АФЗ ЭПР-КРИСТАЛЛ -ТЕОРИЯ ВСЕГО, Теория АФЗ ЭПР-Кристалла доказывает наличие тонкой среды 10^-15 метра Опции

[ЕВГЕНИЙ ИЗ ТВЕРИ]

5 фактов о гигантском астероиде, который приблизился к Земле

Аэрокосмическое агентство NASA старается следить за всеми астероидами, которые хотя бы с небольшой долей вероятности могут столкнуться с Землей. Если объект приближается на 193 миллиона километров, он помечается как околоземный, а если он пролетает на расстоянии 7,5 миллионов километров или меньше, сразу же входит в число потенциально опасных. На данный момент ученым известно много астероидов, траектория движения которых может пройти по точке, в которой расположена Земля — в этом случае случится ужасная катастрофа. В последнее время сообщений о таких объектах особенно много, и с каждым месяцем их становится больше. Внезапно для многих людей астрономы вдруг сообщили, что 28 апреля 2022 года рядом с нашей планетой пролетит астероид, который по размерам в два раза больше 381-метрового небоскреба Эмпайр-стейт-билдинг. Событие уже произошло, так что, мы были на волоске от гибели?

5 фактов о гигантском астероиде, который приблизился к Земле. Ученые заговорили б очередном опасном астероиде. Что о нем известно? Фото.
Ученые заговорили б очередном опасном астероиде. Что о нем известно?

Потенциально опасный объект, который пролетел очень близко от Земли (по меркам Вселенной), называется 2008 AG33. Он был открыт 12 января 2008 года астрономами из обсерватории Маунт-Леммон, которая расположена в американском штате Аризона. Давайте узнаем о нем несколько фактов, потому что спустя несколько лет он снова к нам вернется — это довольно частый гость в околоземном пространстве.

5 фактов о гигантском астероиде, который приблизился к Земле. Траектория движения астероида 2008 AG33 показана белой линией. Фото.
Траектория движения астероида 2008 AG33 показана белой линией

Содержание

1
Размер опасного астероида
2
Скорость и опасность астероида
3
Астероид точно нас не уничтожит
4
Опасный астероид скоро вернется
5
Это не самый большой астероид поблизости Земли
Размер опасного астероида
По расчетам астрономов, астероид 2008 AG33 имеет диаметр от 350 до 780 метров. В зарубежных изданиях его сравнивают с расположенным в Нью-Йорке 102-этажным небоскребом Эмпайр-стейт-билдинг. Так как ученые не могут назвать точный размер астероида, мы можем сравнить его с питерским небоскребом Лахта-центр, высота которого достигает 462 метров.

Размер опасного астероида. Эмпайр-стейт-билдинг. Фото.
Эмпайр-стейт-билдинг

Скорость и опасность астероида
Считается, что скорость полета астероида 2008 AG33 составляет 37 400 километров в час. Внимание — это в 30 раз выше скорости звука. Если гигантский космический объект столкнется с Землей, мало не покажется. Столкновение вызовет выброс энергии, который сравним с взрывом ядерной бомбы, после которого несколько крупных городов точно будет стерто с лица нашей планеты.

Скорость и опасность астероида. Падение астероида может стать причиной гибели тысяч или даже миллионов людей. Фото.
Падение астероида может стать причиной гибели тысяч или даже миллионов людей

Астероид точно нас не уничтожит
По крайней мере в 2022 году опасаться падения астероида 2008 AG33 на Землю не стоит. На момент написания статьи 28 апреля 2022 года, астероид уже должен был пролететь мимо нашей планеты на расстоянии 3,2 миллионов километров. По меркам космоса это очень близко, но все же, это примерно в восемь раз больше среднего расстояния между Землей и Луной — бояться нечего. Некоторые космические объекты пролетают на более близком расстоянии, и ничего плохого до сих пор не случилось. Например, в январе мимо нас пролетел объект (7482) 1994 PC1 размером с небоскреб — он приблизился на 1,93 миллиона километров. И ничего, все живы.

Астероид точно нас не уничтожит. Астероид (7482) 1994 PC1. Фото.
Астероид (7482) 1994 PC1

УЧЕНЫЕ ТОЧНО НЕ ЗНАЮТ, КАКУЮ ФОРМУ ИМЕЕТ ЭТОТ АСТЕРОИД. СКОРЕЕ ВСЕГО, ОН НАПРОМИНАЕТ УТКУ ИЛИ ГАНТЕЛЮ.

Опасный астероид скоро вернется
Астероид 2008 AG33 пролетел мимо, но забывать о нем не стоит — через несколько лет о нем снова заговорят. Такие небесные тела движутся по орбите вокруг Солнца, поэтому после того, как астероид сделает круг, он снова появится в околоземном пространстве. По расчетам астрономов, объект 2008 AG33 пролетает поблизости Земли каждые семь лет — по прогнозам, следующее сближение произойдет 25 мая 2029 года.

Опасный астероид скоро вернется. В космосе огромное количество астероидов и многие из них опасны для человечества. Фото.
В космосе огромное количество астероидов и многие из них опасны для человечества

Это не самый большой астероид поблизости Земли
Космический объект 2008 AG33 не будет самым большим астероидом в околоземном пространстве. На самом деле, сообщений о потенциально опасных объектов так много, что в них можно запутаться. Ранее ученые говорили о том, что в мае 2022 года на Землю может упасть астероид 2009 JF1 диаметром 128 метров. Однако, нашлась информация о том, что примерно 9 мая к Земле приблизится астероид 467460 (2006 JF42) диаметром от 380 до 860 метров и скоростью около 40 700 километров в час. И вот он вполне может получить звание самого большого астероида поблизости Земли.

Это не самый большой астероид поблизости Земли. Траектория полета астероида 467460 (2006 JF42). Фото.
Траектория полета астероида 467460 (2006 JF42)

Потенциально опасных астероидов много, но нынешнее поколение людей вряд ли от них пострадает. Опасаться нужно сентября 2182 года, потому что в этом месяце может произойти столкновение с астероидом Бенну — из-за эффекта Ярковского траектория его движения может измениться и велика вероятность того, что объект в нас врежется.

Сообщение отредактировал ЕВГЕНИЙ ИЗ ТВЕРИ - 17.6.2024, 19:28

[ЕВГЕНИЙ ИЗ ТВЕРИ]

Для чего нужна межпланетная станция «Психея» и почему ее запуск отложили

Аэрокосмическое агентство NASA проводит огромное количество научных миссий и регулярно запускает новые исследовательские проекты. Планировалось, что в 2022 году к космос будет отправлена межпланетная станция «Психея», главной целью которой является изучение астероида 16 Психея. Этот космический объект известен науке с 1852 года и, благодаря огромным размерам (252 километров!) и высокому содержанию металлов, может считаться самым крупным в главном поясе астероидов. Больше всего этот астероид интересен ученым тем, что он может быть ядром или фрагментом протопланеты, который сформировался в ранней Солнечной системе. Изучив его, можно узнать о зарождении планет много интересного и значительно продвинуть науку вперед. Однако, недавно агентство NASA сообщило о необходимости отложить миссию. Что же такого произошло?


Для чего нужна межпланетная станция «Психея» и почему ее запуск отложили. Примерный внешний вид аппарата Psyche.
Фото.
Примерный внешний вид аппарата Psyche

Содержание

1
Космическая миссия «Психея» (Psyche)
2
Характеристики космического аппарата «Психея»
3
Цели космической миссии «Психея»
4
Перенос миссии «Янус»
Космическая миссия «Психея» (Psyche)
Впервые о миссии «Психея» стало известно в 2015 году, когда она вышла в финал конкурса «Discovery» от NASA. На разработку космического аппарата и концепции миссии было выделено 3 миллиона долларов. Вскоре устройство было создано, а план — одобрен. Ожидалось, что аппарат будет отправлен в космос в октябре 2022 года при помощи ракеты-носителя Falcon Heavy, разработанного компанией SpaceX. Однако, возникла одна проблема.

Космическая миссия «Психея» (Psyche). Ракета-носитель Falcon Heavy. Фото.
Ракета-носитель Falcon Heavy

Недавно агентство NASA сообщило, что некоторые важные части устройства работают неправильно. В частности, речь идет о программном обеспечении, которое отвечает за управление станцией. Ошибки могут стать причиной того, что аппарат перестанет правильно выполнять команды и отправлять собранные данные на Землю. Сначала все проблемы планировалось устранить до сентября, но вскоре стало понятно, что специалисты сделать этого не успеют.

Космическая миссия «Психея» (Psyche). Исследовательская миссия Psyche отложена на неопределенный срок. Фото.
Исследовательская миссия Psyche отложена на неопределенный срок

На данный момент точная дата запуска аппарата Psyche неизвестна — космическое агентство говорит о промежутке между 2023 и 2024 годом. Стоит признать, что это не самое лучшее время для запуска, потому что и Психея и Земля будут располагаться на большом расстоянии — аппарат долетит до астероида только к 2030 году.



Характеристики космического аппарата «Психея»
Межпланетная станция для изучения астероида Психея весит 2608 килограммов и оснащена электрическим ракетным двигателем, работающим за счет солнечного света.

Полезная нагрузка массой 30 килограммов включает в себя четыре инструмента:

многоспректральную камеру с фильтрами для распознавания металлов и других материалов;
спектрометр для изучения состава астероида Психея;
магнитометр для улавливания магнитного поля;
экспериментальную систему лазерной связи Deep Space Optical Communications — ожидается, что она быстрее и стабильнее нынешних методов связи.
Вдобавок ко всем этим устройствам, аппарат Psyche сможет изменять параметры орбиты и тем самым изучать гравитационное поле астероида. Не исключено, что при помощи полученных данных удастся узнать больше подробностей о его внутреннем строении.

Характеристики космического аппарата «Психея». Для питания аппарат будет использовать солнечные панели. Фото.
Для питания аппарат будет использовать солнечные панели



Цели космической миссии «Психея»
Так как астероид Психея с большой вероятностью может быть ядром или фрагментом протопланеты, его изучение может расширить понимание формирования планет и их внутренних структур.

В ходе миссии ученые хотят найти ответы на следующие вопросы:

имеет ли Психея отношение к протопланетам, или это просто богатый железом объект?
если Психея когда-то имело свою мантию, когда и почему она исчезла?
если Психея была расплавлена, процесс шел изнутри или снаружи?
из каких еще материалов состоит астероид, кроме железа?
чем Психея отличается от других небесных тел?


Цели космической миссии «Психея». Астероид Психея. Фото.
Астероид Психея

Перенос миссии «Янус»
Стоит отметить, что из-за переноса миссии «Психея» на неопределенный срок, пришлось отложить старт двух других зондов. Речь идет об аппаратах «Янус», которые должны были заняться изучением двойного астероида 1996 FG3 и 1991 VH. Миссии «Психея» и «Янус» тесно связаны с тем, что должны были одновременно запуститься при помощи корабля Falcon Heavy.

Перенос миссии «Янус». Космические аппараты «Янус». Фото.
Космические аппараты «Янус»


Напоследок интересно — какую миссию NASA вы считаете самой важной для всего человечества? Может, это возвращение людей на Луну в рамках «Артемиды»? Или же изучение Марса при помощи Perseverance важнее? Своим мнением делитесь в комментариях.

[ЕВГЕНИЙ ИЗ ТВЕРИ]

Прошло много лет, но теперь мы знаем размеры Вселенной

Масштабы космоса сложно представить и еще сложнее — точно определить. Но благодаря гениальным догадками физиков, мы думаем, что хорошо представляем, насколько велик космос. «Давайте прогуляемся по Вселенной», — такое приглашение сделал американский астроном Харлоу Шепли перед аудиторией в Вашингтоне, округ Колумбия, в 1920 году. Он принимал участие в так называемой Большой Дискуссии, посвященной масштабам Вселенной, вместе с коллегой Хибером Кертисом.

Прошло много лет, но теперь мы знаем размеры Вселенной. Фото.
Неужели Вселенная не безгранична?

Шепли полагал, что наша галактика Млечный Путь была 300 000 световых лет в поперечнике. Это в три раза больше, чем думают сейчас, но для того времени измерения были вполне неплохие. В частности, он рассчитал в целом правильные пропорциональные расстояния в пределах Млечного Пути — положение нашего Солнца относительно центра галактики, к примеру.

В начале 20 века, впрочем, 300 000 световых лет казались многим современникам Шепли каким-то абсурдно большим числом. А мысль о том, что другие спиральные галактики вроде Млечного Пути — которые были видны в телескопы — были такими же большими, вообще не принимали всерьез. Да и сам Шепли считал, что Млечный Путь должен быть особенным. «Даже если спирали представлены звездами, они не сравнимы по размеру с нашей звездной системой», говорил он своим слушателям.

