле, создаваемое пучком электронов, может быть «виновато» и в других особенностях рисунка.

При нормальных условиях электронный пучок не воздействует на домены. Но если пучок настолько мощен, что нагревает образец кристалла выше точки Кюри, материал теряет внутренне присущие ему поляризационные свойства. По мере охлаждения индуцированное пучком радиальное электрическое поле меняет форму доменов.

Открытие группы Алувалиа заставляет задуматься о том, что метод электронного пучка меняет те самые свойства, что ученые пытаются измерить с его помощью. Однако при этом пучки электронов можно использовать для целенаправленного изменения рисунков поляризации – что может пригодиться для нового поколения устройств памяти повышенной емкости, отмечает Алувалиа.

Источник

Ученые Университета Лестера и Университета Аризоны исследовали горячих, молодых белых карликовых звезд, - сверх-плотных останков подобных Солнцу звезд, которые исчерпали свой запас топлива и сжались до размеров Земли. Их работа опубликована в MNRAS- the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Известно, что атмосферы многих белых карликов состоят из чистого водорода или чистого гелия, «загрязненных» другими элементами – такими, как углерод, кремний и железо. Однако, загадкой оставалось происхождение этих элементов, которые астрономы называют металлами.

Существует гипотеза, что эти вещества «поднимаются» из глубинных слоев звезды благодаря интенсивному излучению.

Теперь же ученые узнали, что многие звезды содержат признаки загрязнения «скалистыми веществами», - останками планетарных систем. Они провели исследование 89 белых карликов, используя Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (Далекий ультрафиолетовый спектроскопический исследователь), и в их спектре обнаружили следы углерода, кремния, фосфора, - в тех случаях, когда эти элементы присутствуют в атмосфере.

"Мы обнаружили, что в звездах с загрязненными атмосферами соотношение кремния и углерода соответствует тому, что наблюдается в скалистых веществах, - то есть, значительно выше, чем то, которое обнаруживается в звездах или межзвездном газе. Эта работа указывает на то, что приблизительно одна треть горячих белых карликов загрязняется подобным образом, скорее всего, осколки существуют в форме аналогов малых планет. 

Загадка состава этих звезд – это проблема, которую мы пытались решить более 20 лет. Очень приятно осознавать, что они поглощают останки планетарных систем, возможно, подобных нашей собственной, - может быть, в будущем мы сможем провести более подробное исследование, которое расскажет нам о составе скалистых планет, которые вращаются по орбитам других звезд", - говорит профессор Барстоу (Barstow), один из участников исследования.

Источник

Ученые открыли, что астероид 10199 Chariklo имеет два кольца, которые, возможно, образовались благодаря столкновению, породившему цепочку осколков, которые начали вращаться вокруг его поверхности. 

Кроме Chariklo, диаметр которого 250 километров, кольцами обладают (в порядке открытия) Сатурн, Уран, Юпитер и Нептун. 

Кольца были обнаружены, когда астрономы из семи разных точек в Южной Америке наблюдали, как Chariklo проходит перед плоскостью звезды UCAC4 248-108672 3 июня 2013 года. Наблюдая, они заметили, как яркость звезды дважды заметно уменьшилась непосредственно перед и после покрытия. Благодаря тому, что наблюдения велись из семи различных мест, ученые смогли сравнить время изменений для того, чтобы больше узнать об ориентации, форме, ширине и другие сведения о кольцах.

Наблюдения открыли, что система колец, ширина которой 20 километров, находится на расстоянии от астероида, в 1000 раз меньшем, чем расстояние между Землей и Луной. Более того, астрономы предполагают, что среди осколков, которые составляют кольца астероида, может находиться спутник – его собственная луна. 

Если эти кольца являются останками столкновения, как предполагают астрономы, это может служить дополнительным подтверждением гипотезы о том, что луны (как наша собственная Луна) могут образовываться в результате столкновений небольших фрагментов вещества. 

