Главная Общество Наука

Физики учатся управляться с "квантовой пеной"

Исследователи из США и России продемонстрировали в эксперименте, что силой Казимира, возникающей в микромире между двумя близко сведенными поверхностями, можно управлять, регулируя концентрацию свободных носителей заряда (за счет изменения свойств материала - полупроводника). Полученные результаты могут оказаться чрезвычайно важными для проектирования будущих "микроэлектромеханических" систем - так называемых MEMS (microelectromechanical systems). Соответствующая статья опубликована в журнале Physical Review Letters (Phys Rev Lett 97 170402). Ее можно также найти и на сайте электронных препринтов arXiv.org.

Таинственное притяжение, возникающее между двумя незаряженными поверхностями в вакууме, было впервые описано в 1948 году голландским ученым Генрихом (или Хендриком) Казимиром (Hendrick Casimir). Это чисто квантовый эффект (электромагнитного происхождения), который нельзя объяснить с точки зрения классической физики, однако его существование уже неоднократно подтверждалось в ходе экспериментов.

Реальность эффекта Казимира - это еще один довод в пользу истинности квантовой теории физического вакуума. Согласно этой теории, вакуум на самом деле нельзя считать "абсолютной пустотой", он заполнен то и дело возникающими и исчезающими ("виртуальными") парами частиц и античастиц. Если две параллельные пластины в вакууме свести на достаточно малое расстояние (порядка нескольких микрон), то в пространстве между этими пластинами будут подавляться частицы всех длин волн, отличных от резонансных (то есть тех, что с модами, кратными расстоянию между пластинами - это похоже на колебания струны конечных размеров). То есть подавляются "флуктуации вакуума" в этом промежутке, а вот спонтанно появляющиеся фотоны, которые возникают вне пластин, порождают силу, стремящуюся свести пластины вместе (возникает своего рода "давление поля внешней радиации") - выходит, эта сила возникает как бы прямо "из пустоты", само пустое пространство - в виде своего рода "квантовой пены" из частиц и античастиц - воздействует на погруженные в него тела.

С эффектом Казимира связано множество всяких спекуляций, но только в 1997 году Стив Ламоро (Steve Lamoreaux) из Университета Вашингтона в Сиэтле сумел собрать экспериментальную установку, достаточно чувствительную для того, чтобы действительно достоверно измерить силу Казимира. Он сумел достичь точности результатов в пределах 5 процентов от теоретического предсказания Казимира (измерялось взаимодействие между сферической линзой диаметром 4 сантиметра и кварцевой пластиной 2,5 сантиметра в поперечнике, покрытыми медью и золотом и сведенными на расстояние в несколько микрон), то есть подтвердил предсказание эффекта на 95%.

Сила Казимира, оказавшая определенную помощь в деле развития квантовой физики, для инженеров будущего грозит стать непреодолимой помехой. Механические компоненты микрометрического масштаба, используемые в MEMS, из-за квантовых эффектов могут просто-напросто "слипаться" и не работать так, как задумано. Поэтому осуществление контроля за силами Казимира должно стать важнейшим инструментом для разработчиков MEMS (ну и далее "наномасштабных" NEMS).

Умар Мохиден (Umar Mohideen) - американский физик индийского происхождения из Калифорнийского университета (University of California) в Риверсайде, давно и плодотворно занимающийся исследованиями, связанными с эффектом Казимира, - вместе со своими коллегами по университету, а также учеными из Москвы и Петербурга Галиной Климчитской и Владимиром Мостепаненко сумел сделать важный шаг на пути к управлению силой Казимира, продемонстрировав, что материалы с более высокой концентрацией свободных носителей заряда (то есть электронов, которые ни к чему не привязаны) испытывают большее влияние со стороны силы Казимира, чем с низкой концентрацией оных.

Исследователи пришли к этому выводу путем экспериментов с атомным силовым микроскопом (atomic force microscope - AFM) и покрытой золотом микроскопической полистирольной сферой диаметром в 200 микрон, приложенной к консоли этого микроскопа. Лазерный луч, отражаемый консолью и попадающий затем на фотодетектор, позволял измерять мельчайшие движения всей этой конструкции. Другой своей стороной сфера сближалась с кремниевой пластинкой, и при этом производилось измерение силы Казимира между этими двумя поверхностями, разнесенными на 70 нанометров.