Кертис не согласился. Он думал, и это было правильно, что во Вселенной было много других галактик, разбросанных подобно нашей. Но его отправной точкой было допущение, что Млечный Путь был намного меньше, чем подсчитал Шепли. По расчетам Кертиса, Млечный Путь был всего 30 000 световых лет в диаметре — или в три раза меньше, чем показывают современные расчеты.

В три раза больше, в три раза меньше — речь идет о таких огромных расстояниях, что вполне понятно, что астрономы, размышлявшие на эту тему сто лет назад, могли так ошибаться.

Содержание

1
Какого размера Млечный Путь?
2
Как измеряют размеры в космосе
3
Что такое цефеиды
4
Какого размера Вселенная
5
Когда родилась Вселенная
Какого размера Млечный Путь?
Какого размера Млечный Путь? Это наша галактика Млечный путь. Фото.
Это наша галактика Млечный путь


Сегодня мы достаточно уверены, что Млечный Путь где-то между 100 000 и 150 000 световым годами в поперечнике. Наблюдаемая Вселенная, конечно, намнооооооого больше. Полагают, что ее диаметр составляет 93 миллиарда световых лет. Но с чего такая уверенность? Как вообще можно измерить что-то такое с Земли?

С тех пор, как Коперник заявил, что Земля не является центром Солнечной системы, мы всегда с трудом переписывали наши представления о том, чем является Вселенной — и особенно насколько большой она может быть. Даже сегодня, как мы увидим, мы собираем новые свидетельства касательно того, что целая Вселенная может быть гораздо больше, чем мы думали недавно.

Кейтлин Кейси, астроном из Университета штата Техас в Остине, изучает Вселенную. Она говорит, что астрономы разработали набор хитроумных инструментов и систем измерения, чтобы подсчитать не только расстояние от Земли до других тел в нашей Солнечной системе, но и пропасти между галактиками и даже до самого конца наблюдаемой Вселенной.

Шаги к измерению всего этого проходят через шкалу расстояний в астрономии. Первая ступень этой шкалы довольно проста и в наши дни полагается на современные технологии.

«Мы можем просто отразить радиоволны от ближайших планет в Солнечной системе, вроде Венеры и Марса, и измерить время, которое понадобится этим волнам, чтоб вернуться на Землю, — говорит Кейси. — Измерения, таким образом, будут очень точными».

Большие радиотелескопы вроде Аресибо в Пуэрто-Рико могут делать эту работу — но они также способны на большее. Аресибо, например, может обнаруживать астероиды, летающие вокруг нашей Солнечной системы и даже создавать их изображения, в зависимости от того, как радиоволны отражаются от поверхности астероида.

Но использовать радиоволны для измерения расстояний за пределами нашей Солнечной системы непрактично. Следующая ступень в этой космической шкале — это измерение параллакса. Мы делаем это постоянно, даже не осознавая. Люди, как и многие животные, интуитивно понимают расстояние между собой и объектами, благодаря тому, что у нас есть два глаза.

Как измеряют размеры в космосе
Если вы держите объект перед собой — руку, например — и смотрите на него одним открытым глазом, а затем переключаетесь на другой глаз, вы видите, как ваша рука слегка сдвигается. Это называется параллаксом. Разницу между этими двумя наблюдениями можно использовать для определения расстояния до объекта.

Наш мозг делает это естественным образом с информацией из обоих глаз, и астрономы делают то же самое с ближайшими звездами, только используют другие органы чувств: телескопы.

Представьте, что в космосе плавает два глаза, по обе стороны от нашего Солнца. Благодаря орбите Земли, у нас имеются эти глаза, и мы можем наблюдать смещение звезд относительно объектов на фоне, используя этот метод.

«Мы измеряем положение звезд в небе, скажем, в январе, а потом ждем шесть месяцев и измеряем положение тех же звезд в июле, когда оказываемся по другую сторону Солнца», говорит Кейси.

Тем не менее есть порог, за которым объекты уже так далеки — около 100 световых лет — что наблюдаемое смещение слишком малое, чтобы обеспечить полезный расчет. На этом расстоянии мы все еще будем далеки от края нашей собственной галактики.

Следующий шаг — установка по главной последовательности. Он опирается на наше знание того, как звезды определенного размера — известные как звезды главной последовательности — развиваются с течением времени.

Во-первых, они меняют цвет, с возрастом становясь краснее. Точно измеряя их цвет и яркость, а после сравнивая это с тем, что известно о расстоянии до звезд главной последовательности, которые измеряются методом тригонометрического параллакса, мы можем оценить положение этих, более далеких звезд.

Принцип, который лежит в основе этих вычислений, заключается в том, что звезды одной массы и возраста будут казаться нам одинаково яркими, если бы находились на одном расстоянии от нас. Но поскольку зачастую это не так, мы можем использовать разницу в измерениях, чтобы выяснить, как далеки они на самом деле.

Как измеряют размеры в космосе. Наблюдаемую Вселенную проще всего представить в виде сферы, за пределами которой находится неизвестность. На изображении наблюдаемая Вселенная в логарифмическом масштабе. Фото.
Наблюдаемую Вселенную проще всего представить в виде сферы, за пределами которой находится неизвестность. На изображении наблюдаемая Вселенная в логарифмическом масштабе

Звезды главной последовательности, которые используются для этого анализа, считаются одним из типов «стандартных свечей» — тел, величину которых (или яркость) мы можем посчитать математически. Эти свечи разбросаны по всему космосу и предсказуемо освещают Вселенную. Но звезды главной последовательности не единственные примеры.

Это понимание того, как яркость связана с расстоянием, позволяет нам понимать расстояния до еще более далеких объектов — вроде звезд в других галактиках. Подход как с основной последовательностью уже не будет работать, потому что свет этих звезд — которые в миллионах световых лет от нас, если не больше — трудно точно проанализировать.

Что такое цефеиды
Но в 1908 году ученый по имени Генриетта Суон Ливитт из Гарварда осуществила фантастическое открытие, которое помогло нам измерить и эти колоссальные расстояния. Суон Ливитт поняла, что существует особый класс звезд — цефеиды.

«Она заметила, что определенный тип звезды меняет свою яркость с течением временем, и это изменение яркости, в пульсации этих звезд, напрямую связано с тем, насколько они яркие по своей природе», говорит Кейси.

Другими словами, более яркая звезда класса цефеид будет «пульсировать» медленнее (в течение многих дней), чем более тусклая цефеида. Поскольку астрономы могут весьма просто измерить пульс цефеиды, они могут сказать, насколько яркая звезда. Затем, наблюдая за тем, насколько яркой она кажется нам, они могут рассчитать расстояние до нее.

Этот принцип аналогичен подходу с главной последовательностью в том смысле, что ключевой является яркость. Однако важно то, что расстояние можно измерить различными способами. И чем больше способов измерения расстояний у нас есть, тем лучше мы можем понять истинный масштаб наших космических задворок.

Именно открытие таких звезд в нашей собственной галактике убедило Харлоу Шепли в ее большом размере. В начале 1920-х годов Эдвин Хаббл обнаружил цефеиды в ближайшей к нам галактике Андромеды и заключил, что она всего в миллионе световых лет от нас.

Какого размера Вселенная
Сегодня, по нашим лучшим оценкам, эта галактика в 2,54 миллиона световых лет от нас. Стало быть, Хаббл ошибался. Но это нисколько не умаляет его заслуг. Потому что мы до сих пор пытаемся рассчитать расстояние до Андромеды. 2,54 миллиона лет — это число, по сути, является результатом относительно недавних расчетов.

Даже сейчас масштаб Вселенной сложно представить. Мы можем его оценивать, и очень хорошо, но, по правде говоря, точно вычислить расстояния между галактиками очень трудно. Вселенная невероятно большая. И нашей галактикой не ограничена.

Хаббл также измерил яркость взрывающихся белых карликов — сверхновых типа 1А. Их можно увидеть в довольно далеких галактиках, за миллиарды световых лет от нас. Поскольку яркость эти вычислений можно рассчитать, мы можем определить, насколько они далеки, как мы это сделали с цефеидами. Сверхновые типа 1А и цефеиды — примеры того, что астрономы называют стандартными свечами.

Есть еще одна особенность Вселенной, которая может помочь нам измерить действительно большие расстояния. Это красное смещение.

Если сирена кареты скорой помощи или полицейского автомобиля когда-нибудь проносилась мимо вас, вы знакомы с эффектом Доплера. Когда скорая приближается, сирена звучит пронзительнее, а когда удаляется, сирена снова стихает.

То же самое происходит с волнами света, только в мелких масштабах. Мы можем зафиксировать это изменение, анализируя спектр света удаленных тел. В этом спектре будут темные линии, поскольку отдельные цвета поглощаются элементами в источнике света и вокруг него — поверхности звезд, например.

Чем дальше объекты от нас, тем дальше в сторону красного конца спектра будут смещаться эти линии. И это не только потому что объекты далеки от нас, а потому что они еще и удаляются от нас с течением времени, благодаря расширению Вселенной. И наблюдение красного смещения света далеких галактик, собственно, предоставляет нам доказательство того, что Вселенная действительно расширяется.

Картик Шет, ученый NASA, предлагает такую аналогию: разместить точки на поверхности воздушного шара — каждая из которых будет представлять галактику — и затем надуть шар. По мере расширения резины, расстояние между точками на поверхности увеличивается. «Пока Вселенная расширяется, каждая галактика удаляется от других. Обычно волна должна быть такой же частоты, на которой она была излучена, но теперь пространство-время само растянулось, поэтому волна стала казаться длиннее».

Чем быстрее галактика удаляется от нас, тем дальше она должна быть — и тем больше красного смещения мы сможем обнаружить в свете, получив его на Земле. Опять же, именно Эдвин Хаббл открыл пропорциональную связь между его цефеидами в далеких галактиках и тем, сколько света из этих галактик прошло через красное смещение.

А теперь ключ нашей головоломки. Самое сильное красное смещение света, которое мы можем обнаружить в наблюдаемой Вселенной, показывает, что свет шел к нам из галактик, которым 13,8 миллиарда лет.

Поскольку это самый старый свет, который мы обнаружили, он также позволяет нам измерить возраст самой Вселенной.

Когда родилась Вселенная
Когда родилась Вселенная. Вселенная, которую мы в настоящее время видим, состоит из скоплений газа и пыли, звезд, черных дыр и галактик. Фото.
Вселенная, которую мы в настоящее время видим, состоит из скоплений газа и пыли, звезд, черных дыр и галактик

Но в течение последних 13,8 миллиарда лет Вселенная постоянно расширялась — и поначалу делала это очень быстро. Принимая это во внимание, астрономы пришли к выводу, что галактики на краю наблюдаемой Вселенной, свет которых шел к нам 13,8 миллиарда лет, должны быть в 46,5 миллиардах световых лет от нас.

Это радиус наблюдаемой Вселенной. Умножьте его и получите диаметр: 93 миллиарда световых лет. Это число опирается на множество других измерений и научных изысканий, и это кульминация столетий работы. Но как говорит Кейси, оценка немного грубовата.

С одной стороны, учитывая сложность некоторых самых старых галактик, что мы можем обнаружить, непонятно, как они смогли образоваться так быстро после Большого Взрыва. Возможно, некоторые наши расчеты неправильны.

«Если одна из ступеней шкалы астрономических расстояний ошибается на 10%, тогда и другие ошибаются, поскольку они опираются друг на друга», говорит Кейси.

Все становится еще сложнее, когда мы пытаемся задумываться о Вселенной, которая лежит за пределами наблюдаемого. О «целой» Вселенной. В зависимости от того, какая теория больше вам по душе, целая Вселенная может быть конечна или бесконечна.

Недавно Мигран Варданян и его коллеги из Оксфордского университета в Великобритании проанализировали известные данные об объектах в наблюдаемой Вселенной, чтобы увидеть, что можно извлечь из этих знаний о форме целой Вселенной. Результаты привели к новым оценкам: целая Вселенная в 250 раз больше наблюдаемой.

Мы никогда не сможем увидеть эти далекие области. Но наблюдаемой Вселенной хватит большинству из нас. Для ученых вроде Кейси и Шета она бесконечно удивительна.

«Все, что мы узнали о Вселенной — о том, насколько она большая, насколько удивительны объекты в ней — мы сделали просто собрав эти фотоны света, которые прошли миллионы и миллионы световых лет, чтобы попасть в наши детекторы и камеры и умереть», говорит Шет.

«Это унизительно, — говорит Кейси. — Астрономия научила нас, что мы не в центре Вселенной, мы даже не в центре нашей Солнечной системы или галактики».

Однажды мы заберемся так далеко во Вселенную, что и представить трудно. Пока что мы можем только смотреть. Но и просто смотреть можно бесконечно далеко.

