Иллюстрация: R. G. Bullis et al. / Physical Review Letters. Американские физики провели серьезное уточнение величины сверхтонкого расщепления уровня 2S атома водорода, применив очень точный радиочастотный метод Рамзея. Полученная комбинация расщеплений уровней 1S и 2S продемонстрировала хорошее соответствие теоретическим расчетам, выполненным в рамках квантовой электродинамики. Данное исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters. Атом водорода, представляющий собой простейшую систему, состоящую из протона и электрона, является оптимальным объектом для проведения высокоточных верификаций теории электромагнитного взаимодействия. В рамках подобных изысканий физики измеряют интервалы между энергетическими уровнями или иные атомные характеристики, а затем стремятся воспроизвести эти данные посредством вычислительных методов. На заре квантовой физики для прогнозирования спектра атома водорода достаточно было использовать нерелятивистскую квантовую механику.
Архив рубрики: Наука
Синхротронное излучение позволило изучить характеристики отдельных ионов железа и тербия в составе химических соединений
На иллюстрации: Схема устройства для проведения детальных рентгеноструктурных исследований на одном атоме. Tolulope M. Ajayi et al. / Nature. Специалисты из США, Китая и Франции применили синхротронное излучение для анализа отдельных ионов железа и тербия, входящих в состав комплексных соединений, нанесенных на поверхность золота. Ученым удалось зафиксировать электронные переходы данных атомов только при условии точного размещения тонкого металлического детектора непосредственно над атомами металлов. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Синхротронное излучение обеспечивает проведение рентгеноструктурных исследований на микроскопических образцах, содержащих порядка $10^4$ атомов. При этом использование крайне тонкого металлического детектора для регистрации фотоэлектронов позволяет дополнительно повысить разрешение до уровня нескольких десятков атомов в образце.
Теоретическая космология XX века и вклад российской науки: хаотическая инфляция Андрея Дмитриевича Линде
В сорок лет назад в печатном издании была опубликована статья старшего научного сотрудника Физического института АН СССР (который сейчас является действительным профессором Стэнфордского университета) Андрея Дмитриевича Линде под названием «Хаотическая инфляция», которая стала одним из самых значимых достижений теоретической космологии XX века. В связи с юбилеем данной выдающейся работы я инициировал беседу с ее автором, чтобы он поделился воспоминаниями о формировании и развитии инфляционной космологии, а также осветил ее прогресс в текущем столетии. Настоящее изложение данной дискуссии требует соответствующей информационной подготовки, которую мы и представляем. В статье Андрея Линде изложена новая концепция сверхбыстрого расширения Вселенной на самых ранних этапах ее эволюции, получившая эффектное наименование космической инфляции благодаря американскому физику и космологу Алану Харви Гуту всего за несколько лет до этого (A. D. Linde, 1983. Chaotic Inflation).
Сможет ли Большой адронный коллайдер привести человечество к новой физике: новые частицы и взаимодействия
На представленной фотографии изображен детектор частиц ATLAS, расположенный в Большом адронном коллайдере (БАК) в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) в Женеве, Швейцария. БАК, который размещен в подземном туннеле с окружностью целых 27 километров, представляет собой крупнейший и наиболее мощный ускоритель частиц, а также самую масштабную установку в мире. Тем не менее, он способен регистрировать лишь незначительную часть получаемых им данных. В Большом адронном коллайдере протоны циркулируют как по часовой, так и против часовой стрелки, сталкиваясь при скорости, составляющей 99,9999991% от скорости света. В двух предполагаемых зонах максимальной частоты столкновений установлены массивные детекторы частиц под названиями: CMS и ATLAS. Благодаря миллиардам столкновений, произошедших при столь колоссальных энергиях, БАК значительно углубил наши изыскания в области фундаментальной природы Вселенной и понимания элементарных составляющих материи.
Технологии и знания против глобального потепления: от захоронения биомассы, до выращивания растений
Глобальное повышение температуры набирает обороты, даже если его последствия не всегда очевидны на локальном уровне. Согласно прогнозам, предстоящее лето обещает стать одним из самых жарких в истории, и это тенденция сохранится на ближайшие пять лет, поскольку Организация Объединенных Наций предупреждает о рекордном пятилетнем периоде по всем историческим данным. Возрастает вероятность того, что к 2027 году повышение глобальной температуры превысит отметку в 1,5°C относительно доиндустриального уровня — порог, который ранее считался критически необратимым. Необходимо принимать меры к тому, что в ближайшие годы, а в перспективе и десятилетия, волны жары будут затрагивать как Европу, так и Индию с Пакистаном, а также многие регионы США. Следует отметить, что Россия не будет исключением, поскольку она также подвергнется влиянию глобального потепления, в том числе из-за учащения лесных пожаров, что противоречит распространенным заблуждениям.
Существовало ли время до возникновения нашей Вселенной: симметрия, тяготение и динамический хаос
Вопрос о законах, формирующих Вселенную со всем ее содержанием, находит ответ в построении динамики, то есть в разработке описания эволюции физической системы с течением времени, при условии заданного ей начального состояния. Данные теории не раскрывают нам сущностного облика мира; напротив, они постулируют следующее: если вся система находилась в определенном состоянии в один момент времени, то она будет обладать абсолютно иным состоянием в последующий момент. Подобная теоретическая парадигма не может предоставить сведений о структуре мира без предоставления информации о его предшествующем устройстве. Предварительно рассмотрим вопрос временной симметрии в рамках динамической эволюции. Существуют важные исключения из этого общего правила, примером которых является фундаментальный вывод, сделанный Кеплером в 1609 году: орбиты планет, обращающихся вокруг Солнца, обладают определенной геометрической формой — эллипсом, фокусом которого расположено Солнце, и движение планет по этим эллипсам подчиняется установленным закономерностям.
