Новости науки

Физики ЦЕРН случайно открыли сразу пять новых "зачарованных" частиц

МОСКВА, 16 мар – РИА Новости. Большой адронный коллайдер обнаружил сразу пять новых частиц, содержащих в себе так называемые "зачарованные" кварки; открытие было сделано при изучении распада сверхтяжелых "кузенов" протонов, не существующих в природе, говорится в статье, размещенной в электронной библиотеке arXiv.org

"Их можно рассматривать одновременно и как отдельные частицы, и как возбужденные состояния одной и той же частицы. Что именно более корректно – вещь очень субъективная. В отличие от возбужденных атомов водорода и других частиц, в данном случае кварки сильно взаимодействуют между собой особым образом. Каждый из вариантов этих взаимодействий можно рассматривать как отдельную сущность, хотя состоят они из одних и тех же кварков", — комментирует открытие Любош Мотль (Lubos Motl), чешский физик-теоретик и бывший профессор Гарварда.

Все открытые частицы, как пишут участники коллаборации LHCb, в том числе и ряд российских физиков, представляют собой вариации омега-гиперона – сверхтяжелой частицы, содержащей в себе три тяжелых кварка. Иными словами, они могут содержать в себе "зачарованные" (c), "прелестные" (b) и "странные" (s) кварки, но не нижние или верхние субатомные частицы, из которых состоят протоны и нейтроны. 

 Свойства всех этих частиц давно предсказаны Стандартной моделью физики, и многие из них ученые уже обнаружили за последние полвека. Однако далеко не все омега-гипероны были изучены на практике. Особенности в их распадах, как отмечают авторы статьи, могут указать на проблемы Стандартной модели и подсказать, существует ли новая физика за ее пределами.

Наблюдая за рождением и распадами таких частиц, физики из LHCb совершенно неожиданно для себя нашли следы сразу пяти ранее неизвестных омега-гиперонов, обладающих массой примерно в 3 ГэВ (примерно в три раза больше, чем у протона или нейтрона). 

Неожиданность заключалась в том, что они не содержали в себе так называемых "прелестных" кварков – субатомных частиц, для изучения свойств которых был создан детектор LHCb. Частицы, содержащие в себе b-кварки, считаются главными кандидатами на роль "ворот" в мир новой физики — в их распадах ученые зафиксировали несколько странностей, объясняющих различия между материей и антиматерией и выходящих за пределы стандартной модели физики.

Как предполагают участники коллаборации, им удалось открыть пять связанных состояний омега-гиперонов, состоящих из двух "странных" и одного "зачарованного" кварка. Такие частицы обладают нулевым зарядом, что отличает их от почти всех остальных омега-гиперонов, обладающих зарядом +1, —1 или даже +2. 

В целом, как отмечает Мотль, свойства этих частиц соответствуют тому, что предсказывает Стандартная модель, и поэтому они не представляют собой большого интереса для поисков "новой физики". Тем не менее, дискуссии вокруг того, являются ли они одной частицей или пятью разными объектами, могут привести к открытию других, более интересных частиц на БАК.

Источник

Физики выяснили, как свет поможет ускорить компьютеры в 100 тысяч раз

МОСКВА, 14 мар – РИА Новости. Управление движением электронов при помощи сверхкоротких импульсов света может ускорить работу полупроводниковых компьютерных чипов в примерно 100 тысяч раз, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.

"В последние годы мы и несколько других групп ученых обнаружили, что электрическое поле сверхкоротких импульсов лазера можно использовать для перемещения электронов внутри твердых форм материи. Все мы очень обрадовались такому открытию, так как оно позволяет создавать компьютеры, которые будут работать на частотах, в десятки и тысячи раз превышающие текущие рекордные значения", — заявил Руперт Хубер (Rupert Huber) из университета Регенсбурга (Германия).

Все современные компьютеры состоят из миллионов и миллиардов микроскопических транзисторов – устройств, избирательно пропускающих электрический ток. Как правило, при уменьшении размеров транзисторов сила побочных эффектов, мешающих их работе, возрастает, что мешает созданию все более миниатюрных и быстрых вычислительных приборов.

Эти утечки накладывают фундаментальный предел на размеры транзисторов – как сегодня считают физики, кремниевые транзисторы толщиной меньше, чем в 5 нанометров, принципиально невозможно создать. Поэтому инженеры и ученые сегодня пытаются заменить кремний на альтернативные материалы, такие как графен или дисульфид молибдена, или принципиально отказываются от полупроводников и переходят на иные способы передачи сигнала – при помощи света, спинов частиц или каких-то других "носителей информации".

Хубер и его коллеги нашли способ объединить привычные плюсы полупроводниковой электроники и сверхвысокую скорость работы ее световых аналогов, научившись управлять поведением электронов внутри пластин из полупроводников при помощи света.

