Что если я скажу, что каждую секунду ваше тело пронизывают насквозь квадриллионы объектов, а вы этого даже не замечаете? Да, это всего лишь элементарные частицы, но они двигаются со скоростью света, обладают энергией и массой и могут взаимодействовать с материей, составляющей ваше тело. Некоторые из них родились практически вместе со Вселенной, некоторые - в недрах звёзд, а некоторые - в банане, который вы съели за завтраком. Так что же из себя представляют нейтрино - самые загадочные элементарные частицы во Вселенной?
Откройте для себя новаторские результаты наших последних исследований порогов инжекции электронов в бесстолкновительных ударных волнах! Мы углубимся в усиленную модель ускорения ударной волны, которая показывает, как релятивистские электроны достигают удивительно низких порогов инжекции. С помощью спутниковых измерений in situ и теоретических достижений мы изучаем динамику этих мощных ускорителей частиц, обнаруженных в различных космических средах. Узнайте, как переходные структуры и взаимодействия волн и частиц способствуют ускорению электронов высокой энергии, проливая свет на происхождение космических лучей. Если вы находите этот контент поучительным, пожалуйста, поставьте лайк и поделитесь этим видео, чтобы распространить знания!
В теме и книге Верософия и Верология (Verosofia & Verologia) предполагается, что большинство «элементарных волно-частиц» движется быстрее скорости света, а фотон - отстаёт. Реперами (точками отсчёта) приняты ТВП (Точки Времени Пространства), которые наполняют всю действительность Мира. Это не условные, «договорные» точки! Но осязаемые акты взаимодействия мыслеимпульсов того, кто Воображает Мироздание.
"Elementary Surfing" - interposition of elementary particles - waves in the 3-dimensional structure of reality . The position is based on the fact that the photon - a particle of the slowest . Download free book " Verosofia and Verologia". Author Igor Grigoriantс (in Russian only). in brief: 1. The blue arrow to the right - this is the direction of increasing supply and cooling. 2. The green arrow pointing up - is to increase the frequency and change the properties. 3. The orange arrow, left up - it is the course of reality and gravity. The indicated color quark fields in which particles are realized. Golf between 3 and 4 contain "heavy matter" and match the speed of 2c to 90 billion km.sek. Golf between 3 and 2 contain the "life" correspond to velocities of up to 600,000 km.sek. Fields between 1 and 2 contain the mentality and match speeds up 300000km.sek. Paul 1 (track A) corresponds to the a priori creation settings (brane?).
Квантовая запутанность – это не величайшее открытие и даже не запутанность, а очевидный факт для любого человека. Кроме ученых – для них это – сверхсобытие, потому что кванты – очень маленькие, а измерительные приборы очень грубые и любые показания этих приборов воспринимаются учеными как успех и радость.
Что такое «квантовая запутанность». Берутся две микрочастицы и обязательно их «запутывают» – то есть, либо извлекают их из одного и того же источника, либо на две произвольных частицы подают такое усилие, что их одинаково плющит. Затем эти частицы отдаляют друг от друга и смотрят на любую из них. Смотрят и видят какая она, например, она квадратная. Тогда (согласно теории) вторая частица однозначно тоже будет квадратной. Если первая была бы треугольной, то однозначно и вторая должна быть такой же.
Но это же очевидно – сначала мы заставляем их быть одинаковыми, а затем проверяем и радуемся, что они таки одинаковые!
Однако, ученые и журналисты так скупо и хитро описывают квантовую запутанность, что у обывателя возникают некие додумки, фантазии, мечты о телепортации. Например, что есть какие-то практические свойства, например, если разнести частицы далеко друг от друга, затем до осмотра одну из них молотком отбить, то вторая каким-то волшебным образом тоже из шарика превратится в лепешку. Но нет! Ученые говорят, что любое промежуточное воздействие нарушит квантовую запутанность. И разносить частицы на расстояние нужно очень аккуратно, чтобы на них ничего не повлияло.
Приведу аналогию с шоколадками. Допустим, какому-то человеку приказывают на двух одинаковых шоколадках нацарапать одинаковое изображение (например, написать слово «мама»), затем положить шоколадки в две коробки и увезти их в разные города. После чего в одном из городов приглашается экспериментатор, который руками наощупь пытается проверить, что нацарапано на его шоколадке. Если он скажет, что там нацарапано «мама», то второй экспериментатор во втором городе может до начала своей проверки гарантировать, что у него тоже считается слово «мама».
При этом, коробки во время пути нельзя пинать, нагревать, вскрывать и откусывать куски шоколада, а руки у экспериментаторов должны быть очень нежные и чувствительные.
