0 просмотренных постов скрыто
О странной материи
Показать полностью
4
Российские учёные создали прототип квантового компьютера на куквартах
Исследователи из Российского квантового центра и Физического института имени П. Н. Лебедева РАН сообщили о создании прототипа квантового компьютера на ионах. Для этого они применили оригинальную технологию масштабирования квантовых процессоров с использованием кудитов.
В отличие от традиционных компьютеров, где информация состоит из битов, способных быть в состоянии 0 или 1, в квантовой технике аналогом выступают кубиты, способные одновременно быть и в 0, и в 1. Однако российские учёные использовали в своём прототипе пару куквартов, которые могут быть одновременно в четырёх состояниях. Таким образом, их система эквивалентна четырём кубитам.
«Для нас это первый значимый результат в работе над дорожной картой по квантовым вычислениям. На созданной базе к концу 2024 года будет построен универсальный квантовый компьютер с облачным доступом. Сегодня платформа на ионах демонстрирует одни из самых интересных результатов, что особенно примечательно, так как пять лет назад ионы не считались приоритетным направлением развития», — рассказал Руслан Юнусов, руководитель проектного офиса по квантовым технологиям Госкорпорации «Росатом».
В ходе проведённого эксперимента исследователи захватили в вакуумной камере два иона и с помощью лазера провели над ними серию однокубитных операций, двухкубитную операцию внутри кудита (три состояния), а также операцию по перепутыванию двух частиц.
Учёным удалось показать, что качество операций между кубитами, связанными в кукварт, превосходит качество операций над независимыми частицами. В будущем это должно повысить эффективность квантовых компьютеров.
Украинские ученые создадут в ответ компьютер на шкварках
(шучу как умею)
Показать полностью
1
Иголка в стоге сена
Евгений Добрушин
Иголка в стоге сена
(фантастический рассказ)
- У нас нет выхода, мистер Дженкинс. На нашей старушке Земле сейчас ядерная зима. И продлится она минимум десять тысяч лет, - старый профессор грустно смотрел в экран внешнего обзора, где серый снег заметал развалины некогда большого и красивого города.
- Но ученые могут и ошибаться, - его коллега, молодой аспирант Дженкинс, тоже был в полнейшей депрессии. Однако врождённый оптимизм последнего помогал ему бороться с ней, хотя и весьма тривиальным способом - он продолжал уничтожать запасы спиртного, которое сейчас ценилось на вес золота.
- Дженкинс, вы бы оставили хотя бы пару литров спирта на нужды лаборатории.
- Кому теперь нужна ваша лаборатория? Да и вся эта чёртова наука вообще?!
- Нам, Дженкинс. Вам и мне.
- Дойч, вы наивны, как ребенок. А если ТАМ будет все то же самое?
- Наши зонды засняли фильм.
- В самом деле?
- Хотите посмотреть?
- Обязательно. Вот только допью этот стакан...
- Если вы не прекратите ваш запой, я отправлюсь туда без вас.
- А вы справитесь?
- Совершенно спокойно.
- В таком случае, скатертью дорога. Ваши мозги, Дойч, нужны человечеству. Это последнее, что у него осталось.
- Вы называете человечеством эту горстку мерзавцев, которые сейчас как пауки в банке пожирают друг друга?
- Ну да, конечно, вы один хороший.
- Я этого не говорил.
- Оставьте, Дойч. Вы всегда были эгоцентриком. Впрочем, может в этом и есть доля истины. Вы же теперь как Бог - держите в руках целую Вселенную!
- Вы тоже можете ее подержать. Как и любой человек, который возьмет этот кварк в руки. В конце концов, это самая обычная сфера Пуанкаре...
- С ума сойти! На этот эксперимент ушла энергия равная мощности пятисот водородных бомб!
- Именно поэтому нам разрешили проводить его только сейчас, когда наша планета превратилась в холодную пустыню. Теперь ей уже ничего навредить не сможет...
- Кстати, что вы сказали начальству?
- Я дал рапорт, что у нас ничего не получилось.
- Но ведь это неправда.
- Да. Первый раз в жизни я солгал.
- Вы эгоист, Дойч. Хотите единолично воспользоваться результатами?
- Просто не хочу, чтобы эти ублюдки погубили и ту, другую Землю.
- Как так, другую?
- Видите ли, Дженкинс, этот монокварк, который мы получили, является на самом деле не нашей вселенной, а ее копией, в этом же времени, но в ином пространстве. Там происходят те события, которые могли бы произойти в нашей вселенной, но по каким-то причинам не произошли.