Были изучены два разных случая - эталонная пластинка и пластинка, содержавшая в себе примеси, способствовавшие увеличению концентрации свободно переносимого заряда приблизительно в 20 тысяч раз. Как известно, кремний - это полупроводник, поэтому он при некоторых условиях может изменять соответствующие свои свойства сразу на несколько порядков. Введение небольшого количества примесей (допирование) способно резко изменить количество свободных носителей положительного заряда (так называемых "дырок") и, следовательно, пропорционально отразиться на концентрации зарядов отрицательных.

Выяснилось, что сила Казимира, возникающая между шаром и пластиной, в этих двух случаях различалась приблизительно на 7%. Это хорошо согласуется с теоретическими предсказаниями, сделанными полвека назад советским ученым Евгением Лифшицем.

Источники:
A Casimir force for good in MEMS design - PhysicsWeb
Demonstration of the difference Casimir force for samples with different charge carrier densities - arXiv

Ссылки:
Эффект Казимира не может приводить к расталкиванию симметричных тел - "Элементы"
Обнаружена ошибка в расчетах эффекта Казимира для микромеханических устройств - "Элементы"
Эффект Казимира - "Астронет"
Эффект Казимира - Владимир Мостепаненко
Umar Mohideen
Минус-материя - "Знание - сила"

Справка

Эффект Казимира

Согласно положениям квантовой механики, в вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы. Эти так называемые нулевые колебания полей приводят, в частности, к силовому взаимодействию макроскопических тел. Один из наиболее известных примеров подобного взаимодействия - эффект Казимира: притяжение двух плоских параллельных металлических пластин, разнесенных на малое расстояние d. В пространстве между пластинами могут существовать моды нулевых колебаний электромагнитного поля с длиной волны, не превышающей 2d. Таким образом, плотность энергии нулевых колебаний между пластинами меньше, чем снаружи, что и вызывает притяжение.

"Научная сеть"

Справка

Атомный силовой микроскоп

Принцип действия атомного силового микроскопа основан на использовании сил атомных связей, действующих между атомами вещества. На малых расстояниях между двумя атомами (около одного ангстрема, 10^–8 см) действуют силы отталкивания, а на больших – силы притяжения. Совершенно аналогичные силы действуют и между любыми сближающимися телами. В сканирующем атомном силовом микроскопе такими телами служат исследуемая поверхность и скользящее над нею острие. Обычно в приборе используется алмазная игла, которая плавно скользит над поверхностью образца (как говорят, сканирует эту поверхность). При изменении силы, действующей между поверхностью и острием, пружинка, на которой оно закреплено, отклоняется, и такое отклонение регистрируется датчиком. Величина отклонения упругого элемента (пружинки) несет информацию о высоте рельефа – топографии поверхности и, кроме того, об особенностях межатомных взаимодействий.

"Атомный силовой микроскоп"

Дословно

Игорь Иванов

От силы Казимира не избавиться, поскольку пока что не получается изменить притяжение на отталкивание. Но варьировать силу притяжения - можно без проблем. Простейший способ - изменяя геометрическую форму тел. Или изменяя электромагнитные свойства тел: например, коэффициент диэлектрической проницаемости или удельную проводимость. Это неудивительно - ведь сила Казимира зависит именно от отклика тел на флуктуации электромагнитного поля. В новой статье как раз такой эффект (точнее, его экспериментальное подтверждение) и описан. Другой вопрос - как это поможет работе микромеханических устройств...

Блог на "Элементах"

Статья

Силу, возникающую из пустоты, приспособят к чему-нибудь путному

Генрих Казимир еще в 1948 году предложил эксперимент, который мог бы подтвердить квантовую теорию физического вакуума (то, что вакуум на самом деле не пуст, а заполнен то и дело виртуально возникающими и исчезающими парами частиц и античастиц). Теперь американские исследователи сумели проверить этот эффект с точностью до 0,5 %. Выяснилось, что эффект Казимира действительно должен серьезно влиять на наноразмерные устройства.

