physħ — физика и космос

Здесь много физики и космоса, и немного личных впечатлений автора.

Написал статью по поводу долгожданного события в 2018 году - учёные должны показать нам фотографию тени черной дыры, о том как это они сделают, читайте в статье knife.media/black-hole/
Мы привыкли к тому, что микроволновые пушки — типа тех что стоят в СВЧ-печках — используются в основном для простого нагрева вещества. Например, самые мощные подобные устройства — гиротроны — используют в колоссальных термоядерных реакторах для нагрева большого объёма плазмы до миллионов градусов.

Однако это не единственное их применение. С помощью гиротронов можно заниматься изучением спектров различных веществ. А там, где спектры, там и сверхточные измерения и соответственно сверхслабые эффекты.

Вот и в Институте прикладной физики РАН, в котором я работаю и который специализуруется в том числе на разработке гиротронов, предложили конструкцию гиротрона для проведения измерения сверхтонкого расщепления позитрония.

Позитроний — это своеобразная «молекула», образованная электроном и позитроном. У него есть два основных состояния, которые согласно квантовой электродинамике должны иметь слегка различающуюся энергию. Это и называется сверхтонкой структурой энергетических уровней. Переход между этими состояниями должен иметь характерную частоту излучения около 200 гигагерц. Однако до сих пор его никому не удалось измерить напрямую — слишком мала его интенсивность.

Но 200 гигагерц — это как раз та частота, на которой вполне может работать гиротрон. Надо только сделать его достаточно узкополосным, перестраиваемым и мощным. Именно эту задачу и решили в своей работе сотрудники нашего института. По их расчётам предлагаемый прибор будет иметь возможность изменять свою частоту в пределах 6—8 гигагерц в районе центральной частоты равной 203 гигагерца. При этом мощность его излучения будет составлять сотни ватт.

Технические подробности можно почитать в только что опубликованной статье: doi.org/10.1007/s10762-018-0522-2
Тем временем по-тихоньку уходит на покой легендарный «Кеплер». Обсерватория, на счету которой 70% из ~3750 открытых на данный момент экзопланет, уже несколько лет работает без одного из стабилизировавших её положение маховиков, а теперь ещё и топливо у неё оказалось на исходе. Пока что НАСА отправило телескоп во временную «спячку», но вскоре придётся попрощаться с ним навсегда. Чуть подробнее об этом можно почитать у Газеты.ру: bit.ly/kepler-sleep
Вы наверняка слышали расхожий «факт», что вещество на 99% состоит из пустоты. И на первый взгляд кажется, что так, в общем-то, и есть. Но если немного задуматься, то всё оказывается не так уже просто. Об этом на Хабре поразмышлял физик-теоретик Алексей Соколик: http://bit.ly/99-emptiness
Отличный инфотейнмент от Wired: специалист по квантовым вычислениям объясняет концепт квантового компьютера на 5 разных уровнях сложности. Не буду говорить, на каком уровне я перестал понимать, о чём речь 🙊

https://youtu.be/OWJCfOvochA
#обои 2000×1692
Это первое ясное изображение планеты, находящейся в процессе формирования. Планета — это яркая точка чуть ниже центра кадра. Подробности: bit.ly/pds70
Но есть и хорошие новости. На спутнике Сатурна Энцеладе нашли сложные органические молекулы. Давно известно, что под его ледяной поверхностью скрывается водяной океан. Были также указания на то, что на дне этого океана существует геотермальная активность, то есть возможно протекание сложных химических реакций с образованием сложных соединений. Теперь эти догадки подтвердились.

Все эти открытия совершил «Кассини», который в прошлом году завершил свою миссию и был утоплен в Сатурне. Тем не менее полученные им данные продолжают анализировать.

К сожалению, новые миссии к Сатурну пока даже не планируются, хотя и активно обсуждаются.

Подробности в N+1: https://nplus1.ru/news/2018/06/28/macromolecular-organic-compounds-from-enceladus
Ну вот :(

Запуск «Джеймса Уэбба» снова отложили. На этот раз на 30 марта 2021 года. Причина: рекомендация Независимой контрольной комиссии в составе NASA.

Среди основных проблем члены комиссии отметили несколько человеческих ошибок и проблемы с оборудованием.

Чуть подробнее: https://indicator.ru/news/2018/06/28/zapusk-james-webb-otlozhen/

Напомню, что телескоп должен был полететь в этом году, но уже дважды его запуск откладывали. Он должен стать самым дорогим телескопом в истории. Сейчас его стоимость оценивается в 8,8 млрд долларов, которые, кстати, ещё надо выбить у Конгресса США, поскольку тот ещё в 2011 году установил потолок трат в 8 млрд.
После открытия бозона Хиггса Большой адронный коллайдер принялся за поиски Новой физики — явлений, выходящих за пределы Стандартной модели элементарных частиц. Однако в этой области открытий пока нет. И хотя не все данные ещё обработаны, а в 2020-е годы планирует сделать апгрейд и в десятки раз увеличить светимость коллайдера, велика вероятность, что их и не будет.

Что делать? Можно было бы построить ещё больший коллайдер, но это безумно дорого. И даже электрон-позитронный коллайдер ILC в прошлом году решено сократить в два раза.

Но возможно Новая физика скрывается не в больших энергиях. Во многих теориях присутствует относительно лёгкие частицы, которые, однако, чрезвычайно слабо взаимодействуют с обычным веществом. Настолько слабо, что на Большом адронном коллайдере вероятность их рождения равна нулю, хотя энергии там более чем достаточно.

Такие частицы можно искать в экспериментах другого типа, в которых ставка делается ни столько на энергию частиц, сколько на их количество. Например, можно задействовать ускоритель SPS, который сейчас является предварительным ускорителем для LHC. Энергия протонов в нём всего 400 ГэВ — в 15 раз меньше, чем на LHC. Но поставляет он их для Большого адронного коллайдера всего лишь раз в 15 часов!

То есть в течение 15 часов в LHC крутятся одни и те же протоны, постепенно сталкиваясь друг с другом, а SPS всё это время крутит следующий пучок впустую.

На самом деле, эти протоны из SPS, конечно, давно используют для разных экспериментов. Например, в знаменитом OPERA, в котором ошибочно измерили сверхсветовые нейтрино.

В общем, сейчас протонные пучки из SPS предложили использовать для поиска частиц тёмной материи и вообще Новой физики. Новый эксперимент называется SHiP (Search for Hidden Particles), возглавляет его выходец из России Андрей Голутвин, а в проекте принимают активное участие российские институты и университеты, и даже Яндекс.

Об этом интересном эксперименте мой свежий большой текст в N+1: bit.ly/ship-nplus1

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о