Как объясняют ученые, частицы света, фотоны, являются носителями электрического и магнитного поля. При сближении на достаточно небольшие расстояния они взаимодействуют с носителями заряда, такими как электроны или ядра атомов. На основе этого свойства работают все солнечные батареи, цифровые камеры и другие полупроводниковые устройства.

Германские физики предположили, что этот эффект можно использовать для того, чтобы заставить электроны двигаться через полупроводник в нужную сторону, если учитывать то, как устроены его кристаллы. Им удалось реализовать эту идею, облучая пластинки из селенида галлия, одного из самых перспективных полупроводниковых материалов, сверхкороткими импульсами лазера, которые длятся всего миллионную долю наносекунды.

Эти "запрограммированные" миграции электронов, как объясняют ученые, можно использовать для сверхбыстрой передачи и обработки информации внутри полупроводниковых кристаллов, скорость работы которых не будет ограничиваться теми проблемами, которые возникают при работе "обычных" транзисторов. Хубер и его коллеги предлагают называть такие компьютеры "световолновыми", так как переносчиком информации в них будут волны света.

Помимо ускорения работы обычных компьютеров, аналогичные кристаллы можно использовать и для создания квантовых вычислительных устройств, используя электроны, одновременно "обстреливаемые" несколькими пучками лазера, в качестве кубитов, ячеек памяти квантового компьютера. Все это, как надеется Хубер, привлечет внимание разработчиков чипов и приведет к созданию сверхбыстрых компьютеров уже в ближайшие годы.

Источник

«Разбегающиеся» галактики ставят под сомнение парадигму Эйнштейна

Теория гравитации Эйнштейна может быть пересмотрена, поскольку исследователи из Сент-Эндрюсского университета, Шотландия, обнаружили гигантское кольцо из галактик, удаляющихся от нас со значительно более высокой скоростью, чем ожидалось.

Это кольцо диаметром примерно 10 миллионов световых лет, состоящее из небольших галактик, стремительно расширяется, подобно миниатюрной версии Большого взрыва. Команда считает, что соседняя с нами галактика Андромеда некогда прошла рядом с нашей галактикой Млечный путь, что привело к гравитационному выталкиванию нескольких небольших галактик.

В том случае если бы теория гравитации Эйнштейна была верна, наша галактика никогда бы не сблизилась с галактикой Андромеда настолько тесно, чтобы выбросить спутниковые галактики с настолько высокой скоростью, поясняют авторы нового исследования, возглавляемого Индранилом Баником (Indranil Banik) из Сент-Эндрюсского университета.

Если эти результаты подтвердятся, то они перевернут наше представление о гравитации и Вселенной, поскольку такое сближение галактик могло произойти лишь в том случае, если гравитация по мере расхождения галактик ослабевает с меньшей скоростью, чем считалось ранее.

«Это кольцевое распределение галактик весьма необычно. Эти небольшие галактики похожи на капли дождя, разлетающиеся в разные стороны с поверхности вращающегося зонтика. Я нашел, что для распределенных случайным образом галактик вероятность оказаться в такой конфигурации составляет примерно 1 к 640. Я отследил их происхождение до одного динамического космического события, произошедшего в то время, когда возраст Вселенной составлял лишь половину от её текущего возраста», - сказал Баник.

«Парадигма Эйнштейна всегда требует привлечения представлений о темной материи. Такая высокая скорость галактик-спутников требует в 60 раз больше массы, чем масса всех звезд галактик Млечный путь и Андромеда. Однако трение их гипотетических гигантских гало из темной материи привело бы к объединению этих двух галактик, а не расхождению на расстояние 2,5 миллиона световых лет. Таким образом, это кольцо из галактик бросает серьезный вызов современной гравитационной парадигме».

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

Источник

Темная материя возможно отсутствовала в древних галактиках Вселенной

Среди астрономов существует мнение, что одни из первых галактик Вселенной, образовавшиеся после событий Большого Взрыва в отличие от их более современных «интерпретаций», практически не имели в себе темной материи или, по крайней мере, она проявляла себя иначе в них, чем сейчас. 

По теории Райнхарда Генцеля, немецкого ученого из Института им. Макса Планки, в таких галактиках звезды и газ на их окраине и в центре вращались с различной скоростью, то есть они замедлялись, двигаясь к их периферии. Из этой теории можно сделать вывод, что в этих галактиках преобладала не темная, а обычная материя или же, все-таки активность и турбулентность газовых потоков была там гораздо выше.

Учеными всего мира всегда считалось, что Вселенная – это лишь видимая материя, основывающая все звезды, туманности, черные дыры и скопления планет и пыли. Но из наблюдений за ближайшими к нам галактиками в 70-х годах ХХ века известно, что скорость движения светил на их окраинах была неимоверно высока, и практически в 10 раз превышала рассчитанную на основе показателей её суммарной звездной массы.