Но, камон, это очевидно, что одинаково изготовленные предметы после расставания останутся одинаковыми!
Откуда вообще берутся миллионы долларов на зарплату ученых, сложные приборы и затем Нобелевские премии, за что они получают деньги?
Международная группа учёных сделала революционное открытие в области квантовой физики, впервые обнаружив явление квантового запутывания между кварками и глюонами внутри протонов — частиц, составляющих ядра всех атомов.
Квантовое запутывание — это феномен, при котором две частицы могут мгновенно влиять на состояние друг друга, независимо от расстояния между ними, даже если они находятся на противоположных концах Вселенной. Несмотря на первоначальный скептицизм Альберта Эйнштейна, который называл это явление «жутким», его существование было многократно подтверждено экспериментально.
В новом исследовании, которое длилось шесть лет, учёные изучили запутывание на рекордно малом расстоянии — одной квадриллионной доли метра, обнаружив его внутри отдельных протонов.
«До нашей работы никто не исследовал запутывание внутри протона на основе экспериментальных данных о столкновениях высоких энергий. Десятилетиями мы рассматривали протон как совокупность кварков и глюонов, сосредоточиваясь на свойствах отдельных частиц. Теперь, с доказательством их запутанности, эта картина изменилась. Мы имеем дело с гораздо более сложной и динамичной системой», — отметил физик Лаборатории Брукхейвена Жоудунмин Ту.
Для изучения внутренней структуры протонов исследователи анализировали данные высокоэнергетических столкновений частиц, полученные на Большом адронном коллайдере (БАК) и ускорителе HERA. Используя технику, разработанную в 2017 году, они исследовали, как запутанность влияет на траектории частиц, вылетающих после столкновений.
Теоретик Лаборатории Брукхейвена Дмитрий Харзеев объяснил: «При максимально запутанном состоянии кварков и глюонов существует простое соотношение, позволяющее предсказать энтропию частиц, образующихся при высокоэнергетическом столкновении». Сравнение экспериментальных данных с теоретическими расчётами энтропии показало идеальное совпадение, что убедительно подтверждает максимальную запутанность кварков и глюонов внутри протонов.
Это открытие может помочь понять, что удерживает эти фундаментальные частицы вместе в атомных ядрах. Более того, оно открывает новые перспективы для исследования более глубоких вопросов ядерной физики, например, как структура протонов изменяется под влиянием окружающих протонов и нейтронов в ядре атома.
«Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно будет сталкивать электроны не только с отдельными протонами, но и с ядрами», — добавил Ту. Это станет одним из ключевых направлений исследований на строящемся электрон-ионном коллайдере (EIC) в Лаборатории Брукхейвена, запуск которого запланирован на 2030 год.
Около 13,8 миллиардов лет назад Большой Взрыв породил нашу Вселенную, которая материализовалась из чистой энергии посредством череды конденсаций в процессе охлаждения. Первыми "конденсировались" элементарные частицы: фотоны, электроны, кварки и глюоны. Затем кварки сошлись в нейтроны и протоны. Они собрались в атомные ядра, обзавелись электронами, став химическими элементами. Гравитация собрала водород и гелий в звёзды, в ядрах которых стали синтезироваться более тяжёлые элементы. Из них, из космической пыли, возникло всё остальное: планеты, живые существа, галактики и чёрные дыры.
В космологическом смысле каждый объект образован из частиц более высокой плотности по мере охлаждения Вселенной вокруг. Доктор Лайнуотер вместе с коллегой Пателем решили разместить все существующие объекты на диаграмме плотности. Всё, что имеет размер и массу. Вот, что получилось:
Верхний и нижний углы слева содержат комбинации за пределами возможного: предел плотности (сильнее, чем в чёрной дыре, гравитация сжать не может) и предел Комптона (ниже него говорить о размерах и массах объектов не имеет смысла).
Вдоль гравитационного предела расположены самые плотные объекты: чёрные дыры, начиная с самых небольших, оставшихся после Большого Взрыва, через сверхмассивных вроде Стрельца А*, и заканчивая всей нашей Вселенной (масса в рамках радиуса Хаббла): там, где линия предела касается настоящего момента. В каком-то смысле, можно сказать, что Вселенная - чёрная дыра...
На пределе Комптона лежат фундаментальные частицы: кварки, протоны, фотоны, нейтрино и им подобные. Чем массивнее частица, тем меньше у неё длина волны. Согласно принципу неопределённости, чем точнее мы знаем положение объекта, тем меньше мы знаем его энергию, а значит, и массу. Потому-то мы не можем уйти за предел Комптона налево.
