Новости науки

Невидимые частицы темной материи могут проникать через наше тело, от дюжины до тысяч этих частиц могут сталкиваться с атомами внутри нас каждых год, согласно новым данным подсчета.

Однако, по словам исследователей, не похоже что радиация, излучаемая в ходе этих столкновений, способна вызвать рак.

Темная материя, одна из наибольших научных загадок нашего времени – невидимая субстанция, которая как предполагается, занимает 5/6 Вселенной. Ученные предполагают, что она может состоять из слабо взаимодействующих частиц, которые взаимодействуют с гравитацией, но очень слабы для влияния на другие виды силы во вселенной.

Ее призрачная природа делает чрезвычайно трудным однозначно доказать ее существование и описать характеристики. Большинство предполагают, что частицы темной материи не осязаемы. Ее существование обсуждается только учеными во время гравитационных совещаний экспертов.

Все еще считается, что темная материя очень редко вступает во взаимодействие с нормальными элементами. Земля с объектами на ней мчится сквозь плотное море темных частиц материи. Миллионы из них врезаются в нас ежесекундно. Большинство частиц просто пройдет сквозь нас, так и не столкнувшись ни с одним атомом с которых мы состоим. Последствия таких ударов могли бы пролить свет на природу черной материи.

Источник

Недавно физики лишили электрон заслуженного звания элементарной частицы. Дело в том, что уже давно ученые предполагали, что в особых ситуациях электрон может распадаться на три составляющих — холон, спинон и орбитон. Возможность раздельного существования холона и спинона была доказана шесть лет назад. А нынче ученым удалось "отделить" орбитон.

Еще в позапрошлом веке многие ученые испытали шок — атом, который прежде представлялся единым и неделимым (собственно, говоря, само слово "атом" переводится с греческого как "неделимый"), вдруг оказался составным, то есть состоящим из более мелких частиц. Их ученые на всякий случай назвали элементарными — такое название подразумевало, что они-то уж точно неделимы. Однако счастье длилось, увы, недолго — в ХХ веке большинство обнаруженных прежде частиц стали терять гордое звание "элементарные".

Началось все с протона и нейтрона — частиц, что составляют атомное ядро. Было доказано, что они состоят из более мелких частиц, которые называются кварки. Получается, что раз они составные, то значит все же не элементарные. А вот электрону повезло больше — он носил это гордое имя дольше, чем любая атомная частица. Но, в конце концов, и он был вынужден покинуть ряды элементарных частиц.

Дело в том, что еще примерно полвека назад физики предсказали возможность разделения электрона на три квазичастицы (о том, что это такое, читайте в статье "Мы будем общаться, как герои "Звездных войн"") — холон, спинон и орбитон. Причем первая из них будет переносить заряд электрона, другая — его спин (момент импульса), а третья вообще является квантом орбитальной волны электрона, то есть переносит его орбитальное взаимодействие с другими электронами и ядром. Правда, проявляются эти три квазичастицы не всегда, когда электрон того пожелает, а лишь в особых условиях. Например, в пределах одномерных цепочек атомов, стоящих очень близко друг к другу (такое часто бывает в углеродных нанотрубках).

Сразу хочу заметить, что электрон вовсе не распадается на эти частицы так, как протон или нейтрон на кварки. То есть даже в нанотрубках не происходит такого, что при взаимодействии с близко расположенными электронами других атомов, какой-то конкретный электрон (для удобства представим его как шарик) вдруг развалился на три более мелких шарика. Причем один из них сохранил заряд электрона, другой вертится вокруг своей оси так же, как электрон (сохранил спин), а третий движется по той же орбите, что и электрон (сохранил орбитальные взаимодействия).

На самом деле электрон, конечно же, ни на какие частицы не разваливается. Просто при сближении друг с другом в пределах одномерной цепочки электроны соседних атомов начинают взаимодействовать друг с другом особым образом. И это взаимодействие можно описать не исходя из свойств самих электронов, а представив себе, что их осуществляют три гипотетические частицы — те самые холон, спинон и орбитон. В частности, уже давно было экспериментально показано, что в таких взаимодействиях изменения заряда не связаны с изменением спина.

Но как такое возможно? Представьте себе, что атомы стоят настолько плотно, что электроны образовали так называемый вигнеровский кристалл — то есть компактную упорядоченную структуру вроде кристаллической решетки. При этом в узлах данной решетки возникнут коллективные колебания электронов (как это происходит с узловыми частицами любого кристалла). Но данные колебания обязательно будут сопровождаться переносом заряда. В этом случае можно говорить о возникновении квазичастицы холона.