Кольца еще не получили официального названия, однако астрономы назвали их Oiapoque (Ояпок) и Chuí (Чуи) – в честь двух рек в Бразилии. 

Труд ученых, посвященный этому открытию, “Система колец, обнаруженная вокруг астероида (10199) Chariklo”, скоро будет опубликован на сайте издания Nature.

Источник

Астрономы обнаружили новую карликовую планету далеко за орбитой Плутона, что позволяет предположить: этот отдаленный регион Солнечной Системы может содержать миллионы до сих пор не открытых объектов, в том числе, возможно, миры даже большего размера, чем наша планета. 

Только что открытый небесный объект получил обозначение 2012 VP113. Он, как и карликовая планета Седна, «обитает» в далеком, мало изученном регионе, которое называется «внутренним Облаком Оорта». Некоторые исследователи предполагают, что 2012 VP113 и Sedna, возможно, вращаются по орбитам вокруг большой, до сих пор не обнаруженной учеными планеты. 

В течение нескольких десятилетий астрономы разделяли Солнечную Систему на три основные части: внутреннюю зону, в которой находятся планеты со скалистой поверхностью, такие, как Земля и Марс; среднюю, в которой обитают газовые гиганты Сатурн, Юпитер, Уран и Нептун; и внешний регион, - Пояс Койпера, - населенный отдаленными ледяными мирами, такими, как Плутон. 

Открытие планеты Седна, сделанное в 2003 году, говорит нам о том, что эта картина мира – неполная. Седна, диаметр которой около 1000 километров, имеет эллиптическую орбиту, которая не приближается к Солнцу ближе, чем на 76 астрономических единиц, а в самой далекой точке расстояние ее от нашего светила составляет около 940 АЕ. 

Теперь астрономы знают, что Седна – не одинока. Чедвик Труджилло (Chadwick Trujillo) и Скотт Шеппард (Scott Sheppard) открыли 2012 VP113 с помощью камеры Темной Энергии (Dark Energy Camera), установленной на 4-метровом телескопа обсерватории Cerro Tololo Inter-American Observatory в Чили.

Последующие наблюдения с помощью 6,5 –метровых Магеллановых Телескопов обсерватории Las Campanas Observatory, которая так же находится в Чили, помогли ученым больше узнать об этом загадочном объекте и его орбите. Небесное тело не приближается к Солнцу на расстояние, меньшее, чем 80 АЕ, а в самой далекой точке отдаляется от него на 452 АЕ. Диаметр его около 450 километров, - то есть, размер объекта позволяет считать его карликовой планетой, если оно, главным образом состоит изо льда. 

Источник

«Бутерброд» из графена и одноатомных слоев кальция в представлении художника

Американские физики, изучая свойства «бутербродов» из одноатомных слоев углерода и кальция, нашли способ превратить графен в сверхпроводник.

Изучая свойства «бутербродов» из одноатомных слоев углерода и кальция, американские ученые установили, что графен можно превратить в сверхпроводящую материю. 

При помощи новой методики мы впервые смогли продемонстрировать, как электроны в слоях графена в этом «бутерброде» объединяются в куперовские пары, что обеспечивает сверхпроводимость, а также раскрыть роль слоев кальция. Теперь можно говорить о том, что мы полностью понимаем то, как зарождается сверхпроводимость в этом материале. 

– Джонатан Собота из Стэнфордского университета (США)  

Используя синхротронный излучатель SSRL в составе Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Стэнфорде, Собота и его коллеги изучили структуру «бутерброда» из графена и сверхтонких листов кальция. В результате авторам исследования удалось раскрыть секрет сверхпроводимости для графена и найти методы воплощения его на практике. 

О том, что «бутерброды» из графена и кальция обладают сверхпроводящими свойствами, известно, как отмечают авторы исследования, уже около 10 лет. А вот как возникает эта сверхпроводимость – ученые не могли понять. Поэтому попытки последних лет воспроизвести это свойство в «чистом» графене и в других материалах были безуспешными.

