Физики обнаружили самый медленный процесс во Вселенной
МОСКВА, 12 сен — РИА Новости. Британские и американские физики, работающие в проекте Enriched Xenon Observatory (EXO), обнаружили самый медленный процесс во Вселенной — период полураспада ксенона-136 по типу двунейтринного двойного бета-распада занимает в 100 миллиардов раз больше времени, чем существует Вселенная, сообщает сайт Национальной ускорительной лаборатории SLAC (США).
Двунейтринный двойной бета-распад (2nubb) — редкий тип распада частиц, входящих в состав ядра некоторых радиоактивных элементов. При этом типе распада два нейтрона в ядре атома спонтанно распадаются на два протона, два электрона и два антинейтрино (античастицы нейтрино).
Группа ученых, работающих в проекте EXO, на конференции в Мюнхене обнародовала результаты измерений периода полураспада одного из изотопов ксенона — ксенона-136 — по типу двунейтринного двойного бета-распада. Как оказалось, этот процесс занимает 2,11*10^21 лет.
«Он представляет собой самый медленный, когда-либо измеренный процесс в рамках Стандартной модели (основополагающей теории в физике частиц)», — сказал руководитель группы Джорджо Гратта (Giorgio Gratta) из Стэнфордского университета.
Детектор установки EXO 200 впервые обнаружил процесс 2nubb-распада в ксеноне-136. Полученный сигнал поможет теоретикам разрешить некоторые загадочные противоречия между предсказаниями теории и результатами прежних экспериментов. Кроме того, исследование этого типа распада является одним из способов установить, есть ли у нейтрино масса покоя.
Участники проекта рассчитывают также обнаружить еще более экзотические типы распада, в частности безнейтринный двойной бета-распад (0nubb), в котором два нейтрона распадаются только на два протона и два электрона — без нейтрино. Этот тип распада не описан в Стандартной модели, однако только через эту моду распада можно узнать природу массы нейтрино, если она есть.
Такой тип распада возможен, если антинейтрино аннигилируют друг с другом как частица и античастица, а значит если безнейтринный распад будет обнаружен, антинейтрино являются античастицами сами себе.
Эта способность частиц быть одновременно частицами и античастицами была предсказана в 1937 году физиком Этторе Майорана (Ettore Majorana). Если такие майорановские частицы будут найдены, это заставит ученых пересмотреть Стандартную модель.
Источник
Какой самый быстрый объект после света?
Еще в школе учат, что свет является самым быстрым в природе и способен преодолевать огромные расстояния за несколько секунд. Но какой объект считается самым скоростным после света?
Несмотря на то, что свет считается неосязаемым объектом, он состоит вполне из реальных частиц – фотонов, обладающих нулевой массой в состоянии покоя. Находясь в вакууме, они перемещаются в пространстве со скоростью 299 792 458 м/с, что на данный момент считается самым быстрым показателем скорости.
Интересный факт: расстояние от Земли до Солнца, размером в 150 миллионов километров, свет проходит за 8 минут 19 секунд.
Самый быстрый объект после света
Учитывая высокую скорость света, может показаться, что во вселенной не существует вещей, способных двигаться хотя бы наполовину медленнее. Так и считалось долгое время, пока 15 октября 1991 года американские ученые не сделали удивительное открытие.
В атмосфере Земли с помощью специального детектора “Fly’s Eye” были зарегистрированы протоны, обладающие огромным импульсом. Несмотря микроскопический размер, частицы обладали энергией теннисного мячика, летящего со скоростью 150 км/ч. Это позволяло им разгоняться до скорости, практически полностью совпадающей со световой. Их назвали OMG-particle (протоны “О боже мой”).
Ученым удалось установить, что за 215 000 лет OMG проходит расстояние, всего лишь на сантиметр меньшее пути, которое преодолевает световой протон, а его скорость равна 99,99999999999999999999951% от световой. Таким образом, “О боже мой” считаются вторыми по скорости объектами во вселенной. На текущий момент подобных частиц зарегистрировано около сотни.
Ученые начали сравнивать свойства OMG с поведением частиц, разгоняемых в адронном коллайдере. Оказалось, что во время взаимодействия с атмосферой Земли протоны потратили большое количество кинетической энергии, и величина последней оказалась в 50 раз больше аналогичной, выделяемой при столкновении частиц в ускорителе.
