Иллюстрация представлена: CMS / CERN. В области квантовой механики, управляющей поведением оснвных элементарных частиц, наблюдается поразительное разнообразие. Среди этого многообразия выделяется топ-кварк — самая тяжёлая из всех известных элементарных частиц. Изучение свойств топ-кварка не просто удовлетворяет наше научное любопытство, оно также является ключом к пониманию фундаментальных сил, которые определяют структуру и эволюцию Вселенной. Большой адронный коллайдер (БАК) — уникальный инструмент современной науки, предоставляющий возможность исследовать этот микромир и разгадать тайны рождения и взаимодействия топ-кварка. Столкновения протонов в БАК сопровождаются мощными энергетическими всплесками, в результате которых образуется множество новых частиц. Среди продуктов таких столкновений часто встречаются пары топ-кварков, рождающиеся в компании других тяжёлых кварков, таких как b-кварк и c-кварк.
Архив рубрики: Наука
Известные и незнакомые механизмы ускорения электронов в межгалактическом пространстве
Российские астрономы недавно обнаружили радиоизлучение в широком межгалактическом пространстве между двумя сближающимися скоплениями галактик. Проведенное далее компьютерное моделирование смогло показать наличие магнитных полей и заряженных частиц с высокой энергией в этом регионе, размеры которого превышают колоссальные масштабы самих скоплений. Согласно стандартной космологической модели, скопления галактик являются самыми большими гравитационно связанными структурами во Вселенной. Для интерпретации полученных данных требуется разработка новой теоретической модели, способной объяснить механизм ускорения частиц в межгалактическом газе. Данные выводы опубликованы в журнале Science. Важно отметить, что вещество во Вселенной распределено неравномерно и образует структуру, напоминающую «космическую паутину» – трехмерную сеть из нитей (филаментов), вдоль которых сконцентрирована масса, и пустот (войдов) между ними.
Что мы знаем об уникальных свойствах нитевидных кристаллов – вискеров?
Нитевидные кристаллы, также известные как вискеры, являются удивительными объектами микро- и конечно наномира, обладающими часто весьма уникальными физическими и физико-химическими характеристиками. Их синтез в обычных лабораторных условиях, например, таких уникальных стуркутр как вискеры с тонкой туннельной кристаллической структурой, позволяет использовать их для ионного обмена и создания электрохимических интеркалляционных устройств. Получение «усов» сверхчистых металлов и алмаза, нитевидных кристаллов кремния или сверхпроводящих вискеров Bi2Sr2CaCu2O8 стало уже классическим примером в современной химии функциональных материалов. В силу своей необычной формы, нитевидные кристаллы представляют большой практический интерес и обладают эстетической привлекательностью. А случалось ли Вам когда-нибудь видеть меховой «хвостик», выросший не на теле животного, а в тигле при температуре порядка 1000°C?
Оптическая ловушка впервые позволила построить бездефектную фигуру из 111 атомов рубидия
Немецкие физики смогли осуществить весьма значительный прорыв в области создания квантовых компьютеров, построив идеальную бездефектную тонкую структуру из 111 атомов рубидия, удерживаемых в оптической ловушке. Это достижение превосходит предыдущий рекорд более чем на 50%. Вероятность успешного формирования заданной структуры составила несколько процентов, что также является впечатляющим результатом по сравнению с аналогичными исследованиями. Ученые подчеркивают, что предложенный метод обладает потенциалом неограниченного увеличения числа атомов в структуре за счет использования более мощных лазеров, создающих больше узлов решетки. Данные результаты опубликованы в Physical Review Letters и кратко освещены в Physics. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org. Создание квантовых компьютеров может быть реализовано различными способами, одним из которых является формирование бозе-конденсата холодных атомов с помощью оптической ловушки.
Тёмная материя и детекторы для ее поиска: кратко о главном
Темная материя, именуемая также скрытой массой, представляет собой совокупность астрономических объектов, не излучающих электромагнитное или нейтринное излучение в количествах, достаточных для полного прямого наблюдения. Однако ее реальное присутствие выявляется исключительно косвенным образом посредством гравитационных воздействий на наблюдаемые объекты. Существующая существенная проблема темной материи, подтверждающая ее реальность, включает несколько составляющих: 1) Астрофизическая: расхождение между наблюдаемой массой гравитационно связанных объектов и систем с их параметрами, определяемыми посредством гравитационных эффектов. 2) Космологическая: несоответствие наблюдаемых космологических параметров средней плотности Вселенной, полученной на основе астрофизических данных. В качестве примера астрофизической проблемы можно привести расхождение между расчетными и фактическими скоростями вращения галактик.
Графен для улучшения микроэлектроники: определения и примеры исследований
Прошло уже более десятилетия с момента экспериментального открытия графена – материала, ставшего ярким представителем класса двумерных кристаллов. Графен представляет собой уникальный атомно-тонкий кристаллический слой углерода. Он привлёк внимание многих физиков благодаря своим уникальным электронным свойствам: электроны в графене ведут себя подобно безмассовым релятивистским частицам и подчиняются законам квантовой электродинамики. Помимо этого, графен обладает рядом ценных характеристик: очень высокой электропроводностью, светопроницаемостью, механической растяжимостью и химической инертностью. Однако для практического применения графена необходимо не только наличие теоретических возможностей реализации физических эффектов, но и экономическая целесообразность его производства. В настоящее время разработаны технологии, позволяющие получать графен в промышленных масштабах с приемлемой стоимостью.