По теории АФЗ от Устинова ЕА начало образования Солнечной системы было 1 триллион лет тому назад Вычислено по скорости удаления 15 см/год Земли от Солнца.
Вселенная образовалась на много триллионов лет раньше.
По существующей парадигме науки
Экстраполяция расширения Вселенной назад во времени приводит к точке космической сингулярности, вблизи которой ныне известные законы физики перестают работать. Время же расширения из этой космической сингулярности до современного состояния называют возрастом Вселенной; по различным данным, оно составляет приблизительно 14 млрд лет


Зто ж надо придумать точку сингулярности !!!

Не было большого взрыва.
Было большое расслоение энергетической плотности пространства 10^-19м в ЭП=10^-15м,где ДСА15 свернулись в слоеные узелки,например атомы химических элементов.
https://avatars.dzeninfra.ru/get-zen_doc/52...239fa76dff/orig




Как это представить практически?

Натяните струны гитары,а потом прослабте гриф .Струны свернуться в спирали.
Так и ДСА15 свернулись от спиралей галактик до спиралей ,маркирующие элементарные частицы





СХЕМА ОБРАЗОВАНИЯ УЗЕЛКОВ НА СПИРАЛЯХ ДСА15,маркируемые от размеров Галактик до элементарных частиц.
Это слоеные узелки на ДСА15.

https://sp.mycdn.me/image?id=865535878056&a...qcbeu5mtnD1tPBA


Сообщение отредактировал ЕВГЕНИЙ ИЗ ТВЕРИ - 18.6.2024, 5:01

[ЕВГЕНИЙ ИЗ ТВЕРИ]

Квантовая телепортация: все, что вы хотели узнать, но боялись спросить

В прошлом месяце произошло сразу два интересных события в сфере квантовых технологий: китайские ученые телепортировали фотоны света с наземной станции на космический спутник и прошла ежегодная конференция ведущих экспертов квантовой физики в Москве. Изданию Business Insider удалось поймать на ней доктора Юджина Ползика из Института Нильса Бора, одного из ведущих специалистов квантовой телепортации, и расспросить его по самым разным вопросам, включая о выдающемся успехе его китайских коллег.

Квантовая телепортация

«Телепортации подобного рода проводились в лабораторных условиях начиная еще с 1997 года, однако китайским ученым удалось достичь этого удивительного технологического эффекта при большом расстоянии», — отметил Ползик.

В 2012 году команда европейских ученых успешно телепортировала фотоны между двумя Канарскими островами. Между передающим и принимающим устройствами расстояние составляло 141 километр. Китайским же исследователям удалось побить этот рекорд в июле, когда они успешно телепортировали фотоны на расстояние более 500 километров.

Мы давно мечтаем о подобной технологии из «Звездного пути», хотя наша интуиция всегда говорила о том, что телепортация в принципе невозможна. Однако физика нашего реального мира, в котором мы ежедневно пребываем, мало похожа на физику мира квантов. Здесь законы падающего камня с обрыва скалы и управляющие электронами и отдельными фотонами света полностью отличаются от того, что мы привыкли видеть. Поэтому в таком причудливом мире возможно практически все, в том числе и телепортация. На как во всем этом разобраться? Начать следует с квантовой запутанности.

Что такое квантовая запутанность?

Иногда две квантовые частицы оказываются зеркально связанными. Чтобы ни происходило с одной из этих частиц, то же самое будет происходить и с другой. Даже если они разделены большими расстояниями. Они по-прежнему остаются двумя отдельными объектами, но при этом являются идентичными во всем. Когда две частицы разделяют между собой свои состояния, то такие частицы называются запутанными.

«Предположим, я создал пару запутанных фотонов», — объясняет Ползик.

«Я оставляю один у себя, а другой отправляю с помощью лазера на находящийся на орбите космический спутник, надеясь на то, то фотон достигнет точки назначения. Телепортацию можно считать успешной только при разделении состояния запутанности двух фотонов между передающей и получающей станциями».

Основная техническая сложность процесса телепортации заключается в передаче фотона на некое расстояние от запутанной частицы-партнера. В случае с китайским экспериментом, один фотон находился в лаборатории на Земле, а второй был успешно отправлен к орбитальному спутнику. Изменения, произошедшие с фотоном на Земле в рамках манипуляций ученых, отразились также и на фотоне, находящемся в космосе, – это и есть квантовая телепортация в чистом виде.

Как понять, получил ли спутник нужный фотон, а не какую-то случайную частицу света?

Сделать это относительно просто благодаря процессу, называемому спектральной фильтрацией. Он позволяет ученым определить и проследить за отдельными фотонами света, маркируя их уникальным идентификационным номером.

«Вам известна частота фотона, который вы посылаете, вам известна его направленность. Спутник направлен на источник отправки, располагающийся на Земле. Если вы располагаете очень хорошим оптическим оборудованием с обеих сторон, то эта оптика видит исключительно источник, и ничего больше», — продолжает объяснение Ползик.

Метод спектральной фильтрации безразличен к «шуму» в виде других фотонов. Например, при проведении того же эксперимента на Канарских островах передача проводилась при ясном солнечном небе.

Происходила передача миллионов фотонов на спутник, но до точки назначения добрались только 900. Почему?

Чем дальше вы пытаетесь отправить запутанный фотон, тем менее эффективным становится этот процесс. Более того, атмосфера Земли находится в постоянном движении, поэтому потерять фотоны на их пути следования в открытый космос проще простого.

«Даже если бы там не было атмосферы, вам по-прежнему необходимо фокусировать луч света, чтобы он был направлен на спутник. Если посветить лазерной указкой на ладонь, то точка света будет маленькой, но стоит только удалить лазер, и точка становится больше – это закон дифракции», — говорит Ползик.

С земли свету довольно сложно пробиться к космосу (к оптическому приемнику, установленному на орбитальный спутник). Он сильно искажается, поэтому большинство фотонов просто уходит в никуда.

«Добиться успешной телепортации можно лишь на очень коротком промежутке времени. В общем смысле это очень непрактично, но тем не менее способы применения данной технологии можно найти», — продолжает Ползик.

Квантовая телепортация – это возможность мгновенной передачи данных?

Не совсем. Телепортируемые объекты не исчезают, а затем вновь появляются где-то еще. Ученые используют состояние запутанности для передачи информации о квантовом состоянии одного фотона на другой. Без этой информации фотону придется физически преодолевать всю дистанцию между передатчиком и приемником. И опять же, информация не передается мгновенно. Такое возможно только тогда, когда отправитель проводит измерение квантового состояния своего фотона, тем самым изменяя состояния фотона на приемнике. Из-за квантовой запутанности по сути один фотон «становится» другим фотоном.

Так для чего все это нужно?

Квантовая телепортация способна доказать концепт возможности создания сверхзащищенной мировой коммуникационной сети. Как ключ, открывающий замок, сообщение переданное по квантовой сети достигнет только того адресата, который обладает правильно запутанным фотоном, который позволит это сообщение получить и прочитать.

Альберт Эйнштейн однажды назвал квантовую запутанность «жутким дальнодействием», но это дальнодействие является фундаментальным компонентом, благодаря которому все работает. И однажды он может стать драйвером нашего безопасного общения в будущем.

Физики смогли квантово запутать облака атомов. Это вообще как?

Квантовый мир атомов и частиц причудлив и удивителен. На квантовом уровне частицы могут проникать через непроницаемые барьеры и быть в двух местах одновременно. Однако странные свойства квантовой механики — это не математические причуды, это реальные эффекты, которые можно наблюдать в лаборатории снова и снова. Одна из самых характерных особенностей квантовой механики — это «запутанность». Запутанные частицы остаются загадочным образом связаны на любом расстоянии. И вот три независимых европейских группы ученых сумели запутать не просто пару частиц, как это делали прежде, а отдельные облака тысяч атомов. Они также нашли способ задействовать технологический потенциал своего достижения.

Физики смогли квантово запутать облака атомов. Это вообще как?

Когда частицы запутываются, они обмениваются свойствами, которые как бы делают их зависимыми друг от друга, даже если они будут разделены миллиардами километров. Эйнштейн назвал запутанность «жутким действием на расстоянии», поскольку изменение одной частицы в запутанной паре мгновенно воздействует на ее пару — независимо от того, насколько она далека.

Как можно использовать квантовую запутанность?
Хотя запутанность может показаться каким-то волшебством, эксперименты показали, что она существует много лет. И она также может быть крайне полезной — связанные таким образом частицы можно использовать для передачи квантового состояния частицы, такого как спин, из одного места в другое мгновенно (телепортация). Они также могут помочь в хранении огромных объемов информации в определенном объеме (сверхплотная кодировка).

Помимо возможности хранить информацию, запутанность также может помочь в связывании и объединении вычислительной мощности систем в разных частях земного шара. Нетрудно понять, что это делает ее важным аспектом квантовых вычислений. Другим перспективным направлением является по-настоящему безопасная коммуникация. Все потому, что любая попытка вмешаться в систему с запутанными частицами мгновенно нарушит запутанность, сделав очевидным факт взлома канала связи.

Запутанные фотоны также можно использовать для улучшения разрешения методов визуализации. Ученые из Университета Ватерлоо в настоящее время надеются разработать квантовый радар, который сможет обнаруживать самолеты типа стелс.

Однако развернуть технологии на основе запутанности не так-то и просто. Потому что запутанность — очень хрупкое явление. Эксперименты с запутанностью обычно производят отдельные пары частиц. Однако одиночные частицы трудно с точностью обнаружить, и зачастую они теряются или скрываются в окружающем шуме. Поэтому задача ввести их в состояние запутанности, манипулировать ими для выполнения полезных операций и, наконец, просто использовать — все это невыносимо тяжело провернуть на практике.

Квантовые облака
Новое исследование, опубликованное в трех документах в Science, привело к значительному прорыву. Вместо того чтобы брать отдельные частицы и запутывать их в одну, ученые начали со сверххолодного газа — собрания тысяч атомов. Они охлаждаются почти до температуры абсолютного нуля.

Заточенные в небольшом объеме, атомы в таком облаке становятся неотличимы друг от друга и формируют новое состояние вещества, известное как конденсат Бозе — Эйнштейна. Атомы в облаке начинают работать сообща — теперь они запутаны. Впервые подобное состояние вещества было обнаружено в 1995 году, за что была получена Нобелевская премия по физике в 2001 году. И хотя давно было известно, что такой метод запутывает тысячи атомов одновременно, никто пока не демонстрировал метода, который позволит это осуществить. До сих пор.

Ученые, которые провели новое исследование, показали, что эти облака можно разделять на группы и между атомами будет сохраняться квантовая связь. Как они это делали? Выпускали атомы из ограниченного пространства и использовали лазер, чтобы разбивать их и измерять свойства отдельных частей большого облака.

Ученые предполагают, что разработанные методы можно расширить так, что каждый атом в облаке будет использоваться независимо. И если это удастся сделать, для квантовых вычислений это будет просто сказочно. В цифровых вычислениях информация обрабатывается в форме нулей и единиц, или битах. В квантовых же им на замену приходят кубиты. Текущий рекорд количества работающих кубитов в виде запутанных ионов (заряженных атомов) всего 20, поэтому тысячи кубитов, которые одновременно работают в облаке, будут представлять серьезное достижение.

Другая область, которая получит выгоду от этого прорыва, — метрология, наука сверхточных измерений. Когда между двумя частицами или системами образуется запутанность, измерения, сделанные на одной половине, раскрывают информацию о другой. Это позволяет измерять параметры с большей чувствительностью, чем было бы возможно в противном случае. Запутанность, используемая таким образом, сможет повысить точность атомных часов и систему глобального позиционирования (GPS), либо помочь в производстве более чувствительных детекторов для МРТ-машин, например.

Понимание и использование квантовых эффектов, таких как запутанность, позволят создавать новые технологии, возможности которых будут превосходить наши современные. Поэтому так много внимания уделяется исследованиям в области квантовых технологий и поэтому так важны любые прорывы в этой области.

Ученые наблюдали новый вид квантовой запутанности внутри атомных ядер

Как устроена реальность? И не является ли она постоянной иллюзией? Физики десятилетиями пытаются ответить на эти вопросы, но чем больше они узнают о мире, тем более странным он становится. Мы знаем, что материя состоит из крошечных частиц, а их взаимодействие между собой едва ли можно представить. Взять, к примеру, квантовую суперпозицию – согласно этому принципу частицы могут находиться в нескольких состояниях одновременно, однако определить результат их состояния до момента наблюдения невозможно. Еще одним фундаментальным принципом физики элементарных частиц является квантовая запутанность, согласно которой частицы остаются взаимосвязанными вне зависимости от расстояния между ними. И хотя «привычная» запутанность демонстрирует иллюзорность нашей реальности, в начале 2023 года физики из Брукхейвенской национальной лаборатории (США) сообщили о ее новом виде, обнаруженном впервые в истории.