Ученые под руководством Соботы «просветив» при помощи рентгеновского излучения кусочки из листов графита и кальция, выяснили, как двигаются электроны внутри «бутерброда», и как образуются обеспечивающие сверхпроводимость «куперовские пары» – связанное состояние двух взаимодействующих через фонон электронов. 

Авторы исследования отмечают, что главную роль в формировании этих пар играет графен, а вспомогательные роли – кальций. 

Благодаря полученным данным уже в ближайшей перспективе ученые смогут создать сверхпроводящий графен, что позволит на его основе разрабатывать сверхбыстрые транзисторы и квантовые вычислительные устройства.

Источник

Астрономы обнаружили новую карликовую планету далеко за орбитой Плутона, что позволяет предположить: этот отдаленный регион Солнечной Системы может содержать миллионы до сих пор не открытых объектов, в том числе, возможно, миры даже большего размера, чем наша планета. 

Только что открытый небесный объект получил обозначение 2012 VP113. Он, как и карликовая планета Седна, «обитает» в далеком, мало изученном регионе, которое называется «внутренним Облаком Оорта». Некоторые исследователи предполагают, что 2012 VP113 и Sedna, возможно, вращаются по орбитам вокруг большой, до сих пор не обнаруженной учеными планеты. 

В течение нескольких десятилетий астрономы разделяли Солнечную Систему на три основные части: внутреннюю зону, в которой находятся планеты со скалистой поверхностью, такие, как Земля и Марс; среднюю, в которой обитают газовые гиганты Сатурн, Юпитер, Уран и Нептун; и внешний регион, - Пояс Койпера, - населенный отдаленными ледяными мирами, такими, как Плутон. 

Открытие планеты Седна, сделанное в 2003 году, говорит нам о том, что эта картина мира – неполная. Седна, диаметр которой около 1000 километров, имеет эллиптическую орбиту, которая не приближается к Солнцу ближе, чем на 76 астрономических единиц, а в самой далекой точке расстояние ее от нашего светила составляет около 940 АЕ. 

Теперь астрономы знают, что Седна – не одинока. Чедвик Труджилло (Chadwick Trujillo) и Скотт Шеппард (Scott Sheppard) открыли 2012 VP113 с помощью камеры Темной Энергии (Dark Energy Camera), установленной на 4-метровом телескопа обсерватории Cerro Tololo Inter-American Observatory в Чили.

Последующие наблюдения с помощью 6,5 –метровых Магеллановых Телескопов обсерватории Las Campanas Observatory, которая так же находится в Чили, помогли ученым больше узнать об этом загадочном объекте и его орбите. Небесное тело не приближается к Солнцу на расстояние, меньшее, чем 80 АЕ, а в самой далекой точке отдаляется от него на 452 АЕ. Диаметр его около 450 километров, - то есть, размер объекта позволяет считать его карликовой планетой, если оно, главным образом состоит изо льда. 

Работа ученых была опубликована 26 марта в журнале Nature.

Источник

Австралийские астрономы объединили результаты наблюдений за всеми сверхновыми, чтобы определить, что сила гравитации остается неизменной в течение последних девяти миллиардов лет. 

Ранее считалось, что гравитационная константа Ньютона, известная как G, медленно изменяется с момента большого взрыва.

Если бы это было так, то, к примеру, расстояние между Землей и Солнцем постепенно бы увеличивалось. Однако исследователи из Технологического Университета Суинбурна проанализировали свет, который излучался в результате 580 взрывов сверхновых в близкой и далекой Вселенной. В результате они выяснили, что сила гравитации осталась неизменной. 

Сверхновые типа Ia - это результат взрыва белого карлика, масса которого сравнима с массой нашего Солнца, а размер соответствует размерам Земли. Наши телескопы могут обнаружить свет таких взрывов и использовать его яркость как «стандартную свечу», для измерения расстояний во Вселенной.

Ученые предположили, что эти взрывы происходят в тот момент, когда белый карлик достигает критической массы, или как результат столкновения с другими звездами. 

