Рус Eng
Новости науки
Астрономы, изучающие газовые ореолы близлежащих галактик, были удивлены, когда детальное исследование, которое проводилось с помощью Очень Большой Антенной решетки (Very Large Array /VLA) показало, что один из объектов, за которыми ведутся наблюдения, представляет собой не одну галактику, а две, практически полностью перекрывающие друг друга. Это открытие позволило узнать такие факты о ближней из галактик, которые ранее получить было невозможно.
Во время изучения 35 галактик астрономы наблюдали за одной из них, UGC 10288, - спиральной галактикой, расположенной более чем в 100 миллионов световых лет, - максимально удаленной от Земли из видимых галактик. Благодаря наблюдениям VLA в 2011 и в 2012 году, ученым удалось получить лучшие снимки галактики, когда-либо сделанные при помощи радиотелескопа. На детализированных изображениях, к удивлению исследователей, обнаружилась еще более далекая галактика, с сильным радиоизлучением, расположенная почти точно за UGC 10288. На более ранних снимках две галактики сливались в одну.
Фоновая галактика расположена в почти 7 миллиардах световых лет от Земли.
"Это полностью меняет картину", - говорит Джудит Ирвин, Королевский Университет Онтарио, Канада. "Это меняет наше понимание характеристик UGC 10288, и при этом дает нам в руки неожиданный, новый способ узнать больше об этой галактике".
Первым открытием, сделанным учеными после просмотра детализированных изображений, было то, что UGC 10288 формирует звезды не так быстро, как раньше считали астрономы; - их вводили в заблуждение изображения, на которых две галактики сливались в одну.
Новые изображения так же показали, что газ на окраине галактики, намного выше ее спирального звездного диска, - не единый, гладкий ореол, - а несколько различных форм. Одна из этих форм выглядит, как арка, поднимаясь над диском на более чем 11000 световых лет.
Фоновая галактика и направление ее радиоджетов перпендикулярно по отношению к диску UGC 10288 позволяют дополнительно изучать ближнюю галактику.
"Мы можем использовать радиоволны дальней галактики, проходящие через ближнюю, для того, чтобы измерить характеристики ближней галактики", - говорит Джайан Инглиш (Jayanne English), университет Манитоба.
Подготовительное использование более удаленной галактики таким образом позволило ученым измерить магнитное поле в разных частях UGC 10288. Исследователи планируют провести дополнительный анализ полученных данных, чтобы сделать еще больше подобных измерений.
"Неожиданное открытие фоновой галактики – настоящий подарок для нас. Интересно, но мы не включили бы UGC 10288 в наше исследование, если бы ее радио-яркость на старых снимках не была усилена фоновой галактикой", - говорит Ирвин.
Ирвин и Инглиш работали с командой ученых из разных стран, открытие, сделанное ими, опубликовано в Astronomical Journal.
Канадским и европейским физикам удалось создать новый тип кубита (ячейки, в которой хранится информация квантового компьютера), сохраняющий свою стабильность при комнатной температуре в течение 38 минут. На данный момент это является абсолютным рекордом и открывает возможность для создания квантовых компьютеров, способных работать в "домашних условиях". Об этом сообщают эксперты раздела "Hi-tech" издания для инвесторов "Биржевой лидер".
Стэфани Симмонс из Оксфордского университета рассказывает, что подобная продолжительность жизни кубита в десять раз превышает те результаты, которые были достигнуты в предыдущих экспериментах. Ученые смогли найти систему, шум в которой практически отсутствует. Это дало возможность создать высокопроизводительные кубиты. Теперь перед учеными стоит задача заставить эти кубиты "общаться друг с другом" - это последняя ключевая проблема на пути к созданию квантового компьютера.
Симмонс с коллегами создали данный кубит, экспериментируя с различными квантовыми ячейками памяти, построенными на базе атомов фосфора и "приклеенными" к пластинке из чистого кремния. Все опыты с кубитами, как правило, проводятся при очень низких температурах, приближающихся к абсолютному нулю. Авторы исследования решили проверить, как новые кубиты поведут себя в условиях привычных для человека температур. К их удивлению, при "разморозке" они не потеряли свое содержимое и продолжали хранить состояние еще на протяжении 38 минут.
Перспективы, которые открывают квантовые компьютеры
Во всех предыдущих экспериментах жизнь кубита ограничивалась несколькими секундами. Пока эти кубиты нельзя "записывать" или "считывать" при комнатной температуре, но ученые убеждены, что у них получится сделать это в ближайшее время. Как сказала Симмонс в заключение, кому-то, возможно, 39 минут покажется крайне небольшой цифрой, но спин атома фосфора может измениться всего за одну стотысячную секунды. Таким образом, благодаря снижению стабильности кубита всего на один процент, становится возможным совершить более 20 миллионов операций. Открытие столь стабильного кубита поможет в создании квантового компьютера.
Как известно, сверхбыстрые квантовые компьютеры пророчат невероятные прорывы во многих областях. К примеру, смогут практически со 100-процентной точностью предсказать погоду на несколько месяцев вперед. Также открывают просто фантастические возможности в области криптографии.
Американские ученые - провели ряд исследований и выяснили, каким образом можно повысить проводимость кристаллов. Их статью опубликовали в научном журнале Physical Review Letters.
