Обнаружен новый полностью очарованный тетракварк из двух кварков и двух антикварков

Физики из коллаборации LHCb обнаружили новый тетракварк, состоящий из двух очарованных кварков и двух очарованных антикварков. Это первая частица, в которой глюонным взаимодействием связаны пары дикварк и антидикварк. Результаты были  представлены на семинаре CERN-LHC. Согласно кварковой модели, сильно взаимодействующие частицы — адроны — образуют либо пары кварк-антикварк (мезоны), либо собираются в группы по три кварка (барионы: нейтрон и протон). Остальные частицы считаются экзотическими, хотя еще в 1964 году Марри Гелл-Манн допускал возможность образования более крупных частиц за счет встраивания пары кварк-антикварк в структуру бариона или мезона. Только в 2014 году физики, работающие на детекторе LHCb, обнаружили новую частицу Z(4430)+, состоящую из 4 кварков: ccdu (с — очарованный, d — нижний, u — верхний). А в 2015 году во время распада Λb0→ J/ψpK– физики после анализа результатов первого прогона обнаружили два пентакварка J/ψp, а год назад они представили результаты анализа уже второго прогона работы коллайдера — по новым данным в таком процессе образуются три пентакварка.

Читать далее

Пандемия помогла решить сложнейшую теорему “прямоугольных колышек” из области замкнутых петель

Джошуа Грин и Эндрю Лобб, скучая на карантине, придумали, как доказать один из вариантов теоремы о прямоугольных колышках. В середине марта математики Джошуа Грин и Эндрю Лобб оказались в сходном положении – закрыты в четырёх стенах, пытаясь приспособиться к росту эпидемии коронавируса. Они решили справиться с ней, углубившись в свои исследования. «Думаю, что пандемия послужила определённым катализатором этого процесса, — сказал Грин, профессор Бостонского колледжа. – Мы решили, что будет лучше налечь на какую-нибудь совместную работу, которая сможет поддержать нас». Одна из проблем, которой решили заняться два друга, был вариант геометрического вопроса, остававшегося без ответа более ста лет. «Эту задачу крайне просто сформулировать и понять, однако она очень сложная для решения», — сказала Элизабет Денн из Университета Вашингтона и Ли. Всё начинается с замкнутой петли – любого искривлённого пути, у которого совпадают начало и конец. Задача, за которую взялись Грин и Лобб, по сути, утверждает, что в любом таком пути найдутся наборы из четырёх точек, составляющих вершины прямоугольника любой заданной пропорции.

Читать далее

Исследования коллективной динамики активных объектов показали аналогию хаотического движения и турбулентности

Французские физики обнаружили, что движение группы частиц, способных к самостоятельному активному движению, количественно аналогично турбулентному течению. Проведенный эксперимент показал, что диссипацию энергии в двумерной системе из таких самодвижущихся частиц можно описать с помощью известной классической статистической теории Колмогорова, которая используется для изотропной турбулентности. Эти результаты могут оказаться полезными и для исследования коллективной динамики активных объектов, и для развития теории турбулентности, пишут ученые в статье в Physical Review X. В последнее десятилетие фокус исследований коллективного поведения активно движущихся элементов в группах слегка сместился с преимущественно биологических систем (элементов цитоскелета, бактерий или животных в стаях) на искусственно созданные объекты: микроботовмолекулярные моторы и активные коллоидные частицы. В последнем случае активные частицы обычно называют «свиммерами» — это, как правило, асимметричные частицы со своеобразным моторчиком: катализатором, вызывающим непрекращающуюся химическую реакцию, или перепадом поверхностных свойств, приводящим к движению жидкости вокруг.

Читать далее

Открыт эффект движения ионов в противоположном направлении импульсу ионизирующего фотона за счет фотоэффекта

В процессе ионизации ионы в среднем получают 3/5 от импульса первоначального фотона и за счет этого двигаются в противоположную импульсу фотона сторону. Это удалось выяснить с помощью тщательного измерения импульсов, которые приобрели заряженные ионы гелия и азота после фотоионизации электрона с внутренней K-оболочки. Результаты для обоих типов атомов совпали с предсказаниями теории в широком диапазоне энергий фотонов: от 300 электронвольт до 40 килоэлектронвольт. Работа опубликована в Physical Review Letters, кратко о результатах сообщает журнал Physics. Так как классическая теория электромагнитных волн Максвелла не могла объяснить многих особенностей фотоэффекта, его изучение способствовало развитию современной квантовой физики. В частности, для построения теории этого явления Альберт Эйнштейн привлек идею о том, что энергия из электромагнитной волны поглощается только определенными порциями, и назвал поглощаемые частицы фотонами. За открытие законов фотоэффекта Эйнштейн в 1921 году получил Нобелевскую премию по физике.

Читать далее

Продемонстрирована возможность управления электронными спинами в алмазе с помощью акустического резонанса

Американские ученые недавно построили микроэлектромеханическое устройство на основе кристалла алмаза с азотно-замещенными вакансиями и довольно успешно продемонстрировали возможность управления электронными спинами этих дефектов с помощью акустического спинового резонанса. Полученные результаты помогут в создании компактных высокочувствительных сенсоров с нанометровым пространственным разрешением и низким энергопотреблением. Статья опубликована в журнале Physical Review Applied. Кристаллы алмаза используются физиками как материал для создания устройств квантовой обработки информации и чувствительных магнитных, электрических и температурных сенсоров с высокой разрешающей способностью. Для этих целей обычно применяют кристаллы с дефектами решетки — азотно-замещенными вакансиями, которые сокращенно называют NV-центрами. Они образуются в результате удаления атома углерода из узла решетки и связывания образовавшейся вакансии с атомом азота, замещающим позицию одного из соседних углеродов. Для практических задач, связанных с управлением спинами NV-дефектов, состояние которых можно рассматривать как логические состояния кубитов, обычно используют отрицательно заряженные NV-центры, электронный спин S которых равен единице (за счет наличия двух неспаренных электронов в таком дефекте).