Статья

Темная энергия может быть изучена в лаборатории

Два физика - британский и канадский - утверждают, что для измерения важнейших свойств таинственной "темной энергии", которая все последнее десятилетие буквально сводила с ума астрономов и космологов, достаточно поставить простой лабораторный эксперимент. Его можно провести с помощью хорошо известных устройств, основанных на явлении сверхпроводимости.

Статья

Призрачная связь поможет охотникам за неуловимыми волнами

Физики-теоретики из Национального сингапурского университета считают, что связь, устанавливающаяся между "спутанными" частицами, может лечь в основу принципиально нового способа регистрации гравитационных волн.

Статья

Аномалии при распаде частиц - путь к Новой Физике

С недавних пор в центре внимания многих специалистов по квантовой хромодинамике находится некоторая аномалия, выявляемая в ходе экспериментов на B-мезонных фабриках. Теперь показано, что объяснить это несоответствие в рамках Стандартной модели уже не представляется возможным.

Статья

На смену черным дырам приходят MECOs

После многих лет изучения квазара Q0957+561 ученые стали сомневаться, что имеют дело со ставшей уже привычной для современных физиков "черной дырой", и взамен из "запасников" вынимают достаточно экзотичные концепции.

Статья

Подтверждено существование тримеров Ефимова

Австрийские и американские физики впервые смогли найти подтверждение существования предсказанного еще 35 лет назад редкого "квантового состояния Ефимова" трех частиц, подчиняющихся статистике Бозе-Эйнштейна.

Статья

Американский физик придумал, как сбежать из черной дыры

Сет Ллойд считает черные дыры верными помощниками физиков в деле создания теории квантовой гравитации и к тому же надеется, что они когда-нибудь послужат человечеству в качестве продвинутых квантовых компьютеров. При этом результаты вычислений такие монструозные "калькуляторы" будут выдавать прямиком через хокинговское излучение.

Статья

Материю кварковых звезд отыскали в новой форме сверхтекучести

Исследователи из Университета Райса выявили эффекты, которое могут указывать на существование новой экзотической формы неуравновешенной сверхтекучести, родственной сверхпроводимости и "странной материи" внутри кварковых звезд.

Статья

Смертоносный маяк на краю Вселенной

Удалось зафиксировать послесвечение от гамма-всплеска, который признан самым удаленным из всех звездных взрывов такого рода (12,7 миллиарда световых лет от Земли). Событие, которое получило обозначение GRB 050904, произошла тогда, когда нашей Вселенной было менее чем 900 миллионов лет отроду.

Статья

"Быстрый" и мертвые

Картина взрыва гиперновых звезд существенно отличается от той, что возникала в воображении исследователей до того, как в космос был запущен уникальный ловец гамма-всплесков - спутник Swift.

Статья

Информация может быть отрицательной

То, что истинно в нашем обычном повседневном мире, может совершенно не работать в случае сверхмалых расстояний. Теперь выясняется, что существование "отрицательного знания" вполне возможно в условиях квантового мира.

Статья

Землю просветят с помощью нейтрино

Регистрация геонейтрино дает возможность получить первую достоверную информацию о химическом составе земных глубин. Также открывается путь к нейтринному сканированию земных недр в разных сечениях, своего рода нейтринной томографии нашей планеты.

Статья

Открыт новый загадочный мезон

Новый массивный мезон может являться частью большого семейства частиц, именуемых пси-мезонами, но существуют и более экзотические возможности, которые включают в себя дикварки, а также гибридные мезоны.

Статья

Суперускорительный южный танец

Астрономы обнаружили двойную звездную систему, состоящую из голубого гиганта и пульсара, которые в паре работают как мощнейший естественный ускоритель частиц, превращая обычные фотоны в фотоны сверхвысоких энергий.

Статья

Вниз по "кротовой норе"

Гипотетическая субстанция с отрицательным давлением, необходимая для изготовления "червоточин" (то есть особых каналов в пространственно-временном континууме, по которым можно почти мгновенно перемещаться во времени и пространстве), похожа на недавно открытую темную энергию, благодаря которой космическое пространство расширяется с возрастающей скоростью.