Эта критическая масса зависит от гравитационной константы Ньютона и позволяет проследить за ее изменениями в течение миллиардов лет. 

Несмотря на то, что временные промежутки были различными, результаты, которые ученые получили, полностью согласовались с открытиями эксперимента Lunar Laser Ranging Experiment, который измерял расстояние между Землей и Луной с 1960 годов, - миссий Apollo, и имел возможность отследить возможные изменения G с высокой точностью.

В работе, опубликованной в издании Publications of the Astronomical Society of Australia, исследователи из Суинберна определили верхнюю границу изменений гравитационной константы Ньютона как 0.00000001% в год за последние девять миллиардов лет. 

Источник

Новые данные вращающего по орбите Сатурна аппарата Cassini (Кассини) показывают то, что кажется бликами солнечного света, отражающегося от волн на поверхности озера на спутнике Сатурна – Титане. 

"Если это подтвердится, это станет первым открытием волн на поверхности морей где-либо за пределами Земли", - говорит ученый из Университета Айдахо Джейсон Барнес (Jason Barnes ).

Сравнения с компьютерными моделями указывают на то, что четыре исследования области северного полюса Титана, проведенных с помощью спектрометра Visual and Infrared Mapping Spectrometer 26 июля и 12 сентября 2013 года, подтверждают наличие волн на поверхности морей Титана.

"Мы не можем исключить возможность того, что источником этих «холмистых» образований на самом деле являются берега, покрытые слоем жидкости. По нашим оценкам, угол наклона – около шести градусов, плюс-минус градус", - добавляет Барнес. 

"Если источником этих неровностей действительно являются волны, тогда скорость ветров, которые их образовали, должна быть около 0,76 м в секунду".

Подсчеты показывают, что высота «волн» - около 2 сантиметров. Исследования проводились в регионе, известном под названием Punga Mare, - одном из нескольких углеводородных морей, которые находятся на северном полюсе Титана.

Источник

Источник

Когда массивная звезда исчерпывает свой запас топлива, она сжимается и взрывается как сверхновая. Этот взрыв невероятно мощен, однако, иногда звезда-компаньон может выдержать его. Группа астрономов, с помощью рентген—обсерватории Chandra (Чандра) и других телескопов, смогла найти доказательство существования таких звезд. 

Эта звезда находится в поле осколков звездного взрыва – то есть в области останков сверхновой, - расположенном в регионе HII, который называется DEM L241. Области HII создаются, когда излучение молодых горячих звезд «отрывает» электроны от нейтральных атомов водорода, формируя облака ионизированного водорода (HII). Этот регион расположен в Большом Магеллановом Облаке. 

Новое изображение DEM L241 составлено с помощью данных Chandra (пурпурный цвет) – которые показывают горячие и поэтому ярко светящиеся в рентген-диапазоне в течение многих тысяч лет после взрыва останки сверхновой. Кроме того, здесь использованы оптические данные обзора MCELS (Magellanic Cloud Emission Line Survey), полученные с помощью наземных телескопов в Чили (желтый и светло-голубой), - это эмиссия HII, источником которой является DEM L241. Дополнительные оптические данные цифрового обзора Digitized Sky Survey (белый цвет) показывают звезды в этой области. 

Впервые регион DEM L241 был обнаружен в 1976. Последние данные телескопа Chandra указывают на присутствие точечного источника рентген-излучения, расположенного там же, где и молодая массивная звезда, в останках сверхновой. Эти данные позволяют предположить, что точечный источник – это один из компонентов двойной звездной системы. Если эти выводы справедливы, то DEM L241 станет лишь третьей двойной системой, в которой были обнаружены массивная звезда и нейтронная звезда или черная дыра, оставшаяся после вспышки сверхновой.

Кроме того, данные говорят о том, что останки сверхновой богаты кислородом, неоном и магнием. Это может означать, что взорвавшаяся звезда была от 25 до 40 раз массивнее нашего Солнца. 