В то же время электроны в цепочке обладают спином, и, соответственно, между ними существует некоторое спин-спиновое взаимодействие. А поскольку все электроны стоят вплотную друг к другу, логично предположить, что если мы перевернем один из спинов, то по цепочке побежит спиновое возмущение. И оно вовсе не будет сопровождаться переносом заряда. В данном случае мы имеем дело с другой квазичастицей — спиноном.

То, о чем мы сейчас беседовали, представляет собой мысленный эксперимент, проведенный физиками еще в 90-х годах прошлого века. А вот добиться возникновения спинона и холона в реальности удалось не так давно — в 2006 году. Тогда группа ученых во главе с Ким Чанюном из университета Енсей в Сеуле (Республика Корея), Эли Ротенберг и Шень Чжи Сюнем из Стэнфордского университета сообщила об обнаружении четких спектральных сигналов спинонов и холонов в одномерных образцах SrCuO2. Следует заметить, что это вещество весьма своеобразно — по своим свойствам оно скорее металл, но при этом данный материал не проводит электричество из-за постоянного электрон-электронного взаимодействия. Так что разделить спинон и холон решили именно там.

Используемая физиками методика фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением ARPES состояла в том, что образец облучался рентгеновскими лучами, вызывающими эмиссию электронов (что также известно как фотоэффект). Измерение кинетической энергии испускаемых электронов и углов, под которыми они вылетают, позволяет вычислить их скорость и степень рассеяния. Это в свою очередь дает детальную картину энергетического спектра электрона.

А поскольку известно, что удаление электрона приводит к образованию положительно заряженной "дырки", которая несет информацию как о спине, так и о заряде, то следует фиксировать именно ее образование. Это самое образование "дырки" проявляется в виде одного пика спектра ARPES. Если происходит разделение заряда и спина, "дырка" распадается на спинон и холон, и в спектре ARPES появляются два пика. Именно эти два пика и зафиксировали ученые. Таким образом возможность независимого существования спинона и холона была доказана.

Недавно же другая группа физиков из Германии, Швейцарии, Франции и Нидерландов под руководством госпожи Джастин Шлаппа смогла "отделить" орбитон. "Подопытным кроликом" выступил все тот же SrCuO2. А вот методика была уже другая — так называемое неупругое рассеяние частиц (RIXS). Она заключалась в том, что образец бомбардировали быстрыми частицами. Это приводило электроны в возбужденное состояние и одновременно исследователи могли отмечать расположение и конфигурацию их спинов.

Измерив же спины и орбитальные угловые моменты (он характеризует движение частицы по орбитали вокруг ядра) электронов, исследователи поняли, что орбитон и спинон существуют одновременно. Дело в том, что изменение спина и орбитального углового момента не совпадали — а это значит, что спинон и орбитон передвигаются вдоль Sr2CuO3 с разной скоростью. То есть это отдельные квазичастицы.

Итак, существование орбитона наконец-то экспериментально подтверждено, и из-за этого электрон окончательно лишился почетного звания элементарной частицы. Однако эксперимент ученых сводился вовсе не к исправлению терминологии — орбитон и сам по себе представляет немалую ценность. Например, его существование может объяснить некоторые аномалии высокотемпературных сверхпроводников — почему в них возникает сверхпроводимость в таких условиях, в каких вроде бы не должна возникать.

Кроме того, движение орбитонов и спинонов можно будет использовать при создании квантовых компьютеров — эти квазичастицы двигаются настолько быстро, что их перемещение от одной квантовой точки к другой занимает фемтосекунды. А значит, перенос информации будет почти что мгновенный…

Источник

Для тех из нас кто вырос, слушая Карла Сагана, наблюдал за путешествиями роботизированных космических кораблей к другим мирам, и радовался научно-фантастическим книгам и фильмам – это истина, в один день мы обнаружим жизнь где-нибудь еще в солнечной системе или во Вселенной.

Но может мы через чур оптимистичны? Два исследователя говорят, что наши надежды и ожидания, скорее всего, основываются на оптимизме, а не на научных доказательствах, а последние исследования планет за приделами солнечной системы, подобных Земле, добавляют надежд.

Астрофизик Эдвин Тернер из Принстона и ученый Дэвид Шпигель из Института перспективных исследований говорят, что идея существования или возникновения жизни на планетах подобных Земле, имеет очень низкое количество подтверждающих доказательств. Большинство из них экстраполированы из так названного абиогенеза, или зарождения жизни на Земле. Исследователи говорят, что ожидания возникновения жизни на планетах подобных Земли основывается на предположении, что это возможно за счет существования где-либо условий, подобных земным.