- Ну да, понимаю. Старая теория в новой интерпретации. У нас кубик падает шестой гранью, а там первой. Или, например, четвертой.
- Между прочим, все сходится - число таких вселенных может быть бесконечным, так же как бесконечно число кварков в нашей вселенной.
- Скорее, не бесконечно, а неопределенно.
- Ну да. И если вселенные могут отличаться на микроуровне малейшими отклонениями в распределениях и взаимодействиях частиц, то, как и частиц, их должно быть столько же много.
- Не столько же, а во много раз больше. Ведь одни и те же частицы взаимодействуют друг с другом бесконечное число раз. Умножим число частиц на число взаимодействий, получим общее число вселенных.
- Ваше утверждение безграмотно по своей сути. Я то сказал о частицах так, для общей картины. А если быть точным до конца, то число паравселенных измеряется совсем иначе.
- Как же?
- Грубо говоря, как число квантов пространства-времени во всей вселенной.
- Но оно же все время растет, ведь вселенная расширяется!
- Совершенно верно. Поэтому число вселенных бесконечно, а наша вселенная недетерменирована. Эверетика, мой друг, эверетика...
- А если расширение потом сменится сжатием?
- Тогда да. Тем не менее, таких пара-вселенных должно быть очень много, гораздо больше, чем кварков нашей вселенной.
- Поэтому, чтобы вместить все вселенные-кварки, одной вселенной мало.
- Но ведь есть и другие вселенные, вмещающие остальные кварки!
- Круг замкнулся...
- Не знаю, не знаю...
- Да, без полбанки здесь не разобраться, - Дженкинс налил себе по новой.
- Дженкинс, вы уподобляетесь нашему коллеге из России. Помните, что с ним стало?
- Он умер от белой горячки?
- Нет. От цирроза печени.
- Тоже неплохо, - аспирант сделал еще один большой глоток, меланхолично посмотрел вокруг и медленно сполз под стол. Он был "в отрубе".
Профессор подошел к нему, пощупал пульс, убедился, что его коллега жив, и плюнул в сторону.
- Вот свинья! Опять нажрался да состояния "риз"... И такие вот делали науку! Соответственно, и результаты...
- Впрочем, - продолжал он диалог сам с собой, - ученые здесь ни при чём. Это все политики и военные. Их работа. И этого неграмотного быдла, которое их выбирало и им подчинялось.
Дойч вышел из лаборатории и закрыл за собой дверь. В его руке был маленький чемоданчик, содержащий результат тридцати лет работы - три монокварка, массой десять граммов и размером с голубиное яйцо каждый. Кроме кварков там был еще и аппарат, который сам профессор называл "ворота в рай" - портативная станция перехода из одного пространства в другое. Точнее, из нашей вселенной во вселенную монокварка.
Впервые в истории науки ему удалось разделить кварки в протоне. При этом каждый из них увеличил свою массу и объем во много раз и уменьшил свою плотность до плотности воды. Заряд же его стал нулевым, потому что с ним в паре был монокварк, взятый из электрона. С виду это был симпатичный зеркальный шарик, идеально круглый и чуть теплый. Запаха он не имел. Он отражал любое излучение, даже радиоактивное и нейтринное, и был абсолютно безопасен.
Именно туда профессор и собирался удрать из этого ада, в который превратилась вся человеческая цивилизация.
Пройдя лабиринт переходов, лифтов, тоннелей и эскалаторов, он оказался у стартовой площадки. Бункер был практически пуст - большинство либо вымерло от лучевки, наркотиков и алкоголя, либо отсыпалось после Праздника - годовщины Третьей Мировой войны. Конечно, праздником ее называли в шутку, потому как что остается человеку, когда у него отняли все, включая надежду? Только шутить. После надежды умирает только юмор. Потом наступает безумие...