Статья

Рябь пространства-времени может объяснить феномен "темной энергии"

Разработана новая теория, способная объяснить ускоряющееся расширение Вселенной, причиной которого ныне считается загадочная "темная энергия". Другой возможный кандидат - это "рябь" в пространстве и времени, возникшая на самых ранних этапах развития нашего космоса. Зона этой "ряби" простирается далеко за пределы той области окружающего нас мира, которую мы можем наблюдать с помощью любых телескопов.

Статья

Проблемы с переносчиком слабых взаимодействий

Новые точные измерения, проведенные исследователями из Рочестерского университета, заставили пошатнуться здание Стандартной модели физики элементарных частиц, верой и правдой служившей ученым на протяжении многих десятилетий. Бен Килминстер и профессор Кевин Макфарланд использовали ускоритель частиц в Fermilab, чтобы достичь рекордной точности, достаточной для выявления некоторых характеристик распада top-кварка, самой тяжелой из частиц, известных физикам.

Статья

Дутый термояд

Сообщения о научных сенсациях могут подолгу будоражить воображение широкой публики, однако при этом решительно не приниматься научным сообществом. Первооткрыватели так называемого "пузырькового термояда" в свое время, казалось, лишились каких-либо шансов на признание, однако группа не только не бросила своих экспериментов, но и завоевала новых сторонников из стана бывших скептиков. К тому же дальнейшие исследования взялось субсидировать знаменитое подразделение Пентагона DARPA.

Статья

Юбилеи 2005 года: наука, медицина, техника

2005-й - год славных научно-технических дат. Юбилеи отмечают сейсмограф и катушка Румкорфа, старейшая карта и термометр Реомюра, сифилис и бледная спирохета. Но самая славная дата - столетие теории относительности.

Статья

В Антарктиде ищут антиматерию

Ученые в Антарктиде осуществили запуск высотного аэростата гигантских размеров. Цель научного эксперимента - постараться приблизиться к пониманию генезиса антивещества в космосе и найти возможные свидетельства существования так называемого хокинговского излучения от "испаряющихся" черных дыр (в рамках теории, предложенной профессором Кембриджского университета Стивеном Хокингом).

Статья

Наука-2004: марсоходы, хоббиты, пульсары, конденсат из фермионов...

Традиционный перечень журнала Science включает десятку наиболее ярких достижений науки уходящего года. Первое место в новом рейтинге заняли итоги исследования марсианской поверхности с помощью бортовой аппаратуры американских марсоходов-роверов Spirit и Opportunity, а также европейской орбитальной станции Mars Express.

Статья

"Отпечатки пальцев" в небе нашли свое объяснение

Группа физиков опубликовала статью, где дается объяснение известного с позапрошлого века феномена, который в буквальном смысле слова находится перед нашими глазами, но до сих пор не поддавался удовлетворительному объяснению. Речь идет о поляризации света в дневном небе и о тех фигурах, что можно наблюдать в поляризационных очках.

Статья

NASA ударилось в фантастику (12 проектов)

Институт передовых концепций NASA объявил о начале первой фазы отбора предложений по развитию исследований космоса. Выступая посредником между космическим агентством и людьми, готовыми предложить революционные концепции, которые могли бы кардинальным образом изменить подход NASA к космическим исследованиям, сотрудники института выбрали 12 проектов, претендующих на то, чтобы значительно расширить границы изученного космоса.

Статья

Искусственное ускорение ядерного распада

Японским физикам впервые удалось заметно увеличить скорость естественного распада ядер радиоактивного элемента, не подвергая их никаким экстремальным воздействиям. Они сумели загнать атомы бериллия-7 во внутреннюю часть почти сферических шестидесятиатомных молекул углерода, так называемых фуллеренов. В результате электронная плотность в окрестности бериллиевых ядер возросла, что вызвало прирост темпа радиоактивного распада.

Статья

В эксперименте наблюдалось массовое нарушение комбинированной четности

Физики, работающие в Стэнфордском центре линейных ускорителей, впервые обнаружили чрезвычайно сильные различия между распадами частиц обычной материи и антиматерии. Этот результат очень важен не только для физики элементарных частиц, но и для космологии. В нынешней Вселенной антивещество практически отсутствует - предполагается, что оно исчезло в течение первых мгновений после Большого взрыва.