Необычайная стабильность вихря в атмосфере Юпитера, сохраняющегося веками, получила, наконец, правдоподобное объяснение. Его дала группа физиков из США, которые изучили Большое красное пятно более тщательно. В результате у них возникла теория, что энергия вихря исходит из вертикальных потоков газа, на которые ранее не обращалось должного внимания. Доклад был сделан на встрече специалистов по гидро- и аэродинамике, которая проводится ежегодно Американским физическим обществом.
Для подтверждения теории, гарвардские физики прибегли к моделированию процессов, добавив ранее недостижимый уровень детализации. В частности, использовалась трехмерная модель, в которую было включено вертикальное движение газов.
Так выяснилось, что пятно не питается вихрями меньшего диаметра, и даже не заимствует энергию у горизонтальных течений. Ему хватает вертикальных потоков.
Теорию подтвердит или опровергнет аппарат «Юнона», который скоро достигнет орбиты Юпитера и займется изучением атмосферы и магнитосферы планеты.
Международная группа учёных, руководителем которой выступил физик Майк Тевольт (Mike Thewalt) из университета имени Саймона Фрейзера установила новый рекорд в области квантовых вычислений. Результат эксперимента открывает дверь в мир новых сверхбыстрых квантовых компьютеров, которые позволят производить сразу несколько вычислительных операций одновременно.
Если в обычных компьютерах используются биты, принимающие значение 1 или 0, то квантовые компьютеры оперируют кубитами (qubit — quantum bit, "квантовый бит"). Кубиты находятся в состоянии суперпозиции, при котором они одновременно принимают значения 1 и 0, что значительно ускоряет вычисления.
В рамках нового эксперимента физики подняли температуру квантовой системы, в которой информация кодируется в ядрах атомов фосфора на кремниевой пластине, с -269 °С до 25 °С. Результаты показали, что состояние суперпозиции при комнатной температуре удерживается на протяжении 39 минут. Отрыв от предыдущего рекорда оказался очень большим: предыдущие исследования дали результат всего в две секунды при той же температуре.
Также исследователи заметили, что при росте температуры кубитами можно управлять, а при её повторном понижении единицы квантовой информации по-прежнему остаются стабильными.
"Тридцать девять минут только кажутся небольшим периодом. Но для смены направленности спина в ядрах иона фосфора, то есть для запуска квантовых вычислений, требуется всего одна стотысячная доля секунды. В теории можно проводить около 20 миллионов операций за то время, которое требуется для естественного распада суперпозиции на 1%. Это действительно даёт надежду на последующее конструирование мощных квантовых компьютеров", — поясняет соавтор исследования Стефани Симмонс (Stephanie Simmons) с факультета материаловедения оксфордского университета.

Эксперимент начался с того, что учёные взяли небольшой кусок кремния, легированный несколькими другими элементами, в том числе и фосфором. Квантовая информация была закодирована в ядрах атомов фосфора.
Каждое ядро имеет свою особую квантовую характеристику, называемую спином. Спин можно сравнить с микроскопическим магнитиком, помещённым в магнитное поле. Спинами можно управлять: "магнитик" может условно указывать либо вверх (что представляет значение 0), либо вниз (для значения 1), либо в любом другом промежуточном направлении, представляя таким образом суперпозицию состояний.
Образец был изготовлен при температуре всего 4 градуса выше абсолютного нуля и помещён в магнитное поле. Для создания состояния суперпозиции и изменения направления спинов ядер физики использовали дополнительные магнитные поля.

При низкой температуре (-269 °С) спины ядер около 37% всех ионов оставались в состоянии суперпозиции на протяжении трёх часов. Когда же температуру повысили до комнатной, то этот показатель упал до 39 минут, что стало рекордом для подобного рода экспериментов.
"Продолжительность "жизни" квантовых состояний в нашем эксперименте, как минимум, на порядок превышает ту, которой удалось достичь авторам предыдущих исследований. Мы создали поистине высокопроизводительные кубиты", — пишет Симмонс в пресс-релизе оксфордского университета.
Следующий этап масштабного исследования, возможно, будет ещё более трудным. В данном случае 10 миллиардов ионов фосфора находились в одинаковом квантовом состоянии. Для выполнения расчётов, однако, физики должны будут поместить различные кубиты в разных состояния.
Статья с результатами исследования вышла в журнале Science.
Группа исследователей из Болгарии и США обнаружила в диссипативных физических системах новый вид хаоса - двойной временный хаос (doubly transient chaos). Статья исследователей появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводится на сайте Американского физического общества. По словам ученых, открытый ими хаос может быть довольно распространенным.
Диссипативными называются физические системы, которые со временем теряют энергию. Примером таких систем могут служить механические системы с трением. Термин «хаос» применительно к физическим системам, вообще говоря, не имеет строгого определения. Считается, что хаотическая система должна сильно зависеть от начальных условий. То есть, при малом их изменении она способна демонстрировать совершенно разное поведение.
Важным эффектом в хаотических системах является наличие аттрактора в пространстве состояний системы (такое пространство называется в физике фазовым). Это множество, на которое со временем наматываются траектории системы. Часто аттракторы оказываются самоподобными, то есть фракталами.
