ПРОЦВЕТАНИЕ Запрещён к трансляции по ЦТ во всём мире.

Источник

Tweet

Немецкие физики нашли признаки того, что мы живем в иллюзорном мире "матрицы"

Физики сделали подарок поклонникам кинотрилогии "Матрица" - фактически изобрели ту самую красную пилюлю, которая помогла ее герою избавиться от иллюзии привычного мира и окунуться в неприглядную реальность, созданную машинами. Правда, в отличие от фильма, "пилюлей" является теоретический тест. Тем не менее он, как и в кино, позволит понять, действительно ли наша вселенная является лишь виртуальной симуляцией, убеждены ученые.
Сайлас Бин из университета Бонна в Германии и его коллеги исходят из того, что любая симуляция вселенной, независимо от степени ее сложности, должна иметь некие лимиты. И будь они найдены, у людей появятся доказательства того, что окружающий видимый мир - это всего лишь иллюзия, пишет The Daily Mail.
Как считают физики, этого можно достичь, создав собственную модель вселенной - компьютерную симуляцию - на основе теории квантовой хромодинамики, описывающей сильное взаимодействие элементарных частиц, и используя фемто-единицы измерения ("фемто-" означает множитель 10 в минус 15-й степени).
Моделирование в области физики на таком фундаментальном уровне предположительно эквивалентно моделированию устройства самой вселенной, поясняет статья. Причем задача не из легких: вычисления, даже в таких стремящихся к ничтожности масштабах, довольно трудны. Несмотря на использование мощнейших суперкомпьютеров, физикам до сих пор удавалось смоделировать лишь части пространства, а не целую вселенную.

Read more »

Сенсация, опровергающая основы физики: зафиксировано превышение скорости света

Ученые крупнейшей в мире лаборатории физики ядерных исследований CERN (Швейцария, близ Женевы) повергли в шок весь научный мир - они заявили о возможном открытии, опровергающем теорию Эйнштейна, на которой построена вся современная физика.

Согласно этой теории, предельной скоростью во Вселенной является скорость света (без малого 300 тысяч километров в секунду), и ничто не способно ее превысить. Однако исследователи зафиксировали превышение, проводя эксперимент с нейтрино - субатомными частицами, чья масса едва отличается от нулевой.

Нейтрино существуют в нескольких типах и, как недавно заметили ученые, способны спонтанно менять один тип на другой. Для того чтобы проследить этот процесс, пучок нейтрино одного типа - мюонных - был отправлен из CERN в подземную лабораторию Гран-Сассо в Италии. Ученые хотели подсчитать, сколько к концу пути в пучке окажется тау-нейтрино, пишет BBC.

Но результат оказался совершенно неожиданным - нейтрино преодолели положенное расстояние в 732 километра на несколько миллиардных долей секунды раньше, чем если бы передвигались со скоростью света. Точнее, превышение скорости света составило 60 наносекунд - ничто в обычном мире и значительный временной отрезок в мире физики.

Самим ученым, проводившим эксперимент, результат показался настолько неправдоподобным, что они перепроверили его 15 тысяч раз, рассчитывая найти какую-нибудь ошибку или неточность. Но погрешность в конечном итоге оказалась столь мала, что остался единственный вывод - можно говорить о сенсационном открытии.

Read more »

Братство кольца. Большой адронный коллайдер

Сегодня мы находимся на пороге величайших открытий! Некоторые называют их «разгадкой тайны Творца», но что именно будет открыто, пока не ясно самим учёным. Мы же просто попытались обозначить направление, по которому идут поиски. Но и это окозалось задачей сверхсложной. Мы, люди взрослые, но далёкие от науки, знаем о простейших законах мироздания не больше чем школьники, сидящие за партой.

Источник

Tweet

Первый в мире наноспутник запустят в космос для поисков внеземной жизни

В следующем году американские исследователи планируют запустить первый в истории наноспутник размером с буханку хлеба. Его единственной задачей станет обнаружение возможных признаков жизни на экзопланетах, расположенных за пределами Солнечной системы.
Сотрудник Draper Laboratory, которая работает над созданием спутника ExoPlanetSat в сотрудничестве с Технологическим институтом Массачусетса, Симус Туохи рассказал о предстоящей миссии.
По словам ученого, до сих пор запускалось множество маленьких спутников, которые, как правило, используются для коммуникации или наблюдения за поверхностью Земли. Как отметил Туохи, на этот раз исследователи решили сделать то, чем до сих пор не занимались вплотную - обнаружить внеземную жизнь.