Дойч посмотрел на громаду "шаттла". Корабль был новенький, что называется, "с иголочки". Сегодня будет произведен его первый запуск. Слава Богу, ни русские, ни китайцы не пронюхали про этот бункер, и он нисколько не пострадал. В центре управления полетом никого не было. Впрочем, ему никто и не был нужен. Профессор уже летал в космос, еще до войны, и прекрасно изучил всю систему управления кораблем. Не зря он считался не только лучшим физиком-теоретиком своего университета, но и пилотом высокого класса. Летному делу он обучался еще в бытность своей молодости, когда служил в израильских ВВС. Впрочем, карьера ученого его всегда привлекала больше, чем война, и когда амбиции его отца, бывшего летчика, были полностью удовлетворены, он ушел в науку. Потом его пригласили работать в Принстон, и он уехал в Штаты, хотя и продолжал поддерживать контакты со своими израильскими коллегами. Когда началась война, он, по счастливой случайности, оказался в одном из секретных бункеров. К тому времени он уже много лет работал над совместным американо-израильским проектом по управляемому термоядерному синтезу. Проект был успешно завершен за два месяца до начала войны. Возможно, это открытие, повлекшее за собой политические катаклизмы, и привело, в конечном итоге, к Третьей мировой войне. Дойч, разумеется, за собой никакой вины не чувствовал - в нормальном, неантагонистическом обществе, это открытие принесло бы огромную пользу. Но в мире, где царствует нефть, ислам и национализм, не говоря уже об антисемитизме и коммунизме, такие вещи действуют с точностью, до "наоборот". И вместо дешёвых источников энергии приходится делать бомбы. Причем, не только делать, но и применять их.
Ученый забрался в кабину пилота и запустил системы корабля. Купол бункера отъехал в сторону, открыв черную пасть небес.
Старт прошёл "без сучка и задоринки". Выведя "шаттл" на орбиту, профессор одел скафандр, взял заветный чемоданчик и вышел в открытый космос.
Отсюда Земля больше была похожа на снежный шар - все небо над ней застилали белые облака радиоактивной пыли. Планета заснула, укрывшись пуховым одеялом, под которым был смертоносный снег и лед.
Дойч подплыл на лейере к носу корабля, достал из чемоданчика шарик монокварка и прикрепил его к самому острию передней антенны. Разумеется, он не наколол его, как накалывают пластелин на спицу, а приклеил, обмотав липкой лентой. Шарик был абсолютно твердым, тверже алмаза или чего-либо материального вообще. Иногда ученому казалось, что его форма и свойства как нельзя лучше подходили для идеальной вселенной. А вдруг кто-то там, внутри, точно так же держит монокварк, который является его, Дойча, вселенной? Нет. Эта вероятность была практически равна нулю. В неизмеримое число раз меньше, чем вероятность выиграть миллион в ЛОТТО или найти иголку в стоге сена...
Впрочем, кажется, он отвлекся. Пора возвращаться на корабль.
Нет, сентиментальничать было некогда. Надо смотреть правде в глаза - бегство есть бегство, даже если оно от безысходности. Впрочем, ученому, как человеку мира, было не знакомо чувство ностальгии, ни по времени, ни по месту, где прошло это время. Он не думал ни о своем безоблачном детстве, ни о счастливой юности, которые ему уже никогда не вернуть, ни о прекрасной стране, превращенной сейчас в безжизненную холодную пустыню. Он не думал ни о потерянных навсегда родных и близких, верных и преданных друзьях, любимых женщинах, он не думал о своих детях, сгоревших в пасти термоядерного дракона. Все было уже сотни раз пережито и похоронено. Теперь он думал только о себе. Если раньше он работал на человечество, то теперь оно было для него навсегда потеряно...
Навсегда ли?
А вдруг в той, другой вселенной, он найдет таких же добрых и хороших людей, которые его окружали здесь, и которых он, по своей наивности, отождествлял с человечеством? Может, там их, и в самом деле, большинство? Кто знает...
Расположившись поудобнее в кресле пилота, он включил систему на запуск. Раньше, перед важным экспериментом, он всегда читал молитву. Но теперь, после всего пережитого, вера в "Единого и Всемогущего" была похоронена вместе с "Его творением" - человечеством.
Белый диск Солнца в иллюминаторе стал медленно окрашиваться в красный цвет, тот же оттенок стали приобретать звезды и Луна. Зеркальный шарик монокварка на спице стал стремительно расти. Вскоре он уже занял собой все пространство вокруг. И вдруг, с легким хлопком он лопнул и поглотил в себя корабль. Мир вокруг корабля пылал фиолетовым пламенем. Потом все исчезло. В иллюминаторе была голубая Земля.
Через час уже была установлена связь с центром НАСА. Шел две тысячи тридцатый год. ТАМ война произошла на пять лет раньше. Итак, все в порядке?
На Земле профессора встречали, как героя. Или, скорее, как посланника другой цивилизации. Он вернулся в свою лабораторию, и стал работать, как и раньше. В этой вселенной его двойника не было. Не было и открытия. Пока.
