Земля. Хроники Жизни.
Главная | Прогулки в Квантовом Мире - Страница 104 - Форум | Регистрация | Вход
 
Вторник, 18.06.2019, 08:08
Приветствую Вас Гость |Личные сообщения() ·| PDA | RSS
[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Форум » Самое обсуждаемое » Горячие темы » Прогулки в Квантовом Мире (открытия, гипотезы, мнения, просто о сложном)
Прогулки в Квантовом Мире
LefailДата: Вторник, 19.02.2019, 01:04 | Сообщение # 1546
Группа: Проверенные
Сообщений: 1210
Репутация: off
Рекордный набор данных с Большого адронного коллайдера помог найти долгожданные частицы!

На Большом адронном коллайдере обнаружены частицы, проливающие свет на внутреннее устройство протонов и нейтронов и на силы, удерживающие их в атомном ядре. В этом помог самый большой объём данных, когда-либо собранный на Большом адронном коллайдере.

Речь идёт об изучении сильного взаимодействия. Это одна из четырёх фундаментальных сил, вызывающих все процессы, идущие в природе.

Назовём эти силы. Во-первых, это гравитация, существующая между всеми частицами с ненулевой массой. Во-вторых, электромагнитные силы, действующие на все электрически заряженные частицы. В-третьих, слабое взаимодействие, в котором участвуют все частицы. Именно им обусловлены, например, некоторые виды радиоактивного распада. И, наконец, это сильное взаимодействие.

В нём участвуют кварки, глюоны и составленные из них частицы. Именно эта сила скрепляет кварки внутри протона и нейтрона, а также удерживает последние в атомном ядре. Если бы не сильное взаимодействие, не было бы атомных ядер, а значит, атомов и всего, что из них состоит, в том числе нас самих.

Изучением этой силы занимается отдельная наука под названием квантовая хромодинамика. В ней много надёжно установленных, проверенных экспериментами фактов, но есть и открытые вопросы. Для ответа на последние человечеству ещё недавно не хватало достаточно мощного ускорителя.

Один из способов найти неизвестные ответы – исследование частиц малоизученного семейства Bc. Они состоят из прелестного кварка и очарованного антикварка, или наоборот.

Для изучения этих частиц незаменим Большой адронный коллайдер с его рекордной энергией частиц и огромной светимостью.

В 2014 году коллаборация детектора ATLAS на БАК сообщила об обнаружении долгожданной частицы из этого семейства, известной как Bc(2S). Однако коллаборация LHCb, основываясь на данных, собранных до 2017 года, не смогла подтвердить открытие.

Теперь коллаборация CMS представила новые результаты. Они были основаны на информации, собранной в 2018 году, а это самый большой набор данных за всю историю коллайдера. Кроме этого, физики использовали результаты экспериментов 2016 и 2017 года.

Учёные обнаружили Bc(2S) с надёжностью, превышающей пять сигм. Последняя цифра означает, что вероятность "ложной тревоги" из-за случайно наложившихся друг на друга шумов ничтожно мала. Исследователи также измерили массу этой частицы. Она оказалась равна 6871 мегаэлектронвольт с погрешностью менее двух мегаэлектронвольт.

Кроме этого, физики обнаружили ещё одну частицу семейства Bc, известную как Bc*(2S).
Подробности исследования изложены в научной статье, принятой к публикации в журнал Physical Review Letters. Пока же можно ознакомиться с её препринтом.

К слову, "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) уже писали, и неоднократно, о новых частицах, обнаруженных на БАК. Также мы рассказывали о том, что этот ускоритель может стать окном в новую физику.


Сообщение отредактировал Lefail - Вторник, 19.02.2019, 01:09
kvanticДата: Вторник, 19.02.2019, 11:31 | Сообщение # 1547
Группа: Проверенные
Сообщений: 10798
Репутация: off
Lefail, благодарю за статью.
Я вообще рада, когда кто-то начинает интересоваться квантовой физикой.
Она дает такие возможности уму и свободу мысли....
smile
kvanticДата: Вторник, 19.02.2019, 23:43 | Сообщение # 1548
Группа: Проверенные
Сообщений: 10798
Репутация: off
Обнаружены экзотические вращающиеся электроны

Физики обнаружили экзотическую форму электронов, вращающихся как планеты. Они могут привести к новым разработкам в освещении, солнечных батареях, лазерах и электронных дисплеях.

Такая экзотическая форма электронов называется «хиральным поверхностным экситоном», который состоит из связанных частиц и античастиц, вращающихся вокруг друг друга на поверхности твердых тел. Об этом исследователи написали в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.