В рамках работы ученые рассматривали магнитный маятник, то есть маятник, на который действуют магнитные силы, гравитация, а также сила сопротивления воздуха. Со временем, без притока энергии извне, движения маятника останавливается.
Оказалось, что в таких системах количество траекторий, наматывающихся на аттрактор, меняется со временем. Из-за этого привычного для хаотической динамики объекта нет, но есть некоторая фракталообразная структура с некоторой степенью самоподобия (она изображена на иллюстрации к новости).
По утверждению исследователей, описанное ими поведения является типичным и может встречаться в моделях химических реакций, эволюции двойных звезд и многих других.
Космические лучи сокращают шансы на зарождение жизни напланете. К такому выводу пришли ученые, проведя ряд тщательных исследований по выявлению особенностей космических лучей.
Как известно, загадочные космические лучи постоянно бомбардируют нашу планету из открытого космоса. Совсем недавно ученые выдвинули предположение о том, что данные энергетические частицы могут существенно ограничивать шансы на формирование жизни на других планетах. С того момента как впервые были открыты космические лучи, они озадачивали астрофизиков. Данные заряженные субатомные частицы движутся в открытом космосе с огромной скоростью, в большинстве случаев достигающей уровня скорости света. Некоторые космические лучи с энергиями ниже чем 100 ТэВ могут быть зафиксированы учеными непосредственно в экспериментах на спутниках, и воздушных шарах. В большинстве случаев космические лучи являются в виде протонов, ядер химических элементов, электронами, а также нейтрино и фотонами. Помимо всего прочего, на сегодняшний день многие ученые не исключают возможности существования тяжелой и сверхтяжелой темной материи. Подобные частицы смогли бы наконец-то разрешить все противоречия как в космологических, так и астрономических обществах.
Космические лучи и их последствия
В момент столкновения космических лучей с атмосферой нашей планеты, они начинают генерировать поток совершенно иных частиц, в том числе и мюонов, которые как известно являются более "тяжелыми" родственниками электронов. Некоторые из подобных частиц достигают земной поверхности, неся вместе с собой потенциальную опасность для всего живого. Известно и то, что мюоны способны проникать в глубь поверхности Земли на десятки метров, передают эксперты раздела "Новости науки" издания для инвесторов "Биржевой лидер".

Ученые провели исследование того, каким именно образом космические лучи способны оказывать столь сильное влияние на пригодность жизни в инопланетных мирах. Данная возможность была им представлена потому, что за последнее десять лет были обнаружены сотни экзопланет в Млечном Пути. Довольно сильный интерес для исследователей представляют те планеты, которые находятся в так называемой зоне Златовласки. Тут планеты могут получать достаточно тепла, чтобы вода на их поверхности могла быть в жидком, а не в замороженном состоянии. Согласно сделанным заключениямученых, уровень радиации, которому подвергается планета, помогает контролировать ее пригодность к жизни. Хотя количество космических лучей, которые получает планета, намного меньше количества излучения, которое планета получает от своей звезды, - средняя энергия космических лучей намного выше, чем энергия фотонов и протонов звезды.
Физики создали относительно стабильную спиновую ячейку памяти, после того как поместили атом гольмия за решетку из атомов платины.
Своеобразная клетка изолирует атом от воздействия внешнего мира и дает возможность сохранять состояние спина электрона более шести минут.
В последнее время ученые активно изучают квантовые свойства электронов и атомов, а также пробуют приспособить их для создания электронных приборов. В обычной микроэлектронике информация представляется с помощью электрического заряда. В спиновой электронике, или спинтронике, информация представляется с помощью спина электрона — вращения частицы.
Вульф Вульфхекель из Технологического института в Карлсруэ и его коллеги сделали огромный шаг на пути создания таких устройств. Они научились стабилизировать спин электрона на длительное время. Главным открытием разработчиков стало создание особой «клетки» из атомов платины, которые образовывают „мертвую зону“ внутри себя. Вся конструкция представляет собой микроскопическую пластину, причем атомы этой пластины объединены в равносторонние „треугольники“. В центре одного из треугольников расположен атом гольмия, редкоземельного металла из ряда лантаноидов, который обладает необычными магнитными и квантовыми свойствами.
NASA опубликовало снимок Сатурна из космоса, сделанный космическим кораблем Кассини (Cassini). Это – первый снимок, на котором видны Сатурн, его кольца и спутники, а так же Земля, Венера и Марс.
Новая панорамная мозаика системы Сатурна сложена из 141 широкоугольного снимка, и охватывает 651,591 километра.
Земля видна здесь как яркое голубое пятнышко справа внизу от Сатурна. Венера – как яркое пятно слева вверху. Можно увидеть и Марс – бледное красноватое пятно чуть выше и левее Венеры. Если увеличить изображение, то среди семи лун Сатурна можно разглядеть Энцелад и ледяной шлейф, который тянется из его южного полюса.
Второе внешнее кольцо - E - сияет как гало вокруг Сатурна и внутренних колец. Из-за его рассеянности и эфемерности, его лучше видно, когда источник света расположен за ним, и крошечные частицы подсвечены – так называемый феномен дифракции.
