Физики-теоретики из Испании и Швейцарии показали, что форма потенциала Хиггса может быть ответственна не только за распад ложного вакуума  (который может привести к исчезновению привычной для нас Вселенной), но и за образование темной материи на ранних этапах жизни Вселенной. Если бы темной материи не было, звезды не смогли бы собраться в галактики, и Вселенная имела бы совершенно другую структуру. Интересно, что предложенный учеными способ возникновения темной материи не требует физики вне Стандартной модели. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics.

Читать далее...

Выполненные на VLT наблюдения нейтронной звезды, возможно, подтверждают предсказание свойств вакуума, сделанное 80 лет назад

Исследуя на Очень Большом Телескопе ESO излучение необычно плотной и обладающей очень сильным магнитным полем нейтронной звезды, астрономы, возможно, обнаружили первое наблюдательное подтверждение необычного квантового эффекта, впервые предсказанного в 1930-х годах. Наблюдаемая поляризация света говорит о том, что вакуум – пустое пространство вокруг нейтронной звезды – подвержен квантовому эффекту двойного лучепреломления.

Читать далее...

Знаменитое изображение одного из компонентов детектора CMS. Подобные фотографии полусобранных детекторов почему-то стали стандартной иллюстрацией для коллайдерных новостей. Фото с сайта cmsinfo.web.cern.ch

Июль оказался богат на сообщения об открытиях Большого адронного коллайдера. На удивление столь же богатым оказался и список неверных утверждений, которыми многие СМИ сопровождали эти и другие новости. Не претендуя на то, чтобы подробно разбирать каждое неверное утверждение в каждой конкретной новости — на это не хватило бы никаких сил, — мы кратко пройдемся по наиболее популярным июльским недоразумениям. Мы не будем ставить ссылки на конкретные новости; впрочем, любопытный читатель отыщет источники без труда.

Читать далее...

Коллаборация LHCb в своем препринте сообщает об обнаружении сразу двух адронов нового типа — пентакварков со скрытым очарованием. Обе частицы обнаружены при изучении распада Λ0b-бариона на тройку адронов J/ψK^–p. Статистическая значимость находки исключительно велика, 9σ и 12σ, а во втором случае резонансная природа структуры надежно подтверждена фазовым анализом. Это исследование резко активизирует уже притихшее было направление исследований в адронной спектроскопии — физику пентакварков.

Читать далее...

В первых числах апреля 2015 г. учеными Института ядерных исследований Российской академии наук (Москва) и Объединенного института ядерных исследований (Дубна), а также ряда российских научных организаций, входящих в коллаборацию «Байкал», развернут и введен в эксплуатацию уникальный экспериментальный комплекс — глубоководный нейтринный телескоп мультимегатонного масштаба «Дубна» на оз. Байкал. Он является первым кластером создаваемого нейтринного телескопа кубокилометрового масштаба Baikal-GVD (Gigaton Volume Detector). Детектор предназначен для исследования природного потока нейтрино высоких энергий.

Читать далее...

Рисунок: Последствия воздействия лазера на структуру электронного облака.

Читать далее...

С помощью наземно-космического интерферометра проекта «РадиоАстрон» международной командой ученых впервые зарегистрировано излучение мазеров воды от внегалактического объекта – аккреционного диска в галактике Мессье 106, а также в нескольких областях образования звезд в нашей галактике. Восстановлено изображение водяного мазера в области звездообразования W3 IRS5 с экстремальным разрешением около 7 диаметров Солнца. 

Читать далее...

Физики разобрались, почему мокрый лес пахнет именно мокрым лесом, а также почему прогулка после летнего дождика может оказаться не очень полезной для здоровья.

Запах леса после дождя – почувствовать его можно, вырвавшись летом на природу из городской суеты. Обычные люди просто наслаждаются прогулкой, вдыхая свежие лесные запахи, но человек, работающий в лаборатории, не может не искать ответа на главный вопрос – почему? Почему в мокром лесу пахнет именно мокрым лесом? На этот раз разгадка была найдена.