Используя метод байесовского анализа (который оценивает, сколько научных заключений основывается на реальных данных, а сколько идет от научных предположений ученных) следует предполагать, что скорее Земля оказалась космическим отклонением, где жизнь развивалась необычайно быстро и неистово. Если это так, шанс существования планет с внеземными формами жизни будет очень низким.
Источник

Студентами-выпускниками, которые занимались тем, что понравилось бы большинству из нас, рассматривавшими снимки с высоким расширением, сделанные камерой HiRISE, Марсианского разведывательного спутника обнаружили странные завитые спирали на поверхности Марса.

Подобные элементы видели на Земле, но сейчас их впервые обнаружили на Марсе. Элементы на Марсе, называемые лавовыми кольцами, имеют больший размер. «На Марсе размер самого большого кольца в ширину составляет 30 метров – сказал Андрю Раян, из Государственного университета Аризоны. Его размер больше любого лавового кольца на Земле».

Лавовые кольца напоминают улиток или ракушки наутилусов. Раяну удалось обнаружить 269 таких колец только в регионе под названием Cerberus Palus. Из них 174 завернуты по часовой стрелке, 43 против часовой стрелки, а 52 остались не классифицированы из-за ограничения разрешения снимков.

На Земле, кольца лавы можно обнаружить на Гавайях, преимущественно на поверхности покрытой потоками базальтовой лавы. В основном они формируются вдоль медленно движущихся зон в потоке; например, вдоль краев небольших каналов, а направление определятся по кольцам лавы.

Источник

Физики из Принстонской физической лаборатории Министерства энергетики США предложили решение главной проблемы термоядерного синтеза.

Ученые давно работают над практическим использованием термоядерного синтеза, который может решить все энергетические проблемы человечества. Однако существует ряд технологических барьеров, которые пока не удается преодолеть. Один из них, так называемый «предел плотности», который мешает термоядерным реакторам работать с высокой эффективностью.

Термоядерная реакция происходит, когда плазма становится достаточно горячей и плотной для того, чтобы атомные ядра могли объединиться и высвободить энергию. Но в экспериментальных реакторах реакция все время упирается в таинственный предел плотности, который не дает реактору работать на максимальной мощности.

Углубленный анализ, проведенный американскими учеными, показал, что проблема может крыться в крошечных пузырьках, которые образуются в плазме. Оказывается, различные примеси в плазме собираются в этих пузырьках, которые при достижении предела плотности сливаются в более крупные структуры, охлаждают плазму и нарушают ее стабильность.

Помимо охлаждения плазмы, пузыри действуют как щиты, блокирующие подвод дополнительной мощности. Когда пузыри растут, нарушается течение электрического тока, позволяющего нагревать и удерживать плазму.

Ученые собираются проверить свою гипотезу на токамаках Alcator C-Mod в Массачусетском технологическом институте и DIII-D в лаборатории General Atomics. Исследователи намерены попытаться решить проблему предела плотности. В частности, планируется подавать мощность непосредственно на пузыри, что должно повысить плотность плазмы. В будущем это должно помочь достичь температуры плазмы в 100 млн градусов, что требуется для зажигания реакции термоядерного синтеза.

Источник

Май - лучшее время для того, чтобы попытаться увидеть одну из наиболее стойких и неразгаданных загадок нашей Солнечной системы. Пепельный свет слабое – свечение якобы видимое на темной стороне Венеры, во время серповидной фазы, подобное до пепельного света Луны, но только не такое яркое. Чаще всего его видят, когда Венера восходит на вечернем небосводе, как сейчас, а также во время восхода. Но никто не знает точно, что его вызывает.

И так каковы наши знания об этом таинственном свечении?

Впервые феномен был отмечен в 1643 году, итальянским астрономом Джованни Батиста Риччоли. В прочем много известных астрономом заявляли о нем спустя 369 лет, включая Вильяма Гершеля, Патрика Мура и многих других. Многим не удалось увидеть эффект, и они заявили, что это ни что другое как ошибка наблюдения, иллюзия, атмосферный эффект или неисправность оборудования. Кроме того тот факт, что еще никому не удалось сделать снимок пепельного света, делает его существование сомнительным.

В течении месяца, находясь в близи от Солнца, видимая часть Венеры будет увеличиваться в диаметре и с 5 на 6 июня, освещенная часть составит 56 дугосекунд вместо 37. Наилучшим вариантом для астрономов-любителей, которые надеяться взглянуть на свечение, использовать заслонку для того что бы прикрыть свет исходящий от планеты, который делает неосвещенною сторону более видимой.