“Эта мозаика предоставляет огромное количество данных высочайшего качества о рассеянных кольцах Сатурна, открывая подробности загадочных структур, которые мы пытаемся понять сейчас", - говорит Мэтт Хедманн (Matt Hedman) из Университета Айдахо, один из научных сотрудников, занимающихся расшифровкой данных Cassini. "В частности, в кольце Е прослеживается рисунок, который, скорее всего, является отражением возмущения, вызванного взаимным влиянием таких отличных друг от друга источников, как солнечный свет и гравитация Энцелада.”
Снимки Земли Cassini делать затруднительно, потому что наша планета так близко находится к Солнцу, что, направив на нее объективы, можно повредить чувствительные датчики аппарата. 19 июля выдалась отличная возможность: Сатурн заслонил Солнце, и Cassini удалось сделать снимок Земли, Луны и множество снимков подсвеченной сзади панорамы системы Сатурна, которые затем ученые сложили в мозаику, в результате получив это замечательное изображение.
В последний раз её точная фиксация сопутствовала поиску так называемого электрического дипольного момента (ЭДМ) электрона. Коротко: если электрон имеет дипольный момент, то он будет не сферическим, а слегка сплющенным. «Вот в чём неясность: выглядит ли электрон одинаково со всех направлений? — вопрошает Джони Хадсон (Jony Hudson) из Имперского колледжа Лондона (Великобритания). — Дипольный момент — это технический способ выяснить, симметричен ли он».

Казалось бы, какая разница, присуща ли электрону форма сферы или типичной планеты, то есть лёгкая сплющенность «сверху» и «снизу»? Но нет, разница важна. Стандартная модель (СМ) современной физики предсказывает, что дипольный момент у электрона будет... никакого, в общем, ЭДМ у него нет. Сфероид — он и есть сфероид (впрочем, всё это очень условно, ибо, по сути, у него и «поверхности»-то нет). Следовательно, если электрон не шарик, то Стандартная модель нуждается в ремонте.
Группа физиков во главе с Дэвидом Демилле (David DeMille) из Йельского университета (США) выполнила несколько экспериментов для обретения точного знания электрического дипольного момента; её данные вдесятеро точнее лучших прежних результатов — но всё равно никакого следа ЭДМ не обнаружилось. В пределах 10–28 см электрон — правильная сфера, и это, наверное, печально.
«Это сюрприз, — считает не участвовавший в исследовании Эд Хиндс (Ed Hinds) из Имперского колледжа Лондона. — С какой стати он всё ещё нулевой?» И г-на Хиндса можно понять. Согласно квантовой механике, вокруг всех частиц (не исключая электрона) должны возникать и тут же пропадать виртуальные частицы. Если в физике есть только СМ (и ни одним слоном или черепахой больше), то эти виртуальные частицы не создают отклонения при измерении дипольного момента для электрона — ибо возникать они будут симметрично со всех сторон. Иное дело, если есть какие-то частицы, не укладывающиеся в СМ. Тогда облака виртуальных частиц будут асимметричны. Следовательно, и ЭДМ у электрона рано или поздно найдётся.
Ради достижения этого разочаровывающего результата в качестве объекта наблюдения впервые были выбраны электроны монооксида тория (что удачно — в силу большой массы атомов, делающей особо заметными любые отклонения в параметрах исследуемых электронов), минимизировано влияние посторонних магнитных полей, учтены все систематические ошибки и пр. Однако всё, что удалось получить, — удар по нескольким новым физическим теориям за пределами СМ.
«Суперсимметрия так элегантна, так естественно ощущается, что многие уже начали верить в то, что эта теория верна», — сокрушается Эд Хиндс. Однако будь всё именно так, все эти частицы-близнецы, которые, согласно теориям сторонников суперсимметрии, есть у обычных частиц, должны внести такие возмущения, которые исключили бы недавние измерения. Да, у последних пока не совсем идеальная точность, но сейчас суперсимметрия, мягко говоря, загнана в весьма тесный угол, и её проявления должны начинаться на каких-то совсем уж нечеловечески малых масштабах. «Суперсимметрия приближается к точке, когда мы или найдём её, или убьём», — уточняет г-н Хиндс.
Ещё один физик, Юджин Комминс (Eugene Commins) из Калифорнийского университета в Беркли (США), более оптимистичен: пространство для отступления у суперсимметрии ещё есть. «Вы можете бесконечно плодить модели суперсимметрии, — считает он. — Хороший теоретик может изобрести модель за полчаса, и у экспериментатора уйдёт двадцать лет, чтобы проверить её». Однако факты — упрямая вещь; рано или поздно черепахи-экспериментаторы должны нагнать Ахиллеса-теоретика, так как бесконечно малыми проявления суперсимметрии всё же не будут.
Как отмечает тот же Эд Хиндс, нынешние результаты по «сферичности» электрона, по сути, исключают возможность того, что Большому адронному коллайдеру удастся найти следы суперсимметрии во всём рабочем диапазоне его энергий: почти наверняка тераэлектронвольтные мощности не дадут обнаружить суперсимметрию, и это значит, что и новая сессия работы БАК после 2014 года ничего не даст.
Препринт отчёта об этом исследовании можно полистать на сайте arXiv.
Подготовлено по материалам Scientific American.