Наблюдения в оптический 1,9-метровый телескоп Южно-Африканской Астрономической Обсерватории показывают, что скорость массивной звезды меняется и что она делает полный оборот вокруг нейтронной звезды или черной дыры раз в несколько десятков дней. Более подробное исследование изменений скорости массивного компаньона, скорее всего, окончательно подтвердит или опровергнет наличие черной дыры в двойной системе. 

Что ждет эту систему в будущем? Если правильны последние предположения, выжившая массивная звезда сама станет сверхновой через несколько миллионов лет. Когда это случится, она может сформировать двойную систему из двух нейтронных звезд или нейтронной звезды и черной дыры, или даже систему из двух черных дыр.

Источник

Американские физики обнаружили, что графен можно превратить в сверхпроводящую материю, изучая свойства "бутербродов" из одноатомных слоев углерода и кальция.

Молекулярная структура графена

Фото: wikimedia.org

Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"При помощи новой методики мы впервые смогли продемонстрировать, как электроны в слоях графена в этом "бутерброде" объединяются в куперовские пары, что обеспечивает сверхпроводимость, а также раскрыть роль слоев кальция. Теперь можно говорить о том, что мы полностью понимаем то, как зарождается сверхпроводимость в этом материале", — заявилДжонатан Собота из Стэнфордского университета (США).

Собота и его коллеги заявили, что им удалось раскрыть секрет сверхпроводимости для графена и найти методики воплощения его на практике, изучив структуру "бутерброда" из графена и сверхтонких листов кальция при помощи синхротронного излучателя SSRL в составе Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Стэнфорде.

Как отмечают авторы статьи, физикам всего мира хорошо известно, что "бутерброды" из графена и кальция обладают сверхпроводящими свойствами, уже около 10 лет. В последние годы ученые пытались воспроизвести это свойство в "чистом" графене и в других материалах, что не удавалось из-за отсутствия понимания того, как возникает эта сверхпроводимость.

Группа Соботы решила эту проблему, "просветив" кусочки из листов графита и кальция при помощи рентгеновского излучения, что помогло им понять, как двигаются электроны внутри "бутерброда" и как образуются так называемые "куперовские пары", обеспечивающие сверхпроводимость, сообщает РИА Новости.

По словам исследователей, ведущую роль в формировании этих пар занимает графен, а кальций играет вспомогательные роли. Ученые утверждают, что собранные ими данные помогут создать сверхпроводящий графен уже в ближайшем будущем, что позволит разработать сверхбыстрые транзисторы и квантовые вычислительные устройства на его основе.

Источник

Буквально за мгновение ока на Марсе появился новый овраг. Эти снимки аппарата MRO (Mars Reconnaissance Orbiter /Орбитальный исследовательский зонд Марса) показывают новый канал в области Terra Siernum в южном полушарии планеты, который появился в период с ноября 2010 года по май 2013. 

Агентство NASA считает, что эта новая черта рельефа не связана с жидкостью на поверхности планеты. 

“Овраги или ущелья – обычное дело для Марса, особенно для южной возвышенности. Эти снимки показывают, что вещество, которое спускается потоком вниз из углубления на вершине оврага, вышло из старого маршрута и промыло новый канал”, - говорится в комментарии NASA к снимкам.

Неясно, в какое время года это произошло, так как наблюдения происходили с разницей более чем один марсианский год. Эти овраги обычно появляются на Марсе в южной возвышенности и других регионах средних широт. 

“Снимки камеры HiRISE «до и после», которые отражают подобные явления в других местностях, позволяют сделать вывод, что обычно это происходит зимой, когда температуры настолько низкие, что ключевую роль играет диоксид углерода, а не вода”, - добавляет агентство. 

На прошлой неделе агентство так же объявило о том, что MRO вернулся к работе после незапланированного переключения компьютера, из-за которого аппарат перешел в безопасный режим работы.

