ФИЗИКА

Не потеряли ли на Большом адронном коллайдере свидетельства наличия новой физики?

Опубликовано автором


Детектор частиц ATLAS на БАК в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) в Женеве, Швейцария. БАК, построенный внутри подземного туннеля окружностью в 27 км, является крупнейшим и мощнейшим ускорителем частиц и крупнейшей машиной в мире. Но он способен записывать лишь малую долю собираемых им данных.

В Большом адронном коллайдере протоны одновременно кружатся по часовой и против часовой стрелки, и сталкиваются друг с другом, двигаясь при этом со скоростью, составляющей 99,9999991% от скорости света. В двух точках, где по схеме должно происходить наибольшее количество столкновений, построены огромные детекторы частиц: CMS и ATLAS. После миллиардов и миллиардов столкновений, произошедших на таких огромных энергиях, БАК позволил нам продвинуться дальше в нашей охоте за фундаментальной природой Вселенной и пониманием элементарных строительных блоков материи.

В сентябре прошлого года БАК отметил 10 лет своей работы, открыв бозон Хиггса, что стало его главным достижением. Но, несмотря на эти успехи, на нём не было обнаружено никаких новых частиц, взаимодействий, распадов или новой фундаментальной физики. А что хуже всего – большая часть данных, полученных с БАК, навсегда теряется.
(далее…)

ЗЕМЛЯ ₽

Самолёты с лазерами на борту открывают огромные и широко раскинувшиеся города майя

Опубликовано автором

В июле 2016 года группа археологов арендовала небольшой самолёт – и пилотов-специалистов – для пролёта над густым покровом джунглей северной Гватемалы, близ границы с Мексикой. Пролетая на достаточно большой высоте над деревьями, пилоты прочёсывали территорию, направив на землю три лазера, испускавших по 300 000 световых импульсов в секунду.

За 12 дней команда использовала лазеры для создания одной из самых крупных по масштабу карт городов майя, построенных с 1000 г до н.э. по 1500 г н.э. Хотя в прошлом археологи натыкались на обрывки сведений об этих столичных руинах, новые карты впервые демонстрируют целые города, укладывая в общую схему величественные пирамиды майя, городские дороги и сельскохозяйственные террасы. Этот вид предлагает археологам более широкую перспективу, после того, как те долгое время занимались анализом отдельных структур. В целом самолёт разметил площадь более 2000 кв. км. (что примерно на 20% меньше площади Москвы). И на основе этого обширного набора данных исследователи смогли гораздо точнее, чем раньше, дать оценку демографии майя.
(далее…)

МОЗГ

Смысл жизни состоит в поисках разумом смысла

Опубликовано автором

Какова цель существования жизни? К какому бы ответу вы ни пришли, время от времени, возможно, вы находите его неудовлетворительным. Ведь как можно выразить в одной простой фразе то, зачем любое живое существо появилось на Земли?

С моей точки зрения, когда я оглядываюсь на 18 лет исследований того, как человеческий мозг обрабатывает язык, лишь одна чёткая и стойкая тенденция превалирует над всеми остальными. Цель человечества следует из потрясающей потребности нашего разума извлекать смысл из окружающего мира.

У многих учёных каждый их шаг связан с поисками смысла, и это определяет всё, что они думают или говорят. Понимать природу, постоянно пытаться объяснять её базовые принципы, правила и механизмы – в этом суть существования учёного. И это можно назвать наиболее упрощённой версией цели их жизни.
(далее…)

КОСМОС

Спросите Итана: если свет сжимается и расширяется вместе с пространством, как мы можем засечь гравитационные волны?

Опубликовано автором


Вид с воздуха на детектор гравитационных волн Virgo, расположенный в муниципалитете Кашина близ города Пиза в Италии. Virgo – это гигантский лазерный интерферометр Майкельсона с плечами длиной по 3 км, дополняющий два одинаковых детектора LIGO длиной по 4 км.