Ученые наблюдали новый вид квантовой запутанности внутри атомных ядер. Коллайдер тяжелых ионов (RHIC) позволяет отслеживать частицы, возникающию в результате столкновений в центре детектора. Фото.
Коллайдер тяжелых ионов (RHIC) позволяет отслеживать частицы, возникающию в результате столкновений в центре детектора.

Новая квантовая запутанность
Фундаментальные принципы квантовой механики раз за разом бросают вызов здравому смыслу, показывая что реальность в значительной степени иллюзорна. К счастью, современные научные инструменты позволяют детально изучать форму и детали внутри атомных ядер – последнее удалось физикам из Брукхейвенской национальной лаборатории США с помощью релятивистского коллайдера тяжелых ионов (RHIC).

В ходе эксперимента исследователи наблюдали за фотонами и ионами золота в момент их ускорения вокруг коллайдера и обнаружили новый тип квантовой запутанности. Но вот что еще удивительнее – ученые также наблюдали совершенно новый вид квантовой интерференции – экзотического эффекта, согласно которому частица вроде фотона при движении может пересекать собственную траекторию. Исследование этого эффекта считается одним из самых перспективных в современной физике. Но обо всем по-порядку.

Новая квантовая запутанность. Законы, по которым работает Вселенная, весьма странные. Фото.
Законы, по которым работает Вселенная, весьма странные.

Интересный факт
Изучая одну запутанную частицу, ученые сразу же узнают о другой, даже если они находятся на расстоянии миллионов световых лет друг от друга. Эта странная связь между двумя (и более) частицами происходит мгновенно, по-видимому, нарушая фундаментальный закон Вселенной. По этой причине Альберт Эйнштейн называл запутанность "жуткой" и "сверхъестественной".

Коллайдер RHIC располагается в учреждении Министерства образования и науки США, где физики могут изучать строительные блоки ядерной материи – т.е. кварки и глюоны, из которых состоят протоны и нейтроны. Сталкивая ядра тяжелых атомов, например золота, исследователи наблюдали их движение в противоположных направлениях вокруг коллайдера со скоростью, близкой к скорости света.

Это означает, что интенсивность столкновений между ядрами может «расплавить» границы между отдельными протонами и нейтронами, позволяя изучать кварки и глюоны такими, какими они существовали вскоре после Большого взрыва – до образования протонов и нейтронов, – говорится в работе.

Новая квантовая запутанность. На самом деле никто не знает, какие квантовые процессы в реальном мире отвечают за создание пространства-времени. Фото.
На самом деле никто не знает, какие квантовые процессы в реальном мире отвечают за создание пространства-времени.

Как гласит принцип квантовой запутанности, аспекты одной частицы запутанной пары зависят от аспектов другой частицы, вне зависимости от того, насколько далеко друг от друга они находятся (и что лежит между ними). Этими частицами могут быть, например, электроны или фотоны, а аспектом может быть состояние, в котором они находятся, к примеру, «вращение» в том или ином направлении. Физики также хотят знать, как кварки и глюоны ведут себя внутри атомных ядер в их нынешнем состоянии чтобы лучше понять силу, которая удерживает эти строительные блоки материи вместе.

Больше по теме: Может ли квантовая механика объяснить существование пространства-времени?

Что происходит внутри атомных ядер
Чтобы узнать больше информации о частицах и их поведении, физики использовали «облака» фотонов (частиц света), которые окружали ускоряющиеся ионы вокруг коллайдера RHIC – именно этот способ позволил ученым заглянуть внутрь ядер. Если два иона золота проходили мимо друг друга на близком расстоянии и не сталкивались, фотоны, окружающие один ион, позволяли изучить внутреннюю структуру другого.

Эта двумерная визуализация, как показали результаты эксперимента, оказалась революционной – атомное ядро выглядит слишком большим по сравнению с тем, что предсказывали теоретические модели. Более того, поляризованный свет позволил получить подробные изображения атомных ядер с высокой энергией и рассмотреть распределение глюонов (вдоль направления движения фотона и перпендикулярно ему).

Что происходит внутри атомных ядер. Полученные результаты также совпадают с теоретическими предсказаниями распределения глюонов и измерения распределения электрического заряда внутри ядер. Фото.
Полученные результаты также совпадают с теоретическими предсказаниями распределения глюонов и измерения распределения электрического заряда внутри ядер

Еще больше интересных статей о последних открытиях в области квантовой механики и высоких технологий читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен – там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте

Новые измерения также показали, что импульс и энергия самих фотонов запутываются с импульсом и энергией глюонов. Измерение только вдоль направления фотона (или его неизвестного направления) приводит к искажению изображения фотонными эффектами. Но измерение в поперечном направлении позволяет избежать «размытия» частиц света.

Теперь мы можем сделать снимок, на котором можно различить плотность глюонов под заданным углом и радиусом. Полученные изображения настолько точны, что мы начинаем видеть разницу между тем, где находятся протоны, и тем, где расположены нейтроны внутри этих больших ядер, – пишут авторы исследования.

Что происходит внутри атомных ядер. Коллайдер в Брукхейвенской национальной лаборатории США. Фото.
Коллайдер в Брукхейвенской национальной лаборатории США

Измеряя две частицы с различными зарядами физики наблюдали интерференционную картину, что указывает на запутанность или синхронизацию частиц друг с другом, даже если эти частицы разные (включая заряд).

Вам будет интересно: Предполагает ли квантовая механика множественность миров или что такое интерпретация Эверетта?

Новый взгляд на запутанность и интерференцию
Авторы работы, опубликованной в начале 2023 года в журнале Science Advances, отмечают, что все частицы, о которых идет речь в работе,
существуют не только как физические объекты, но и как волны – подобно ряби на поверхности пруда, они ударяются о камень (математические “волновые функции”) и могут интерферировать, усиливая или нейтрализуя друг друга.

Интерференция возникает между двумя волновыми функциями идентичных частиц, но без запутывания (между двумя разнородными частицами) эта интерференция была бы невозможна. Вот так квантовая механика становится все более и более странной – новый эксперимент показал, что квантовая запутанность существует между разнородными частицами.

Читайте также: Могут ли фотоны двигаться вперед и назад во времени?

«Этот метод похож на позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ-сканирование), чтобы увидеть происходящие внутри мозга и других частей тела процессов», – объясняет Джеймс Дэниел Бранденбург из Брукхейвенской лаборатории (США). В последние годы ученые уделяют все больше внимания квантовой механике. Одна из причин повышенного внимания заключается в создании новых мощных средств связи и компьютеров.

Новый взгляд на запутанность и интерференцию. Запутанность квантовых состояний – это реальность. Фото.
Запутанность квантовых состояний – это реальность.

Исследователи также намерены проводить новые измерения в RHIC с более тяжелыми частицами (чтобы проверить другие возможные сценарии квантовой запутанности).
Только теория АФЗ от Устинова ЕА реально объясняет физическую природу запутанности двух фотонов.
Ученым необходимо восстановить периодический закон ДИ Менделеева ,как это сделали МЫ и все лже теории мгновенно исчезнут из их умов.

Сообщение отредактировал ЕВГЕНИЙ ИЗ ТВЕРИ - 19.6.2024, 18:39

[ЕВГЕНИЙ ИЗ ТВЕРИ]

«Расслабляющий аксион»: новая теория может объяснить массу Хиггса

Одна из величайших загадок физики может решить «матрасоподобное» аксионное поле, которое пронизывает пространство и время. Трое физиков, сотрудничавших в области залива Сан-Франциско последние три года, разработали новое решение вопроса, который беспокоил их научную сферу более 30 лет. Эту глубокую загадку, с помощью которой приводились в действие эксперименты на мощнейших ускорителях частиц и рождались противоречивые гипотезы мультивселенных, может сформулировать даже ученик младших классов: каким образом магнит поднимает скрепку вопреки гравитационном притяжению всей планеты.

Физика

Несмотря на мощь, стоящую за движением звезд и галактик, сила гравитации в сотни миллионов триллионов триллионов раз слабее магнетизма и других микроскопических сил природы. Это несоответствие проявляется в физических уравнениях в абсурдной разнице между массой бозона Хиггса, открытой в 2012 году частицы, которая управляет массами и силами известных других частиц, и ожидаемым диапазоном масс пока еще не открытых гравитационных состояний материи.



Хиггс
В отсутствие доказательств с Большого адронного коллайдера, поддерживающих любую из ранее предложенных теорий, которые объяснили бы эту нелепую иерархию масс — в том числе соблазнительно элегантную «суперсимметрию» — многие физики начали сомневаться в самой логике законов природы. Нарастает беспокойство, что наша Вселенная может быть случайным, скорее странным нагромождением среди бесчисленного числа других возможных вселенных — и это означает конец поискам последовательной теории природы.

В этом месяце БАК начал долгожданную работу во втором запуске с почти удвоенной операционной энергией, продолжая поиск новых частиц или явлений, которые решили бы проблему нашей иерархии. Однако вполне реальна возможность того, что за углом не будет никаких новых частиц, и физики-теоретики встретят свой «кошмарный сценарий». Также это заставит их задуматься.

Каплан
Дэвид Каплан

«Именно в моменты кризиса рождаются новые идеи», — говорит Жан Джудис, теоретический физик частиц из лаборатории CERN возле Женевы, где находится БАК.

Новое предложение предлагает возможный выход. Троица ученых «супер взволнована», говорит Дэвид Каплан, 46-летний физик-теоретик из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, который разработал эту модель с Питером Грэмом, 35 лет, из Стэнфордского университета и Сарджитом Радженраном, 32 лет, из Калифорнийского университета в Беркли.

Их решение прослеживает иерархию между гравитацией и другими фундаментальными силами обратно к взрывному рождению космоса, когда, по мнению ученых, две переменных, развивавшихся в тандеме, внезапно намертво остановились. В этот момент гипотетическая частица «аксион» заперла бозон Хиггса в его нынешней массе, намного ниже гравитационных масштабов. Аксион появился в теоретических уравнениях еще в 1977 году и, скорее всего, существует. Пока что не обнаружили ни одного аксиона, но ученые считают, что аксионы могут быть так называемыми «релаксионами» (от relax — расслабляться), решая проблему иерархии путем «расслабления» значения массы Хиггса.

«Это очень, очень умная идея, — говорит Раман Сундрум, физик-теоретик из Университета Мэриленда, не принимавший участия в ее разработке. — Возможно, именно так в некоторой степени устроен мир».

В течение нескольких недель после того, как работа появилась в Сети, образовалась «новая площадка», заполнившаяся исследователями, которые хотели изучить слабые стороны идеи и в целом пощупать ее, говорит Натаниэль Крейг, физик-теоретик из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре.

«Все это кажется чертовски простой возможностью, — говорит Раджендран. — Мы не пытаемся прыгнуть выше головы. Это просто хочет работать».

Однако ряд экспертов отмечает, что в своей нынешней форме эта идея не лишена недостатков, которые необходимо тщательно продумать. И даже если она переживет эту критику, могут потребоваться десятки лет, чтобы проверить ее экспериментально.

Неестественный баланс
При всем ажиотаже, который окружал открытие бозона Хиггса в 2012 году, завершившего Стандартную модель физики частиц и принес Питеру Хиггсу и Франсуа Энглерту Нобелевскую премию по физике 2013 года, это открытие стало небольшим сюрпризом; существование частицы и измеренная масса в 125 ГэВ согласовались с годами косвенных доказательств. Однако не это оставило экспертов БАК в недоумении. Не было ничего, что могло бы примирить массу Хиггса с предсказанным масштабом массы, связанной с гравитацией, который лежит за пределами экспериментально достижимых показателей на 10 000 000 000 000 000 000 ГэВ.

Физика
«Проблема в том, что в квантовой механике все влияет на все, — объясняет Джудис. Сверхтяжелые гравитационные состояния должны квантово-механически смешиваться с бозоном Хиггса, делая мощный вклад в значение его массы. Тем не менее бозон Хиггса каким-то образом остается легковесным. Это как если бы невероятные факторы, влияющие на его массу — некоторые положительные, другие отрицательные, но все в десятки знаков величиной — волшебным образом отменяются, оставляя чрезвычайно малую величину. Тонко настроенная отмена всех этих факторов кажется «подозрительной», говорит Джудис. Кажется, будто должно быть что-то еще.

Эффекты часто сравнивают тонко настроенную массу Хиггса с карандашом, который стоит вертикально на кончике, подталкиваемый воздушными потоками и настольными вибрациями, но тем не менее остающийся в идеальном равновесии. «Это не состояние невозможности, это состояние маловероятности, — говорит Савас Димопулос из Стэнфорда. Если вы подойдете к такому карандашу, «вы сначала проведете рукой над карандашом, чтобы проверить, нет ли лески, которая привязывает его к потолку. Затем вы подумаете, что кто-то прилепил карандаш на жвачку».