Источник

Команда астрономов из разных стран завершила исследование более чем 300 галактик, в результате составив самую подробную на данный момент «перепись населения» пыли во Вселенной, - Herschel Reference Survey (Эталонный обзор Гершеля). Руководил исследованием профессор Лука Кортезе (Luca Cortese); команда использовала данные Космической Обсерватории Гершель (Herschel Space Observatory) для наблюдения за галактиками в далеком-инфракрасном и субмиллиметровом диапазоне, улавливая свет, напрямую излучаемый частицами пыли. Результаты работы опубликованы в издании Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

«Считается, что эти частицы пыли – основной ингредиент для формирования звезд и планет, однако до сих пор очень мало было известно об их количестве и физических свойствах в других галактиках, кроме нашего Млечного Пути», - говорит доктор Кортезе. 

«Космическая пыль нагревается от звездного света до температур, которые всего на несколько десятков градусов выше абсолютного нуля, и, таким образом, ее можно увидеть только в дальнем инфракрасном/субмиллиметровом диапазонах». 

Две камеры на борту спутника Гершель, SPIRE и PACS, позволили астрономам прозондировать различные частоты излучения пыли, которые отражают различные характеристики частиц, и, таким образом, были очень важны для этого исследования. Несмотря на то, что данные SPIRE были получены три года назад, ученым пришлось дождаться конца обзора PACS, - он был завершен в прошлом году.

"Ожидание стоило того, потому что в комбинации данные PACS и SPIRE показывают, что свойства частиц пыли одной галактики отличаются от свойств частиц пыли другой галактики. Так как пыль нагревается от звездного света, мы знаем, что частоты, на которых частицы излучают свет, должны быть связаны с образованием новых звезд в галактике. Однако, наши результаты показывают, что не менее важную роль играет химическая история галактики", - комментирует доктор Кортезе. commented Dr Cortese.

Данные, полученные для Herschel Reference Survey, выложены в публичный доступ, для того, чтобы их можно было использовать для дальнейшего изучения свойств пыли в близлежащих галактиках. Несмотря на то, что миссия космического телескопа Гершель завершилась в апреле 2013 года, данные, которые находятся в архиве Гершель, а так же дальнейшие наблюдения с помощью телескопа ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array/Атакамская Большая Миллиметровая/субмиллиметровая решетка) помогут астрономам и дальше раскрывать тайны космической пыли в галактиках.

Источник

Физики из Университета Торонто разработали схему работы светодиодов, которые за счет дополнительного сверхпроводящего слоя излучают запутанные фотоны. Работа опубликована в журнале Physical Review B, ее препринт можно найти в arxiv.org, кратко содержание статьи приводится на сайте университета.

Обычные светодиоды (LED) излучают никак друг с другом не скореллированные фотоны. Чтобы получить запутанный свет, физикам пришлось дополнить обычные диоды слоем сверхпроводящего вещества. В последнем существуют так называемые куперовские пары, — связанные пары электронов. Если такие электроны использовать для генерации света в диодах, получившиеся пары фотонов будут запутанными.

«Запутанными» называют частицы, чьи квантовые свойства строго скореллированы друг с другом. Например, измерив поляризацию одного члена пары запутанных фотонов, можно автоматически получить информацию о другом, — где бы он в это время ни находился. До сих пор запутанные фотоны удавалось получить только в ходе манипуляции отдельными охлажденными атомами, N-V-вакансиями в алмазах (парами электронов отдельного азота в кристалле углерода) и квантовыми точками.

Простые и надежные источники запутанных фотонов имеют очень важное значение для квантовой криптографии. Эти фотоны используются в ней для передачи ключа между двумя собеседниками. Недавно физики научились использовать квантово запутанный свет еще и для микроскопии. Контрастность микрофотографий в запутанном свете почти на треть превышает стандартный квантовый предел четкости для обычных фотонов.

Источник

Учёные из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в рамках проекта BICEP2 смогли зафиксировать гравитационную волну, которая, предположительно является следствием Большого взрыва.

Речь идет о теории происхождения Вселенной. Сигнал был обнаружен при помощи мощного телескопа, установленного на Южном полюсе. Открытие доказывает инфляционную модель Вселенной и впервые подтверждает связь между квантовой механикой и общей теорией относительности.