Источник

Благодаря космическому аппарату Рассвет (Dawn) Веста наконец-то стала раскрывать свои секреты. Последние снимки, полученные с Рассвета, открывают новые детали о гигантском астероиде, включая разнообразность поверхности, резкую смену температуры и дает ключи к пониманию ее внутренней структуры. Ученные говорят, что информация, полученная с Рассвета, поможет понять раннюю солнечную систему и процессы, которые доминировали во время ее формирования.

«Сейчас Рассвет позволяет нам изучить разнообразные камни и смеси из которых состоит поверхность Весты очень детально – говорит Геральд Хейсингер (Harald Hiesinger), участник проекта «Рассвет» и ученный Мюнстерского университета в Германии.

Благодаря снимкам стало понятно, что поверхность Весты была сформирована благодаря разнообразию процессов, которые там происходили».

Снимки, сделанные с помощью камеры «Рассвета», а также видимым и инфракрасным картографическими спектрометрами, сделанные с расстояния 680 и 210 км от поверхности астероида, демонстрируют разнообразие минералов на поверхности и каменных образцов. 

Кодированные ложно-цветные изображения помогают ученым лучше понять состав Весты и позволяют определить элемент, который был расплавлен под поверхностью астероида.

Кроме того ученные разглядели брекчии (брекчии – сцементированная горная порода, состоящая из сложенных угловатых камней небольшого размера), которые слились со скалами под воздействием космического мусора. Большинство элементов видимых на снимках Рассвета состоят из железо- и магнезиум насыщенных элементов, часто обнаруживаемых на Земле в камнях вулканического происхождения. На изображениях также видны озероподобные залежи, которые могли сформироваться из мелкой пыли во время ударов по низменностям.

Источник

Согласного новому исследованию, формула, которую астрономы использовали на протяжении долгого времени для определения массы галактики во время рождения, может быть не настолько надежной как предполагалось.

Исследование, во время которого было тщательно рассмотрено около 260 галактик, установило, что распределение звезд в ранних галактиках, отличается от распределения в галактиках, которые возникли позже. Это открытие может изменить наше представление об эволюции галактик.

В центре сложной звездной истории астрономическая формула известная как начальная функция масс или НФС. Формула помогает астрономам рассчитать массу звезд внутри галактики, которая в дальнейшем будет использована для измерения ее роста.

Неправильные данные

Работая над проектом по изучению процесса формирования самых старых галактик, международная команда астрономов исследовала схожие эллиптические галактики, а также линзовидные галактики, которым присущи черты как галактических, так и их младших родственниц, спиральных галактик.

Группа рассчитала массу звезд, подсчитав количество энергии, которое они излучают. После чего сравнили полученные данные с результатами подсчетов движения звезд, под действием галактического гравитационного поля.

Источник

Работающие на Большом адронном коллайдере физики открыли новую частицу, точнее, возбужденное состояние нейтрального "прелестного" кси-бариона, в котором он значительно тяжелее, чем в основном состоянии, сообщает коллаборация CMS.

Барионами называют частицы, состоящие из трех кварков, в их число входят протон (два верхних (u) кварка и один нижний (d)) и нейтрон (два нижних и один верхний), из которых состоит весь наблюдаемый мир.

Кси-барионы состоят из одного верхнего или одного нижнего кварка и двух более тяжелых кварков. Нейтральный "прелестный" кси-барион состоит из одного верхнего, одного "странного" (s) кварка и одного "прелестного" (b) кварка. "Прелестный" и "странный" кварки заряжены отрицательно, величина заряда каждого из них составляет треть заряда электрона, а верхний кварк заряжен положительно на две трети заряда электрона. В результате частица в целом электрически нейтральна.

Впервые нейтральный "прелестный" кси-барион был обнаружен физиками, работавшими на американском коллайдере Теватрон в июле 2011 года. Коллаборация CDF, работающая на одноименном детекторе ускорителя, измерила массу частицы, которая оказалась равна 5787,8 6 мегаэлектронвольт на квадрат скорости света (в физике частиц массу часто измеряют в единицах энергии - электронвольтах, 1 электронвольт соответствует 1,8 на 10 в минус 36-й степени килограммов, протон весит 938 мегаэлектронвольта, а электрон - 0,511 мегаэлектронвольта).

Теперь физики с помощью одного из детекторов Большого адронного коллайдера - детектора CMS - обнаружили нейтральный "прелестный" кси-барион в возбужденном состоянии. Это означает, что эта частица состоит из того же набора кварков, что и найденный коллаборацией CDF кси-барион в основном состоянии, но имеет значительно большую энергию, а значит, и большую массу.

Детектор CMS во время сборки

Измеренная на детекторе CMS масса возбужденного кси-бариона составила 5945 3 мегаэлектронвольта. Именно различие в массах позволяет физикам говорить об открытии не нового состояния, а новой частицы.