Хиральность относится к понятию вроде правой и левой руки, которые похожи, но тем не менее асимметричны и не могут быть наложены на свое зеркальное изображение.

Экситоны образуются при попадании интенсивного света на твердые тела, выбивая отрицательно заряженные электроны из их мест и оставляя там положительно заряженные дырки.

Электроны и дырки похожи на быстровращающиеся волчки. Электроны в итоге «скатываются» по спирали в дырки, с которыми они аннигилируют менее чем за одну триллионную секунды, испуская «фотолюминесцентный» свет. Это открытие можно применить в разработке таких устройств, как солнечные батареи, лазеры и разного рода дисплеи.

Ученые обнаружили хиральные экситоны на поверхности кристалла селенида висмута, который можно запустить в массовое производство и использовать в покрытиях и других материалах, применяющихся в электронике, при комнатной температуре.

«Селенид висмута — удивительное соединение, относящееся к семейству квантовых материалов, называемых “топологическими изоляторами”, — говорит ведущий автор исследования Гирш Бламберг. — У них на поверхности есть несколько каналов, высокопроизводительных в проводимости электричества».

Динамика хиральных экситонов еще не ясна, и ученые хотят использовать сверхбыструю съемку для их дальнейшего изучения. Хиральные поверхностные экситоны могут находиться и на других материалах.
LefailДата: Среда, 20.02.2019, 07:35 | Сообщение # 1549
Группа: Проверенные
Сообщений: 1210
Репутация: off


Сообщение отредактировал Lefail - Среда, 20.02.2019, 08:34
AllerVДата: Среда, 20.02.2019, 09:59 | Сообщение # 1550
Группа: Проверенные
Сообщений: 246
Репутация: off
kvantic,
Похоже на спираль Фибоначчи
kvanticДата: Среда, 20.02.2019, 10:51 | Сообщение # 1551
Группа: Проверенные
Сообщений: 10798
Репутация: off
AllerV, угу...то и завораживает.

Поставил я подножием искусству:
Я сделался ремесленник: перстам
Придал послушную, сухую беглость
И верность уху. Звуки умертвив,
Музыку я разъял, как труп. Поверил
Я алгеброй гармонию.
Тогда
Уже дерзнул, в науке искушенный,
Предаться неге творческой мечты.

Трагедия «Моцарт и Сальери»
А.С. Пушкин
kvanticДата: Среда, 20.02.2019, 12:39 | Сообщение # 1552
Группа: Проверенные
Сообщений: 10798
Репутация: off
Фотону требуется до 40 000 лет, чтобы пройти путь от ядра Солнца до его поверхности, но всего 8 минут, чтобы пройти остаток пути до Земли.

kvanticДата: Среда, 20.02.2019, 12:54 | Сообщение # 1553
Группа: Проверенные
Сообщений: 10798
Репутация: off
ЧТО БУДЕТ если ДОСЧИТАТЬ ДО ЧИСЛА ГРЭМА



Сообщение отредактировал kvantic - Среда, 20.02.2019, 12:55
sprint22Дата: Среда, 20.02.2019, 16:16 | Сообщение # 1554
Группа: Проверенные
Сообщений: 10511
Репутация: off
kvantic,
Цитата
ЧТО БУДЕТ если ДОСЧИТАТЬ ДО ЧИСЛА ГРЭМА

...у меня лично..крыша *поедет*... cool
kvanticДата: Среда, 20.02.2019, 19:50 | Сообщение # 1555
Группа: Проверенные
Сообщений: 10798
Репутация: off
sprint22, не только у тебя... wacko
kvanticДата: Пятница, 22.02.2019, 19:07 | Сообщение # 1556
Группа: Проверенные
Сообщений: 10798
Репутация: off
Весь спектр темных материй

Темная материя, судя по данным астрономических наблюдений, присутствует в каждой галактике — найденная в 2018 году «галактика без темной материи» позже была названа ошибкой интерпретации. Невидимого и неуловимого для всех современных детекторов «чего-то» во Вселенной гораздо больше, чем звезд, планет, облаков газа и прочей известной материи. «Чердак» собрал основные версии физиков по поводу этой загадочной субстанции, чтобы вам было проще ориентироваться в сортах гипотез, которые регулярно упоминают физики. Мы дополним эту заметку, если какая-то еще гипотеза начнет набирать популярность.

Придумывать кандидатов в темную материю можно, кажется, бесконечно. В самом деле, а что если это, скажем, некие частицы с массой в… ну, положим, десять масс протона? И с сечением взаимодействия на десять порядков меньше, чем у нейтрино? Или вовсе — сто миллионов масс протона с сечением на двадцать восемь порядков меньше нейтрино?