Современная наука же считает, что причиной тому была загадочная субстанция, вобравшая на свою долю практически 75% всей материальной массы Вселенной. Мы с ней знакомы, как с темной материей и именно из-за нее звезды галактики удерживаются на своих местах и не могут «разбежаться» кто куда, потому что в каждой галактике её раз в 8-10 больше, чем обычной материи.

Р. Генцель со своими коллегами во время наблюдений за галактиками, зародившимися через 3 млрд. лет после Большого Взрыва, с помощью телескопа VLT в Чилийской обсерватории Параналь, заметили странность в распределении и поведении черной материи в далеком прошлом. Астрономы МФТИ так же недавно отметили странное влияние распада частиц темной материи на расширение Вселенной на протяжении последних нескольких миллиардов лет.

В итоге научная команда Генцеля обнаружила шесть больших галактик, схожих своей массой с нашей. По их показателям «растянутости» и «сжатия» водородных линий и других спектральных элементов они замерили, с какой скоростью в них вращались звезды. И здесь их теория подтвердилась, действительно светила на их окраинах двигались намного медленнее, чем в ядре. Более того, в центре этих древних галактик практически не было темной материи. Данное открытие позволяет считать, что галактики зарождались намного раньше, чем в них скапливалась темная материя. Но, с другой стороны, ученые не исключают возможность отсутствия темной материи в виду её аномального распределения, газ «выталкивался» с периферии к центру галактик под воздействием иных сгустков этой загадочной субстанции.

Однако чтобы окончательно и бесповоротно проверить данную теорию, как говорят сами ученые, они должны найти в сотни раз больше таких галактик.

Источник

Обнаружена звезда на самой тесной орбите вокруг черной дыры

Астрономы обнаружили систему, в которой звезда движется по орбите вокруг черной дыры с периодом в полчаса. Эта орбита может оказаться самой тесной орбитой звезды вокруг черной дыры, известной ученым, в нашей галактике Млечный путь.

Это открытие было сделано при помощи двух космических телескопов НАСА: рентгеновских обсерваторий «Чандра» (Chandra) и NuSTAR, а также телескопа Australia Telescope Compact Array, расположенного на территории Западной Австралии.

Эта двойная система расположена в шаровом скоплении 47 Тукана, плотном скоплении звезд в нашей Галактике, расположенном на расстоянии примерно 14800 световых лет от Земли.

И хотя астрономам эта двойная система известна уже довольно давно, однако лишь в 2015 г. команда астрономов из Университета Картина, Австралия, и Международного центра радиоастрономических исследований обнаружила, что эта система включает черную дыру, стягивающую материю со звезды-компаньона.

Новые наблюдения, проведенные при помощи рентгеновской обсерватории «Чандра», демонстрируют, что эта система – известная как X9 – непрерывно меняет свою яркость в рентгеновском диапазоне с периодом 28 минут, что, видимо, соответствует одному полному обороту звезды-компаньона вокруг черной дыры.

Кроме признаков присутствия большого количества кислорода в этой системе, в ней также обнаруживаются свидетельства того, что вокруг черной дыры обращается белый карлик, находящийся от неё на расстоянии всего лишь порядка 2,5 дистанции от Земли до Луны.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society; главный автор работы доктор Араш Баграмян (Arash Bahramian) из Мичиганского университета, США.

Источник

Физики: апатиты и Солнце помогут очистить Землю от загрязнений

МОСКВА, 15 мар – РИА Новости. Российские физики выяснили, как можно заставить частицы апатитов поглощать энергию солнечных лучей и использовать ее для очистки воздуха, почвы или воды от тяжелых металлов, говорится в статье, опубликованной в журнале Applied Catalysis B: Environmental.

В последние годы ученые активно работают над созданием так называемых фотокатализаторов – материалов, способных превращать одни типы молекул в другие, используя для этого энергию солнечного света. Фотокатализаторы могут стать ключом к очистке почвы, воды и воздуха от загрязнителей, так как для их работы не потребуется ничего, кроме лучей Солнца. Это заметно сократит расходы на ликвидацию разливов нефти, последствий аварий или очистку вод мирового океана от пластикового мусора, угрожающего сегодня жизни рыб и птиц.

Группа российских ученых под руководством Владимира Быстрова из Института математических проблем биологии РАН в Пущино предложила использовать для этих целей апатит – минерал,  основу человеческих и животных костей.

За последние годы ученые создали несколько разновидностей синтетических апатитов, некоторые из которых, к примеру, гидорксиапатит, сегодня используются для заживления ран и покрытия различных протезов и медицинских конструкций, вживляемых в кости и тело пациентов.

Эти же минералы, как недавно выяснили физики, начинают реагировать на свет и поглощать его энергию, если их нагреть определенным способом. Почему это происходит, никто не знал, и российские физики попытались выяснить, из-за чего некоторые виды апатитов реагируют на свет, а другие этого не делают, создав компьютерный аналог кристалла этого биоминерала.