«Хотя кварки довольно давно известны своей способностью группироваться по двое [пионы и каоны] и по трое [протоны — то, из чего сделаны мы с вами], новые результаты, кажется, открывают двери к ранее ускользавшему от регистрации четырёхкварковому типу материи, — рассказывает Фредерик Харрис (Frederick Harris) из Гавайского университета в Маноа (США) и коллаборации Пекинского спектрометра (Beijing Spectrometer, BESIII), сделавшей это открытие. — Уникальный набор данных, накопленный BESIII, продолжает подбрасывать множество подсказок, касающихся природы многокварковых объектов».
Одним из последних прорывов на этом направлении стало изучение распада аномальной частицы Y(4260). Используя Пекинский электрон-позитронный коллайдер (BEPCII), учёные довели энергию аннигилирующих электронов и позитронов до 4 260 МэВ, что соответствует массе Y(4260), после чего тщательно исследовали продукты распада частицы.
В итоге удалось зарегистрировать Zc(3900) и затем близкую по параметрам Zc(4020), а также наблюдать ранее открытую электрически нейтральную частицу X(3872), которая давно подозревалась в «четырёхкварковости», хотя убедительных доказательств эта точка зрения пока не имела. Теперь, когда удалось выяснить, что при распаде Y(4260) рождаются фотон и X(3872) и происходит это наряду с образованием Zc(3900) и Zc(4020), можно со значительной долей уверенности сказать, что и эта давно известная частица содержит четыре кварка.
«Используя распады Y(4260), мы смогли наблюдать начало появления целого семейства четырёхкварковых объектов, — подчёркивает г-н Харрис. — Хотя их теоретическая картина ещё далека от завершения, полку намёков на то, что мы встретились с новыми формами материи, прибывает. И по мере появления нового «зоопарка» загадочных частиц, кажется, вскоре возникнет и свежая система классификации, необходимая для их понимания».
За последние несколько дней наблюдатели по всему миру заметили, что яркость кометы Исон (ISON) усилилась, а ее хвост стал длиннее.
"Активность кометы оставалась неизменной в течение месяца, однако за последние несколько дней выбросы газа значительно возросли! Возможно, это происходит из-за сублимации более глубоких слоев льда", говорит Эммануэль Джехин (Emmanuel Jehin), из Льежского Университета, наблюдающий за кометой с 12 октября при помощи телескопа TRAPPIST в обсерватории ESO La Silla.
"Я не думаю, что комета сейчас разрушается, - нет никаких характерных признаков в коме и оболочке. В ближайшие ночи мы сможем узнать больше об этом всплеске активности, и, возможно, о судьбе кометы", добавляет Джехин.
До сих пор яркость кометы была достаточно небольшой, и увеличивалась, к разочарованию наблюдателей, довольно медленно.
Однако 1 ноября обозреватели по всему миру заметили, что яркость кометы увеличилась до величины 9.0 (чем меньше значение величины, тем выше яркость. Минимальная величина для того, чтобы объект можно было увидеть невооруженным глазом на темном, ясном небе – 6,5, то есть комете Исон не хватает еще 2,5 величин, чтобы ее можно было увидеть без бинокля или телескопа). По прогнозам, на данный момент «комета сезона» должна была быть как минимум на одну величину ярче.
Некоторые наблюдатели высказывают предположения, что комета Исон распадется на несколько частей или даже может полностью рассыпаться.
Хорошо, если это случится в то время, когда комета максимально приблизится к Солнцу. В этот момент ядро кометы (его длина от 3.2 до 4.8 км) будет подвергаться максимальному нагреву и силам течений.
Такие кометы, как Икеа-Секи (Ikeya-Seki) в 1965 году Вест (West) в 1976 году во время разрушения их ядра во время перигелия устроили зрелищные шоу, которые завершились сильнейшим выбросом пыли в космос; обе кометы «развернули» необыкновенно яркие хвосты, которые держались в течение нескольких недель.
Так же очень яркий хвост был у кометы Лавджой (Lovejoy) в декабре 2011 года, когда она распалась в тот момент, когда ближе всего подошла к Солнцу.
С другой стороны, если комета разрушится до перигелия, ее фрагменты и след из пыли просто могут исчезнуть в космосе, практически не замеченные наблюдателями.
Вслед за дискуссией о будущем фундаментальных научных знаний в пределах форума на тему «Открытые новшества» физик из Дании Юджин Ползик, рассказал, по какой причине прикладная наука не может отделится от фундаментальной, каким образом наука финансируется в датских идеальных условиях и с помощью чего квантовая механика сделала лучше нашу жизнь. Хотя, если задуматься, то та же Магнитная бумага и многие другие окружающие нас предметы являются результатом научных исследований.
В каком случае заканчивается наука фундаментальная и берет начало прикладная, сказать нельзя. В данном смысле квантовая физика является уникальной, и именно поэтому она так любима всеми нами. То, что прежде в квантовой физике можно было сделать исключительно на бумаге, на сегодняшний день можно делать в лаборатории. К примеру, квантовые методы хранения данных, компьютеры, системы телекоммуникации и сенсоры, которые также получили название квантовой телепортации, то, чему я посвящаю больше всего времени.