Read more »

Крупнейшую тайну физики обещают раскрыть до конца следующего года. А пока на коллайдере "ложная тревога"

Крупнейшую тайну физики берутся раскрыть в течение полутора-двух лет ученые, работающие на Большом адронном коллайдере (БАК), пишет газета The Daily Mail. Речь идет о бозоне Хиггса - мельчайшей элементарной частице, существование которой теоретически предсказано, но практически пока не подтверждено, и которая отвечает за такую важнейшую характеристику физических тел, как масса. Без нее не было бы гравитации, да и самой Вселенной, считают сторонники теории существования бозона Хиггса.
Вопрос существования бозона Хиггса будет разрешен, возможно, уже к концу следующего года, заявили специалисты. В течение двух лет, сказали они, либо загадочная частица будет выявлена, либо они докажут, что ее не существует. Доказательство отсутствия бозона Хиггса станет не менее прорывным, чем доказательство наличия этой частицы: ведь в таком случае ученым, возможно, придется отказаться от стандартной модели мироздания.
Весь 2010 год, сталкивая частицы материи в 27-километровом круговом тоннеле, проложенном на стометровой глубине под территориями Швейцарии и Франции, ученые занимались подтверждением наличия других элементарных частиц, теоретически предсказанных ранее. Это делалось также с целью точной настройки измерительного оборудования. Теперь же, заявил директор Европейского центра ядерных исследований (CERN) профессор Рольф-Дитер Хойер, он официально велел сотрудникам "перейти в режим открытий". К концу 2012 года, уверен Хойер, будет найден ответ на шекспировский вопрос по бозону Хиггса: быть или не быть.

Read more »

Американцы нашли новую элементарную частицу, но не ту, что рассчитывали найти

Американские ученые заявляют о, возможно, самом значимом открытии в физике за последние полвека, передает информационный канал "Вести". Во время эксперимента на ускорителе частиц Tevatron (это "младший брат" Большого адронного коллайдера) удалось засечь неизвестную ранее элементарную частицу. Это не бозон Хиггса, который все так пытаются найти. (Бозон Хиггса - последний недостающий элемент современной теории элементарных частиц, так называемой Стандартной модели. Эта гипотетическая частица отвечает за массы всех других частиц).
Сталкивая в укорителе протоны и антипротоны, физики планировали получить уже известный науке W-бозон. Но, помимо ожидаемого количества частиц распада, ученые обнаружили лишние. Это означает, что в исходном столкновении участвовала неизвестная ученым частица.
Как говорят американские физики, это может свидетельствовать о выявлении новых сил природы. Находка связана с понятием массы и с тем, как физические тела приобретают ее, сообщает DiscoveryNews. "За пределами тех сил природы, что мы знаем, может оказаться некая новая сила. Если ее существование будет подтверждено, оно укажет нам на целый мир новых открытий", - сказал AFP член международной команды исследователей Джованни Пунци.

Многое остается неясным, но в одном ученые сходятся: это точно не бозон Хиггса, поимка которого должна была ответить на вопрос о сущности массы.
"Никто не знает, что это за частица. Если она существует на самом деле, то станет самым значительным открытием в физике за полвека", - заявил физик-теоретик Кристофер Хилл.
В погоне за бозоном Хиггса мы откроем машину времени: версия

Большой адронный коллайдер может, по мнению некоторых американских ученых, послужить машиной времени, пишет германский журнал Spiegel.
Частицы, возникающие при столкновении, способны нести информацию в прошлое, считают исследователи из Университета Вандербильта. "Наша теория - чистая спекуляция. Но она не противоречит законам физики", - говорит Томас Уэйлер. Машина времени стала бы побочным продуктом охоты за бозоном Хиггса. На след этой таинственной частицы, придающей материи ее массу, ученые пытаются выйти при столкновении протонов в коллайдере.
Некоторые теоретики предсказывают обнаружение не только бозонов Хиггса, но и синглета Хиггса. А эта частица, по словам Уэйлера, должна обладать способностью перемещаться в будущее или прошлое, говорится в статье, содержание которой излагает сайт InoPressa.ru.
"Поскольку путешествия во времени ограничены этими частицами, человек не может отправиться в прошлое и убить своего отца или мать до своего рождения", - считает он. Но если ученым удастся управлять производством синглетов Хиггса, вероятно, стало бы возможным отправлять послания в прошлое или будущее и таким образом, например, предупреждать родственника о несчастном случае, в результате которого тот погиб.
Но, по мнению некоторых коллег, данную теорию вряд ли следует воспринимать всерьез. "Путешествия в прошлое существующих частиц в физике невозможны", - утверждает Дитер Люст из Физического института имени Макса Планка. Хотя соответствующие математические решения в уравнениях Эйнштейна присутствуют, физика их принять не может в силу "принципа причинности в физике".
Уэйлер рассматривает этот вопрос несколько иначе. "Доказанного закона причинно-следственной связи не существует. Для меня логика математики сильнее человеческой логики", - говорит он.
Предполагаемые Уэйлером путешествия во времени синглетов Хиггса основываются на так называемой М-теории. Согласно ей существуют не только известные нам три измерения - включая время, их должно быть десять или одиннадцать. Наш трехмерный мир образует в них так называемую гиперплоскость, т.е. объекты, имеющие более низкое измерение, чем пространство, в котором они находятся.
"Это можно себе представить на примере поверхности шара в трехмерном пространстве. Для живого существа, которому ведомы только два измерения и находящегося на поверхности шара, расстояние между двумя пунктами будет длиннее, чем для всех тех, кому известны три измерения. Чтобы достичь точки на противоположной стороне шара, ему придется все время находиться на поверхности. А существо, владеющее третьим измерением, может достичь противоположной точки, пройдя сквозь шар", - утверждает Уэйлер.
Несмотря на сомнения в его теории, Уэйлер предлагает целенаправленно искать синглеты Хиггса. По его расчетам, они могли бы преодолевать в коллайдере расстояние в 10 метров быстрее скорости света. "Так что пока речь идет о путешествии во времени протяженностью примерно в одну пикосекунду", - пишет в заключение автор. Пикосекунда - это 10 в -12-й степени секунд. За такие промежутки времени успевают происходить только атомно-молекулярные явления, сообщает в своей лекции, опубликованной на сайте "Элементы большой науки", кандидат физико-математических наук Игорь Иванов.
Источник