Как показали эти расчеты, кристаллы гидроксоапатитов начинают поглощать свет в тех случаях, когда апатиты теряют атомы кислорода в строго определенной части их молекулы – в "хвостах" ортофосфорной кислоты. Меняя положение этих "недостающих" атомов кислорода, можно заставить апатиты поглощать свет на разных длинах волн.

Сейчас апатиты взаимодействуют с ультрафиолетовой частью солнечного света, большая часть которой задерживается озоновым слоем в верхних слоях атмосферы. Как отмечают физики, их открытие позволяет заставить апатиты взаимодействовать с видимой частью солнечного спектра, что сделает их более активными фотокатализаторами.

Их можно будет использовать не только для борьбы с загрязнением природы, но и для других целей – к примеру, синтеза полезных молекул в химической промышленности.

Источник

Под ледяной корой Энцелада обнаружена теплая зона

На протяжении последнего десятилетия миссия «Кассини» (Cassini) открыла высокий уровень активности близ южного полюса ледяного спутника Сатурна Энцелада, где расположены теплые расселины, из которых вырываются богатые водой джеты, свидетельствующие о наличии подповерхностного моря. В новом исследовании, основанном на результатах наблюдений южного полюса Энцелада в микроволновом диапазоне, показано, что этот спутник на самом деле теплее, чем ожидалось, на глубине всего лишь в несколько метров под поверхностью. Это указывает на то, что тепло формируется на довольно обширной площади поверхности в этой приполярной области Энцелада и транспортируется под его корой, и что резервуар Энцелада с жидкой водой может лежать на глубине всего лишь несколько километров.

В новом исследовании группа ученых во главе с Алисой Ле Галл (Alice Le Gall) из лаборатории Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS) проанализировала данные, собранные зондом «Кассини» в 2011 г., и обнаружила, что под поверхностью Энцелада в области, напоминающей по форме дугу (на фото), имеющую некоторую толщину, температура превышает ожидаемую температуру – причем в некоторых местах это превышение достигает 20 Кельвинов. Наблюдаемая тепловая аномалия особенно ярко выражена в районе трех геологических структур, напоминающих знаменитые «тигровые полосы» Энцелада и отличающиеся от них лишь тем, что они в настоящее время неактивны. Эти «дремлющие тигровые полосы» свидетельствуют о том, что поверхность Энцелада испытывала несколько различных эпизодов извержений воды из подповерхностного океана. Согласно Алисе и её команде эти извержения обусловливаются приливными деформациями Энцелада под действием гравитации Сатурна, вокруг которого этот спутник движется по вытянутой орбите.

Исследование увидело свет в журнале Nature Astronomy.

Источник

Излучение соседних галактик могло способствовать росту сверхмассивных черных дыр

Существование сверхмассивных черных дыр на заре эволюции Вселенной ставило в недоумение астрономов с момента открытия этого факта, состоявшегося свыше 10 лет назад. Сверхмассивная черная дыра, предположительно, формируется в течение нескольких миллиардов лет, однако более двух десятков таких космических гигантов было обнаружено во Вселенной через 800 миллионов лет после Большого взрыва, произошедшего 13,8 миллиарда лет назад.

В новом исследовании команда астрономов во главе с Джоном А. Реганом (John A. Regan) из Даремского университета, Великобритания, демонстрирует новые факты, свидетельствующие в пользу гипотезы, согласно которой аномально быстрый рост черной дыры в одной галактике может быть обусловлен влиянием излучения, идущего из соседней с ней галактики.

Черные дыры в ранней Вселенной формировались в результате гравитационного коллапса молекулярного водорода. В облаке холодного молекулярного водорода рост черных дыр ограничен, поскольку в таком облаке на большом удалении от черной дыры могут формироваться звезды, и гравитационное влияние на эти удаленные звезды со стороны центральной черной дыры будет недостаточно интенсивным, чтобы звезды могли быстро упасть на черную дыру. Однако преодоление этого затруднения может быть заключено во влиянии излучения соседней галактики, которая переводит молекулярный водород, находящийся в исходной галактике, в атомарную форму, в которой он становится менее склонным к формированию звезд и, как следствие, с большей вероятностью падает на черную дыру, что способствует её стремительному росту. Согласно исследователям масса такой соседней галактики, являющейся источником атомизирующего водород излучения, должна составлять не менее 100 миллионов масс Солнца.

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.

Источник

Астрономы исследуют таинственный уединенный космический объект

Международная команда астрономов под руководством Филиппа Делорме (Philippe Delorme) из Гренобльского университета, Франция, провела исследование таинственного объекта, получившего название CFBDSIR J214947.2-040308.9 (или CFBDSIR 2149-0403, для краткости), с целью выяснения его истинной природы. Этот объект предположительно может являться молодым уединенным объектом планетной массы или коричневым карликом с низкой металличностью.

Объект CFBDSIR 2149-0403 был открыт в 2012 г. Делорме и его командой как возможный член движущейся группы звезд AB Золотой Рыбы. После открытия этот объект был классифицирован исследователями как уникальная уединенная планета-кандидат спектрального класса Т. Однако при этом ученые не исключали версии о том, что этот объект может оказаться на самом деле коричневым карликом.