За последние три года у человечества появился новый тип астрономии, отличающийся от традиционных. Для изучения Вселенной мы уже не просто ловим свет телескопом или нейтрино при помощи огромных детекторов. Кроме этого, мы также впервые можем видеть рябь, присущую самому пространству: гравитационные волны. Детекторы LIGO, которые теперь дополняет Virgo, и скоро будут дополнять ещё KAGRA и LIGO India, обладают чрезвычайно длинными плечами, которые расширяются и сжимаются при проходе гравитационных волн, выдавая обнаруживаемый сигнал. Но как это работает? Наш читатель спрашивает:

Если длины волн света растягиваются и сжимаются вместе с самим пространством-временем, как LIGO может обнаружить гравитационные волны? Они ведь расширяют и сжимают два плеча детектора, поэтому волны внутри них тоже должны расширяться и сжиматься. Разве укладывающееся в плечо количество длин волн не будет оставаться постоянным, в результате чего интерференционная картина не будет меняться, и волны будет нельзя засечь?

Это один из самых распространённых парадоксов, которые представляют себе люди, размышляющие о гравитационных волнах. Давайте разберёмся и найдём ему решение!
(далее…)

НАУКА

Как дешёвый труд помогает амбициям Китая в области искусственного интеллекта

Опубликовано автором


Работники в штаб-квартире Ruijin Technology Company в Цзясяне, находящемся в центральной провинции Китая, Хэнань. Они распознают объекты на изображениях, помогая ИИ ориентироваться в реальном мире.

Работа, которую можно считать одной из важнейших для приближения к целям, стоящим перед китайскими технологиями, происходит на бывшем цементном заводе, посреди центральной провинции Китая, далеко от местных кремниевых долин, находящихся в Пекине и Шэньчжэне. Посреди двора стоит замершая бетономешалка. Соседний склад заполняют коробки с пластмассовой посудой.

А внутри завода Хоу Сямэн управляет компанией, помогающей ИИ разобраться в реальном мире. Пара десятков молодых людей просеивают фото и видеоролики, отмечая всё, что они видят. Это автомобиль. Это светофор. Это хлеб, это молоко, это шоколад. Вот так выглядит идущий человек.

“Раньше я думал, что машины гениальны, – говорит Хоу, которому исполнилось 24. – Сейчас я знаю, что причина их гениальности – это мы”.
(далее…)

КОСМОС

Нейтронные звёзды, белые карлики, коричневые карлики, и другие тела, не являющиеся звёздами

Опубликовано автором


Нейтронная звезда – одно из плотнейших скоплений материи во Вселенной, однако на её массу есть верхний предел. Если выйти за него, нейтронная звезда схлопнется и сформирует чёрную дыру. Но ни нейтронные звёзды, ни чёрные дыры, несмотря на их большую массу, нельзя считать звёздами

Если говорить о звёздах, то их типов существует огромное количество. Наше Солнце не представляет собой ничего интересного, поскольку бывают звёзды более красные и более голубые, более яркие и более тусклые, более и менее массивные, причём во много раз. И если Солнце проживёт порядка 10-12 млрд лет, некоторые звёзды могут жить триллионы лет, а другие взрываются или схлопываются, прожив всего миллионы. Разнообразие звёзд огромно.

И всё-таки, многие объекты Вселенной, которые мы называем звёздами – белые карлики, коричневые карлики, нейтронные звёзды, и прочие – не являются звёздами на самом деле. Чтобы быть звездой, нужно не просто излучать свет, видимый в галактике. И вот почему, согласно астрономии, огромный набор объектов, которые мы зовём “звёздами”, не попадают под это определение.
(далее…)