Скорость частиц в адронном коллайдере
После того, как в 2000-ом свою работу прекратил большой электрон-позитронный коллайдер, было принято решение построить усовершенствованную модель. Еще во второй половине 80-х ученые создавали различные наработки и чертежи, которые начали реализовываться в 2001-ом году.
В эксплуатацию адронный коллайдер был запущен в 2008 году, но спустя пару недель один из его контактов расплавился и спровоцировал аварию. Из-за этого работу пришлось остановить до середины 2009 года. Приведя установку в порядок, работники и ученые возобновили эксперименты. Основной их деятельностью было столкновение различных частиц на больших скоростях и изучение полученных продуктов в ходе реакции. Одним из наиболее значимых открытий, сделанных с помощью установки, является обнаружение элементарной частицы – бозона Хиггса, существование которой предсказывал ученый еще в 1964 году.
И если в первое время после аварии ученые не осмеливались использовать всю мощность коллайдера, то постепенно они начали разгонять частицы все быстрее. Конструкция устройства представляет собой замкнутый тоннель, длина окружности которого составляет 26 659 м. Частица двигается по кругу с определенной скоростью, и максимальное значение данной величины было получено при запуске протонов с энергией 7 ТэВ: их скорость лишь на 3 м/c медленнее световой. Это значит, что за секунду частица делает полный круг примерно 10 тысяч раз. В теории, такие протоны можно считать третьими по скорости объектами во вселенной.
Источник
Самые медленные вещи в мире
- 103
Русские девушки – самые красивые девушки в мире
- 84
Вещи и явления, которые существуют только в идеальном мире
- 117
Необычные вещи в стиле Lego
- 86
Креативные вещи Часть 2
- 106
Самые странные бургеры.
- 18
- 18
- 18
- 18
- 17
- 16
- 16
- 16
- 16
- 16
Забавы мoлoдых пьянки, гулянки, вписки Вывести все лучшие за эту неделю
или за этот месяц
Источник
Самый медленный механизм во вселенной
Этот механизм, созданный Артуром Гансоном, поражает своей эпичной медлительностью. Он приводится в движение двигателем, который совершает 200 оборотов в минуту, однако последняя из 12 его шестерней замкнута на бетонном блоке. На первый взгляд кажется, что механизм не двигается, однако это не так. Он двигается, просто движение происходит настолько медленно, что один оборот совершается примерно каждые 2.3 триллиона лет. Как это возможно?
Все элементарно – магия механизмов. Каждая шестерня двигается с 1/50 скоростью предыдущей шестерни. При 200 оборотах двигателя в минуту, первая шестерня совершает всего 4 оборота в минуту. Вторая двигается с частотой 4.8 оборотов в час. И медлительность лишь нарастает, так что интерес пропадает довольно быстро.
- 3 шестерня: 1 оборот/10.4 часов
- 4 шестерня: 1 оборот/3.1 недель
- 5 шестерня: 1 оборот/2.98 года
- 6 шестерня: 1 оборот/149 лет
- 7 шестерня: 1 оборот/7452 лет
- 8 шестерня: 1 оборот/372,600 лет
- 9 шестерня: 1 оборот/18.6 миллиона лет
- 10 шестерня: 1 оборот/932 миллиона лет
- 11 шестерня: 1 оборот/47 миллиарда лет
- 12 шестерня: 1 оборот/2.3 триллиона лет
Даже несмотря на то, что последняя шестерня замкнута на бетонном блоке, это никак не влияет на механизм, так как движение слишком медленное, чтобы почувствовать влияние даже за всю человеческую жизнь. или историю существования всего человечества.
Источник
5 любопытных фактов о нашей Вселенной, которых вы могли не знать
Астрономия полна астрономических цифр, а в физике есть только одна неопровержимая истина: не все так очевидно.
Удивительным фактам о нашей Вселенной несть числа, и чтобы узнать о них, можно даже из дома не выходить.
Перед вами пятерка подробно описанных головокружительных фактов о нашем невероятном и необъятном мире.