В новом исследовании на основе дополнительных наблюдений системы CFBDSIR 2149-0403 при помощи нескольких наземных и космических телескопов Делорме и его команда смогли выяснить, что CFBDSIR 2149-0403, скорее всего, представляет собой либо молодой (возрастом менее 500 миллионов лет) объект планетной массы (от 2 до 13 масс Юпитера) позднего спектрального класса Т, или же более старый (возрастом от 2 до 3 миллиардов лет) коричневый карлик с повышенной металличностью и массой от 2 до 40 масс Юпитера. Однако авторы работы отмечают, что наше теоретическое понимание атмосфер холодных объектов со слабой гравитацией и/или повышенным уровнем металличности еще не является достаточно полным, чтобы уверенно определиться в пользу одной из этих двух гипотез. Дело в том, что эти физические параметры имеют весьма схожее влияние на спектры атмосфер таких объектов.

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

На поверхности Титана может присутствовать жизнь в незнакомых нам формах

В следующем месяце космический аппарат НАСА «Кассини» совершит свое 126-е и последнее прохождение мимо крупнейшего спутника Сатурна Титана. За время своей службы зонд «Кассини» позволил ученым составить подробную карту Титана как геологически активного небесного тела, на поверхности которого текут реки из жидких углеводородов, атмосфера которого имеет сложный химический состав, и под ледяной корой которого, вероятно, скрывается океан соленой воды.

Однако главный вопрос, связанный с Титаном, до сих пор так и остается без ответа: может ли на поверхности Титана, который напоминает древнюю Землю, существовать жизнь?

«Комбинация органических веществ и жидкости, как в форме воды в подповерхностном океане, так и в форме метана/этана в поверхностных озерах и морях, означает, что Титан можно расценивать как идеальное место в Солнечной системе для проверки гипотез об обитаемости, пребиотической химии, а также распространенности жизни во Вселенной», пишет Сара Хорст (Sarah Hörst), планетолог из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, США, и одна из авторов нового исследования.

Титан, размер которого сравним с размером Меркурия, является единственным небесным телом Солнечной системы, не считая Земли, обладающим плотной атмосферой и стабильными бассейнами с жидкостями на поверхности. Однако вместо воды в озера Титана изливаются с дождем жидкие углеводороды, из которых принципиально возможно формирование органической жизни.

«Титан может дать нам возможность обнаружить жизнь в незнакомой нам форме, способную существовать не только в водных растворах, но и в углеводородных растворителях», - сказала Элизабет Тёртл (Elizabeth Turtle), планетолог из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса.

Исследование принято к публикации в журнале Journal of Geophysical Research.

Источник

«Хаббл» помогает датировать последний крупный «обед» черной дыры Млечного пути

Сверхмассивная черная дыра, расположенная в центре Млечного пути, долгое время проводила «без обеда». Космический телескоп НАСА «Хаббл» позволил обнаружить, что последний крупный «прием пищи» для нашей черной дыры состоялся примерно 6 миллионов лет назад, когда она поглотила крупный сгусток падающего на неё газа. После этой «трапезы» эта гигантская черная дыра разразилась мощным выбросом газа, масса которого составила порядка нескольких миллионов солнечных масс, и который теперь в форме двух пузырей располагается выше и ниже плоскости Галактики.

Эти гигантские структуры, называемые пузырями Ферми, были впервые открыты в 2010 г. при помощи космической гамма-обсерватории НАСА «Ферми». Однако новые наблюдения северного пузыря помогли астрономам определить более точно возраст пузырей и выявить механизм их возникновения.

Выводы, сделанные командой астрономов во главе с Ронгмоном Бордолоем (Rongmon Bordoloi) из Массачусетского технологического института, США, по результатам нового исследования, базируются на наблюдениях, проведенных при помощи инструмента Cosmic Origins Spectrograph (COS) космического телескопа «Хаббл», который позволил проанализировать ультрафиолетовое излучение, идущее от 47 далеких квазаров. Свет, идущий от этих квазаров (как показано на снимке), проходит при движении к Земле сквозь северный пузырь Ферми, что позволяет получить информацию о скорости, составе и температуре газа, заключенного внутри расширяющегося пузыря.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.

Источник

Открыты два новых события приливного разрыва звезды

В двух новых научных работах международная команда астрономов представляет открытия двух новых событий приливного разрыва (tidal disruption events, TDEs). При помощи Паломарской обсерватории, расположенной близ г. Сан-Диего, штат Калифорния, исследователи открыли вспышки излучения, которые в действительности оказались событиями TDE.

TDE-события представляют собой астрономические явления, которые происходят при подходе звезды близко к сверхмассивной черной дыре. При этом происходит разрыв светила под действием приливных сил со стороны черной дыры. Осколки разорванной звезды начинают падать на черную дыру, и из её окрестностей начинает вырываться мощное излучение, указывающее на событие TDE.