Физики точно так же искали естественное объяснение проблемы иерархии с 1970-х годов, убежденные, что этот поиск приведет их к более полной теории природы, возможно, даже пролив свет на частицы «темной материи», невидимого вещества, которое наполняет галактики. «Естественность была основным лейтмотивом этих исследований», говорит Джудис.

С 1980-х годов наиболее популярным предложением была суперсимметрия. Она решает проблему иерархии, постулируя пока не обнаруженных близнецов для каждой элементарной частицы: для электрона — селектрон, для каждого кварка — скварк и так далее. Близнецы противоположным образом влияют на массу бозона Хиггса, делая его невосприимчивым к эффектам сверхтяжелых частиц гравитации (они сводятся на нет эффектами своих близнецов).

Никаких доказательств суперсимметрии или каких-либо конкурирующих идей — вроде техниколора или «искривленных дополнительных измерений» — не появилось во время первого запуска БАК с 2010 по 2013 годы. Когда коллайдер закрылся на модернизацию в начале 2013 года, не найдя ни единой «с-частицы» или других признаков физики за пределами Стандартной модели, многие эксперты начали думать, что качественной альтернативы нет. Что если масса Хиггса, а значит, и законы природы неестественны? Расчеты показали, что если бы масса бозона Хиггса была всего в несколько раз больше, а все остальное осталось бы таким же, то протоны не смогли бы собираться в атомы, и не было бы сложных структур — звезд или живых существ. Что, если наша Вселенная на самом деле случайным образом тонко настроена, подобно карандашу, балансирующему на своем кончике, вырванная из бесчисленного числа пузырьковых вселенных внутри практически бесконечной мультивселенной просто потому, что жизнь требует именно такого безумного, вопиющего, возмутительного случая?

Эта гипотеза мультивселенной, которая вырисовывалась в ходе обсуждения проблемы иерархии с конца 90-х, большинством физиков рассматривается как очень мрачная перспектива. «Я просто не знаю, что с ней делать, — говорит Крейг. — Мы не знаем правил». Другие пузыри множественной вселенной, если они существуют, лежат за границами световой достижимости, навсегда ограничивая теории о мультивселенных, которые мы сможем экспериментально наблюдать из нашего одинокого пузыря. А без какого-либо способа определить, где на отрезке бесконечно возможных данных мультивселенной лежат отведенные нам данные, становится сложно или невозможно построить аргументы на основе мультивселенной о том, почему наша Вселенная именно такая. «Я не знаю, в какой момент мы будем достаточно убеждены. Как определить нужный момент? Откуда вам знать?».

Хиггс и релаксион
Физика

Каплан посетил Залив прошлым летом, чтобы поработать с Грэмом и Раджендраном, которых он знал, поскольку все трое работали в разное время на Димопулоса, который был одним из ключевых разработчиков суперсимметрии. За прошедший год трио разделило свое время между Беркли и Стэнфордом, обмениваясь «эмбриональными битами идеи», как говорит Грэм, и постепенно развивали новую оригинальную идею для законов физики частиц.
Вдохновленные попыткой Ларри Эбботта 1984 года обратиться к проблеме различной естественности в физике, они стремились пересмотреть массу Хиггса как развивающийся параметр, который мог динамически «расслабиться» до своего крошечного значения во время рождения космоса, а не начать с фиксированной и, казалось бы, невероятной константы. «Хотя потребовалось полгода, чтобы избавиться от тупиков и глупых моделей и очень сложных вещей, мы пришли к весьма простой картинке», — говорит Каплан.

Согласно их модели, масса Хиггса зависит от численного значения гипотетического поля, которое пронизывает пространство-время: аксионное поле. Чтобы представить его картину, «мы думаем о всеобъемности космоса как такого трехмерного матраса», говорит Димопулос. Значение в каждой точке поля зависит от того, насколько сжаты пружины матраса. Долгое время считалось, что существование этого матраса — и его вибраций в форме аксионов — может решить две глубоких загадки: во-первых, аксионное поле должно объяснить, почему большинство взаимодействий между протонами и нейтронами протекает как вперед, так и назад, решая так называемую «сильную CP-проблему». Во-вторых, из аксионов может состоять темная материя. Решение иерархической проблемы будет третьим важным достижением.

История этой новой модели начинается, когда космос был набитой энергией точкой. Аксионный матрас был под чрезвычайным давлением, что делало массу Хиггса огромной. По мере расширения Вселенной пружины расслаблялись, будто их энергия перетекала от пружин к новообразованному пространству. По мере рассеяния энергии, уменьшалась и масса Хиггса. Когда масса дошла до своей настоящей величины, соответствующая переменная упала ниже нуля, переключившись на поле Хиггса, похоже на патоку поле, которое дает массу частицам вроде электронов и кварков, проходящим через него. Массивные кварки, в свою очередь, взаимодействовали с аксионным полем, создавая гребни метафорического холма, по которому скатывалась энергия. Аксионное поле застыло, как и хиггсова масса.

Сундрум называет это радикальным отходом от моделей прошлого: новая модель показывает, как современная иерархия масс могла слепить себя с момента рождения космоса. Димопулос отмечает поразительный минимализм этой модели, которая задействует в основном ранее устоявшиеся идеи. «Люди вроде меня, которые немного вложились в другие подходы к проблеме иерархии, были бы приятно удивлены, что не придется далеко ходить. Находившееся на заднем дворе Стандартной модели решение было недалеко. Нужны были молодые умные люди, которые бы это поняли».

«Это поднимает цену акций аксиона, — добавляет он. Не так давно Axion Dark Matter eXperiment в Университете Вашингтона в Сиэтле начал искать редкие превращения аксионов темной материи в частицы света внутри мощных магнитных полей. Теперь, говорит Димопулос, «нам придется смотреть еще пристальнее, чтобы найти это».

Однако, как и многие эксперты, Нима Аркани-Хамед из Института перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси, отмечает, что это предположение только-только появилось. Хотя оно «безусловно разумное», говорит он, его текущая реализация остается надуманной. К примеру, чтобы аксионное поле застряло на хребтах, созданных кварками, а не прокатилось через них, космическая инфляция должна была прогрессировать намного медленнее, чем допускает большинство космологов. «Вы добавляете 10 миллиардов лет инфляции».

И даже если аксион был бы обнаружен, одно только это не доказало бы, что он «релаксион» — что он релаксирует, расслабляет значение массы Хиггса. И когда волнение в Заливе прошло, вместе с Грэмом и Раджендраном Каплан начали разрабатывать идеи относительно того, как проверить свою модель. В конце концов, возможно, колеблющееся аксионное поле может повлиять на массу ближайших элементарных частиц через массу Хиггса. «Вы могли бы увидеть, что масса электрона колеблется», говорит Грэм.

Так проверить предположение ученых получится еще нескоро. (Эта модель не предсказывает новых явлений, которые мог бы обнаружить БАК). И опять же, шансов у нее немного. Так много умных предположений обломались за все эти годы, что ученые настроены довольно скептично. Однако интригующая новая модель все же вселяет долю оптимизма.

«Мы думали, что передумали уже все и что нет ничего нового под солнцем, — говорит Сундрум. — Эта теория показывает, что люди все еще остаются умными созданиями и остается много пространства для новых прорывов».


Мы в теории АФЗ от Устинова ЕА ввели аксионы энергетической плотности 10^-15м.
По сути аксион это сверх тонкая струна ,которая при прослаблении образует узелки,маркируемые наукой человечества ,как частицы,ядра атомов,ядра планет и галактик.
http://bolshoyforum.com/forum/index.php?to...060#msg10540060

СХЕМА ФИЗИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ ОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТИЦ и т.д.
https://sun9-74.userapi.com/impg/f1kKD3Fzcp...&type=album





Сообщение отредактировал ЕВГЕНИЙ ИЗ ТВЕРИ - Вчера, 4:10

[ЕВГЕНИЙ ИЗ ТВЕРИ]

Нейтрино НЕ могут стать последней каплей для Стандартной модели

Некоторые физики удивляются тому, что два относительно недавних открытия привлекли столько внимания: космическая инфляция, постоянное расширение Вселенной, и бозон Хиггса, дающий массу другим частицам. Конечно, открытия пьянящие и весьма интересные, но ни для кого не секрет, что они весьма скучны. Физики устали от Стандартной модели, и по мнению многих, для физики в целом было бы лучше, если бы бозон Хиггса не нашли.
Теория АФЗ от Устинова ЕА предполагает ,что частицы -это слоеные узелки на ДСА15

Daya Bay

Эти открытия показывают, что наши основные теории, объясняющие поведение большого и малого — Большого Взрыва и Стандартной модели субатомных частиц и сил — точны и хорошо отлажены. Но космическая инфляция и бозон Хиггса не помогут объединить эти явления и ответить на самые глубокие космические вопросы. «Стандартная модель, в своем нынешнем виде, не может хорошо объяснить, почему Вселенная именно такая, какой мы ее видим», — говорит Марк Мессье, профессор физики в Университете Индианы.

Чтобы выйти за пределы моделей, которые у нас есть, за пределы Стандартной модели, нам нужны результаты, которых мы не ожидаем. И когда доходит до неожиданных результатов, мы видим только одно: нейтрино. Эти частицы распространены и очень странные, и они постоянно нас бомбардируют.

Будучи практически эфемерными, нейтрино могут серьезно изменить наше видение Вселенной, если бы физики могли ответить на четыре главных вопроса:

Как обычная материя влияет на нейтрино?
Что оснащает нейтрино массой?
Живут ли антинейтрино отличной от нормальных нейтрино жизнью?
Могут ли эти призрачные частицы быть сами себе античастицами?
Стандартная модель, которую физики взращивали с 50-х годов прошлого века, со всеми кварками, лептонами и переносящими силы частицами, ответить на эти вопросы не может. Крупные нейтринные эксперименты в США, Японии и Европе собирают данные и готовятся решить эти проблемы. Данные инициативы могут не только разгадать тайну призрачных частиц, но и привести нас к совершенно другим вопросам о природе вещей.

Что не так с нейтрино?
Super-K

Нейтрино — вторые из самых распространенных частиц во Вселенной (после фотонов), но они не переносят заряд и ничтожны во всех смыслах. Нейтрино минимум в миллион раз легче электрона, хоть ни один из экспериментов и не вычислил их массу. Также они практически не взаимодействуют с материей. Они рождаются в далеких сверхновых и беспрепятственно путешествуют сквозь пространство-время. Нейтрино пролетают сквозь планеты в один присест. Миллиарды и еще раз миллиарды частиц излучаются Солнцем, пока вы это читаете, пролетают сквозь ваш экран и вас, не вызывая никакого эффекта. Движутся они почти со скоростью света. Настолько «почти», что одна малюсенькая ошибка в эксперименте вызвала ложный крик о том, что нейтрино движутся быстрее света, в 2011 году.
Однако, самое странное свойство нейтрино заключается в том, что им не обязательно заканчивать свое путешествие точно такими же, какими они его начинали.

В 1998 году 11 000 фотоумножителей подземного детектора «Супер-Камиоканде» в Японии подтвердили, что суть нейтрино, спускающихся из атмосферы и прошедших сквозь Землю, отличается. По дороге от Солнца они изменили тип, выбрав один из трех вариантов. Это колебание указало на то, что у нейтрино действительно есть масса. Если бы у них ее не было, больше выбирать было бы не из чего.

Узнать об этих частицах хоть что-то было крайне трудно, поскольку нейтрино сложно обнаружить и произвести. Но в настоящее время есть несколько способов сделать это. Экспериментаторы могут захватить немного на пути от Солнца, как тот самый японский детектор и другие его коллеги. Или же они могут разместить детекторы рядом с ядерными реакторами, которые производят электронные антинейтрино. Наконец, физики могут запустить ускорители частиц и столкнуть протоны с кусочками графита, в процессе этого создавая потоки нейтрино. Последнему эксперименту еще предстоит случиться. Искусственные нейтрино легче захватить, чем их неуловимых родственников, но из-за их квантовой природы обнаружение нейтрино является вероятностной задачей.

«Каждый раз, когда мы могли измерить свойство нейтрино, мы удивлялись этому», — комментирует Патрик Хьюбер, теоретик нейтрино в Технологическом университете Вирджинии.

Ароматы нейтрино — электрон, мюон и тау — не являются отдельными индивидуальными частицами, а комбинациями разных масс нейтрино. Эти массы связаны с энергиями нейтрино, как Эйнштейн учил нас в E=mc². Хотя нейтрино могут родиться с определнной энергией, а значит и с определенным ароматом (Солнце, например, производит множество электронных нейтрино), квантовое состояние этих нейтрино представляет собой смесь всех трех, закрученную во времени. «Они просто по своей сути квантово-механические. Если я дам вам электрон и спрошу через десять минут, остался ли электрон в вашей руке, ответом будет «да», — говорит Мессье. — А вот нейтрино — нет».