Все люди Земли могли бы уместиться в апельсине
Вы, должно быть, знаете, что 99,9% атома — просто пустое пространство. Это довольно очевидный факт. По сути, атом можно сжать до точки, которую практически невозможно будет увидеть и которая будет несоизмеримо меньше текущего размера атома.
Если вы уберете все свободное пространство из атомов, которые составляют всех людей на планете, вы могли бы поместить нас всех в один апельсин. Слова «пустое место» по отношению к человеку приобретают смысл.
Атомы окружают нас повсюду, будучи фундаментальными строительными блоками Вселенной. Солнце содержит 99,86% массы всей Солнечной системы. Масса Солнца приблизительно в 330 000 раз больше массы Земли. Солнце на три четверти состоит из водорода и на одну четверть из гелия.
Понимаете, к чему я клоню? Точно так же, как единственное светило берет на себя почти всю массу нашей Солнечной системы, так и все человечество могло бы уместиться на ладони, в буквальном смысле.
Атомы — вообще очень странная штука. Они невероятно малы, но именно им все сущее обязано своим существованием. Одна нить паутины имеет около миллиона атомов в диаметре. Ее масса, или 0,1% фактического материала, сконцентрирована в центре нити, в области в 1 триллионную часть сантиметра. По оставшемуся пространству с головокружительной скоростью носятся электроны. Если провести аналогию, в которой ядро атома будет размером с футбольный мяч, ближайший электрон будет в 0,8 километра от него.
Хуже попытки понять атомы может быть только это: попытка понять, почему…
Большая часть Вселенной куда-то исчезла
Мы установили, что Вселенная довольно велика, если вообще можно судить вселенную вселенскими мерками. Мы также установили, что вселенная состоит из атомов. Также пришли к выводу, что атомы содержат в основном пространство и очень малое количество вещества. Если оставить тот волнующий факт, что мы состоим из атомов, сколько материи имеется во вселенной? По мнению команды, отвечающей за миссию Планка, и согласно стандартной модели космологии, обычной материи во Вселенной не больше 4,9%. Остальная часть представлена темной материей (26,8%) и темной энергией (68,3%). Темную энергию нам придется проигнорировать, потому что это чистый эквивалент ничего — это не материя ни в коем случае. Может ли темная материя обеспечить нас веществом?
В настоящее время темная материя — не более чем очень мощная гипотеза среди космологов и астрономов. Ее присутствие объясняется тем, что мы должны учитывать большую часть массы, которой во Вселенной просто нет. Ее не хватает. Официальная точка зрения физики — 26,8% массы Вселенной просто отсутствует, ее нет, либо она не здесь.
Это не значит, что ее нет вообще, потому что должно быть что-то. Существует определенное несоответствие между массой больших астрономических объектов, которая определяется их гравитационными эффектами, и массой, которой должна обладать вся наблюдаемая материя. В лучшем случае темную материю можно рассматривать как вещество, которое не освещается светом. Она не излучает и не поглощает свет либо другое электромагнитное излучение. В худшем случае темной материи не существует вообще, но тогда придется поискать другое объяснение отсутствующей массе Вселенной.
Почему же гипотеза темной материи кажется такой мощной? Почему мы не можем просто написать «несоответствие между материей и массой» и забыть? Дело в том, что эта неопределенная материя оказывает очень мощное влияние на орбитальные скорости звезд в Млечном Пути и несет ответственность за «недостающую массу» галактик в скоплениях (как рассчитали астрономы Ян Оорт и Фриц Цвикки).
С какой стороны ни взглянуть, поведение атомов и невидимой Вселенной остаются серьезными загадками.
Свет не всегда движется очень быстро
«Ничто не может двигаться быстрее света». Эта фраза довольно популярна. Есть и другая: «Свет — постоянная величина. Мы можем измерять все скорости относительно скорости света». Иногда мы слышим, что свет меняет свое направление, когда проходит близко к звезде. Но самое интересное в том, что свет может двигаться очень медленно и быть не самой постоянной величиной. Люди имеют в виду постоянную скорость света в вакууме. Без этого важного уточнения свет будет чем угодно, но только не константой. В вакууме свет движется со скоростью порядка 300 000 километров в секунду.