Как предполагают ученые, обнаруженный сигнал Б-модус могли сгенерировать только гравитационные волны, сформированные сразу после Большого взрыва 13,7 миллиардов лет назад. Полученные результаты еще необходимо проверить. Тем не менее, открытие может подтвердить, говоря простым языком, что Вселенная произошла из относительно небольшого источника путем практически мгновенного расширения. Так, если этот источник был размером с атом, то его размеры стремительно возросли до баскетбольного мяча.

Ученые не отрицают возможность доказательства и других гипотез. Более того, прежде чем экспериментальное доказательство существования гравитационных волн будет подтверждено в соответствии с порядком, действующим в современной науке, может пройти несколько месяцев.

Проект BICEP2 - это продолжение эксперимента BICEP1, причем за три года были получены результаты, которые равны 30-летним результатам эксперимента BICEP1. В рамках BICEP2 использовались 512 детекторов на частоте 150 GHz. Цель эксперимента - измерение магнитной моды поляризации реликтового излучения. Таким образом, речь идет о первой регистрации реликтовых гравитационных волн.

Источник

Два отчетливых вулканических извержения заполнили область Daedalia Planum лавой, которая текла вокруг возвышенной части древнего рельефа. Эти снимки были сделаны аппаратом Европейского Космического Агентства ESA Mars Express 28 ноября 2013 года, на них изображена область, которая находится на восточной границе гигантского вулканического региона Tharsis Montes, где были обнаружены крупнейшие вулканы Марса. 

Источником потоков лавы, которые видны на этих снимках, был вулкан, который расположен на юге комплекса Tharsis, находящегося на расстоянии приблизительно 1000 километров в северо-восточном направлении от области, изображенной здесь.

Считается, что этот вулканический регион был активен десятки миллионов лет назад.

На неровном возвышенном рельефе в нижней части снимка видны три четких, однако уже разрушенных кратера, диаметр самого большого из которых, - Mistretta, - около 16,5 километров. Древнее основание, на котором он находится, когда-то принадлежало обширной южной возвышенности, однако сейчас окружено морем лавы.

Ни один из потоков лавы не тек беспрепятственно. «Остров» - возвышенность, которую мы видим на этом снимке, - создал препятствие, заставляя их огибать его. 

Регион Daedalia Planum несет на себе свидетельства многочисленных потоков лавы, похожи на те, которые мы можем видеть на этом снимке, и каждый последующий перекрывает предыдущий. Внимательно изучая границы между перекрывающими друг друга потоками, ученые могут воссоздать историю извержений гигантских вулканов Красной Планеты. 

Источник

Новые топографические данные и результаты глобальной съемки, полученные от аппарата MESSENGER (Мессенджер), показывают, что ближайшая к Солнцу планета постепенно сокращается, причем этот процесс происходит быстрее, чем рассчитывали ученые. Эти выводы основаны на глобальном изучении более чем 5900 элементов ландшафта, - крутых склонов, напоминающих скалы, и горных кряжей, образовавшихся в результате сжатия планеты по мере ее охлаждения. 

Эти открытия, опубликованные 16 марта 2004 года в издании Nature Geoscience, очень важны для понимания термальной, тектонической и вулканической истории планеты и структуры ее необыкновенно большого металлического ядра. 

В отличие от Земли, Меркурий, с его многочисленными тектоническими плитами, имеет всего один жесткий верхний каменистый слой. Космическим аппаратам до миссии MESSENGER удалось сделать снимки лишь 45% поверхности Меркурия. Прежние выводы, основанные на этих снимках, предполагали, что радиус планеты сжимается на приблизительно 0,8 – 3 километра, - значительно меньше, чем показывают модели термальной истории планеты. Согласно этим моделям, что радиус Меркурия должен был сжаться от 5 до 10 километров, за время, прошедшее с момента поздней бомбардировки Солнечной Системы, которая закончилась около 3,8 миллиардов лет назад. 