Читать далее...

В фильме в популярной форме рассказывается о теории относительности.

СССР, 2-ое творческое объединение
Режиссер: Семен Райтбурт
В ролях: Алла Демидова, Георгий Вицин, Алексей Грибов

Как сам ЦЕРН, так и отдельные экспериментальные группы не замыкаются на непосредственно научных исследованиях, а стараются объяснять широкой публике, что и зачем они делают. Один из эффективных способов — это вовлечь в исследования школьников или широкую публику «с улицы». Кроме лаборатории S'Cool Lab и недавно запущенной инициативы ЦЕРНа по выкладыванию данных коллайдера в открытый доступ, свои проекты появляются и у отдельных экспериментальных групп.


Так, коллаборация ATLAS открыла проект Higgs Hunters, в котором добровольцы могут помочь исследователям поискать следы необычных распадов хиггсовского бозона. Конечно, у коллаборации имеется мощное программное обеспечение, способное выполнять разнообразные поиски. Однако так уж получается, что когда речь идет об узнавании и классификации сложных паттернов, человек зачастую эффективнее компьютера. Проект Higgs Hunter предлагает пользователям поразглядывать изображения событий и попытаться углядеть в них закономерности, которые ускользнули от компьютерного анализа.


Еще один проект, ориентированный в этот раз на школьников, запустила коллаборация MoEDAL. Она работает на самом необычном среди семи экспериментов LHC. Установка MoEDAL состоит из пассивных детекторов — чувствительных экранов, способных регистрировать необычные долгоживущие гипотетические частицы (например, магнитные монополи), которые могли бы рождаться в коллайдере. Искомые события очень редки, если вообще возможны, зато событий, порожденных радиационным фоном, там предостаточно. В рамках образовательного проекта предполагается, что команды школьников будут дистанционно отслеживать радиационный фон в области детектора MoEDAL для того, чтобы физики могли надежно зарегистрировать по-настоящему новые частицы.

http://elementy.ru/LHC/news#n432366

Исследования ученых из Германии и Великобритании показали, что отношение масс протона и электрона не изменяется со временем. Точность эксперимента была достаточной, чтобы заметить изменение более одной миллионной за 5 млрд лет.

Свойства нашего мира определяются значениями фундаментальных физических постоянных (констант), входящих в различные физические законы. К ним относятся постоянная тонкой структуры, постоянная Планка, скорость света, элементарный заряд и т.д.

Один из важнейших вопросов в исследовании эволюции Вселенной – вопрос о том, изменяются ли значения фундаментальных констант с течением времени. Доказательство того, что константы изменяются во времени и пространстве, будет означать, что законы физики неодинаковы для разных частей Вселенной или временных интервалов ее развития.

Читать далее...

Данные, полученные детектором Большого Адронного Коллайдера (LHCb, Large Hadron Collider beauty experiment), позволили открыть две новые не наблюдавшиеся ранее элементарные частицы. Статья об открытии опубликована в журнале Physical Review Letters, препринт доступен на сайте arXiv.org.

Читать далее...

Внешний вид установки CAL Credit: NASA

Сотрудникам Лаборатории холодного атома (Cold Atom Laboratory, CAL) НАСА удалось создать конденсат Бозе — Эйнштейна в земном прототипе установки, предназначенной для работы на Международной космической станции в 2016 году.

Читать далее...

Детектор Борексино видит Солнце в режиме реального времени. Изображение: INFN
Впервые в истории изучения Солнца международным коллективом учёных, объединённых в коллаборацию Борексино, были выполнены измерения энергии нашей звезды в момент её генерации. Свои результаты они анонсировали в опубликованной статье в престижном междисциплинарном научном журнале Nature.

Читать далее...