Статья

Физики научились манипулировать отдельными электронами в атомах

Найден способ снимать отдельные электроны с одиночных атомов золота, а потом заново преобразовывать такие рукотворные ионы в нейтральные атомы. Результаты этого эксперимента могут стать первым шагом на пути к созданию запоминающих устройств, в которых носителями информации будут служить отдельные атомы.

Статья

Хокинг признал свой проигрыш и расплатился

Крупнейший британский физик и космолог профессор Кембриджского университета Стивен Хокинг впервые представил на суд специалистов революционную теорию черных дыр. Из его доклада вытекает, что черная дыра искажает и перепутывает поглощенную информацию, но все же не разрушает ее и в конце концов в процессе своего исчезновения даже выпускает из своих объятий.

Статья

Изобретена телепортация нового типа и получены пятерки "спутанных" фотонов

Коллектив ученых из Китая и Австрии разработал и успешно применил метод физического эксперимента, позволяющий получать пятерки "спутанных" квантов света. Исследователям также впервые удалось осуществить квантовую телепортацию нового типа, которую они назвали телепортацией открытого назначения. Это достижение знаменует собой важный шаг на пути к созданию квантовых компьютеров.

Статья

Телепортация на атомном уровне

Ученые из Соединенных Штатов и Австрии независимо друг от друга осуществили квантовую телепортацию одиночных атомов. Принципиальная возможность подобного процесса была осознана в начале девяностых годов прошлого века. Этим эффектом очень интересуются разработчики квантовых компьютеров, которые рассчитывают использовать его в своих устройствах.

Статья

Бозон Хиггса потяжелел

Международный коллектив физиков, работающих на гигантском американском протон-антипротонном коллайдере "Тэватрон", заново измерил массу t-кварка, которая оказалась несколько больше ранее принятого значения. Это объясняет негативный результат экспериментов по поиску так называемого бозона Хиггса, которые в конце прошлого десятилетия проводились в ЦЕРНе.

Статья

Теорию суперструн проверят экспериментально

Теорию суперструн можно проверить экспериментально, изучая последствия Большого взрыва. Такое заявление сделал американский физик Ричард Истэр. До сих пор теория суперструн подвергалась критике как малоосмысленная "философия", которая не может получить экспериментального подтверждения на нынешнем этапе развития науки. Проявить себя теория суперструн может только в случае экстремально малых расстояний и при очень высоких энергиях.

Статья

Впервые получены триплеты и квартеты спутанных световых квантов

Независимо друг от друга физики из Канады и Австрии впервые получили системы "спутанных" световых квантов, в которые объединено более двух частиц. Исследователи из Университета Торонто изготовили тройку "спутанных" фотонов, а их коллеги из Венского университета - четверку.

Статья

Немецкие математики установили, что Вселенная по форме напоминает дудку

Вселенная может иметь форму не какого-нибудь там шара или додекаэдра, а... рожка или горна. Точнее говоря весь наш космос вытянут в этакую длинную трубку, с узким концом с одной стороны и "раструбом" с другой. Такая "конструкция" нашей Вселенной кроме всего прочего подразумевает, что она конечна, а в каких-то ее местах встречаются области, где можно увидеть собственный затылок.

Статья

Музыка сверххолодных атомов

Американские ученые из Университета Дьюка экспериментально наблюдали сверхтекучесть вырожденного квантового газа, образованного атомами с полуцелыми спинами. Они работали с резонансным конденсатом, созданным из атомов лития-6. Именно эту новую форму квантового конденсата несколько месяцев назад впервые получила группа Деборы Джин.

Статья

Американские физики научились создавать электронные приборы из отдельных молекул

Американские физики провели серию экспериментов, которые впервые позволили наносить по одному атому на единственную многоатомную молекулу. Дальнейшие исследования в этой области обещают значительно расширить возможности электронных технологий близкого будущего. Стандартными строительными блоками следующих поколений электронных приборов, по всей вероятности, станут отдельные крупные молекулы, а их придется легировать с помощью абсолютно новых технологий.