Детектор Минос

Что же не так с нейтрино? Хотя их масса исчезающе мала, обычная материя может с ними взаимодействовать. Роберт Уилсон, профессор физики в Университете штата Колорадо, сравнивает нейтрино со светом, проходящим через фильтр. Некоторые длины волн меняются, другие нет. Точно так же, некоторые виды нейтрино, могут зацепиться за обычную материю, хотя другие пролетят.
В прошлом месяце японские экспериментаторы продемонстрировали этот колебательный эффект, обнаружив, что нейтрино более яркие ночью. По мере того, как электронные нейтрино летят потоком от Солнца в направлении Земли, они колеблются между мюон- и тау-нейтрино. Но после того, как они проходят через плотную материю нашей планеты, некоторые из них меняются в обратную сторону. Это говорит о том, что некоторые квантово-механические трансформации происходят во время взаимодействия с веществом на Земле, в частности с электронами. По словам Мессье, электронные нейтрино могут обмениваться с W-бозоном, носителем слабой силы, во время этого взаимодействия.

«Это как поцеловать электроны и полететь дальше. Это слабая сила взаимодействия, — говорит он. — W-бозон изменяет фазу своей волны, не изменяя импульса».

Эксперимент LBNE займется рассмотрением этих связанных с материей эффектов, которые приводят к появлению капель электронных нейтрино посреди душа из мюон-нейтрино. Ускорители Fermolab будут посылать нейтрино на полторы тысячи километров в детектор с жидким аргоном, погребенным под Южной Дакотой. Это позволит физикам не только изучить эффекты материи, но и выяснить, какая материя взаимодействует с нейтрино в первую очередь.

Уилсон отмечает, что этот крошечный эффект имеет важные последствия для асимметрии между веществом и антивеществом.

«Это все еще нейтрино, частица никак не изменилась. Но вероятность того, что вы увидите изменение измерений зависит от того, сквозь какое количество массы прошли нейтрино».

Как насчет собственной массы нейтрино? Стандартная модель не может объяснить и это. Физики смогли только сказать, что нейтрино отличаются друг от друга, но никакой конкретики. Мы не знаем, какие нейтрино самые тяжелые, а какие — самые легкие. Детектор под названием NuMO Off-axis ve Appearance, или NOvA, поможет определить массовую иерархию нейтрино. NuMI — это пучок нейтрино из Fermilab; 14000-тонный детектор NoVA будут следить за несоответствием между отходящими мюон-нейтрино и прибывающими электрон-нейтрино.

Даже если в ходе этих экспериментов удастся генерировать новые данные о массе, физики не смогут точно сказать, как эта масса возникает. Поскольку нейтрино легче любых других частиц, вряд ли механизм Хиггса будет наделять их массой, как это происходит с другими частицами.

«Должен быть какой-то механизм, который определяет их массы, — говорит Мессье. — Но какие массы? Какому порядку они следуют? Каков порядок смешения? Это запустит целый ряд экспериментальных программ, которые еще больше усугубят проблемы Стандартной модели».

LBNE, NOvA и другие предстоящие эксперименты растянут эти трещины, пока Стандартная модель полностью не рухнет. И на руинах ученые надеются построить новую теорию физики.

Правонарушители
Помимо предоставления известного источника откалиброванных нейтрино, ускоритель пучков также может производить нейтрино. Это позволяет экспериментаторам искать различия в том, как осциллируют эти два типа частиц. Понимание механики колебаний нейтрино и антинейтрино приоткроет завесу тайны над асимметрией Вселенной: почему она наполнена скорее чем-то, чем ничем?

Физики используют термин заряда-четности, или CP, говоря о симметрии между материей и антиматерией во Вселенной. Если бы не было симметрии, не было бы и Вселенной. Равные части материи и антиматерии, созданные в процессе Большого Взрыва, исчезли бы во вспышке излучения.

«И мы могли бы подумать, что так и было, если бы не факт нашего существования, что опровергает эту теорию», — говорит Уилсон.

Случилось что-то, что склонило чашу весов в нашу пользу. Выяснение этого требует некоторых ключевых цифр, в том числе числовых значений, описывающих смеси между разными ароматами нейтрино.

В 2012 году в ходе эксперимента Daya Bay были проведены первые измерения одного из этих углов смешивания (тета-один-три), в результате чего выяснилось, что он больше нуля. Хотя другие эксперименты пытались уточнить это число, сам факт, что это не ноль, важен, поскольку означает, что нейтрино ведут себя не так, как антинейтрино. Другой угол смешения, CP-нарушающая фаза дельта, также указывает на отличие. Определение значения этой дельты — одна из важных целей LBNE.

LBNE, строительство которого потребует 857 миллионов долларов за 10 лет, будет измерять взаимодействие нейтрино с материей в собственных целях, но это также поможет физикам изучить иерархию масс нейтрино. А знание этих значений позволит физикам изучить CP-нарушение без ошибок.

Мессье возлагает еще большие надежды на это.

«Это худший случай: все, что вы делаете — это измеряете дельту. В худшем случае, мы уточняем текущую парадигму. В лучшем случае, мы ее опровергаем. Мы видим свидетельства того, что у нас нет полной картины, поэтому эта прекрасная история о массах и смешиваниях, которую мы себе рассказываем, может быть неполной. Нам нужно заложить фундамент, чтобы лучше понимать, что происходит».

Разрушение парадигмы могло бы указать на что-то очень странное: например, на то, что нейтрино являются сами себе антинейтрино (что поместит их в группу так называемых майорановских частиц). Такие «джекил-и-хайд-частички» способны вибрировать в двух разных формах, в зависимости от того, как вы на нее посмотрите. Единственные частицы, которые могут вести себя так же, — это бозоны (фотоны, например).

Физики смогли бы подтвердить, что нейтрино — это майорановские частицы, путем так называемого безнейтринного двойного бета-распада. Обычный радиоактивный распад происходит, когда атомные ядра теряют вес, преобразуя нейтрон в протон и испуская бета-частицы — электроны и нейтрино. Так, например, атом радиоактивного углерода (с восемью нейтронами и шестью протонами) превращается в стабильный азот (по семь каждых частиц). Двойной бета-распад происходит реже, при нем два нейтрона одновременно превращаются в два протона, два электрона и два нейтрино. В этом случае тяжелый изотоп пропускает шаг по периодической таблице. В безнейтринной версии этого события, нейтрон расщепится на электрон и нейтрино, которое тут же абсорбируется другим нейтроном. Этот второй нейтрон также распадется, но только отдает другой электрон. Это может произойти, если нейтрино и антинейтрино — одно, так сказать, лицо. Эксперимент под названием Majorana Demonstrator, который сейчас строится в Южной Дакоте, будет заниматься поисками этих событий, используя детекторы из германия-76.

Детектор LBNE также будет ориентироваться на эти эффекты.

Хотя триллионы частиц будут постоянно протекать через детекторы, нейтрино настолько трудно обнаружить, что аппаратное обеспечение LBNE, NOvA, T2K и других детекторов будет работать годы, прежде чем измерит поведение нейтрино и их ароматы. Даже это потребует определенной ловкости рук: нейтрино не взаимодействуют напрямую, поэтому ученые находят их по крошечным вспышкам света, которые излучают другие частиц, когда нейтрино их поражают. Можете назвать это ароматом аромата частицы.

Детектор Super-K поймал его, наблюдая за вспышками голубого света в огромном чане с водой, излучением Черенкова. Детектор NOvA будет использовать жидкий сцинтиллятор, состоящий из сотен тысяч пластиковых труб, наполненных жидкостью, которая светится, когда частицы проходят через нее. Инженеры Fermilab сконструировали специальных роботов, которые будут ползать по трубам и эффективно их крепить. LBNE будет использовать проверенные методы наблюдения за нейтрино, выверенные в ходе эксперимента ICARUS, которые подразумевают использование сетки под высоким напряжением, погруженной в жидкий аргон.

Что дальше?
LBNE

Продвижение физики за пределы Стандартной модели и потенциальное приближение Теории великого объединения напрямую зависит от того, что увидят новые детекторы. Сигналы LBNT могут намекнуть на возможное четвертое нейтрино, большое или маленькое, которое поднимет новые вопросы о темной материи и происхождении Вселенной.
Даже объяснение загадок нейтрино не сможет полностью объяснить асимметрию материи и антиматерии, или объединение ядерных сил, или отношение этих сил к гравитации, или что такое темная материя, или что такое темная энергия.

Возможно, мы совершенно неправильно представляем себе все это.

«Кеплер думал, что самый важный вопрос в науке — понять, почему в Солнечной системе шесть планет. Он не знал о двух других, — говорит Хьюбер. — Теперь мы знаем, что у большинства звезд есть свои планеты. Точно так же, как сегодня мы не знаем многих вопросов и многих ответов, через сто-двести лет они будут ерундой. Или не будут».

Хотя Большой адронный коллайдер успешно обнаружил бозон Хиггса — собственно, для этого он и строился — он до сих пор не смог раздвинуть границы Стандартной модели. Точно так же, как теоретики надеются выйти за ее пределы, Хьюбер предлагает физикам переключиться с гигантских коллайдеров к кольцам, собирающим мюоны, мюонным коллайдерам и «нейтринным фабрикам», позволяющим создавать большие и точные пучки нейтрино.

«Максимально точное измерение нейтрино — это хороший маршрут, — говорит ученый. — Очевидно, что нейтрино готовят нам сюрпризы один за одним».
Ученым надо понять,что частицы -это слоеные узелки на двойных спиралях аксионов.

Как будет работать двигатель на термоядерном синтезе

Люди уже успели побывать на Луне, да и полет на околоземную орбиту уже не кажется чем-то из ряда вон выходящим. В космосе давно и прочно обосновалась Международная космическая станция. Тем не менее, если вы задумаетесь о размерах нашей Солнечной системы, не говоря уж о всей Вселенной, станет очевидно, что наши шаги в освоении межпланетного и межзвездного пространства — просто пешком под стол. Для того, чтобы слетать на Марс и другие планеты, которые находятся вне досягаемости обычных ракетных двигателей, NASA разрабатывает несколько дополнительных реактивных двигателей, в том числе и на энергии солнца.

Синтез

В принципе, космический корабль с силовой установкой на термоядерном синтезе должен воссоздать те же типы высокотемпературных реакций, которые происходят в сердце солнца. Огромная энергия этих реакций вырабатывается двигателем и создает тягу. Используя этот тип двигательной установки, космический корабль может добраться до Марса всего за три месяца. Обычным ракетам понадобится по меньшей мере семь.
На Солнце по теории АФЗ от Устинова ЕА не происходит синтеза.Это ошибка ученых.На солнце происходит конденсация энергии от расслоения 8-ми ядер D=3 500 км ЭП=10^-17м.
Эти ядра снял на видио зонд НАСА
https://www.youtube.com/watch?v=yJWqINDYZi8...g0L3QtdCz0L4%3D
Djn 'nb zlhf edbltk pjyl YFCF

Содержание

1
Что такое синтез?
2
Полет на энергии синтеза
3
Магнитоплазменная ракета с переменным удельным импульсом (VASIMR)
4
Движение на термоядерном синтезе с динамическим газовым зеркалом
Что такое синтез?
Мы и наша планета во многом зависим от миллионов ядерных реакций синтеза, которые каждую секунду происходят внутри ядра Солнца. Без этих реакций у нас бы не было ни света, ни тепла, и, вероятнее всего, жизни. Термоядерный синтез происходит, когда два атома водорода сталкиваются и создают больший атом гелия-4, который испускает энергию в процессе этого.

Вот как происходит эта реакция:

Два протона в совокупности образуют атом дейтерия, позитрон и нейтрино.
Протон и атом дейтерия создают атом гелия-3 (два протона и один нейтрон) и гамма-луч.
Два гелий-3 атома в совокупности образуют атом гелия-4 (два протона и два нейтрона) и два протона.
Синтез может происходить только в условиях крайне горячей среды, температура которой измеряется миллионами градусов. Звезды, состоящие из плазмы, представляют собой единственные природные объекты, достаточно горячие для создания реакции термоядерного синтеза. Плазма, которую часто называют четвертым состоянием вещества, представляет собой ионизированный газ, состоящий из атомов, лишенных некоторой части электронов. Реакция синтеза отвечает за создание 85 % энергии Солнца.

Высокий уровень тепла, необходимый для создания этого типа плазмы, приводит к тому, что ее нельзя заключить в контейнер из любого, известного нам вещества. Тем не менее, плазма хорошо проводит электричество, что позволяет удерживать, управлять и ускорять ее с помощью магнитного поля. Именно это легло в основу космического корабля с двигателем на основе синтеза, который NASA хочет построить в течение ближайших 25 лет. Давайте рассмотрим конкретные проекты двигателей на основе термоядерного синтеза.