Она была обнаружена в данных, собранных детектором CMS в 2011 году. Возбужденный нейтральный "прелестный" кси-барион - нестабильная частица. Она почти мгновенно распадается на другие частицы, оставляя в конечном счете протон, два мюона и три пиона.

Данные о параметрах этих "результирующих" частиц и позволили ученым сделать выводы о рождении возбужденного кси-бариона.

Результаты исследования будут опубликованы в журнале Physical Review Letters. 

Источник

Физики из Венского университета впервые реализовали на практике парадокс, описанный Ашером Пересом. Суть парадокса заключается в том, что на состояния запутанных частиц "влияют" решения из будущего. Статья ученых появилась в журнале Nature Physics, а ее препринтдоступен на сайте arXiv.org.

Квантовые состояния частиц в отличие от их классических аналогов имеют вероятностную природу. Это означает, что, если у такой частицы было два классических состояния, то ее квантовое состояние может быть суперпозицией двух. То есть, при измерении с некоторой вероятностью p будет получаться одно состояние и с вероятностью 1-p - другое. Запутанными называются частицы, у которых состояния находятся в суперпозиции. Это означает, что измерение состояния одной, однозначно определяет состояние второй частицы.

Суть эксперимента, который был реализован в новой работе, заключается в следующем. Сначала берутся две пары запутанных фотонов и делятся между тремя участниками эксперимента - Виктором, Бобом и Алисой. Виктор оставляет себе по одному фотону из каждой пары, а остальные рассылает Бобу и Алисе. После этого последние выполняют измерения состояний фотонов, лишая их, в некотором смысле, квантовых свойств. Участники эксперимента даже, при желании, могут потом избавиться от этих частиц.

Вместе с тем, какой тип корреляции (взаимосвязи) между фотонами - классический или квантовый, то есть запутанный, - можно определить только после того, как Виктор решит, что ему делать с его фотонами. Он может их измерить по отдельности, а может запутать. Таким образом, по словам ученых, в некотором смысле квантовая механика способна "имитировать воздействие из будущего". Сам Перес пояснял этот парадокс тем, что, пока Виктор не выполнил измерение, фотонам Боба и Алисы просто нельзя присвоить корректно определенные квантовые состояния.

Природа квантовомеханических объектов позволяет физикам проделывать множество необычных вещей. Например, существует понятие квантовой телепортации. Под этим термином подразумевается передача квантового, то есть "неопределенного" состояния объекта. Для осуществления этого процесса требуется классический канал связи, поэтому телепортация происходит, вообще говоря, не "моментально".

Источник

Согласно недавним наблюдениям космического телескопа Спитцера, галактика Сомбреро «страдает раздвоением личности». Инфракрасные изображения раскрыли туманный эллиптический ореол звезд окружающих двойной внутренний диск, раньше считалось что галактика только дискообразная.

Возможности Спитцера по поиску источников тепла, помогли рассмотреть как звезды так и пыль в внутри Сомбреро, также известной как Мессье 104 или NGC 4594. Звездный свет обнаружен в 3.5 и 4.6 микронах и представлен в сине-зеленом, тогда как пыль обнаружена в 8.0 микронах и показана красным. Кроме того, Спитцер обнаружил, что плоский диск галактики состоит из двух секций – внутренний диск состоит практически из одних звезд, без пыли, а внешний из звезд и пыли.

Галактическое «раздвоение личности» не было видимым на предыдущих снимках. «Сомбреро более сложная галактика чем мы предполагали – говорит Дмитри Гадотти, ученный из Европейской южной обсерватории в Чили и главный автор доклада. Единственная возможность объяснить то, что мы знаем о этой галактике, это рассматривать ее как две галактики, находящиеся одна в одной».

Источник

Группа астрономов обнаружила огромные скопление галактик-сателлитов и кластеров звезд окружающих Млечный Путь, растянувшиеся вдоль на миллионы световых лет. Команда говорит, что эти находки могут быть сигналом о «катастрофической ошибке стандартной космологической модели», ставя под сомнение существование темной материи. Исследование присоединяется к другому, в котором ученые не нашли доказательств существования темной материи.

Аспирант Марсель Павловски и профессор астрономии Павел Кроуп из Боннского университета в Германии, знакомы с этим исследованием и скептицизмом относительно темной материи. Они создали блог под названием «Кризис темной материи» и в 2009 опубликовали статью по галактикам-сателлитам, Кроуп объявил о том, что скорее всего Ньютон ошибался.