В ходе прошедшего на днях в ЦЕРНе студенческого мероприятия CERN Summer Student Webfest группа студентов-энтузиастов написала с нуля простую, но симпатичную и затягивающую онлайн-игру Particle Clicker. Игра позволяет погрузиться в мир исследователя элементарных частиц. Она в ненавязчивой форме дает вам возможность почувствовать себя пусть не ученым, но хотя бы менеджером физического эксперимента.

Кликните по игровому полю — и детектор начнет набирать статистику столкновений элементарных частиц. Накопив некоторый объем данных, вы можете проанализировать его. При этом вы открываете некоторое свойство частиц, а у вашего проекта повышается репутация. От репутации зависит финансирование проекта, оно позволяет вам нанимать для работы студентов, постдоков и даже нобелевских лауреатов. Ваша коллаборация растет, и каждый новый человек в команде повышает скорость набора данных — а значит, и темп новых открытий и исследований элементарных частиц. Вы также можете потратить накопленный бюджет на модернизацию детектора или на мероприятия по популяризации своих открытий — всё это тоже сказывается на эффективности работы.

http://elementy.ru/LHC/news#n432301

Лев Борисович ОКУНЬ
Сотрудник Института теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ), академик РАН, специалист в области теории элементарных частиц. В 1962 году ввел в физику термин «адрон».
Книги автора:
Физика элементарных частиц
Азы физики
О движении материи

Глава из книги «О движении материи» по статье: http://arxiv.org/pdf/1010.5400v1.pdf . Статья опубликована в книге «Gribov-80 Memorial Volume: Quantum Chromodynamics and Beyond». Singapore: World Scientific, 2011. P. 439–448. См. также: Физика. 2011. №1. С. 36–40.

1. Введение

Нравственное здоровье современного общества и его материальное благополучие невозможны без высокого статуса науки в стране. А это, в известной мере, определяется тем, насколько адекватно наука отражается в зеркале массовой культуры. Более двадцати лет я собираю артефакты массовой культуры (от открыток и футболок до научно-популярных статей и книг), посвященные «знаменитой формуле Эйнштейна».

Недавно друзья подарили мне кружку, которая называется Relativity Floxy Noxy mug. Если набрать эти четыре слова в поисковике компьютера, то можно рассмотреть кружку. Она в некотором смысле представляет собой квинтэссенцию моей коллекции, так как содержит основные научно-популярные штампы по этой теме. Поскольку эти штампы продолжают попадать в газеты и в учебники, я решил воспроизвести надписи на кружке и кратко объяснить, что в них неверно. Думаю, что получившаяся заметка может быть полезна многим.

Читать далее...

Алексей Левин http://elementy.ru/lib/431602

Новые высокотемпературные сверхпроводники — предмет поиска многих лабораторий. Не исключено, что в недалеком будущем ученые осуществят синтез купратов с критической температурой порядка 200 К. Приведет ли это к революции в технологиях электротехники, транспорта или энергетики?

«Высокотемпературный сверхпроводник с током не слишком устойчив, — говорит профессор физики Университета Old Dominion в штате Виргиния Александр Гуревич. — Он может спонтанно перейти в нормальное состояние и, по закону Джоуля–Ленца, стать источником тепла. Если это случится в окружении сжиженного горючего газа, может произойти серьезный взрыв. Ни одна энергетическая компания на подобный риск не пойдет». Изображение: «Популярная механика»

Читать далее...

Алексей Левин http://elementy.ru/lib/431597?context=353349

В 1980-х годах были открыты необычные материалы, переходящие в сверхпроводящее состояние при температурах выше 90 К. Это подстегнуло интерес к сверхпроводимости и поставило вопрос о ее практическом применении.

С появлением материалов, переходящих в сверхпроводящее состояние уже при температуре жидкого азота, опыт с парением сверхпроводника в магнитном поле стал доступен даже в школьных условиях.