Статья

Механическая "рука" вплотную приблизилась к квантовому пределу

Узнать, на самом ли деле действие принципа неопределенности распространяется на макроскопические объекты, было основной целью американских экспериментаторов. Они изучали движения вибрирующего механического манипулятора, изготовленного из нитрида кремния. Размер изучаемого объекта в эксперименте не превышал 8 мкм - то есть "рука" была совсем крошечной по обыденным масштабам, однако все еще оставалась макроскопическим объектом. Мы находимся в начале новой экспериментальной эры, когда взаимодействие между двумя полностью квантовыми системами может быть изучено экспериментально, что вполне может быть названо квантовой электромеханикой.

Статья

Обвинения в "изменах" с постоянной тонкой структуры пока не сняты

Современные теории, которые призваны объединить эйнштейновскую относительность с квантовой механикой и тем самым решить одну из сверхзадач всей современной физики, привели к шокирующему предсказанию: фундаментальные константы не только могут, но даже обязаны изменяться в пространстве и времени. Однако теперь с помощью исследования спектров отдаленных квазаров удалось наложить строгие ограничения на возможные вариации во времени одной из важнейших физических констант - постоянной тонкой структуры.

Статья

Получен первый "очарованный" пентакварк

Физики из немецкой лаборатории DESY обнаружили новый экзотический тип субатомных частиц - первый пентакварк, имеющий в своем составе "чармированный" (или "очарованный" - charm) кварк. Свидетельство существования такого "чармированного пентакварка" с массой около 3,1 ГэВ нашла международная коллаборация H1 в ходе экспериментов по электрон-протонным столкновениям на ускорителе HERA.

Статья

Физики доказали, что рукописи не горят

Известный популяризатор науки и специалист по черным дырам Стивен Хокинг на пару с Кипом Торном, по всей видимости, проспорил Джону Прескиллу полное собрание томов Британской энциклопедии. В 1997 году эти три космолога заключили между собой ставшее вскоре широко известным пари относительно того, исчезает или нет информация, поглощаемая черными дырами вместе с материальными носителями, то есть меняется ли вообще внутреннее состояние черной дыры в зависимости от конкретных характеристик частиц, которые ею поглощены.

Статья

Впервые удалось получить "стадо" из частиц-индивидуалистов

Американские ученые сообщили о том, что им впервые удалось наблюдать образование так называемого "фермионного конденсата", составленного из пар атомов в охлажденном газе. В течение ряда лет существовало мнение о родственности явлений сверхпроводимости (с которой связаны фермионы) и бозе-конденсации. Теперь это может помочь в создании сверхпроводящих материалов, имеющих самое широкое практическое применение.

Статья

В лаборатории получено принципиально новое - "супертвердое" - состояние вещества

Физики из Пенсильванского университета получили принципиально новое - "супертвердое" - состояние вещества путем охлаждения гелия-4 до ультрахолодных температур. Супертвердое тело ведет себя подобно сверхтекучей жидкости (которая течет без сопротивления), но имеет все характеристики кристаллических веществ. Это означает, что теперь можно наблюдать конденсацию Бозе-Эйнштейна не только в газах и жидкостях, но и в твердых телах.

Статья

Мюоны указывают путь к невидимой вселенной

Международная группа физиков из Брукхэвенской лаборатории сообщила о том, что в экспериментах с элементарными частицами удалось обнаружить серьезные отклонения от теоретических предсказаний, даваемых Стандартной моделью. Измерялось колебание мюонов в магнитном поле. Нарушение Стандартной модели - это уже вполне ожидаемое событие, многие ученые полагают, что благодаря этому откроются горизонты новой физики элементарных частиц.

Статья

Самые выдающиеся открытия 2003 года: темная энергия, пентакварки, бозе-конденсаты, квантовые компьютеры и др.

Многие западные издания выстраивают своеобразные хит-парады научных достижений уходящего 2003 года. Мы публикуем один из таких списков, составленный редакцией издания PhysicsWeb.

Статья

Наномандала принесет в мир нанотехнологий буддистское счастье

Организованное взаимодействие отдельных атомов в нанотехнологии имеет некоторое сходство с картинами, возникающими под руками трудолюбивых буддистских монахов, создающих из цветного песка в ходе специальных таинств так называемые песочные мандалы. Цели и методы создания такой мандалы в восточных и западных культурах, конечно, довольно сильно различаются.