«Кроме того, что его теория описывает ежедневное влияние гравитации на Землю, которое мы можем увидеть и измерить, можно предположить что мы не смогли осмыслить основы физики силы притяжения». В то время как базовая космологическая модель происхождения и эволюции вселенной основываются на существовании темной материи, невидимого вещества составляющего до 23% космического пространства.

Эта модель была дублирована недавними наблюдениями за космическими микроволновым излучением, показавшим что 4% занимает регулярная барионная материя, 73% темная энергия и остальное за темной материей.

Источник

Немецкие физики из Корнельского университета создали фотонную пушку, которая может испускать единичные фотоны различных длин волн. Подобные устройства могут стать основой для организации квантовой связи, неприступной для хакерских атак, сообщает Lenta.Ru.

Фотонная пушка, разработанная физиками, представляет собой дискообразный кристалл ниобата лития (соединения лития, ниобия и кислорода), облучаемый лазером. Твердотельный лазер (типа Nd:YAG) закачивает в кристалл фотоны с длиной волны 532 нанометра. Фотоны скапливаются, отражаясь от стенок кристалла, и могут, из-за его особых свойств, распадаться на два фотона с близкой, но немного разной длиной волны около 1060 нанометров.

Затем фотоны покидают кристалл, где разделяются на три группы. Исходные частицы с длиной волны 582 нанометра игнорируются, а пары длинноволновых разделяются. Один из фотонов отправляется принимающей стороне и используется для коммуникации. Второй фотон служит сигналом того, что первый готов к отправлению.

Необходимость одиночных фотонов для коммуникации возникает из-за проблемы подслушивания. Все современные существующие лазеры испускают фотоны «пачками». Если они используются для передачи информации, то часть фотонов из «пачки» может быть перехвачена злоумышленником таким образом, что принимающая сторона этого не заметит. Если для передачи сообщения используется только один фотон, подслушивающий заберет весь сигнал и обнаружит себя.

Кроме того, поскольку образование фотонов — процесс случайный, необходимо использовать именно пары фотонов, чтобы по наличию одного из них знать, что второй отправился принимающей стороне.

Авторам удалось показать, что нагревая или охлаждая кристалл ниобата лития, можно изменять длину волны генерируемых фотонов в диапазоне ста нанометров. Используя панель таких кристаллов, можно будет во много раз увеличить скорость передачи сигналов по одному каналу.

Источник

Ученые показали, как физические законы, симметрично действующие в пространстве, могут приводить к образованию несимметричных объектов, которых в нашей вселенной большинство. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters. Краткое содержание статьи можнопрочитать на сайте Американского физического общества.

Исследователи использовали созданную ими математическую модель, которая помогала анализировать двумерные узоры, образуемые расположением виртуальных точек. Зная расположение точек, ученые могли сказать, как именно эти точки должны взаимодействовать, чтобы получился наблюдаемый узор.

Математики решили обратить используемый алгоритм, и узнать, смогут ли взаимодействующие равномерно во всех направлениях частицы породить узор, который был бы несимметричен. Причем речь шла именно о зеркальной несимметричности, то есть хиральности. Хиральные объекты не могут быть совмещены друг с другом при помощи поворота. Например, правую руку никак нельзя заставить совпадать с левой, если только не отразить ее в зеркале.

Сила взаимодействия между частицами в модели зависела только от расстояния между ними. Это значит, что во всех направлениях она была одинакова. Оказалось, что если специально подобрать свойства притягивания и отталкивания взаимодействующих частиц, то они смогут складываться в узоры, имеющие как "левые" так и "правые" зоны.

Впрочем, характер закона, по которому взаимодействовали частицы, оказался довольно сложным. На каком-то расстоянии частицы отталкивались, на каком-то притягивались. Большинство реальных физических взаимодействий имеют гораздо более простой характер. Тем не менее, ученым удалось показать интересный факт, который может помочь теоретикам предложить новые сценарии возникновения сложности во Вселенной.

Симметрия является неотъемлемым свойством большинства физических законов. В то же время наблюдаемая Вселенная несимметрична, и не вполне понятно, как именно эта несимметричность может возникать. Она наблюдается на многих уровнях. Не известны причины асимметрии между веществом и антивеществом, разница в количестве которых составляет основу существования видимой Вселенной.

Асимметрия играет важную роль в биологии. Почти все биологические вещества, в том числе аминокислоты, сахара и нуклеотиды хиральны, зеркально несимметричны, причем в живой природе всегда присутствует только один вид молекул из пары "левого" и "правого" вариантов. В качестве одной из гипотез о возникновении хиральности ученые рассматривали влияние метеоритов

Источник

Астрофизики не устают искать различных рекордсменов, и вот сейчас на подходе очередной из них. Взглянув в глубокий космос, астрономы нашли крайне интересный объект – галактику, которая может быть самой старой из всех, известных человечеству.