Нет. Нельзя Дойча обвинять в том, что здесь все повторилось. В конце концов, ученый только делает науку. Применяют же ее другие.
В этот раз ему снова удалось спастись. А ведь в запасе у него было еще два монокварка. Об этом, последнем своем изобретении, он никому не рассказал. Придумал более-менее правдоподобное объяснение своего появления здесь, выдав себя за инопланетянина (что, в общем-то, было недалеко от истины), и оставил, тем самым, себе шанс. Коим он и воспользовался.
Когда сиреневый туман рассеялся, перед кораблем висел в черной пустоте... белый шар Земли.
- Привет, Дойч! - услышал он в динамиках голос Дженкинса. - Ну, как тебе прогулочка в параллельный мир? Мы тебя уже давненько поджидаем. Скажи спасибо, что у нас не осталось больше ракет... Молчишь? Что ж, твои проблемы. Но лучше не возвращайся. Здесь тебя ждет слишком теплый прием. Предупреждаю тебя, как бывшего своего друга...
"Ничего, - думал профессор, приматывая скотчем третий, последний монокварк к острию внешней антенны, - ничего. У меня есть еще шанс. Господи, только бы это не повторилось! Иголка в стоге сена..."
Перед тем, как включить систему на запуск, он старательно прочитал молитву.
26.10.99
Показать полностью
На Большом адронном коллайдере открыли новую форму материи
Коллаборация одного из экспериментов Большого адронного коллайдера, LHCb (CERN, ЦЕРН, Европейская организация по ядерным исследованиям), в которую входят и новосибирские физики, объявила об открытии новой частицы – экзотического тетракварка. Об этом сообщает Институт ядерной физики имени Г.И. Будкера (ИЯФ, Новосибирск). Результаты также опубликованы на сайте ЦЕРН.
"Частица сильно выделяется среди собратьев и представляет собой новую форму материи. Это единственный известный науке дважды очарованный тетракварк, то есть, содержащий сразу два очарованных кварка, но не имеющий в своем составе очарованных антикварков", - говорится в сообщении.
Частица имеет положительный заряд (+1) и массу приблизительно 3,875 ГэВ (один гигаэлектронвольт – это 1 млрд электронвольт).
Отмечается, что частица является рекордсменом-долгожителем – время его жизни примерно в 10-500 раз больше частиц с похожей массой.
Тетракварк – это экзотическая элементарная частица, адрон, состоящий из двух кварков и двух антикварков. Экзотическими тетракварки называют, потому что изначально считалось, что адроны могут состоять или из пары кварк-антикварк (такой адрон называется мезоном), или из трех кварков (в этом случае адрон называется барионом; барионами являются, например, протон или нейтрон).
"Барионов и мезонов известно много, и они хорошо изучены. Однако более 50 лет назад было сделано предположение, что существуют адроны, состоящие из четырех и даже пяти кварков – тетракварки и пентакварки. На данный момент экспериментально уже обнаружено 4 пентакварка и около 20 тетракварков", - отмечается в сообщении.
LHCb (Large Hadron Collider beauty experiment) - один из детекторов Большого адронного коллайдера, всего на LHC с начала работы коллайдера открыто 62 новые элементарные частицы.
В эксперименте LHCb участвуют пять человек из ИЯФ и Новосибирского госуниверситета.
Кварк – фундаментальная частица, не наблюдаемая в свободном состоянии, но входящая в состав сильно взаимодействующих частиц, таких как протоны и нейтроны. Кварки являются бесструктурными, точечными частицами. Очарованными называются кварки с положительным зарядом, равным двум третям элементарного электрического заряда и массой 1,25 ГэВ, они занимают третье место по массе среди кварков.
Показать полностью
Ядерная физика от А до Я. К - Кварк-глюонная плазма
Научные сотрудники и преподаватели МИФИ рассказывают термины из ядерной физики, физики элементарных частиц, астрофизики и космологии простыми словами.
ATLAS измерил поляризацию одиночных топ-кварков и антикварков
Участники эксперимента ATLAS на Большом адронном коллайдере измерили поляризацию топ-кварков и антикварков, рожденных по одному в процессе обмена W-бозона между двумя другими кварками. Ученые использовали тот факт, что распределения лептонов в распаде топ-кварка зависят от направления спина исходной частицы, а значит по ним можно узнать и ее поляризацию. Кроме того, физики усилили существующие ограничения на коэффициенты Вильсона для изученных процессов рождения топ-кварков и антикварков, значения которых чувствительны к Новой физике. Согласно результатам эксперимента, опубликованным на сайте коллаборации, измерения совпали с предсказаниями Стандартной модели.