Эти два TDE были обнаружены в рамках обзора неба intermediate Palomar Transient Factory (iPTF) 29 мая и 29 августа 2016 г. и получили названия соответственно iPTF16axa и iPTF16fnl. Последующие дополнительные наблюдения этих объектов при помощи космической обсерватории НАСА «Свифт» (Swift) и наземных телескопов позволили глубже понять эволюцию этих объектов.

Как обнаружили исследователи, событие iPTF16axa было обнаружено через 49 суток после разрыва звезды. На кривой блеска события не отмечалось признаков цветовой эволюции с течением времени, и цветовая температура оставалась равной примерно 30000 Кельвинов. Кроме того, было обнаружено, что это событие TDE произошло в галактике с центральной черной дырой массой порядка 40 миллионов масс Солнца – одной из самых массивных центральных черных дыр галактик, для которых было засвидетельствовано участие в событии приливного разрыва звезды.

Родительская галактика события TDE iPTF16fnl (называемая Маркариан 950) содержит значительно менее массивную центральную черную дыру – ее масса не превышает двух миллионов масс Солнца. Эта черная дыра является наименее массивной черной дырой, принимающей участие в приливном разрыве, считая все известные TDE, наблюдаемые в оптическом диапазоне. Команда также отмечает, что iPTF16fnl демонстрирует мощное излучение в ультрафиолетовой части спектра, соответствующее температуре 19000 Кельвинов.

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

Ученые обнаружили радиогалактики, которые навсегда «застряли в детстве»

Команда астрономов смогла почти удвоить число известных молодых, компактных радиогалактик – галактик, в центрах которых лежат активные черные дыры. Это увеличение числа доступных для наблюдений радиогалактик позволит астрономам глубже понять отношение между размерами этих радиоисточников и их возрастом, а также природой самой галактики.

В частности, это поможет астрономам понять, почему число молодых радиогалактик настолько превосходит число старых галактик этого типа.

«Мы не понимаем, как происходит эволюция радиогалактик», - сказал Джозеф Каллингхем (Joseph Callingham), сотрудник Радиоастрономического института Нидерландов и главный автор нового исследования.

«Долгое время мы считали, что все малые галактики со временем эволюционируют в массивные галактики. Однако мы обнаруживаем слишком много небольших галактик, по сравнению с числом массивных галактик. Это означает, что некоторые из галактик никогда не добираются до «взрослой» фазы».

Проведя изучение набора из 90000 радиогалактик, астрономы идентифицировали среди них 1500 компактных галактик.

Радиогалактики содержат в центре активную черную дыру. В результате падения материи на черную дыру она испускает два мощных джета, направленных в противоположные стороны, которые, проходя сквозь окружающий центральную черную дыру газ, вызывают его свечение в радиодиапазоне. Согласно одной из теорий компактные радиогалактики являются молодыми галактиками, поскольку только в молодых галактиках свечение газа под действием двух джетов происходит в непосредственных окрестностях черной дыры, в то время как в более старых галактиках, где плотность газа, окружающего центральную черную дыру, меньше, джеты успевают отойти далеко от черной дыры, и эти галактики наблюдаются как более диффузные источники. Согласно альтернативной модели компактным источником может оказаться и старая галактика, которая в этом случае продолжает оставаться такой же плотной, как молодая галактика, в течение большей части своего жизненного цикла. Результаты этого нового исследования свидетельствует в пользу второй из двух гипотез, говорит Каллингхем.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.

Источник

Первооткрыватель гравитационных волн умер, не получив Нобелевскую премию

МОСКВА, 9 мар – РИА Новости. Шотландский физик-теоретик Рональд Древер, один из основателей проекта LIGO, открывшего гравитационные волны два года назад, скончался в возрасте 85 лет, сообщает "Би-би-си".

"Его смерть — очень печальное событие и фактический конец целой эры в физике. Рональд начал работать над поисками гравитационных волн в Британии, и он перенес свои идеи в Калифорнийский технологический институт, где он построил первый 40 метровый прототип интерферометра. Я думаю, что без Рона никто бы не выделил денег на постройку LIGO", — заявил Джеймс Хью (James Hough), ученик Древера, чьи слова приводит британская телерадиокомпания.

Детектор гравитационных волн LIGO был построен в 2002 году по проектам и планам, которые были разработаны Кипом Торном, Райнером Вайссом и Рональдом Древером в конце 80 годов прошлого века. На первой стадии своей работы, длившейся 8 лет, LIGO не удалось обнаружить "эйнштейновские" колебания пространства-времени, после чего детектор был отключен и последующие 4 года ученые потратили на его обновление и повышение чувствительности. 