Статья

В "темном свете" обнаружены оптические вихри и скрытые цвета

Физики из Университета Глазго впервые наблюдали скрытые цвета, которые, как недавно было предсказано, должны существовать в "темном свете". Феномен темного света тесно связан с областями пространства, известными как "фазовые дислокации" или сингулярности, которые изучаются в рамках сингулярной оптики. Кроме всего прочего, подобные эффекты могут применяться для того, чтобы заманить в ловушку и вращать микрообъекты в своеобразном "оптическом пинцете".

Статья

Обнаружены первые "молекулы" среди мезонов

X(3872) не сообразуется ни с одной из известных схем, описывающих структуру субатомных частиц, и теоретики теперь стоят перед непростой дилеммой: либо вносить существенные поправки в привычную и хорошо себя зарекомендовавшую Стандартную модель элементарных частиц, либо признать, что мы имеем дело с неведомым типом мезона, который содержит четыре кварка - тетракварком.

Статья

Найдено направление "космического ливня", устроившего потоп в Солнечной системе

Едва ли не самая интригующая проблема, с которой в свое время столкнулись исследователи космических лучей, - это необходимость объяснения так называемого "колена" в спектре первичного космического излучения - избытка высокоэнергичных частиц. До сих пор однозначного объяснения этот феномен не получил, но последние исследования все увереннее связывают эту аномалию не с особенностью "работы" галактических магнитных полей или физикой межзвездного пространства, а с тем, что нас, землян, просто угораздило родиться в относительной близости от мощного "ускорителя" частиц определенной энергии, изрядно "попортившего" астрофизикам картину мира.

Статья

Мезоны устраивают "похороны" классической физике

Хорошо известные в квантовой механике неравенства Белла впервые были проверены в эксперименте с участием высокоэнергетичных частиц в лаборатории KEK в Японии. Причем именно нарушение этих знаменитых неравенств и является серьезным аргументом в пользу истинности современного понимания квантовой теории и позволяет "похоронить" так называемые "теории скрытых параметров", в определенном смысле привязанные к классической физике.

Статья

Американские физики спасли теорию Эйнштейна: информация действительно не может передаваться быстрее света

Группа американских физиков, не щадя своего времени и средств, помогла торжеству здравого смысла: они доказали, что следствие не может предшествовать своей причине. Эксперименты подтвердили, что недавнее сенсационное исследование, согласно которому свет, казалось, распространялся со скоростью, превышающей его же собственную скорость в вакууме, не противоречит основополагающему для физики понятию причинно-следственной связи.

Статья

Физики, возможно, наблюдали магнитные монополи

Поль Дирак в 1931 году выдвинул гипотезу, согласно которой в природе должны существовать некие экзотические частицы, являющиеся переносчиками изолированных "магнитных зарядов" - магнитные монополи. Но до сих пор все попытки обнаружить в эксперименте эти неуловимые частицы были безуспешными. Однако теперь группа физиков из Японии, Китая и Швейцарии утверждает, что им все-таки удалось найти косвенное свидетельство существования таких монополей Дирака.

Статья

Новая теория шаровых молний

Джон Джилман из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе недавно предположил, что по крайней мере одно из свойств шаровой молнии - когезию (cohesion), способность удерживать частицы, составляющие оболочку светящегося шара, вместе на протяжении десятков секунд или даже минут - можно объяснить в терминах атомов Ридберга. Однако другие исследователи, занимающиеся изучением этого феномена, отнеслись к такому выводу скептически.

Статья

Получен рекордный ультрахолодный "атомный снежок"

2500 атомов натрия охладили до половины миллиардной части градуса выше абсолютного нуля - температуры, при которой колебания атомов почти полностью замирают. В результате получается ни много ни мало как принципиально новое, пятое состояние вещества - так называемый конденсат Бозе - Эйнштейна.

Статья

Последняя нерешенная проблема классической физики близка к решению благодаря сверхтекучему гелию

Это кажется невероятным, но теории гидродинамической турбулентности в завершенном виде не существует до сих пор, созданы только так называемые полуэмпирические теории турбулентности. Вообще это является одной из важнейших проблем современной теорфизики. Теперь сделан важный шаг в описании турбулентности в сверхтекучем гелии-3, что может помочь, наконец, в решении проблемы турбулентности и в классических жидкостях.