Полет на энергии синтеза
Реакция термоядерного синтеза высвобождает огромное количество энергии, именно поэтому исследователи всячески пытаются приспособить ее к двигательной системе. Корабль на энергии синтеза мог бы серьезно вывести вперед NASA в гонке за Марс. Этот тип корабля может сократить время пребывания в пути на Марс более чем на 50 %, тем самым уменьшив вредные воздействия радиации и невесомости.

Строительство космического аппарата, летящего на энергии термоядерного синтеза, будет эквивалентно разработке автомобиля на Земле, который может ехать в два раза быстрее любого другого. В ракетостроении эффективность использования топлива ракетным двигателем измеряется его удельным импульсом. Удельный импульс означает единицу тяги на единицу пропеллента, потребляемого в течение времени.

Двигатель на синтезе может обладать удельным импульсом в 300 раз большим, чем обычные химические двигатели. Обычный химический ракетный двигатель обладает импульсом примерно 1300 секунд, что означает следующее: двигатель выдает 1 килограмм тяги на 1 килограмм топлива за 1300 секунд. Ракета на синтезе может обладать импульсом в 500 000 секунд. Кроме того, ракета на синтезе будет использовать водород как топливо, а значит, сможет пополняться при прохождении через космическое пространство. Водород присутствует в атмосфере многих планет, так что все, что будет нужно космическому аппарату для заправки, это погружение в атмосферу и набор топлива.

Ракеты на синтезе могут обеспечить более длительную тягу, в отличие от химических ракет, топливо которых быстро выгорает. Считается, что движение на синтезе позволит быстро добраться в любую точку Солнечной системы и за два года осуществить поездку на Юпитер и обратно. Давайте рассмотри два текущих проекта NASA по созданию движения на синтезе.

Магнитоплазменная ракета с переменным удельным импульсом (VASIMR)
VASIMR представляет собой плазменную ракету, которая является предшественником ракет на термоядерном синтезе. Но поскольку ракеты на синтезе будут использовать плазму, исследователи многое узнают об этом типе ракеты. Двигатель VASIMR прекрасен тем, что создает плазму в экстремально горячих условиях, а после выталкивает, создавая тягу. Есть три основных типа ячеек в двигателе VASIMR.

Передняя ячейка — пропеллент, обычно водород, вводится в ячейку и ионизируется, чтобы создать плазму.
Центральная ячейка — ячейка действует как усилитель для дальнейшего нагрева плазмы электромагнитной энергией. Радиоволнами добавляют энергии плазме, как в микроволновой печи.
Кормовая ячейка — магнитное сопло преобразует энергию плазмы в струю выхлопных газов. Магнитное поле используется для выброса плазмы и защищает космический корабль, чтобы плазма не коснулась оболочки. Плазма уничтожила бы любой материал, с которым вступила бы в контакт. Температура плазмы в сопле составляет 100 миллионов градусов Цельсия. Это в 25 000 раз горячее, чем температура газа, который выбрасывается из космического шаттла.
Во время миссии на Марс двигатель VASIMR постоянно бы разгонялся в течение первой половины путешествия, а после изменил бы направление и замедлялся бы вторую половину. Ракету на переменной плазме можно также использовать для позиционирования спутников на орбите Земли.

Движение на термоядерном синтезе с динамическим газовым зеркалом
Одновременно с VASIMR разрабатывается и система движения на синтезе с динамическим газовым зеркалом (GDM). В этом двигателе длинные тонкие мотки проволоки с током действуют как магнит, окружая вакуумную камеру, содержащую плазму. Плазма находится в ловушке магнитного поля, создаваемого центральной секцией системы. В каждом конце двигателя находятся зеркальные магниты, которые препятствуют слишком быстрому выбросу плазмы из двигателя. Разумеется, часть плазмы должна просачиваться и обеспечивать тягу.

Как правило, плазма неустойчива и ее сложно удержать, поэтому первые машины с таким механизмом давались очень сложно. Динамическое газовое зеркало позволяет избежать проблем неустойчивости, потому что построено длинным и тонким, поэтому магнитные линии выстраиваются по всей длине системы. Нестабильность контролируется тем, что позволяет определенному количеству плазмы протекать через узкую часть зеркала.

В 1998 году в рамках эксперимента было продемонстрировано, как GDM производит плазму в процессе работы системы впрыска плазмы, которая работает аналогично передней ячейке VASIMR. Она вводит газ в GDM и нагревает его микроволновой антенной, работающей на частоте 2,45 ГГц. Этот эксперимент проводится для подтверждения обоснованности концепции GDM. Исследователи также разрабатывают полноразмерную систему двигателя с этим механизмом.

Хотя многие передовые концепции двигателей NASA еще далеки от реализации, основа для двигателя на энергии синтеза уже заложена. Когда станут доступны другие технологии, которые сделают путешествие на Марс возможным, корабль с энергией синтеза придется как нельзя кстати. В середине 21 века поездки на Марс могут стать такой же рутиной, как и отправка еды на МКС.

[ЕВГЕНИЙ ИЗ ТВЕРИ]

Полет века: миссия НАСА “Люси” раскроет тайны Солнечной системы

Американский космический зонд Lucy стартовал 16 сентября с мыса Канаверал на ракете Atlas-V. Космический корабль отправлен в космос, чтобы исследовать группу астероидов, которые находятся на орбите Юпитера. Как считают ученые, он сможет дать ответы на многие вопросы, которые сейчас ставят их в тупик. За пределами главного пояса астероидов, рядом с гигантской планетой Юпитер находятся сотни тысяч неизведанных небесных тел, каждое меньше 220 километров в диаметре. В них содержатся секреты рождения нашей Солнечной системы. Чтобы изучить их, зонд будет путешествовать по космосу в течение 12-лет, при этом он преодолеет более 6 миллиардов километров. В процессе своего путешествия Люси будет периодически “нырять” в два роя астероидов — один расположен перед газовым гигантом, а второй за ним. Кроме того, исследования коснутся астероидов, расположенных между Марсом и Юпитером. Все регионы, в которые отправляется зонд, представляют большой интерес для ученых, так как ранее они не исследовались, поэтому остаются для ученых по сей день загадкой. Особенно интерес вызывают так называемые троянские астероиды возле Юпитера. Зонд будет пролетать от них на расстоянии всего в 600 миль, что позволит их подробно изучить. Согласно запланированной программе, Люси поставит рекорд по количество посещенных астероидов одним космическим кораблем.

Полет века: миссия НАСА “Люси” раскроет тайны Солнечной системы. Космический зонд «Люси» поможет ученым раскрыть тайны Солнечной системы. Фото.
Космический зонд «Люси» поможет ученым раскрыть тайны Солнечной системы

Почему миссию Lucy называют полетом века
Если не произойдет никаких внештатных ситуаций, Люси достигнет своей первой цели, астероида из главного пояса, в 2025 году. Затем зонд отправится к троянам, которые будет исследовать в серии облетов с 2027 по 2033 год. Данные космического корабля с подробным описанием цвета астероидов, состава, плотности и кратеров должны помочь ученым выяснить, когда и где они образовались в Солнечной системе. Кроме того, эта информация поможет смоделировать процессы, которые происходили в молодой Солнечной системе.

Надо сказать, что название “Люси” выбрана не спроста. Ученые НАСА были вдохновлены знаменитой одноименной окаменелостью — скелетом древнего предка человека возрастом 3,2 миллиона лет. В некотором смысле троянцы Юпитера играют ту же роль, что и эти культовые кости: они хранят в себе историю далекого прошлого, которую ученые могут использовать, чтобы понять наше настоящее.

Миссия Люси основана на сложной траектории, по которой космический корабль будет совершать шестилетний оборот вокруг Солнца. После серии облетов Земли, чтобы использовать гравитацию нашей планеты для дополнительного ускорения, Люси пролетит мимо астероида главного пояса 52246 Дональд Джохансон, шириной 2,5 мили. Он был назван как раз в честь в честь палеоантрополога, который открыл окаменелость Люси.
https://i.ytimg.com/vi_webp/5SphnD95b0c/maxresdefault.webp
Полет века: миссия НАСА “Люси” раскроет тайны Солнечной системы. Почему миссию Lucy называют полетом века. Фото.
Затем космический корабль пройдет через ведущий рой троянцев в 2027 году. Корабль за один проход облетит сразу пять таких астероидов. Следующий проход намечен на 2033 год, когда зонд погрузится в замыкающий рой.

На самой дальней точке Люси окажется на расстоянии около миллиарда километров от Солнца, где солнечный свет составляет лишь несколько процентов от того, что мы получаем на Земле. Поэтому космический корабль имеет около 8000 отдельных солнечных элементов, разбросанных по его поверхности.

Что представляют собой троянцы и почему они важны для ученых
По оценкам астрономов, рядом с газовым гигантом вращается несколько сотен тысяч троянцев. Более половины из них были обнаружены с 2010 года благодаря постоянным улучшениям в телескопических обзорах, охватывающих ночное небо. В течение десятилетий эти астероиды считались просто остатками образования крупнейших спутников Юпитера. Но за последние 25 лет ученые осознали, что их история может быть более сложной. Поэтому трояны Юпитера могут дать важные ключи к разгадке хаотической юности нашей Солнечной системы.

Что представляют собой троянцы и почему они важны для ученых. Вокруг Юпитера вращаются несколько сотен тысяч астероидов. Фото.
Вокруг Юпитера вращаются несколько сотен тысяч астероидов

Трояны Юпитера чрезвычайно разнообразны по цвету, размеру и некоторым особенностям орбит. Кроме того, они различаются по размеру от менее километра в диаметре до более сотни километров. Астрономы знают из телескопов на Земле, что не все они сделаны из одних и тех же материалов. Каким-то образом эта смесь маленьких тел оказалась на чрезвычайно стабильных орбитах рядом с Юпитером.

“Поскольку они находятся на одной орбите с Юпитером, являются своего рода свидетелями всего, что произошло с этой планетой. Раскрытие истории Юпитера, самой большой планеты, имеет решающее значение для познания истории всей Солнечной системы” — говорит Симона Пирани, научный сотрудник Копенгагенского университета.

В настоящее время существует множество теорий того, как образовывалась солнечная система. В частности, в 2005 году ученые из Обсерватории Лазурного берега в Ницце, Франция, опубликовали влиятельную гипотезу, которая теперь называется моделью Ниццы. Она предполагает, что в раннем возрасте Солнечной системы в ней царила эпоха хаоса.

Модель Ниццы и другие подобные сценарии предполагают, что Солнечная система начиналась огромного количества маленьких тел. Как только из мелких объектов сформировались Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, они мигрировали внутрь системы. Причем, когда планеты-гиганты развернулись по спирали и направились к своему нынешнему положению, они разбросали множество маленьких тел за пределы Солнечной системы. Таким образом образовался пояс Койпера. К слову, как утверждают некоторые ученые, астероиды пояса Койпера указывают на то, что Солнечная система имеет девятую, пока неизвестную нам планету. Некоторые теории даже предполагают, что примерно в это время из Солнечной системы мог быть изгнан пятый газовый гигант, что усугубило хаос.

Что представляют собой троянцы и почему они важны для ученых. Изучение астероидов троянев позволит ученым больше узнать о возникновении газового гиганта. Фото.
Изучение астероидов троянев позволит ученым больше узнать о возникновении газового гиганта

Юпитер мог захватывать свои троянские астероиды во время этого потрясения. Многие из них, вероятно, образовались за пределами Нептуна. За годы, прошедшие с момента первой публикации модели Nice, теоретики обновили ее, чтобы попытаться объяснить еще больше необычных особенностей троянов. Другие исследовали, предполагают, что некоторые из троянцев Юпитера могли быть захвачены еще раньше при формировании Солнечной системы, возможно, даже когда юный Юпитер был размером с Землю.
Но чтобы проверить все эти теории о формировании и эволюции Солнечной системы, ученым необходимо поближе посетить троянцев Юпитера. Именно эта задача и возлагается на Люси. Напоследок напомню о недавнем космическом событии, котором рассказывал мой коллега Рамис — на поверхность Юпитера упал было зафиксировано падение загадочного объекта. Вполне возможно, что им был астероид.

Можно ли создать антигравитацию?

Одним из самых удивительных фактов в науке является то, насколько универсальны законы природы. Каждая частица подчиняется одним и тем же правилам, испытывает одни и те же силы, существует в одних и тех же фундаментальных константах, независимо от того, где и когда находится. С точки зрения гравитации каждая отдельная частичка Вселенной испытывает одно и то же гравитационное ускорение или же одну и ту же кривизну пространства-времени, независимо от того, какими свойствами обладает.

Можно ли создать антигравитацию? Антигравитация может дать нам очень многое. Фото.
Антигравитация может дать нам очень многое.