Все существующие объекты со сравнимой плотностью выстраиваются вдоль растущей линии, начиная с атомов, и заканчивая всем, что из них состоит: вирусов, блох, людей, китов, планет и звёзд. Мы знаем об этих объектах больше всего, потому эта линия - самая населённая на диаграмме. Нейтронные звёзды состоят уже не из атомов, потому они расположены слева, недалеко от чёрных дыр. А галактики и их скопления уходят вправо: слишком много в них пустоты, и плотность их меньше.
Оба предела пересекаются слева в точке, которую авторы диаграммы называют инстантоном, который достаточно плотен, чтобы его смогла сжать гравитация, и достаточно мал, чтобы быть квантовой частицей. Доктор Лайнуотер предполагает, что инстантон мог бы быть точкой происхождения Вселенной.
На диаграмме не отображена тёмная материя: мы о ней просто ничего не знаем. Мы знаем лишь, что галактики построены частично из неё. Так, что, возможно, её фундаментальные частицы лежат недалеко от пересечения линии их плотности, пределом Комптона.
Пустым остался треугольник с вершиной в инстантоне, слева от бозона Хиггса. Нам неизвестны физические законы, которые бы обусловили наличие объектов в этой области. Но, быть может, пока лишь не известны. В науке всё возможно.
ALICE (A Large Ion Collider Experiment) — один из восьми экспериментальных детекторов, сооруженных на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН. Другие семь: ATLAS, CMS, TOTEM, LHCb, LHCf , MoEDAL и FASER. Завершённый детектор ALICE. Видны 18 модулей ДПИ (размещённые вокруг оси пучка трапециоидные призмы).
Это открытие также представляет собой первое доказательство существования самого тяжелого гиперядра антиматерии, обнаруженного на Большом адронном коллайдере.
Иллюстрация образования антигипергелия-4 (связанного состояния двух антипротонов, антинейтрона и антилямбды) в столкновениях свинца со свинцом. (Изображение: J. Ditzel при поддержке искусственного интеллекта )
Столкновения тяжелых ионов на Большом адронном коллайдере ( БАК ) создают кварк-глюонную плазму, горячее и плотное состояние материи, которое, как полагают, заполнило Вселенную примерно через одну миллионную долю секунды после Большого взрыва. Столкновения тяжелых ионов также создают подходящие условия для образования атомных ядер и экзотических гиперядер, а также их антиматерийных аналогов, антиядер и антигиперядер. Измерения этих форм материи важны для различных целей, в том числе для понимания образования адронов из составляющих плазму кварков и глюонов и асимметрии материя-антиматерия, наблюдаемой в современной Вселенной.
Гиперядра — это экзотические ядра, образованные смесью протонов, нейтронов и гиперонов, причем последние являются нестабильными частицами, содержащими один или несколько кварков странного типа. Более 70 лет с момента их открытия в космических лучах , гиперядра остаются источником интереса для физиков, поскольку они редко встречаются в природе, и их сложно создавать и изучать в лабораторных условиях.
В столкновениях тяжелых ионов гиперядра создаются в значительных количествах, но до недавнего времени наблюдались только самое легкое гиперядро, гипертритон , и его партнер по антиматерии, антигипертритон . Гипертритон состоит из протона, нейтрона и лямбды (гиперон, содержащий один странный кварк). Антигипертритон состоит из антипротона, антинейтрона и антилямбды.
Вслед за наблюдением антигипергидрогена-4 (связанного состояния антипротона, двух антинейтронов и антилямбды), о котором ранее в этом году сообщила коллаборация STAR на релятивистском коллайдере тяжелых ионов ( RHIC ), коллаборация ALICE на LHC теперь увидела первое в истории доказательство антигипергелия-4, который состоит из двух антипротонов, антинейтрона и антилямбды. Результат имеет значимость 3,5 стандартных отклонения и также представляет собой первое доказательство самого тяжелого гиперядра антиматерии на LHC.
Измерение ALICE основано на данных о столкновениях свинца со свинцом, полученных в 2018 году при энергии 5,02 ТэВ (тераэлектронвольт) для каждой сталкивающейся пары нуклонов (протонов и нейтронов). Используя метод машинного обучения, который превосходит обычные методы поиска гиперядер, исследователи ALICE изучили данные на предмет сигналов гиперводорода-4, гипергелия-4 и их партнеров по антиматерии. Кандидаты на (анти)гиперводород-4 были идентифицированы путем поиска ядра (анти)гелия-4 и заряженного пиона, на который он распадается, тогда как кандидаты на (анти)гипергелий-4 были идентифицированы путем его распада на ядро (анти)гелия-3, (анти)протон и заряженный пион.