Наука в принципе является единственным способом делать лучше жизнь, и в данном понимании фундаментальная наука имеет много общего с прикладной. Чем дальше мы придвигаемся к пределу возможностей в технологическом плане, тем дальше мы отодвигаем его. Здесь можно рассмотреть положительную обратную связь: чем больше нам становится известно про физику и природу, тем более сложные и точные технологичные механизмы мы разрабатываем. И, напротив, чем точнее устройства, тем больше нам удается узнать. Однако здесь есть свои пределы, за которые созданные технологии не способны прорваться, и необходимы совершенно другие технологии. К примеру, существующие компьютеры уже близки к наименьшим размерам чипов с памятью, делать их еще меньшими размерами уже не дают возможности законы физики.
Детище профессора Николая Буднева живет вопреки множеству точек неизвестности
Оказывается, рядом с нами в мире, где главным мерилом всего давно уже являются только деньги и где мотивом для поступков стали рефлексы, а не разум, в мире, где истинное призвание человека — жажда познания — никого уже не вдохновляет, существует волнующая воображение параллельная реальность, в которой все по-другому. Эта параллельная реальность создана профессором Николаем Будневым, его единомышленниками и учениками. Мир ученого Буднева — это физика элементарных частиц, а люди, живущие в нем, это пассионарии, стремящиеся проникнуть в тайны Вселенной и постичь законы природы. Это по-настоящему счастливые люди, потому что они не ведают страха перед неизвестностью и дерзко пытаются ее постичь. И поэтому все, что они делают, наполнено великим смыслом, а все остальное после постижения этой параллельной реальности теряет значение и выглядит ничтожным.

| Фото Дмитрия Дмитриева. |
Николай Буднев, директор НИИ прикладной физики, декан физического факультета Иркутского государственного университета, хорошо известен в мировом научном сообществе как специалист в области астрофизики элементарных частиц и как создатель единственного в России астрофизического научно-исследовательского полигона в Тункинской долине. При его участии появился известный Байкальский глубоководный нейтринный телескоп, на котором, так же как и в Тунке, сегодня проводятся крупномасштабные астрофизические эксперименты. Однако широкой иркутской общественности имя ученого стало известно только этой весной, когда ему вместе с единомышленниками удалось получить грант в размере 90 млн рублей от Министерства образования и науки РФ для исследования галактических ускорителей методами гамма-астрономии и физики космических лучей на рекордном для настоящего времени уровне чувствительности. Благодаря этой победе в Тункинской долине на базе астрофизического полигона ИГУ будет построен крупнейший в мире гамма-телескоп «Тунка — HiSCORE».
— Николай Михайлович, позвольте задать глупый вопрос: «А зачем вот это все?» Человеку, пожалуй, и так не плохо, последнее время большинству населения страны обременять себя тяжелыми думами о смысле бытия совсем не хочется. А астрофизика большинству так и вообще по барабану.
— Вы правы. Действительно, время, когда физики были в почете, к сожалению, ушло. И дело даже не в физике, а в ценностях. Но вот что отличает, на мой взгляд, человека от собачки? В первую очередь это жажда познания, стремление изучить что-то, понять, как это устроено. Ребенок ломает, разбирает машинки, игрушки не потому, что ему хочется разрушить, а потому что ему хочется постигнуть. Он учится через постижение неизвестного. Взрослый человек на самом деле ничем от ребенка не отличается, его подлинной потребностью является постижение мира. С одной оговоркой: подлинной потребностью умного человека, способного мыслить. Но, к сожалению, мы видим, что государственная машина, несмотря на всю красивую риторику, направлена на то, чтобы это естественное стремление человека к познанию из него выбить, потому что нелюбопытными людьми легче управлять. Они не задают неприятных вопросов.
— Вопросов не задают, но и созидать не способны.
— А это никому не нужно, чтобы кто-то созидал. Все, что необходимо, это обеспечить рабочую силу для добычи природных ресурсов. А инженеров мы уже приглашаем из-за рубежа, это в разы дешевле, чем их учить. Да и подходы к образованию изменились. Пренебрежение к физике привело к тому, что процесс обучения из творческого превратился в механический. Изучить Налоговый кодекс или какие-то другие вещи может любой, прочитать, выучить, зазубрить, наконец. А вот понять, как работает то или иное устройство, по каким принципам и законам, может научить только физика. Ведь в чем принципиальное отличие физического факультета университета от технических вузов? Мы не изучаем в деталях какое-то конкретное устройство, автомобиль, например, или компьютер. Это совершенно бессмысленно, потому что пока мы его будем изучать, все его микросхемы устареют и появятся другие. Задача физики — изучить принципы устройства этих объектов и научить человека разбираться в любых устройствах. Дать понятия основных законов построения материи, и вот если человек их усвоил, то ему будет легко разобраться в любой сфере и найти применение своим знаниям абсолютно в любой отрасли. Поэтому к нам на факультет идут учиться те, кто еще способен думать. Кто за счет своего ума и интеллекта чего-то в своей жизни хочет добиться. Но, к сожалению, все наши лучшие выпускники уезжают, сначала в Москву, а потом и дальше, потому что им негде здесь приложить свои силы. Промышленности высокотехнологичной у нас нет, единственное, где они могут найти работу, это в мобильных коммуникациях, связи да в нашем научном центре. Вот наш выпускник Дима Костюнин уехал в Германию и сразу стал ярким участником российско-немецкого эксперимента, проводимого на базе нашего Тункинского астрофизического центра, и наши немецкие коллеги от него в полном восторге.