Топ-кварк (он же t-кварк) – самый тяжелый из шести открытых кварков, благодаря чему он обладает рядом уникальных для кварков свойств. К примеру, за счет крайне малого времени жизни это единственный кварк, который не успевает адронизироваться (обзавестись одним или несколькими кварками другого цвета и войти в состав адрона) до своего распада. Кроме того, за счет своей большой массы он особенно сильно взаимодействует с полем Хиггса. Все это привлекает к топ-кварку внимание исследователей, и Большой адронный коллайдер ученые используют в качестве машины по получению и изучению свойств этой частицы. В частности, физикам интересно изучить поляризацию топ-кварка (и топ-антикварка) в различных процессах, которая определяет связь направления спина частицы и вектора ее движения.
Чаще всего топ-кварк в протон-протонных столкновениях на БАК рождается в составе пары топ-кварк и топ-антикварк. Для таких событий эксперимент ATLAS ранее уже измерил поляризацию рожденных кварков и получил ожидаемое близкое к нулю значение (в таких парных процессах кварки остаются практически неполяризованными). Однако топ-кварк может родиться и без одноименного антикварка: чаще всего такой процесс проходит по так называемому t-каналу в виде обмена W-бозона между двумя кварками со сменой их типа. В этом случае направление спина топ-кварка определяется в основном направлением движения парного ему кварка. Тем не менее в окончательную поляризацию вносят вклады и другие процессы в рамках Стандартной модели, а на ее финальное значение могут повлиять и еще не открытые элементарные частицы. Кроме того, значение поляризации должно быть иным для антикварков.
Диаграммы Фейнмана для процессов одиночного рождения топ-кварков и топ-антикварков по t-каналу.
Теперь же участники эксперимента ATLAS опытным путем измерили поляризацию как топ-кварков, так и топ-антикварков, рожденных по одному в процессе взаимодействия двух кварков по описанному выше t-каналу. Для этого из общего массива данных по протон-протонным столкновениям при энергии 13 ТэВ им нужно было отобрать события рождения ровно одного топ-кварка или антикварка в ходе обмена W-бозона между двумя другими кварками. В этом случае критерий отбора – наличие в событии двух адронных струй, причем один из них должен быть характерным для адронизации боттом-кварка, в который распадается топ-кварк. Кроме того, физикам нужно было выделить лептонный канал распада топ-кварка, распределение частиц по направлениям в котором зависит от спина самого топ-кварка. Для этого ученые отбирали события, в которых рождались ровно один электрон или мюон. Помимо всего прочего, геометрия такого распада предполагает большое количество потерянного (невидимого детектором) поперечного импульса, что также учитывалось при отборе событий.
В отобранных событиях ученые измеряли вероятности вылета лептонов под определенным углом относительно направления движения топ-кварка или антикварка. Так как для случая лептонного распада эти вероятности напрямую связаны с направлением спина распадающейся частицы, физикам удалось определить значения поляризации одиночных топ-кварка и топ-антикварка, рожденных по t-каналу. Полученные значения (как и распределения сечений рожденных лептонов) в пределах погрешности совпали с предсказаниями Стандартной модели. Как и ожидалось, в случае топ-кварков их спин и вектор движения оказались практически сонаправленными, а для антикварка – противонаправленными.
Полученные значения проекций вектора поляризации на оси Z и X для топ-кварков (справа) и топ-антикварков(слева). Красные звездочки - предсказания стандартной модели, черный круг - граница области физически возможных значений.
Также для изученных распадов исследователи измерили так называемые коэффициенты Вильсона – численные величины, определяющие вклад экзотических поправок к Стандартной модели в виде операторов в рамках эффективной теории поля. Фактически данные коэффициенты призванные численно оценить вклад еще не открытых частиц или других эффектов Новой физики на измеренные в экспериментах распределения и поляризации. Участникам ATLAS удалось получить ограничения на два таких коэффициента: CtW и CitW. Для второго коэффициента полученные ограничения оказались сильнейшими на настоящий момент. Оба значения в пределах погрешности оказались близки к нулю, а значит физики за пределами Стандартной модели в наблюдаемых явлениях ученые не наблюдали.
Полученные значения коэффициентов Вильсона. Красная звездочка - предсказание Стандартной модели.
Показать полностью
4