Сколько нулей, столько и порядков. «На один порядок» означает «в десять раз». «На два порядка» переводится как в «сто раз», а «на шесть порядков» следует читать как «в миллион». Еще есть оборот «по порядку величины», то есть «с точностью до числа нулей», — так говорят про очень приближенные оценки.

Однако реальная работа физиков отличается от свободного полета фантазии. Гипотетические частицы должны быть как-то вписаны в реальный мир. Гипотеза должна не просто постулировать наличие некой трудноуловимой частицы, но и согласовываться со всеми имеющимися данными. Это и астрономические наблюдения, и результаты экспериментов на коллайдерах, и многое иное. Так что места для фантазий остается не так уж много.




Множество кривых соответствует ограничениям из разных опытов, причем пунктиром показаны ожидаемые данные. WIMP не могут быть выше сплошных кривых, ниже жирной оранжевой линии, и они не могут попасть в закрашенные участки
Хорошим примером согласованности гипотезы о природе темной материи со всей остальной физикой служит гипотеза, согласно которой эта загадочная сущность состоит из суперсимметричных партнеров известных частиц.
Согласно ей, каждая известная нам частица должна иметь своего «суперсимметричного» партнера, так что частиц в двух фундаментальных классах, бозонах и фермионах, должно оказаться поровну.

Бозоны — это частицы, спин которых измеряется в целых числах. Фермионы имеют полуцелый спин.

В физике элементарных частиц из бозонов сделаны поля. Бозоны — это свет, ядерные силы и, вероятно, гравитация, а вся материя собрана из «кирпичиков»-фермионов.


Почему поровну?

Во-первых, это красиво: теория получается элегантной, простой и потому проходит под лезвием бритвы Оккама, что режет лишние сущности.
happy

Во-вторых, симметрия в теоретической физике вообще играет важную роль: из симметрии пространства-времени следуют, например, все законы сохранения. Энергия не просто сохраняется, а сохраняется вследствии того, что все моменты времени одинаковы между собой. Вывести из подобных фундаментальных соображений о природе пространства свойства и всех элементарных частиц, включая частицу темной материи, многим кажется чрезвычайно привлекательным.

Но, конечно, Вселенная вообще не обязана быть простой и элегантной. Поэтому суперсимметрия — это интересная, но не единственная модель из числа кандидатов в новую физику.

Это не темная материя
Впервые столкнувшиеся с загадкой темной материи, «неспециалисты» обычно сразу предлагают несколько «очевидных вариантов». Например, что невидимое вещество может быть межзвездной пылью, одинокими планетами или нейтрино. Но все эти простые версии были отвергнуты физиками уже давно.

Межзвездная пыль в мало-мальски значительных количествах (а темной материи должно быть в десятки раз больше обычной) частично блокирует свет, и ее бы давно обнаружили при помощи телескопов.

Одинокие планеты, будь их настолько много, периодически залетали бы в существующие планетные системы и меняли бы конфигурацию орбит. Или вовсе оказались бы захвачены гравитацией звезды. В Солнечной системе, по ряду данных, может скрываться еще один газовый гигант, но никак не два десятка потерянных Юпитеров.

Нейтрино практически не взаимодействуют с веществом, однако их все-таки можно поймать специальными детекторами. Наша техника дошла уже до того, что физики по нейтрино уверенно регистрируют запуск ядерных реакторов и получают нейтринные изображения Солнца, так что фантастическое количество этих частиц было бы совершенно точно обнаружено экспериментальным путем лет этак пятьдесят назад.

Можно абсолютно уверенно сказать, что темная материя просто не может быть известными нам элементарными частицами. Это определенно нечто другое, что-то, за чем стоит совершенно иная физика, и именно поэтому темную материю мечтают найти все физики мира. Даже если они не занимаются ее поисками лично.


Классика: WIMP

[Что это такое] WIMP — это слабо взаимодействующие массивные частицы, weakly interacting massive particles. Согласно этой гипотезе, частицы темной материи могут как-то реагировать с нашим веществом исключительно при помощи слабого поля (как нейтрино) и не вступать в иные фундаментальные взаимодействия, за исключением гравитации. Мы их не видим, не ощущаем, но их масса проявляет себя, потому что гравитация есть у всего, что обладает массой. И потому темная материя влияет на скорость движения звезд в дисках галактик.