В статье о сверхпроводимости («Без всякого сопротивления») было отмечено, что среди чистых металлов самая высокая критическая температура наблюдается у ниобия — 9,25 К. В 1973 году сотрудник исследовательских лабораторий фирмы Westinghouse Джон Гавалер выяснил, что тонкие пленки соединения ниобия с германием GeNb₃ становятся сверхпроводниками при 23,2 К. В течение последующих 13 лет этот рекорд так и не был перекрыт. Все прочие интерметаллические структуры с участием ниобия требуют для перехода в сверхпроводящее состояние большего охлаждения. Однако тогда же, в 1973 году, имело место еще одно событие, сулившее, как сейчас понятно, весьма интересные возможности. Дэвид Джонстон из Калифорнийского университета в Сан-Диего заметил, что титанат лития, оксид лития и титана, становится сверхпроводником при весьма почтенной критической температуре 13,7 К. Спустя два года сотрудник компании DuPont Артур Слейт обнаружил этот переход при чуть более высокой температуре у оксида бария, висмута и свинца. На этом дело и застопорилось, поскольку никто не ожидал, что перспективные сверхпроводящие материалы можно создавать на основе окислов металлов.

Читать далее...

Алексей Левин http://elementy.ru/lib/431428?context=353349

После окончания Войны исследования сверхпроводимости возобновились. Большинство теорий прожили недолго, хотя среди их авторов были и такие звезды теоретической физики, как Макс Борн и Вернер Гейзенберг. Но в 1950 году были опубликованы две модели, которые оказались важными вехами на пути к осмыслению сверхпроводимости. Они обобщали теорию братьев Лондонов, которые не вывели свои уравнения из каких-то фундаментальных законов, а фактически изобрели их (такие теории называют феноменологическими).

Одну из моделей предложил английский физик Брайан Пиппард. В ходе своих экспериментов он пришел к выводу, что сверхпроводящая зона у поверхности образца распространяется на иную глубину, чем магнитное поле. Для описания этой глубины он ввел новый параметр — длину когерентности (ее называют также длиной корреляции). В модели Пиппарда состояние сверхпроводника в конкретной точке зависит от величины магнитного поля не только в ней самой, как у Лондонов, но также в ее окрестности, масштабы которой определяет длина когерентности. Из этого следует, что в основе сверхпроводимости лежат нелокальные взаимодействия, связывающие пространственно разделенные электроны. Впервые такую мысль высказал в 1935 году Фриц Лондон, а Пиппард выразил ее математически. Эта идея оказалась весьма плодотворной, но ее физический смысл в полной мере выявился лишь спустя несколько лет.

Читать далее...

Алексей Левин http://elementy.ru/lib/431404

Из истории открытия и изучения явления сверхпроводимости.

Физиков конца XIX века очень интересовало, как ведет себя электропроводность металлов при сверхнизких температурах. На этот счет существовали разные теории, но применимость их вблизи абсолютного нуля выглядела сомнительной. В декабре 1910 года Камерлинг-Оннес вместе с Корнелисом Дорсманом и Гиллесом Холстом приступили к экспериментам. Первым делом они измерили температурную зависимость сопротивления платиновой проволоки, охлажденной жидким гелием. Оказалось, что оно понижается вместе с температурой, но ниже 4,25 К становится постоянным. Камерлинг-Оннес считал, что химически чистый металл вблизи абсолютного нуля обязан свободно пропускать ток, и объяснял остаточное сопротивление влиянием примесей. В дальнейшем он решил воспользоваться ртутью, которую можно очистить многократной перегонкой в вакууме. Жидкую ртуть при комнатной температуре заливали в тонкие капилляры и охлаждали их в гелиевом криостате, после чего измеряли ее сопротивление. В знаменательный день 8 апреля 1911 года Камерлинг-Оннес всего лишь убедился, что при охлаждении от 4,3 до 3 К сопротивление ртути падает практически до нуля. В повторном эксперименте 11 мая он обнаружил, что ртуть теряет сопротивление при охлаждении до 4,2 К (на самом деле его температурная шкала была не совсем корректна, в действительности чистая ртуть становится сверхпроводником при 4,15 К).

Читать далее...