— Стремительное развитие новых технологий, в том числе и в области физики, изменило реальность и привело к созданию постиндустриального общества. В результате этого появился целый класс «потребленцев» и произошло искажение ценностей. Не выходит ли так, что физика, которая своими открытиями существенно облегчила современному человеку жизнь, сыграла для него плохую службу и сама стала заложником своей пассионарности?
— Это философский вопрос, но физика полностью философская наука. Достижения человека в изучении физики твердых тел и жидкостей позволили появиться таким изобретениям, как компьютер и сотовый телефон. Люди научились управлять свойствами твердой материи, и это дало нам новые виды пластмасс и стали. Чем больше развивается физика, тем больше появляется перспектив с практическим выходом. К примеру, развитие термоядерной энергетики приведет нас к тому, что человек получит возможность получать неограниченное количество энергии из воды. Сегодня мы пришли к тому, что имеем чрезвычайно быстродействующие вычислительные устройства с огромными объемами памяти, но очень маленького размера. Все это изобреталось для того, чтобы сократить число занятых в управлении людей, но оно, как мы видим, только растет. Создаются дополнительные функции, которые объективно не нужны, потому что количество занятых в промышленности людей уменьшилось и их необходимо чем-то занять. И в этом смысле с физикой, действительно, случился казус. Процессы глобализации обернулись почти катастрофой и для разных людей создали разные проблемы.
Так вышло, наверное, потому, что, увлекшись изучением материи, человечество забыло о духе, и был нарушен принцип равновесия, который в физике очень важен. В природе существуют разные уровни организации материи. Есть элементарные частицы, есть молекулы, дальше следуют живые организмы, и есть социум. Я думаю, что законы существования социума гораздо сложнее, чем законы существования атомов и молекул. И человек — сложнейший организм, зачастую он сам не может понять, почему поступил так или иначе и чего он хочет. А что говорить об обществе. Как оно устроено, мы не знаем. Мы не можем механически переносить законы физики на свойства более тонких, неизвестных нам субстанций. Как человек мыслит, что такое память и как она устроена? Ну, наблюдаются какие-то электрические процессы, только и всего, что мы об этом знаем. Устройство человеческого мозга и сознания вещь такая же непонятная, как и возникновение Вселенной. Даже гипотез на сегодня никаких нет. Никому не удалось приблизиться к этому вопросу. Мы знаем, как помнит компьютер, а где в человеке эти триггеры памяти, мы не знаем. Физические процессы просты, а то, что мы называем духом, объяснить сложно. И как следствие, социально-гуманитарные науки у нас развиты крайне слабо, исключительно из-за чрезвычайной сложности объекта.
— А как физика относится к Богу?
— С Богом все очень сложно. Есть факт, с которым никто не спорит, что наша Вселенная не вечна и не бесконечна. Она появилась 13 млрд лет назад, а до этого ничего не было. И возникает вопрос: «Не было и вдруг появилось. Почему?» Вдруг произошел большой взрыв. У физики нет ответа на этот вопрос. В физике и математике существуют первичные понятия. Например, чтобы объяснить понятие «В», вы используете понятие «С», а чтобы объяснить понятие «С», вы используете понятие «А». Но вы должны оттолкнуться от чего-то, от какой-то исходной точки, определение которой вам неизвестно. Есть исходные понятия, которые вы вынуждены воспринимать на интуитивном уровне, но с математической точки зрения они необъяснимы. Всегда есть что-то первичное, не имеющее определения.
— То есть для физики Бог — это такая точка неизвестности?
— Верно подмечено. В математике точка определения не имеет. Ни один физик не пытается понять свойство электрического разряда. Откуда он берется, никто не знает. Когда-нибудь, может, объяснят, в результате каких первичных процессов он возникает. Но на данный момент он первичен. Богом дан и, стало быть, есть. Бог вот есть, и мы не знаем, что это за объект. Как и на сегодняшний день физика не может объяснить происхождение человека. С точки зрения физики и математики происхождение человека — вещь невозможная. Давно посчитано, что вероятность возникновения человеческой жизни в результате тех случайных процессов, которые происходили после возникновения Вселенной, практически равна нулю. Как оно случилось? Бог? Но что такое Бог? Для физика важно понять, что это такое.
— Отсутствие у физики ответа на этот вопрос дало основание некоторым современным антропологам утверждать, что сегодняшняя физика как наука зашла в тупик. Как вы относитесь к такой точке зрения?
— Это абсолютно неправильно. Любая наука живет по следующим принципам. Вы начинаете изучать объект в одном диапазоне, доступном для вас на первоначальной стадии. К примеру, вы попали на необитаемый остров и стали изучать территорию, а дальше вы не знаете, что там. Постепенно вы начинаете углубляться в неизвестное и захватываете все большую часть территории, а неизвестное у вас по периметру. И чем больше пространство изучения, тем больше периметр неизвестного, который с вами граничит. Процесс познания ставит все больше новых вопросов, и называть это тупиком нельзя. В процессе исследования природы мы сталкиваемся со все большим количеством непонятных вещей. И это нормально. В развитии физики наблюдается колоссальный успех. Открытие бозона Хиггса самое веское тому подтверждение.