Помимо обнаружения доказательств наличия антигипергелия-4 со значимостью 3,5 стандартных отклонений, а также доказательств наличия антигиперводорода-4 со значимостью 4,5 стандартных отклонений, команда ALICE измерила выходы продукции и массы обоих гиперядер.
Для обоих гиперядер измеренные массы совместимы с текущими средними мировыми значениями. Измеренные выходы производства сравнивались с предсказаниями статистической модели адронизации, которая дает хорошее описание образования адронов и ядер в столкновениях тяжелых ионов. Это сравнение показывает, что предсказания модели близко согласуются с данными, если в предсказания включены как возбужденные гиперядерные состояния, так и основные состояния. Результаты подтверждают, что статистическая модель адронизации также может дать хорошее описание производства гиперядер, которые являются компактными объектами с размерами около 2 фемтометров (1 фемтометр равен 10 -15 метрам).
Исследователи также определили отношения выхода античастиц к частицам для обоих гиперядер и обнаружили, что они согласуются с единицей в пределах экспериментальных неопределенностей. Это согласие согласуется с наблюдением ALICE о равном производстве материи и антиматерии при энергиях LHC и дополняет текущие исследования дисбаланса материи и антиматерии во Вселенной.
Антиматерия — это одна из самых загадочных концепций физики, завораживающая умы учёных и любителей науки. Её существование доказано, но она почти не встречается в нашей повседневной жизни, а её свойства кажутся взятыми из научной фантастики. Что такое антиматерия? Как её открыли, почему она настолько редка и что планируют с ней делать учёные в будущем? Давайте разберёмся!
Что такое антиматерия?
Антиматерия — это материал, состоящий из частиц, которые являются зеркальными противоположностями обычных частиц. Например, у электрона есть аналогичная по массе частица антиматерии — позитрон, которая имеет положительный заряд. Эти частицы могут аннигилировать при контакте, высвобождая огромные количества энергии.
Как открыли антиматерию?
Концепция антиматерии возникла в начале XX века. В 1928 году знаменитый физик Пол Дирак предположил, что для каждой частицы существует противоположная ей частица, и через несколько лет его теория подтвердилась: в 1932 году Карл Андерсон впервые зафиксировал позитрон. С тех пор открытие антиматерии стало одной из важнейших вех в физике элементарных частиц.
Почему антиматерию так трудно обнаружить?
Антиматерия почти не встречается в природе. Когда антиматерия сталкивается с обычной материей, происходит аннигиляция — частицы и античастицы превращаются в энергию. Если бы антиматерии было бы много, мы бы видели вспышки аннигиляции по всей Вселенной. Но этого не происходит, что остаётся одной из самых больших загадок в физике: почему во Вселенной доминирует материя, а антиматерии почти нет?
Как учёные изучают антиматерию?
Изучение антиматерии — сложная задача, ведь она исчезает при контакте с материей. Современные исследования сосредоточены в лабораториях, таких как ЦЕРН (Европейская организация по ядерным исследованиям), где учёные создают и хранят антиводород. При помощи мощных магнитных ловушек они пытаются удерживать античастицы, чтобы предотвратить их аннигиляцию и изучать их свойства.
Зачем нужна антиматерия?
Антиматерия обладает колоссальной потенциальной энергией. Например, если бы мы смогли создать стабильный источник антиматерии, она могла бы служить источником топлива для космических путешествий — один грамм антиматерии может высвободить энергию, эквивалентную нескольким тысячам тонн топлива. Однако сейчас антиматерию невероятно трудно и дорого создавать, так что практическое использование остаётся далёкой мечтой.
Последние открытия и перспективы
Недавно в ЦЕРН в рамках эксперимента ALPHA удалось провести исследование поведения антивещества в гравитационном поле. Ученые проверили, подвержены ли античастицы гравитации так же, как обычные частицы, и пришли к выводу, что антиматерия действительно "падает" в гравитационном поле Земли, как и обычная материя. Этот эксперимент стал важным шагом в понимании гравитационного взаимодействия антиматерии и материи. Подобные открытия могут в будущем помочь разгадать, почему во Вселенной доминирует материя и почти нет антиматерии.
Также учёные исследуют антиматерию для возможного применения в медицине. Например, антипротоны могут быть использованы в терапии рака: благодаря точному разрушению клеток они позволяют атаковать злокачественные образования с высокой эффективностью, минимально повреждая окружающие ткани.
