ФИЗИКА

“Квантовая атмосфера” может раскрыть секреты материи

Опубликовано автором

Новая теория предполагает, что квантовые свойства объекта простираются на “атмосферу”, окружающую материал

За несколько последних лет некоторые материалы стали игровой площадкой для физиков. Они не состоят из чего-то особенного – в их составе обычные частицы вроде протонов, нейтронов и электронов. Но они представляют собой нечто большее, чем сумму составных частей. У этих материалов есть наборы впечатляющих свойств и явлений, которые даже навели физиков на новые фазы материи – за пределами твёрдого, жидкого и газообразного состояния, с которыми мы все знакомы.

Один класс материалов, особенно интересный физикам, это топологические изоляторы – или, в более общем виде, топологические фазы вещества, теоретические основы которых принесли их первооткрывателям нобелевскую премию в 2016. По поверхности топологического изолятора электроны движутся свободно, а внутри они неподвижны. Поэтому его поверхность служит проводником, похожим на металл, а внутренности похожи на керамический изолятор. Топологические изоляторы привлекли внимание своей необычной физикой и потенциалом для использования в квантовых компьютерах и т.н. устройствах спинтроники, использующих спины электронов, а не только их заряд.
(далее…)

КОСМОС

Почему учёные считают, что Девятой планеты не существует

Опубликовано автором


Представление художника о Девятой планете, как о ледяном гиганте, затмевающем центр Млечного пути, с изображённой на фоне солнцеподобной звездой. Орбита Нептуна показана как небольшой эллипс вокруг Солнца.

Прошло почти три года с момента появления одного из наиболее интересных предположений, касающихся нашего собственного космического двора: что далеко за пределами орбиты Нептуна в нашей Солнечной системе может существовать ещё одна планета, ещё более массивная, чем Земля. В отличие от крохотных миров, обнаруженных ранее в поясе Койпера, типа Плутона или Эриды, это может быть мир больше Земли, с массой, вероятно, в десять раз превышающей земную, и отвечающий за придание видимым нам объектам странных орбит.

Как предположили Константин Батыгин и Майкл Браун, в пользу её существования должны говорить дополнительные доказательства, некоторые из которых начали проявляться. Однако большая часть учёных не согласна с этими доказательствами. Они утверждают, что эти данные предвзяты. И если учесть это, то никакая Девятая планета уже не нужна.
(далее…)

ЗЕМЛЯ

Как пережить конец света: передовые технологии, которые могут помочь нам справиться с неизбежными изменениями на Солнце

Опубликовано автором

Давайте будем оптимистами, и представим, что мы смогли избежать ядерного самоистребления, астероида, способного уничтожить жизнь на Земле и смертельного излучения вспыхнувшей рядом сверхновой. Тогда нам остаётся примерно 6 млрд лет до того момента, когда Солнце превратится в красного гиганта, раздуется до размеров орбиты Земли и расплавит нашу планету. Казалось бы, времени полно.

Но не расслабляйтесь. Конец света наступит гораздо раньше.

В некотором смысле Земля находится в шатком положении в нашей Солнечной системе. Существует диапазон расстояний от звезды, находящаяся в котором планета может иметь жидкую воду на поверхности (которая, как мы считаем, необходима для жизни) и достаточно CO2 в атмосфере, чтобы работал фотосинтез. Этот диапазон называется обитаемой зоной фотосинтеза. Орбита Земли с трудом вписывается в эту зону вокруг Солнца. Некоторые учёные оценивают, что её внутренняя граница находится всего в 7,5 млн км от нас, что составляет всего 5% от расстояния от Земли до Солнца.
(далее…)

КОСМОС

Запуск второй Луны китайцами: как, зачем и когда?

Опубликовано автором

Статья в рамках партнёрского обмена материалами

Все еще считаете, что Китай может делать товары только по чьему-то подобию, да и то не очень качественно? Спешим вас разочаровать. В этой статье мы расскажем вам о таких технологиях, аналога которым нет во всем мире. Речь пойдет ни много ни мало о создании второго спутника Земли. И эта идея, как ни странно, принадлежит китайцам.

Запуск искусственного спутника Земли запланирован на 2020 год. Конечно, на первый взгляд может показаться, что это всего лишь розыгрыш, но наши соседи, похоже, настроены весьма решительно. Проект получил название «Вторая Луна», ведь он создается по прототипу именно Луны и будет освещать улицы китайского города Чэнду в темное время суток.

Чэнду является столицей китайской провинции Сычуань с населением более четырнадцати миллионов человек. «Вторую Луну» хотят запустить для того, чтобы ее яркий свет позволил совсем не использовать фонари, которые применяются для освещения ночных улиц во всем мире.
(далее…)

КОСМОС ₽

Огненные стены чёрных дыр могут оказаться слишком прохладными для того, чтобы гореть

Опубликовано автором

Специалисты по теории струн отменяют парадокс чёрных дыр, затушив окружающие их стены огня, существования которых боялись многие


Пересмотренная теория заменяет чёрные дыры шарами из струн (тех, что из теории струн)

Несмотря на свою возможность искривлять пространство и напрягать умы, эйнштейновская чёрная дыра (ЧД) выглядит настолько просто, что её может нарисовать и ребёнок. В её центре расположена точка, на некотором отдалении от которой имеется сферическая граница – вот и всё.