БИОЛОГИЯ ₽

Когда животные выходят в ночную смену

Опубликовано автором

Они предпочитают есть в темноте, чем рисковать встречей с одним из нас

Несколько лет назад Кэйтлин Гэйнор и её коллеги заметили интересную закономерность. Началась она с данных, полученных из Танзании, где камеры с датчиками движения обнаружили тенденцию: антилопы, когда-то перемещавшиеся преимущественно в дневное время, теперь предпочитали бродить по ночам. Обсуждая это изменение, Гэйнор, кандидат в доктора в Калифорнийском университете в Беркли, и её коллеги-исследователи, поняли, что похожий сдвиг к ночному образу жизни произошёл и у многих других млекопитающих. В Мозамбике слоны начали ходить по дорогам по ночам, когда те были относительно свободны от людей, а днём оставаться в лесу. В Непале тигры чаще передвигались при свете луны, пока люди спят. В Польше кабаны, живущие в заповеднике, равномерно делили свои дни на перемещение и сон, а кабаны в городских условиях почти всегда бодрствовали по ночам. Как только “мы обратили внимание” на этот ночной феномен, сказала мне Гэйнор, “мы начали видеть его практически повсеместно”. И это не преувеличение: в работе, опубликованной в июне, Гэйнор и её соавторы предлагают свидетельства ночного сдвига у десятков видов, регулярно встречающихся с людьми, на всех континентах, за исключением Антарктики. Гэйнор подозревает, что эти поведенческие изменения несут в себе и быстрые эволюционные изменения.
(далее…)

ФИЗИКА

Как не обмануться, занимаясь физикой

Опубликовано автором

Специалисты по физике частиц и астрофизики применяют разнообразные инструменты во избежание получения ошибочных результатов

В 1990-х в эксперименте, проводившемся в Лос-Аламосе, примерно в 55 км к северо-западу от столицы Нью-Мексико, вроде бы обнаружилось что-то странное.

Учёные разработали детектор нейтрино с жидким сцинтиллятором [Liquid Scintillator Neutrino Detector] в Национальной лаборатории Лос-Аламоса при Министерстве энергетики США для того, чтобы подсчитывать нейтрино – неуловимые частицы, бывающие трёх типов и редко взаимодействующие с другой материей. На LSND искали свидетельства нейтринных осцилляций – перехода нейтрино из одного типа в другой.

В нескольких предыдущих экспериментах были обнаружены признаки подобных осцилляций, из чего следовало, что у нейтрино имеются небольшие массы, не входящие в Стандартную Модель, главную теорию физики частиц. Учёные на LSND хотели заново проверить те ранние измерения.
(далее…)

КОСМОС

Почему Хаббл не видит самые первые галактики

Опубликовано автором


Впечатляюще огромное скопление галактик MACS J1149.5+223, свету которого потребовалось более 5 млрд лет для того, чтобы дойти до нас, было целью одной из программ серии Hubble Frontier Fields [осмотр рубежей Хабблом]. Этот массивный объект действует как гравитационная линза для объектов, расположенных за ним, вытягивая и увеличивая их изображение, что позволяет нам заглядывать в самую глушь космоса, находящуюся в относительно пустом регионе.

Даже мощнейший телескоп в истории человечества, космический телескоп им. Хаббла, не способен увидеть всё.
(далее…)

ЗЕМЛЯ

Как построить башню высотой до космоса?

Опубликовано автором


Небоскрёбы в Дубае, включая Бурдж-Халифа, 2015

Человеческое стремление строить всё более высокие и впечатляющие структуры ненасытно. Пирамиды древнего Египта, Великая китайская стена, Бурдж-Халифа в Дубае – на сегодня высочайшее строение 828 метров в высоту – всё это последствия поиска пределов инженерных возможностей. Однако огромные здания служат не только монументами человеческим амбициям: они могут стать ключом к прогрессу человечества в космический век.

Сейчас существует уже несколько предложений по строительству отдельно стоящей башни, или “космического лифта”, который мог бы достичь геосинхронной орбиты Земли. Такая башня стала бы альтернативой ракетному транспорту и кардинально уменьшила бы количество энергии, необходимое для выхода в космос. Кроме того, мы можем представить себе космические мегаструктуры высотой во много километров, питаемые солнечной энергией, и окружающие целые планеты или даже звёзды.
(далее…)