[Почему мы их не видим]
Слабое взаимодействие работает только на очень малых расстояниях, поэтому и нейтрино (реальные), и WIMP (гипотетические) свободно пролетают через Землю насквозь.
Чтобы провзаимодействовать с нашей материей, слабо взаимодействующим частицам нужно пролететь вплотную к одному из трех кварков внутри нейтрона или протона.
И это столь же маловероятно, как наугад бросить иголку с самолета где-то над крупным городом и точно попасть в лежащую на конкретном столе горошину.
Причем пример с горошиной еще оптимистичен: он иллюстрирует давно пойманные нейтрино, а для WIMP размер цели может быть еще меньше.
Физики используют такую величину, как сечение взаимодействия: чем оно меньше, тем сложнее зафиксировать частицу. Бозон Хиггса с его малым (5 cross times 10 to the power of negative 38 end exponent space см squared) сечением, например, обнаружили после многих месяцев непрерывной работы Большого адронного коллайдера. А у вимпов сечение взаимодействия должно быть еще меньше: по всей видимости, это что-то от 10в степени-38 см2.

[Как ищем]
Для поиска вимпов, равно как и для изучения нейтрино, часто приходится спускать детекторы глубоко под землю, где их работе не мешают частицы космических лучей, так что ловцы слабовзаимодействующих частиц облюбовали всевозможные горные выработки. В России это специально обустроенная Басканская нейтринная обсерватория (про нее «Чердак» даже снял фильм), в США исследователи выбрали старый железный рудник в Миннесоте, в Италии выкопали целый комплекс рядом с действующим автомобильным тоннелем в Гран-Сассо, а китайские ученые нашли едва ли не лучшее место в мире (с точки зрения защиты от помех) — под Мраморными горами вблизи гидроэлектростанции в провинции Сычуань.


Возможно, решение будет получено не при помощи космических телескопов в горах. Детекторы темной материи монтируют на самых нижних уровнях заброшенных и действующих шахт

[И как успехи?]
Но, несмотря на многие километры продолбленных в твердых горных породах тоннелей и многие годы работы, подземные детекторы по всему миру ничего пока не нашли.
Это еще не ставит крест на гипотезе WIMP, поскольку такие частицы могут быть очень разными, однако и ограничений с каждым новым экспериментом прибавляется.
Так, в декабре 2018 года группа ученых, работающая с установкой COSINE-100, представила свои результаты в журнале Nature: WIMP не видно, и если у них должна быть масса в 10 гигаэлектронвольт, то сечение взаимодействия должно оказаться меньше 10-40 см2. Сечение, кстати, всегда указывают в паре с ожидаемой энергией частицы: с изменением энергии сечение может меняться. Те же нейтрино, будучи очень сильно разогнанными, уже не прошибают Землю насквозь, а производят целый ливень из вторичных частиц в результате взаимодействия с веществом.


далее:

Темная материя легкая: аксионы

О них я писала выше.
Прочитайте, потом продолжу с этим:

Темная материя экстра: первичные черные дыры


Сообщение отредактировал kvantic - Пятница, 22.02.2019, 19:09
AntiGunДата: Пятница, 22.02.2019, 21:13 | Сообщение # 1557
Группа: Проверенные
Сообщений: 65
Репутация: off
Продолжаю осваивать эту тему. Дошёл до декогеренции и рекогеренции.
Навеяло...
kvanticДата: Пятница, 22.02.2019, 21:26 | Сообщение # 1558
Группа: Проверенные
Сообщений: 10798
Репутация: off
AntiGun, что-то мне твой график навеял...особенно касаемо там, где Шредингер... shutup
biggrin
AllerVДата: Пятница, 22.02.2019, 21:39 | Сообщение # 1559
Группа: Проверенные
Сообщений: 246
Репутация: off
Вот я читаю некоторые моменты, а мне как практику иногда так всё не понятно! Мне главное чтобы шарахнуло, бамкнуло, и главное чтобы током не ударило. И мир во всём мире!!!

Сообщение отредактировал AllerV - Пятница, 22.02.2019, 21:39
kvanticДата: Пятница, 22.02.2019, 21:43 | Сообщение # 1560
Группа: Проверенные
Сообщений: 10798
Репутация: off
AllerV, ты прав!
Квантовая физика "непрактична". Таинственна, прекрасна в этой таинственности и применима ко всему .
От религии и психологии до понимания сознания и устройства всего.
Не "бамкает", но иногда как шарахнет неожиданными выводами.
happy
Форум » Самое обсуждаемое » Горячие темы » Прогулки в Квантовом Мире (открытия, гипотезы, мнения, просто о сложном)
Поиск:
При использовании материалов Земля - Хроники Жизни гиперссылка на сайт earth-chronicles.ru обязательна.
Top.Mail.Ru Яндекс цитирования