Объект, с именем MACS1149-JD1, имеет красное смещение 9.6, что означает, что свет от данной галактики летит к нам порядка 13 миллиардов лет.

Как знают многие из вас, расстояние до того или иного далекого космического объекта измеряется при помощи, так называемого красного смещения. Этот эффект возникает потому, что луч света, испускаемый дальним объектом, проходя гигантское расстояние в космосе постепенно расширяется. Расширение это происходит потому, что расширяется само пространство, через которое проходит электромагнитная волна. В итоге, свет смещается в красную сторону спектра, и чем сильнее это самое смещение, тем дальше находится этот самый объект.

Объект, с именем MACS1149-JD1, имеет красное смещение 9.6, что означает, что свет от данной галактики летит к нам порядка 13 миллиардов лет, что делает ее кандидатом на звание самого удаленного космического объекта.  Пока учение не делают точных выводов по поводу данного объекта, и обещают предоставить обширную информацию после более детального изучения. А пока галактика MACS1149-JD1 является всего лишь кандидатом на звание самой старой, пусть и довольно серьезным кандидатом.

Следует отметить, что наблюдение столь далекого объекта стало возможным только потому, что свет его попал в  своеобразную гравитационную линзу. Линза эта представляет собой искривление пространства, вызванное сильным гравитационным воздействием, которое, в нашем случае, было следствием присутствия неподалеку скопления галактик. Именно это искривление и изменило траекторию света, сделав его видимым для наблюдения с Земли. Это искривление помогло определить возраст MACS1149-JD1, который составил порядка 200 миллионов лет. Масса галактики примерно равна массе нашего Млечного пути.

Более детальное изучение столь дальних объектов пока не является возможным, так как мощности «Хаббла» уже не хватает для такой работы. Но все должно измениться, когда на орбиту будет запущен телескоп «Джеймс Уэбб», который призван заменить собой «Хаббл».  Новый телескоп будет находиться на расстоянии полутора миллиона километров от нашей планеты, в так называемой второй Лагранжевой точке. 

Источник

Несколько известных миллиардеров создали новую компанию «Planetary Resources» (смотрите новость«Planetary Resources Group» хочет начать добычу полезных ископаемых на астероидах), с целью отправить роботизированный космический аппарат для разработки залежей драгоценных металлов на астероидах и доставки их на Землю. 

Руководители корпорации Google, Ларри Пейдж и Эрик Шмидт а также их бизнес партнеры говорят, что новое предприятие внесет «триллионы в мировое ВВП».

Но кому будут принадлежать эти триллионы? Компании или всему человечеству? Имеет ли частная компания право разрабатывать астероиды, или небесные тела вроде спутников, планет и астероидов? Не считаются ли эти объекты общей собственностью землян?

«Закон относительно этого вопроса не прописан и не ясен» говорит Генри Хертцфельд, профессор по вопросам космической политики и международных отношений Университета им. Дж. Вашингтона. «Существует много вариантов относительно статуса в этой сфере, и не понятно кто прав, так как этот вопрос очень сложный».

Не было необходимости в правовом определении этого вопроса так как, ни одна компания до этого не доходила до создания реального плана разработки астероидов. Когда возникнет вопрос о правовом урегулировании вопроса о космической собственности, скорее всего старые международные раны откроются снова.

Источник

На прошедшей недели, новая компания созданная группой миллиардеров Hi-tech, объявила о новом космическом предприятии. Сразу же начались раздумия, чем же займется «Planetary Resources». Многие ставили на то, что компания займется добычей полезных ископаемых на астероидах, а сейчас, представители компании подтвердили это. Действительно, их цель сфокусироваться на добыче полезных ископаемых, таких как металлы и редкие минералы на астероидах. «Это инновационное начинание создаст новую ветвь промышленности и новое определение понятия «природные ресурсы», сказали представители группы.

Что это? Журавль в небе или надежный план инвестиций?

Оказалось, что эта компания существует около трех лет, работая в тени, разрабатывая план.

В состав группы входят CEO корпорации X PRIZE Питер Диамандис, основатель Space Adventures Эрик Андерсон, руководители корпорации Google К. Рам Шрирам, Ларри Пейдж и Эрик Шмидт, режиссер Джеймс Кэмерон, бывший глава отдела разработки программного обеспечения Microsoft Чарльз Симони – который дважды посетил МКС, и Росс Перот Младший.