Но уже в воде фотоны света замедляются и движутся со скоростью порядка ¾ от максимальной. Почти на 100 000 километров в секунду медленнее. Вы могли бы пройти долгий путь за секунду, будь вы фотоном, поэтому это немалая величина. Неудивительно, что в некоторых средах другие частицы могут двигаться быстрее света. Означает ли это, что они путешествуют в будущее?
К примеру, в ядерном реакторе присутствуют частицы, которые разгоняются до чрезвычайно высоких скоростей. Если им случается проходить через изолирующую среду (например, воду для охлаждения реактора), которая замедляет свет, они обгоняют частицы света. Вследствие этого проявляется эффект излучения Черенкова, в виде голубого свечения. Реакторы светятся в темноте не потому, что они перегреваются, а потому что свет обгоняют другие частицы.
Ученым также удалось замедлить свет почти до нуля по меркам световых скоростей. Самая медленная скорость, до которой замедляли свет, составила 17 метров в секунду.
Столкновение электронов на краю Вселенной мгновенно влияет на нас
Еще одно упрощенное объяснение поведения атомов привлекает аналогию с бильярдными шарами. Давайте представим атомы во Вселенной как коллекцию бильярдных шаров, сталкивающихся друг с другом. Это неплохое описание, но оно игнорирует эффекты гравитации. Гравитация намного сильнее, чем вы могли бы подумать. Если взять, к примеру, чемпионат по бильярду, то во время последнего удара возможный чемпион не задумывается о гравитационном поле каждого из аудитории, да и не должен, поскольку гравитационные эффекты слишком слабы, чтобы проявиться во время столкновения двух шаров.
С другой стороны, если бы вместо бильярдных киев были пушки или же столкновение вовлекало до 50 шаров, игроку нужно менять стиль игры, потому что в таких условиях гравитация будет проявлять серьезные эффекты. Почему? Потому что гравитационного притяжения единственного электрона на границе известной Вселенной (в 10 миллиардах световых лет) достаточно, чтобы отклонить молекулу кислорода в воздухе на Земле, чего будет достаточно, чтобы изменить конечную траекторию движения молекулы — и все это в ходе 50 столкновений. И все это за одну миллионную долю секунды. Теоретически это доказано, на практике же такой эксперимент никогда не будет проведен, поскольку понадобится лаборатория размером с целую вселенную. С такой позиции, заявления астрологов о том, что звезды влияют на нашу жизнь, не лишены смысла.
Предсказать будущее может быть невозможно
На первый взгляд это утверждение может выглядеть не более чем очевидным, мол, «у вас кровь идет, вы ранены?», если бы не тот факт, что оно скрывает глубокую истину о структуре Вселенной.
Никто не может предсказывать будущее, но теория хаоса гласит, что никогда и не сможем. На протяжении веков астрономы пытались сравнивать Солнечную систему с гигантским механизмом, вращающимся вокруг Солнца, — что-то вроде гигантских часов. К несчастью для них, их уравнения никогда на самом деле не будут отражать фактическое движение планет через космос.
Теоретическую трудность подытожил французский математик Анри Пуанкаре в 1900-х годах. Он продемонстрировал, что хотя астрономы с легкостью могут предсказать, как два небесных тела будут двигаться вокруг общего центра тяжести, введение третьего гравитационного тела (вроде другой планеты или Солнца) воспрепятствует окончательному аналитическому решению уравнений движения. Это делает невозможным в принципе предсказание долгосрочной эволюции системы.
Многие полагают, что практическая трудность в прогнозировании траектории системы лежит в отсутствии вычислительной мощности, и что в один прекрасный день даже это будет преодолено. Проблема такого подхода в том, что принцип неопределенности Гейзенберга поднимает свою уродливую голову снова и снова, ведь уровень чувствительности первичных условий системы должен быть релевантным вплоть до квантового уровня. Мы можем быть уверены в крупных событиях и в крупных масштабах, наблюдая их практически — иначе бы и лунные миссии никогда бы не достигали Луны. Но если мы хотим получить детализированную схему работы и взаимодействия множества вещей хотя бы в нашей системе, Вселенная каждый раз находит способ помешать нам в выяснении этих вещей.
Вселенная говорит нам то же, о чем догадывались философы — нет ничего, в чем можно быть уверенным на сто процентов, кроме существования собственного эго. И прежде чем мы перейдем к проблемам солипсизма, думаю, стоит поставить точку.
Источник