Во всяком случае, так следует из теории. На практике же некоторые вещи измерить бывает очень трудно. Фотоны и обычные стабильные частицы одинаково падают, как и ожидается, в гравитационном поле, и Земля заставляет любую массивную частицу ускоряться по направлению к ее центру со скоростью 9,8 м/с2. Но как бы мы ни пытались, нам ни разу не удалось измерить гравитационное ускорение антиматерии. Она обязана ускоряться так же, но пока мы не измерим, мы не можем быть уверены. Один из экспериментов направлен на то, чтобы найти ответ на этот вопрос, раз и навсегда. В зависимости от того, что он найдет, мы можем оказаться на шаг ближе к научно-технической революции.

Существует ли антигравитация?
Возможно, вы этого не осознаете, но есть два совершенно разного способа представить массу. С одной стороны, существует масса, которая ускоряется, когда вы применяете к ней силу: это m в знаменитом уравнении Ньютона, где F = ma. То же самое и в уравнении Эйнштейна E = mc2, из которого вы можете рассчитать, сколько энергии вам нужно для создания частицы (или античастицы) и сколько энергии вы получите, когда она аннигилирует.

Скоро на орбите появится космический отель с искусственной гравитацией

Но есть и другая масса: гравитационная. Это масса, m, которая появляется в уравнении веса на поверхности Земли (W = mg) или в гравитационном законе Ньютона, F = GmM/r2. В случае с обычной материей нам известно, что эти две массы — инерциальная и гравитационная массы — должны быть равны с точностью до 1 части на 100 миллиардов, благодаря экспериментальным ограничениям, установленным более 100 лет назад Лораном Этвешем.

Но в случае с антиматерией мы никогда не могли все это измерить. Мы применяли негравитационные силы к антиматерии и видели, как она ускоряется; мы создавали и уничтожали антиматерию; мы точно знаем, как ведет себя ее инерционная масса — точно так же, как инерционная масса обычного вещества. F = ma и E = mc2 работает в случае с антиматерией так же, как и с обычной материей.

Но если мы хотим узнать гравитационное поведение антиматерии, мы не можем просто взять за основу теорию; нам придется измерить ее. К счастью, в настоящее время проводится эксперимент, задача которого выяснить именно это: эксперимент ALPHA в ЦЕРН.

Одним из больших прорывов, случившихся за последнее время, стало создание не только частиц из антиматерии, но и нейтральных, устойчивых связанных состояний в них. Антипротоны и позитроны (антиэлектроны) могут быть созданы, замедлены и принуждены взаимодействовать друг с другом с образованием нейтрального антиводорода. Используя комбинацию электрических и магнитных полей, мы можем ограничить эти антиатомы и поддерживать их в стабильном состоянии вдали от материи, которая приведет к аннигиляции в случае столкновения.
Искусственная гравитация перестаёт быть фантастикой

Нам удалось успешно поддерживать их в стабильном состоянии в течение 20 минут за раз, что намного превышает микросекундные временные масштабы, которые обычно переживают нестабильные фундаментальные частицы. Мы обстреливали их фотонами и обнаружили, что они имеют те же спектры излучения и абсорбции, что и атомы. Мы определили, что свойства антиматерии такие же, как предсказывает стандартная физика.

За исключением гравитационных, конечно. Новый детектор ALPHA-g, построенный на канадской фабрике TRIUMF и отправленный в ЦЕРН в начале этого года, должен улучшить пределы гравитационного ускорения антивещества до критического порога. Ускоряется ли антиматерия в присутствии гравитационного поля на поверхности Земли до 9,8 м/с2 (вниз), -9,8 м/с2 (вверх), 0 м/с2 (в отсутствие гравитационного ускорения) или же до какой-либо другой величины?

Как с теоретической, так и с практической точки зрения, любой результат, отличный от ожидаемого +9,8 м/с2, будет абсолютно революционным.

Аналог антивещества для каждой частицы материи должен иметь:

такую же массу
такое же ускорение в гравитационном поле
противоположный электрический заряд
противоположный спин
такие же магнитные свойства
должен связываться так же в атомы, молекулы и более крупные структуры
должен иметь такой же спектр позитронных переходов в разнообразных конфигурациях.
Некоторые из этих свойств измерялись в течение долгого времени: инерционная масса антиматерии, электрический заряд, спин и магнитные свойства хорошо известны, изучены. Связывающие и переходные свойства измерялись другими детекторами на эксперименте ALPHA и совпадают с предсказаниями физики элементарных частиц.

Но если гравитационное ускорение окажется отрицательным, а не положительным, это буквально перевернет мир вверх дном.

В настоящее время нет такого понятия, как гравитационный проводник. На электрическом проводнике свободные заряды живут на поверхности и могут перемещаться, перераспределяя себя в ответ на любые заряды поблизости. Если у вас есть электрический заряд за пределами электрического проводника, внутренность проводника будет экранирована от этого источника электричества.

Существует ли антигравитация? Гравитация имеет самое фундаментальное значение в сотворении всего, что нас окружает. Фото.
Гравитация имеет самое фундаментальное значение в сотворении всего, что нас окружает.

Но защититься от силы тяготения нет никакого способа. Нет никакого способа настроить равномерное гравитационное поле в определенной области пространства, как, например, между параллельными пластинами электрического конденсатора. Причина? В отличие от электрической силы, которая генерируется положительными и отрицательными зарядами, существует только один тип гравитационного «заряда» — масса/энергия. Гравитационная сила всегда притягивает и никак это не изменить.

Но если у вас будет отрицательная гравитационная масса, все меняется. Если антиматерия на самом деле проявляется антигравитационные свойства, падает вверх, а не вниз, то в свете гравитации она состоит из антимассы или антиэнергии. Согласно законам физики, которые мы знаем, антимассы или антиэнергии не существует. Мы можем представить их и представить, как они будут себя вести, но мы ожидаем, что антиматерия будет иметь нормальную массу и нормальную энергию, если речь о гравитации.

Вселенная однажды могла быть прозрачной

Если же антимасса действительно существует, множество технических достижений, о которых грезили писатели-фантасты многие годы, внезапно станет физически осуществимо.

Мы можем создать гравитационный конденсатор в космосе и создать поле искусственной гравитации.
Мы могли бы даже создать варп-двигатель, поскольку получили бы способность деформировать пространство-время так же, как того требует математического решение общей теории относительности, предложенное Мигелем Алькубьерре в 1994 году.
Это невероятная возможность, которая считается практически невозможной всеми физиками-теоретиками. Но какими бы дикими или немыслимыми не были ваши теории, вы должны подкреплять их или опровергать исключительно экспериментальными данными. Только измеряя Вселенную и подвергая ее проверкам, вы можете точно узнать, как действуют ее законы.

Пока мы не измерим гравитационное ускорение антиматерии с точностью, необходимой для определения того, падает она вверх или вниз, мы должны быть открытыми для варианта, что природа ведет себя не так, как мы от нее ожидаем. Принцип эквивалентности может не работать в случае с антиматерии; он может быть на 100% антипринципом. И в таком случае откроется мир совершенно новых возможностей. Ответ мы узнаем через несколько лет, проведя простейший эксперимент: поместим антиатом в гравитационное поле и посмотрим, как он будет падать.

Эксперимент: как свет может одновременно быть и частицей, и волной

Рассмотрим, как свет может одновременно быть и частицей, и волной на основании небольшого научного эксперимента. Скорее всего, вам приходилось слышать о том, что свет состоит из частиц, именуемых фотонами. Как может нечто столь на первый взгляд «нематериальное», как свет, состоять из частиц? Физики описывают свет, как частицу и волну. Свет предстает одновременно в каждом из этих качеств. Волноподобное поведение света порождает массу интересных эффектов. В том числе и радужные цвета, порождаемые светом на поверхности пузырьков. Чтобы исследовать поведение света в качестве волны, вам потребуются: три стержня для механического карандаша, лазерная указка и… темная комната. Ведь самые интересные вещи всегда происходят только в темноте. Но для начала немного разъяснений.



Лазерная указка

Содержание

1
Научное пояснение
2
Необходимые материалы
3
Ход эксперимента
4
Наблюдения и результаты
Научное пояснение
Волне, как известно, свойственно распространяться. Кинетическая энергия проходит через вещество, не заменяя собой молекулы самого вещества. Она проводит вещество через фазы сжатия (сближая молекулы друг с другом) и разрежения (когда молекулы друг от друга отдаляются). Именно это происходит в динамике, вибрирующем от музыки.

Когда волны вступают в контакт друг с другом, на их пути возникает препятствие. Если волны находятся в одной фазе (сжатия или разрежения) одновременно, то происходит усиление. Если же волны находятся в разных фазах (одна старается сжать вещество, другая разредить), то происходит подавление волны. Именно так работают наушники, через которые не проникает внешний шум (шумоподавляющие наушники): они производят звуковую волну, подобную той, которая характерна для нежелательного шума, но в противоположной фазе. Этим обеспечивается эффект подавления волны молекул воздуха постороннего шума. Когда ее энергия достигает вашего уха, внешний крик будет восприниматься вами подобно шепоту, а отголосок рокота могучего мотора самолета донесется до вас слабым жужжанием.

Другим важным свойством волн является преломление (дифракция). Когда волны сталкиваются на своем пути с препятствием, они огибают его, а затем вступают друг с другом во взаимодействие. В нижеописанном эксперименте мы поставим на пути света препятствия, обеспечив проходы, которые дадут световой волне возможность преломиться. Разные точки преломления волн демонстрируют примеры конструктивных и деструктивных помех. Вы сможете наблюдать удивительное явление поглощения светом самого себя.

Необходимые материалы
Три или более грифелей для механического карандаша (подойдут диаметром 0,5 или 0,7 миллиметра), лазерная указка (красный свет неплох, но эффект от зеленого будет более наглядным), темная комната.

Ход эксперимента
Затемните комнату. Темнота должна быть близка к абсолютной. Станьте на расстоянии примерно 1 метр 20 сантиметров от стены. Разместите три грифеля между большим и указательным пальцем левой руки. Для тех, чья основная рука левая, рекомендуется размещать грифели в правой руке. Разместите их так, чтобы расстояния между ними были крайне невелики. Таким образом между грифелями образуются два небольших прохода, которые и будут каналами преломления.

Включите лазерную указку и направьте ее свет в сформированные грифелями каналы и посмотрите на отраженный от стены свет. Что вы видите? В ходе эксперимента меняйте положения грифелей и направление лазера, а также ширину каналов преломления. Если вы делаете все правильно, световой рисунок на стене будет меняться. Попробуйте использовать больше грифелей, чтобы создать больше дифракционных каналов. Как дополнительные каналы меняют световую проекцию на стене?

Наблюдения и результаты
Свет лазера проявит себя в форме двух параллельных, но сцепленных между собой, волн. Световые линии будут параллельны друг другу, если фаза волн совпадает. Свет от карманного фонарика этого эффекта не даст: лучи никогда не будут параллельны друг другу. Волны лазерного света преломляются, проходя через дифракционные каналы, образованные карандашными грифелями, порождая проекцию на стене. При перекрытии волнами друг друга они вступают во взаимодействие. В некоторых случаях это перекрытие будет конструктивным, в других деструктивным. При конструктивном взаимодействии свет на стене будет ярким. В других случаях волны будут угнетать друг друга (деструктивное взаимодействие). В этих случаях на световой проекции появятся темные промежутки.

Когда свет станет вести себя только как частица, вы сможете видеть на стене только две точки напротив каналов преломления. К современному представлению о природе света человечество шло долго. Великий английский ученый Исаак Ньютон определял свет в качестве потока частиц. В 19 столетии ученые пришли к выводу, что свет является волной. Но поскольку свет вел себя подобно частицам, Альберт Эйнштейн высказал предположение о том, что свет на самом деле является частицей, именуемой фотоном. Физик Макс Планк запаниковал, восклицая: «теория света будет отброшена назад не на десятилетия, а на века» в случае, если научное сообщество согласится с теорией Эйнштейна. В конечном итоге научными кругами было выработано компромиссное определение: свет одновременно является и частицей (фотоном) и волной.

Размышления о волновой природе света корреспондируются с вероятностью того, что фотон будет в определенном месте в определенное время. Это позволяет более ясно понять, как можно заставить фотоны занять на стене определенные позиции, когда их волны создают друг другу помехи. Менее интуитивно понятен тот факт, что фотоны могут одновременно проходить через два канала, продолжая проявлять поведение, характерное для волны, наталкивающейся на помехи. И как отдельные фотоны способны, пройдя через два канала, прибыть в одну и ту же точку!

Этот несложный физический эксперимент, проведенный зимним вечером в кругу семьи, позволит получить массу приятных эмоций. Наука бывает не только полезной, но и крайне интересной. А человечество продолжает неуклонно двигаться путем научно-технического прогресса, удовлетворяющего не только материальные потребности, но и потребность разумного существа в новых знаниях.

Сообщение отредактировал ЕВГЕНИЙ ИЗ ТВЕРИ - Вчера, 10:29