В одном из моих исследований я рассматривал феномен распада протона. Здесь центральная проблема заключается в том, что все еще до настоящего времени не было зафиксировано ни одного случая простого спонтанного распада свободного протона. В то же время простое искусственное разделение протона вполне осуществимо. Более того, свободные нейтроны вне атомарной структуры распадаются с высокой скоростью (период полураспада составляет около 15 минут). Исключительная стабильность протона является фундаментальным фактором существования Вселенной и, в частности, она гарантирует процесс горения звезд, которые в основном состоят из водородной плазмы – свободных протонов и электронов. И те, и другие частицы в свободном состоянии не подвержены распаду. Примечательно, что протон не является элементарной частицей, а представляет собой сложную структуру, состоящую из кварков и глюонов. Данная особенность порождает множество вопросов у физиков относительно природы массы протона.
Иллюстрация от Zhujing Xu et al./ Nature Nanotechnology. Группа американских физиков осуществила элегантную экспериментальную демонстрацию необратимой передачи энергии между двумя механическими резонаторами посредством модуляции силы Казимира, возникающей между ними. Было показано, что обход по замкнутой траектории в пространстве параметров модуляции вблизи особой точки исключительности позволяет человечеству создать своего рода энергетический диод. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Nanotechnology. В рамках канонической квантовой механики спектр системы, то есть совокупность допустимых значений энергии, определяется оператором полной энергии — гамильтонианом, который обязан быть эрмитовым. Это свойство непосредственно связано с требованием вещественности собственных значений этого оператора — всех возможных значений энергии, которые можно измерить в эксперименте.
Иллюстрация: Ingrid Bourgault / Wikimedia Commons. Инициативная группа из физиков провела исследование новой модели темной материи, в которой она представлена в виде первичных чёрных дыр с широким диапазоном масс. Результаты исследования показали, что данная модель способна удовлетворительно объяснить ряд важных расхождений между реальными астрономическими наблюдениями и предсказаниями Стандартной космологической модели (ΛCDM), которая предполагает холодную темную материю в виде тяжёлых частиц. Наиболее существенные различия между предсказаниями новой модели и ΛCDM наблюдаются для возраста Вселенной, меньшего одного миллиарда лет, причём наблюдательные данные за этот период времени ограничены. Учёные выражают надежду на то, что телескопы нового поколения позволят эмпирически проверить корректность предлагаемой модели. Статья с результатами исследования принята к публикации в журнале “The Astrophysical Journal” и доступна в виде препринта на сайте arXiv.org.