Читать далее

Философия человеческого сознания и искусственный интеллект: от теории к практике

Данная заметка представляет собой обзор связи философии сознания и искусственного интеллекта. Она не претендует на оригинальное исследование, но автор надеется на плодотворную дискуссию и уничтожающую критику. В настоящее время трудно найти тему более актуальную и быстро развивающуюся, чем искусственный интеллект. Возникающие проблемы и достигнутые результаты, затрагивая острые для многих аспекты, такие как монополия человека на разум и сознание, требуют философского исследования, например, проблема различия «сильного» и «слабого» искусственного интеллекта и, в особенности, проблема возможности создания «искусственного сознания». В данной заметки предпринимается попытка дать обзор современных взаимоотношений между философскими теориями сознания и текущим состоянием искусственного интеллекта (ИИ). Философы существуют гораздо дольше, чем компьютеры, и пытаются решить некоторые вопросы, связанные с ИИ: как работает разум? Возможно ли, чтобы машины действовали разумно, как люди, и если да, то были ли у них реальные, «сознающие» умы? Каковы этические последствия интеллектуальных машин (Russel & Norvig, 2016)?

Читать далее

Математическое переосмысление физического смысла времени, бесконечности и основ мироздания

Из законов физики следует, что течение времени – всего лишь иллюзия. Чтобы избежать такого заключения, нам, возможно, придётся переосмыслить реальность чисел с бесконечной точностью. Если числа нельзя простым способом записывать бесконечными последовательностями цифр, то и будущее не предопределено. Странно, что, хотя нам кажется, будто мы проносимся сквозь время, беспрерывно находясь на тонкой грани между фиксированным прошлым и открытым будущим, эта самая грань – настоящее – никак не проявляет себя в существующих законах физики. К примеру, в теории относительности Эйнштейна время переплетено с тремя измерениями пространства, и формирует гибкий четырёхмерный пространственно-временной континуум – “блок-вселенную“, охватывающую прошлое, настоящее и будущее. Уравнения Эйнштейна описывают всё в блок-вселенной, как предрешённое с самого начала; изначальные условия космоса определяют, что будет дальше, и никаких сюрпризов не происходит – они только кажутся сюрпризами. «Для нас, верящих в физику, — писал Эйнштейн в 1955, за несколько недель до смерти, — различие между прошлым, настоящим и будущим является лишь упорной и настойчивой иллюзией».

Читать далее

Ловушки человеческого сознания: рекурсия мышления и научный метод ее анализа и выхода из нее

С момента появления языка как второй сигнальной системы — инструмента для мышления и общения, человечество получило критическое преимущество перед всеми другими живыми существами, поведение которых управляется системами первого уровня и поэтому принципиально ограничено в уровнях абстрагирования. Но, давая человеку инструмент огромной силы, язык и абстрактное мышления в то же время создают ограничения и ловушки, ведущие к проблемам, конфликтам и деструктивному поведению. Чем человечество последние 5000 лет в основном и занимается. Большинство войн, конфликтов, ссор и убийств происходят или оправдываются идейнымы, идеологическими, религиозными, политическими и другим абстрактными причинами, лежащими в сфере идей и информации, а не материального мира. И прежде чем война, конфликт, ссора приводит к реальным действиям, ей всегда предшествует этап намерения, замысла, подготовки, планирования, нагнетания, организации, проходящий на уровне слов и информации. Источник и инструмент всех войн, убийств, дискриминации, инквизиции, угнетения — язык. Но он же — инструмент науки, культуры, прогресса, развития, цивилизации. И виноват в проблемах не инструмент, а незрелое мышление, сознание и культура тех, кто его использует. Еще с античных времен лучшие умы это понимали и пытались исправить.

Читать далее

Концепция искусственных молекулярных моторов: как устроен самый маленький ротор в мире из 16 атомов

На микро- и нанометровом уровне происходит множество интереснейших процессов, о которых мы даже не подозреваем, ибо их не так и просто увидеть. Чего стоит наше собственное тело: миллионы клеток из разных подсистем слаженно выполняют свои функции, поддерживая жизнедеятельность организма. Среди великого разнообразия необычных молекулярных образований стоит выделить молекулярные моторы, к которым причисляют моторные белки (например, кинезин). Концепция искусственных молекулярных моторов существует еще с середины прошлого века, а попыток создать нечто подобное было очень много, и все они чем-то отличались от других. Сегодня мы с вами познакомимся с исследованием, в котором ученые из EMPA (Швейцарская федеральная лаборатория материаловедения и технологий) создали молекулярный двигатель из 16 атомов, что делает его самым маленьким на данный момент. Как именно ученые создавали нано-двигатель, какие его особенности и возможности, и как эта разработка может быть применена на практике? Об этом мы узнаем из доклада ученых. Поехали.

Читать далее