Точка – это сингулярность, бесконечно плотная и невообразимо маленькая точка, так сильно деформирующая пространство, что всё, что окажется поблизости, падает прямо в неё, оставляя за собой лишь вакуум. Сферическая граница отмечает горизонт событий, точку невозврата между вакуумом и остальной Вселенной. Но, согласно теории гравитации Эйнштейна, горизонт событий не представляет собой ничего такого, что смог бы заметить неудачливый космонавт, его пересекший. “Это похоже на горизонт, видимый из вашего окна, – сказал Самир Матур, физик из Университета Огайо. Если вы туда придёте, там ничего не будет”.

Однако в 2012 году эта мирная картина вдруг исчезла во вспышке пламени. Команда из четырёх физиков взяли загадку, впервые озвученную Стивеном Хокингом, касающуюся того, что происходит с информацией, падающей в ЧД, и перевернули её с ног на голову. Вместо того, чтобы настаивать на том, что космонавт (которого часто называют Алисой) плавно пройдёт сквозь горизонт событий, они выдвинули на первый план ключевой постулат квантовой механики: информация, как материя или энергия, не должна уничтожаться. Это изменение превратило горизонт событий из математической границы в физический объект, красочно наречённый ими “стеной огня”.
(далее…)

МОЗГ

Эффект “Храброго сердца”, и как компании манипулируют нашим стремлением к свободе

Опубликовано автором

Они могут забрать наши жизни, но никогда не заберут нашу свободу!

Эта часто пародируемая цитата из речи Уильяма Уоллеса, которого сыграл Мэл Гибсон в фильме “Храброе сердце“, содержит в себе противоречие, однако ж её легко понять. Ничто не приводит нас в большую ярость, чем когда нам говорят, что у нас в какой-то ситуации нет выбора. Мощный позыв к возвращению потерянной или находящейся под угрозой свободы, пусть и высокой ценой, формально называется “реактивным сопротивлением“. Я называю его “эффектом “Храброго сердца””.
(далее…)

ФИЗИКА

Величайшая ошибка в истории физики

Опубликовано автором


Сегодня мы считаем, что все частицы, от массивных кварков до безмассовых фотонов, имеют двойную корпускулярно/волновую природу. Сотни лет назад люди рассматривали только частицы. Но в 1818 году волнам суждено было совершить триумфальное возвращение на основе исследований природы света.

Все мы любим наши наиболее ценные идеи по поводу устройства мира и Вселенной. Наша концепция реальности часто неразрывно связана с нашим представлением о самих себе. Но быть учёным – значит, быть готовым подвергать сомнению все эти представления при каждой их проверке. Всего лишь одного наблюдения, измерения или эксперимента, противоречащего теории, бывает достаточно для того, чтобы пересмотреть или полностью отказаться от нашего представления о реальности. Если мы можем воспроизвести эту научную проверку и убедительно показать, что она не совпадает с преобладающей теорией, мы закладываем основы научной революции. Но если кто-то не хочет подвергать теорию или предположения проверкам, он, возможно, совершает величайшую ошибку в истории физики.
(далее…)

БИОЛОГИЯ

Как животные перешли от отдельных клеток к 30 различным вариантам строения тела

Опубликовано автором

И между тем как наша планета продолжает вращаться согласно неизменным законам тяготения, из такого простого начала развилось и продолжает развиваться бесконечное число самых прекрасных и самых изумительных форм.

Так писал Чарльз Дарвин в своём труде “О происхождении видов“. Происхождение и эволюция животных – один из наиболее интересных вопросов современной биологии. Мы знаем, что всё чудесное разнообразие животных, существующих сегодня, возникло из их одноклеточных предков. И мы знаем, что этот переход, вероятно, был связан с окружающей средой планеты и взаимодействием с нею организмов, а также изменений в их генетическом материале (геноме).

Но мы не знаем, быстро ли после появления первых форм жизни появилось разнообразие животных форм, “бесконечное число самых прекрасных и самых изумительных форм”, как писал Дарвин, или же оно возникло на поздних этапах эволюции. Команда специалистов по эволюционной биологии из Британии и США попыталась исследовать этот вопрос в самой прекрасной и чудесной работе, опубликованной в научном журнале PNAS.
(далее…)

КОСМОС

Самое важное изображение в рентгеновских лучах всех времён доказало существование тёмной материи

Опубликовано автором


Карта гравитационного линзирования (синяя), на которую наложены оптические и рентгеновские (розовые) данные по скоплению галактик Пуля. Несовпадение положения рентгеновских лучей и предполагаемой массы неоспоримо

Во Вселенной по большей части рентгеновские лучи появляются в результате разогрева материи до высоких температур.
(далее…)

ФИЗИКА

Физики на БАК применяют метод грубой силы к поиску новых частиц

Опубликовано автором

Мощнейший ускоритель частиц в мире пока что не дал нам никакой новой физики – и некоторые учёные выбирают новую стратегию поисков.


Детектор ATLAS

Когда-то бывший противоречивым, новый подход к поиску частиц на Большом адронном коллайдере становится основным. Один из основных экспериментов БАК, ATLAS, официально принял этот метод на вооружение – альтернативный способ просеивать горы данных, порождаемых машиной – как лучшую надежду на выявление поведения частиц, выходящего за рамки Стандартной модели. Привычные техники до сих пор не дали результатов.

Пока что все исследования на БАК – который расположен в ЦЕРН, в Европейской лаборатории физики частиц близ Женевы – включали в себя “целевые поиски” признаков из наиболее популярных теорий. Теперь же коллаборация ATLAS описывает свой первый “общий” поиск по данным детектора в препринте работы, опубликованной на сайте arXiv, и предложенной журналу European Physics Journal C. Другой важный эксперимент БАК, компактный мюонный соленоид (CMS), работает над сходным проектом.
(далее…)