Эти усилия оправдали себя – в сентябре 2015 года, фактически сразу после включения обновленного LIGO, ученые обнаружили всплеск гравитационных волн, порожденных сливающимися черными дырами общей массой в 53 Солнца. Впоследствии, LIGO зафиксировал еще два всплеска гравитационных волн, только один из которых был официально признан научным сообществом.

В прошлом году Древер, Торн и Вайсс считались одними из главных претендентов на получение Нобелевской премии по физике 2016 года, однако, как пояснили в Нобелевском комитете позже, в дело вмешалась бюрократия. Участники LIGO объявили об открытии слишком поздно, в феврале 2016 года, а Нобелевский комитет, в свою очередь, принимает заявки только до 31 января, из-за чего первооткрыватели гравитационных волн просто не попали в список возможных номинантов.

Один из них навсегда лишился этой возможности – Рональд Древер, как сообщает  "Би-Би-Си", умер сегодня ночью, скончавшись после резкого ухудшения его здоровья в последние несколько недель. Древер родился и провел первые годы своей научной карьеры в Шотландии, однако в конце 1970 годов он переехал в США, где он на протяжении последних 47 лет работал над поисками гравитационных волн.

Смерть Древера означает, что он никогда не станет нобелевским лауреатом – правила Нобелевской премии, установленные в 1974 году, напрямую запрещают ее присуждение уже умершим людям.

За всю историю существования премии всего три человека получили ее посмертно – Даг Хаммаршельд, генсек ООН и лауреат премии мира 1961 года, Эрик Карлфельдт, лауреат премии по литературе 1931 года, и Ральф Стайнман, лауреат премии по медицины и физиологии 2011 года.

Источник

Международная группа ученых с участием российских физиков из Научно-исследовательского института ядерной физики имени Д.В. Скобельцына (НИИЯФ) МГУ имени М.В. Ломоносова, Института земного магнетизма (ИЗМИРАН) и Института космических исследований РАН (ИКИ РАН) обнаружила новую долгоживущую токовую структуру в полярных широтах гелиосферы. Результаты работы были опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.

Обнаружить новую структуру удалось благодаря данным космического аппарата Ulysses – единственного вращающегося вокруг Солнца практически перпендикулярно к плоскости эклиптики и позволяющего изучать солнечный ветер над полюсами звезды. Долгоживущие токовые слои конической или цилиндрической формы находятся над Южным полюсом. Они возникают в годы минимумов солнечной активности внутри корональных дыр и поддерживаются сильным магнитным полем, закрученным на манер торнадо. Внутри высокоширотных токовых слоев потоки плазмы медленнее и плотнее, чем снаружи. О существовании мелкомасштабных недолгоживущих магнитных торнадо на Солнце в низких широтах было известно ранее, но никто не знал о подобных устойчивых структурах намного больших масштабов на полюсах и не предполагал, что их можно обнаружить на значительных расстояниях от Солнца, в три раза дальше земной орбиты.

Подобные структуры являются частью крупномасштабной гелиосферной токовой цепи, и их открытие дает шанс объяснить множество непонятных явлений на масштабах всей гелиосферы. Кроме того, подобные структуры могут существовать внутри корональных дыр не только в минимумы солнечной активности, но и в другие фазы цикла, когда корональные дыры спускаются к экватору. Это уже может оказывать серьезное влияние на околоземное космическое пространство.

Источник

Физики из России нашли новый способ записи информации при помощи света

МОСКВА, 9 мар – РИА Новости. Физики из России и зарубежных стран научились создавать особые световые квазичастицы и манипулировать их свойствами при комнатной температуре, что открывает дорогу для сверхбыстрых видов оптической памяти, говорится в статье, опубликованной в журнале Advanced Materials.

В последние годы ученые активно пытаются использовать квантовые свойства отдельных атомов и частиц для хранения и записи информации, в том числе и данных, которые используют квантовые компьютеры. На роль "носителей информации нового типа" претендуют с разной долей успешности спин электронов в полупроводниках, вкрапления атомов азота в алмазах, а также различные квазичастицы – объединения атомов или частиц, ведущих себя как единое целое.

Валентин Миличко из Университета ИТМО в Санкт-Петербурге и его коллеги приспособили для этих целей так называемый экситон – квазичастицу, представляющую собой объединение свободного электрона и "дырки" – положительно заряженного атома, вокруг которого он вращается.

Экситоны, как объясняют ученые, возникают тогда, когда с атомом сталкивается частица света, фотон, и возбуждает его, выбивая электрон на более высокую орбиту, где его стремление вернуться обратно уравновешивается  отталкивающей силой остальных электронов. Эти частицы являются переходной формой между фотонами и электронами, поэтому ученые считают, что они помогут создавать компактные оптоэлектронные устройства для быстрой записи и обработки оптического сигнала.

Проблема заключается в том, что экситоны возникают и существуют внутри полупроводниковых кристаллов только при охлаждении жидким азотом, из-за чего экситоны невозможно использовать для практических целей. Миличко и его коллеги решили эту проблему, создав экситоны в необычной "слойке" из органических и металлических соединений.