Статья

Super-WIMPs: темная материя может оказаться необнаружимой в принципе

90 % всей материи Вселенной не просто скрывается в виде "не испускающего свет" вещества, а содержится в форме частиц, названных super-WIMPs (сверхслабо- взаимодействующие массивные частицы), перед которыми, в отличие от "просто" WIMPs, совершенно бессильны все известные способы обнаружения темного вещества.

Статья

Замаскированная квантовая почта может объяснить молчание внеземных цивилизаций

Если внеземные цивилизации действительно существуют и при этом не являются исключительной редкостью, то почему мы так и не смогли до сих пор получить от них никаких сигналов? Два физика объясняют эту ситуацию исключительной осторожностью инопланетян. При этом они считают, что есть возможность отправлять сигналы, не открывая своего местоположения.

Статья

Физики надеются обнаружить изменение фундаментальных констант со временем

Две группы физиков на протяжении последних лет провели целый ряд аккуратных экспериментов в надежде обнаружить непостоянство природных констант, до сих пор считавшихся не изменяющимися со временем. До настоящего момента данные на эту тему добывались астрофизическими методами и указывали на возможность подобных вариаций.

Статья

Экспериментаторы ищут новые силы, предсказанные теориями суперструн

Самый чувствительный на настоящее время эксперимент по оценке гравитационного взаимодействия на сверхмалых расстояниях не дал новых козырей в руки сторонников теории суперструн. Но, несмотря на все это, идеи дополнительных измерений становятся необычайно популярными в связи с кризисом стандартных физических моделей, не способных объяснить новые наблюдения - ускоренно расширяющейся Вселенной, в которой царит темная энергия.

Статья

Зубы Супермена могут служить сверхпроводником

Британские исследователи выяснили, что фосфор, элемент, как известно, содержащийся в человеческих зубах, может в принципе выступать в роли сверхпроводника. Правда человеку потребовалась бы мощь какого-нибудь Супермена, чтобы сжать свои зубы с силой, достаточной для достижения необходимого эффекта, поскольку переход в сверхпроводящее состояние произойдет лишь при давлении около 2,5 мегабар.

Статья

Когда сказка станет пылью... (Нанотехнологии: революция начинается)

В самые ближайшие годы произойдет технологическая революция, в результате которой мы обзаведемся портативными мощными хранилищами памяти, всевидящими глазами и всеслышащими ушами, невидимыми помощниками, готовыми исполнить любую прихоть, и к тому же станем практически бессмертными.

Статья

Разработана батарейка для наномашин

Американские исследователи запатентовали технологию, позволяющую создавать батарейки поперечником в тысячные доли миллиметра. Изготовление таких микроскопических блоков питания - первый и едва ли не самый неотложный шаг к построению реально работающих наномашин. Сверхминиатюрные роботы могли бы производить химический анализ окружающей среды или вводить микропорции лекарства, находясь в человеческом организме.

Статья

В эксперименте впервые наблюдался обратный эффект Доплера

Существование предсказанного еще в 40-х годах прошлого века так называемого обратного доплеровского эффекта было впервые подтверждено экспериментально. Британские исследователи признают, что их результаты в какой-то мере противоречат обычному здравому смыслу, однако утверждают, что все это может найти реальное применение в медицинских источниках излучения и в телекоммуникационной технике.

Статья

Уфимским ученым за электропроводящие полимеры сулят "нобелевку"

Сенсационное открытие сделали башкирские ученые. Оно совершит переворот в мире физики. Сотрудники уфимского Института физики молекул и кристаллов заставили бежать электрический ток по полимерам. До сих пор ни одному научному институту мира такого не удавалось. По всей видимости, еще большее значение подобное открытие будет иметь для грядущей эры нанотехнологий.

Статья

Рентген вернет драконовские законы

Удалось продемонстрировать работоспособность нового метода рентгеновской флюоресценции, позволяющего реконструировать, казалось бы, навсегда исчезнувшие надписи на каменных табличках 2000-летней давности.