Не смотря на то, что пресс-конференция состоится сегодня, многие основатели заговорили еще вчера вечером. Группа будет полностью сфокусирована на разработке Земных орбитальных телескопов для сканирования наиболее пригодных астероидов, после чего, будут разработаны самые дешевые роботизированные космические аппараты для проведения разведки.
Источник

Новое исследование предполагает, что большинство планет в звездных системах состоят из более тяжелых элементов чем гелий и водород.

Тяжелые элементы необходимы для формирования пылевых частиц и планетеземале, из которых состоит планетарная кора, согласно исследованию проведенному Джаретом Джонсоном, Хью Ли учеными Национальной лаборатории Лос-Аламос в Нью-Мексико.

Кроме того, находки предполагают, что пылевой диск который окружает молодые звезды не жизнеспособный, если звезды имеют низкую концентрацию тяжелых элементов, или на жаргоне астрономов низкую «металичность». Скорее всего причина такой низкой продолжительности жизни, в том, что свет излучаемый звездами испаряет пылевые тучи.

Планетарная эпоха. Космическая истории имеет несколько эпох, одна их которых начинается в момент когда вокруг звезд начали формироваться планетарные системы. Тяжелые элементы, такие как углерод, кремний, и кислород должны были сначала возникнуть в результате взрыва огромных звездных, супернова, с звездной коры первого поколения звезд, перед тем как могли сформироваться первые планеты.

«Наши подсчеты показывают минимальный необходимый уровень тяжелых металлов в околозвездном пространстве для формирования планет. – говорит Джонсонс . – Тяжелые элементы должны были сформироваться с первых звезд во вселенной, первые планеты могли сформироваться только вокруг следующего поколения звезд».

Понимание, того как сформировались первые планеты, дает возможность понять важные моменты существования ранней вселенной. Кроме того, говорят ученые, знания того как первые планеты сформировались поможет во многих аспектах астрономических поисков, например в поиске жизненных форм на других планетах.

Согласно Джонсонсу и Ли, теория возникновения планет поможет сделать предположения относительно свойств первых планет и их материнских звезд. Такие теории должны тестироваться с помощью изучения древней планетарной системы в нашей галактике. Считается, что обогащение газа металлами с супернова повлияло не только на формирование планет, но и на формирование малых звезд, таких как наше Солнце.

Источник

Тонкие и удивительно разноцветные полосы были обнаружены на последних снимках Меркурия, сделанных Мессенджером, космическим аппаратом NASA.

Изображение было собранно из снимков сделанных широкоугольной камерой, которые были полученные на 996, 748 и 443 нанометрах для красного, зеленого и синего цвета, показывают полуосвещенный ореол Меркурия с ярко святящимся кратером Дебюсси (Debussy), который виден слева (изображение было развернуто на 180 градусов и насыщенность цветов увеличена на 25%).

Названый в честь французского композитора Клода Дебюсси, известного благодаря композиции «Claire de Lune». Кратер шириной 80 км впервые был обнаружен наземным телескопом в 1969 году, как яркая точка. Сейчас, спустя 43 года, у нас есть космический аппарат, который может делать такие изображения и отправлять их на Землю.

Разнообразные цвета на поверхности Меркурия вызваны разным геологическим составом. Точный состав пока неизвестен и текущие задание, которые ученные пытаются решить с помощью Мессенджера, определить из каких материалов состоит многоцветная поверхность Меркурия. Так же, это поможет понять, что находится внутри планеты, как она развивалась и как развивается сейчас.

Источник

Многочисленные исследования процессов эволюции вселенной, которые проводились на протяжении долгих лет, позволили накопить достаточно большую базу знаний. Именно эти знания и легли в основу интересного трехмерного моделирования, которое демонстрируется в ряде учреждений США.

Ролики показывают различные этапы становления вселенной, произошедшие много миллиардов лет назад, и все это в высоком разрешении.

Если вы в настоящее время находитесь в Нью-Йорке, то обязательно зайдите в Музей естественной истории, чтобы посмотреть данный ролик. Кроме того, сие зрелище будет доступно посетителям Калифорнийской академии наук, и стенфордской лаборатории SLAC.  Ролики показывают различные этапы становления вселенной, произошедшие много миллиардов лет назад, и все это в высоком разрешении. В число наиболее интересных роликов входит моделирование появления сверхновой, и конечно же эволюция самой вселенной, где показывается формирование крупномасштабных структур, вроде скопления галактик, происходящее на протяжении миллиардов лет.

Создание роликов происходило не в угоду зрелищности, во внимание принимались многочисленные сведения о температуре, скорости, времени и другие факторы. На основе этих данных было создано компьютерное моделирование, которое было визуализировано только на самом последнем этапе работы.

Источник