Их разработка представляет собой так называемый "металл-органический каркас" — сложный полимерный материал, похожий по структуре на пчелиные соты и обладающий очень высокой пористостью и прочностью. Сегодня МОК используются для создания фильтров, способных улавливать углекислоту или водород и удерживать в себе огромные количества этих газов.

Как показали опыты Миличко и его коллег, внутри такого материала, состоящего из цинка и набора органических полимеров, будут образоваться структуры, в которых могут достаточно долгое время существовать экситоны при комнатных температурах.

Российские и европейские физики научились создавать два вида экситонов в таком кристалле, одни из которых находятся внутри "сот", а другие – в слоях между ними. Время жизни внутрислойных экситонов относительно мало, но их высокая плотность и подвижность позволяют использовать эти квазичастицы для генерации света, например, в светодиодах и лазерах.

Межслоевые экситоны более живучи, но малоподвижны, поэтому ученые предлагают применять их для записи информации на кристалле. Как показали первые опыты с подобными квазичастицами, информацию в них можно записывать почти мгновенно, а хранится в них она на протяжении нескольких дней. Этого достаточно для того, чтобы использовать их в качестве памяти.

"Фактически, мы можем влиять на поведение экситонов в кристалле, меняя интенсивность их облучения светом. При слабом облучении экситоны сохраняются (состояние "1"), но если мощность лазера увеличить, то концентрация квазичастиц возрастет настолько, что они могут мгновенно распасться (состояние "0")", – заключает Миличко.

Источник

Картофель может расти на Марсе, показывают эксперименты

Международный центр картофеля (International Potato Center, CIP) запустил серию экспериментов, чтобы выяснить возможность выращивания картофеля в марсианских условиях, а также показать, что этот картофель можно выращивать и в экстремальных климатических условиях на Земле. Этот второй по счету этап пробного эксперимента по выращиванию картофеля в имитированных марсианских условиях начался 14 февраля 2016 г., когда в специально спроектированном контейнере, размещенном на борту спутника серии CubeSat был посажен клубень картофеля. Предварительные результаты эксперимента оцениваются учеными как положительные.

Проект «Картофель на Марсе» (Potatoes on Mars) задумывался CIP для изучения возможности выращивания картофеля на поверхности Красной планеты, а также для того, чтобы оценить возможности выращивания картофеля в уголках нашей планеты, страдающих от изменений климата и погодных явлений.

В контейнере, размещенном на борту спутника CubeSat, находятся грунт и клубень картофеля. Внутри этого герметичного ящика автоматизированная система подводит к клубню воду, богатую питательными веществами, контролирует температуру, имитируя смену дня и ночи на Марсе, а также воссоздает давление и состав марсианского воздуха. Датчики постоянно отслеживают текущие значения этих параметров, а установленные в контейнере видеокамеры ведут непрерывную трансляцию изображения поверхности грунта, на которой должны появиться ростки картофеля.

Основной целью этих опытов является выяснение минимального порога требований картофеля к условиям выращивания, таким как содержание солей или воды в грунте. Согласно ученым проекта предварительные результаты можно расценивать как положительные: показано, что будущие марсианские колонисты смогут выращивать картофель, если предварительно подготовят почву, обеспечив клубню картофеля свободный доступ воздуха и питательных веществ, необходимые для клубнеобразования.

Источник

Китайский спутник «Чанъэ-5» доставит на Землю образцы с поверхности Луны

В сегодняшнем выпуске газеты «Жэньминь жибао» было опубликовано интервью с главным руководителем программы КНР по изучению Луны Ху Хао. Сообщается, что до конца этого года на Землю китайским спутником зондирования Луны «Чанъэ-5» будут доставлены пробы грунта с Лунной поверхности. Всего в эту программу входит три последовательных этапа: «Чанъэ-1» и «Чанъэ-2» - спутник совершит полет вокруг Земли, «Чанъэ-3» и «Чанъэ-4» - спутник совершит посадку на Луну, «Чанъэ-5» и «Чанъэ-6» - спутник вернется на Землю.

В очередной раз Китай демонстрирует свою основательную нацеленность на освоение Луны и по заявлению корпорации аэрокосмической науки и техники КНР - CASC, время запуска «Чанъэ-5» запланировано на ноябрь этого года с космодрома Вэньчан в провинции Хайнань.

Ху Хао так же уточнил, что в этом году планируется около 30 запусков на космическую орбиту. В рамки этой программы зондирования Луны и входит запуск спутника «Чанъэ-5» при помощи самого мощного ракетоносителя «Чанчжэн-5» (в пер. «Великий поход-5»). На сегодняшний день спутник тестируется, и окончательная его сборка прогнозируется на август месяц. После запуска космическая миссия «Чанъэ-5» продлится около месяца, в течение которого его работа по сбору образцов с Лунной поверхности будет проходить в 11 этапов.

Источник