— Запуск Большого адронного коллайдера и исследования, проводимые в его помощью, в свое время вызвали панический страх у обывателей по поводу возможного возникновения черных дыр, которые приведут к концу света. Насколько обоснованны эти страхи?
— Удручающее невежество. Большой адронный коллайдер — блестящая машина, одно из высших достижений человечества. Кстати, основная часть металла, из которой сделан коллайдер, произведена в России при содействии научных центров в Новосибирске и в Дубне. Никаких черных дыр из-за коллайдера возникнуть не может, к нам из космоса постоянно приходят частицы с энергией в миллиарды раз большей, чем у протонов в этом коллайдере, но никаких черных дыр из-за этого не возникает.
В Тункинской долине мы как раз исследуем эти частицы, которые приходят к нам из космоса с огромной энергией, полученной в природных ускорителях гигантской мощности. Это единственное место в России, где ведутся такие исследования на современном уровне и куда приезжают работать астрофизики из Европы и привозят с собой оборудование стоимостью десятки миллионов рублей.
— А почему именно здесь, у нас, в Тунке, возник такой полигон?
— Фактора два: природный и человеческий. Первый — это неплохой астрофизический климат, ясное небо и отсутствие населенных пунктов, создающих ненужный световой фон. Второй — это профессиональный коллектив Иркутского государственного университета, который успешно развивается не смотря на нулевое базовое бюджетное финансирование, в значительной степени за счет активного сотрудничества с российскими и зарубежными коллегами из ведущих научных центров и университетов.
Международная группа астрономов, включая исследователя из Техасского Университета, Тома Маккароне, заявила, что им удалось стать свидетелями редкого космического «несчастного случая», когда черная дыра средней массы поглотила небольшую звезду. Ученые, при помощи космического телескопа Чандра (Chandra) обнаружили рентгеновскую активность, и, проанализировав ее, решили, что это, скорее всего, «сигнал бедствия» от звезды, разрываемой на части.
Вначале уловили две небольшие вспышки рентген-сигналов с паузой 4 000 секунд на краю соседней галактики Messier 86. Еще через 4000 тысячи секунд количество рентген-излучения внезапно возросло в 100 раз и затем постепенно упало снова. Эта активность была очень похожа на сигнал, который исходит от черных дыр средней «весовой категории», когда они разрывают на части так называемых белых карликов (остатки звезды, такой же, как наше Солнце).
Этот «промежуточный» размер, следовательно, должен быть намного больше, чем размер черных дыр, которые возникают после взрыва сверхновых во Вселенной в настоящее время – эти черные дыры тяжелее Солнца приблизительно в 10 раз. В то же самое время, черные дыры среднего размера намного меньше черных дыр, которые находятся около ядра галактики и масса которых в миллионы и даже миллиарды раз больше солнечной. И Небольшие и сверхмассивные черные дыры встречаются часто, в то время как черные дыры средней массы считаются достаточно редким явлением.
Период времени 4000 секунд совпадает со временем, которое требуется на то, чтобы материя разрываемой на части звезды начала бы вращаться вокруг черной дыры, масса которой в 10 000 раз больше массы Солнца. Эти черные дыры среднего размера могли появиться в истории Вселенной благодаря первому поколению сверхновых. Следовательно, их должно быть много в пространстве, окружающем галактики, однако до сих пор удалось собрать лишь весьма ограниченное количество подтверждений существования этих «промежуточных» черных дыр.
Команда астрономов, руководит которой Питер Джонкер (Peter Jonker), по всей видимости, и предоставила это недостающее свидетельство. Результаты исследования были опубликованы в Astrophysical Journal.
"Возможно, это лишь вершина айсберга, потому что нам удалось обнаружить большое количество подобных рентген-вспышек", заявляет Джонкер.
Ученые заявляют, что если будут найдены другие черные дыры среднего размера, логично будет предположить, что сверхмассивные черные дыры появились в результате слияния двух черных дыр среднего размера. Это объяснило бы существование во Вселенной на ранней стадии ее развития сверхмассивных черных дыр.
Астрономы так же надеются, что смогут в ближайшее время наблюдать за процессом слияния при помощи улучшенных антенн LIGO и Virgo, космической антенны e-LISA. С помощью этих приборов ученые рассчитывают измерить гравитационные волны, которые испускают две черные дыры среднего размера в момент слияния.
- Научные труды...
- Видеоматериалы
- Каталог физических демонстраций
- 1. Механика...
- 2. Колебания и молекулярная физика...
- 3. Электричество и магнетизм...
- 3.1 Электрическое поле
- 3.2 Проводники в электрическом поле
- 3.3 Энергия электрического поля
- 3.4 Постоянный электрический ток
- 3.5 Магнитное поле
- Политика
- Солнечная система
- Эфир
- Ацюковский В.А. Лекции
- Черепенников В.Б. Науке нужна защита от лженаучных мошенников. Монография.
- Российской академии наук фундаментальная наука не нужна. Монография. Черепенников В.Б.
- Псевдонаучные труды (критика)
- Псевдонаучные статьи (обсуждение)
- Полемические статьи (обсуждение)
На сайте:
Интернет-журнал Ньютоновские чтенияНовости наукиПолитикаСолнечная система07.03.2023 09:50