Новые результаты, основанные на первом полном обзоре поверхности планеты, показывают, что на самом деле сжатие радиуса составило 7 километров. В настоящее время радиус Меркурия – 2440 километров.

Источник

Даже простые системы (наподобие нейтральных атомов) могут обладать хаотическим поведением, которое можно выявить с помощью инструментов квантовой механики. Революционное исследование австрийских физиков открывает новые пути к наблюдению взаимодействиймежду квантовыми частицами.

Группа Франчески Ферлено (Francesca Ferlaino) из Института экспериментальной физики при Иннсбрукском университете экспериментально продемонстрировала хаотическое поведение частиц в квантовом газе. «Впервые мы смогли пронаблюдать за квантовым хаосом в рассеянном поведении ультрахолодных атомов», - рассказывает в полном восторге Ферлено.

Для подтверждения своих результатов физики использовали теорию матрицы случайных величин, которую для описания сложных систем сформулировал нобелевский лауреат Ойген Вигнер (Eugene Wigner) в 1950-е годы. Хотя тогда мало что знали о взаимодействиях между нейтронами и ядрами атомов, Вигнер смог точно предсказать свойства комплексных спектров (с помощью случайных матриц). Сейчас эта теория применяется очень широко – не только в физике, но и в теории чисел, технологии беспроводной связи и в оценке финансовых рисков, среди прочих. В конъенктуре Боигаса-Джаннони-Шмита теория случайных матриц была увязана с хаотическим поведением в квантово-механических системах. Каталонский физик Ориол Боигас (Oriol Bohigas), который скончался в прошлом году, может считаться отцом-основателем исследований квантового хаоса.

Хаос в квантовом мире
Чтобы пронаблюдать это явление, иннсбруские физики охладили атомы эрбия до нескольких сот нанокельвинов и загрузили их в оптическую дипольную ловушку, состоящую из лазерных лучей. Затем они повлияли на рассеянное поведение частиц с помощью магнитного поля. Продержав атомы в ловушке 400 миллисекунд, исследователи замерили количество оставшихся там атомов – так они определили, в каком магнитном поле два атома объединяются в молекулу со слабой связью (в магнитных полях такого рода возникают так называемые резонансы Фано-Фешбаха). Меняя силу магнитного поля в каждом цикле эксперимента и повторив последний 14,000 раз, физики определили 200 резонансов.

«Мы были в восторге от того, сколько резонансов смогли обнаружить. Это беспрецендентное явление в физике ультрахолодных квантовых газов», - говорит коллега Ферлено Альберт Фриш (Albert Frisch). Для объяснения высокой плотности резонансов ученые применили теорию Вигнера и показали спаренность различных молекулярных уровней. Эти расчеты были проверены на компьютерных моделях, разработанных в группе Светланы Коточиговой в Университете Темпл (Филадельфия). «Особые свойства эрбия вызывают сложные отношения спаренности между частицами, которые можно описать как хаотические», - объясняет Ферлено. Эрбий – относительно тяжелый и очень магнитоактивный элемент, что и приводит к анизотропному взаимодействию между его атомами. «Оболочки электронов этих атомов не сферичны, а сильно деформированы. Из-за этого взаимодействие между двумя атомами эрбия существенно отличаются от таковых в других квантовых газах», - объясняет Фриш.

Экспериментальное изучение хаоса
В отличие от обычного употребления этого слова, для физиков хаос – это не беспорядок, а упорядоченная система, настолько сложная, что ее частицы демонстрируют случайное поведение. «Мы создали управляемую среду для изучения хаотических процессов. Мы не можем охарактеризовать поведение единичных атомов. Но, с помощью статистических методов, мы способны описать поведение всех частиц», - говорит Ферлено. Ученая проводит аналогию с отношениями между социологией (которая изучает крупные сообщества) и психологией (занимающейся отношениями между отдельными людьми). 

Исследование представлено в журнале Nature.

Источник