Tweet

На суперколлайдере готовят маленький Большой взрыв

Ученые, работающие на ЦЕРНовском Большом адронном коллайдере (LHC), готовятся к проведению серии экспериментов по воссозданию условий, существовавших в самые первые моменты после Большого взрыва, давшего начало нашей Вселенной. До сих пор они занимались тем, что сталкивали между собой пучки протонов. Теперь вместо протонов они собираются сталкивать тяжелые ионы свинца.

Давно известны три состояния вещества во Вселенной – твердое, жидкое и парообразное. В прошлом веке стало известно четвертое – плазма. Это состояние возможно при очень высоких температурах, когда электроны покидают атом, оставляя вместо него голые ядра. Если же разогреть вещество еще больше, так, что не только ядра распадутся на протоны и нейтроны, но даже и те расплавятся на кварки и склеивающие их частицы – глюоны, - то получится состояние вещества под названием кварк-глюонная плазма, то самое состояние, в котором оно находилось в момент Большого Взрыва 13,7 млрд лет тому назад.
Как известно, основной и наиболее разрекламированной целью LHC является открытие бозона Хиггса – элементарной частицы, которая обеспечивает массой все остальные. Однако получение кварк-глюонной плазмы – тоже не самая последняя из целей LHC. Это считается одной из приоритетных задач ядерной физики. Сами кварки и глюоны в такой плазме увидеть невозможно, можно увидеть только те частицы, в которые они превратятся. Существует множество предсказаний по поводу этих частиц, и для физиков важно узнать, которое из них верно.
Чтобы получить кварк-глюонную плазму, столкновения протонов недостаточно, нужно что-то намного более массивное, потому и был выбран свинец с 208 протонами и нейтронами. Как предполагают, такая плазма проживет в LHC недолго – всего триллионную часть триллионной доли секунды. Это намного меньше того времени, в течение которого кварк-глюонная плазма существовала после Большого взрыва – одной стотысячной доли секунды. Для создания новой Вселенной этого времени отнюдь недостаточно, однако, как надеются ученые, его вполне хватит для понимания свойств пятого состояния вещества и того, каким именно образом оно переходило в другие, всем известные состояния, породив звезды, планеты и в конечном счете разумную жизнь на одной из них.
Источник

Tweet

Вначале Вселенная была одномерной. И это можно проверить

Возможно, в первые моменты существования Вселенная была одномерной. А при очень высоких энергиях она остается одномерной и до сих пор.

Эта оригинальная идея описана в мартовском номере журнала Physical Review Letters физиками-теоретиками из США Йонасом Мурейкой (Jonas Mureika) и Дежаном Стойковичем (Dejan Stojkovic). С ее помощью ученые попробовали решить проблемы, с которыми сталкивается Стандартная модель.
Стандартная модель – замечательным образом описывает мир элементарных частиц, но не может объяснить поведение частиц при очень высоких энергиях, какие были в первые моменты после Большого взрыва. Идея Вселенной с исчезающими измерениями позволяет с этими проблемами справиться. Она предполагает, что у горячей Вселенной сначала было одно пространственное измерение, потом, по мере ее охлаждения, измерения стали прибавляться.
 

Гравитационный телескоп LISA проверит идею одномерной Вселенной

 

Собственно, сама идея уже была высказана ранее Грегом Ландсбергом из Университета Брауна (Greg Landsberg). Он сравнивает Вселенную с гобеленом. Издалека изображение на нем видится трехмерным, вблизи видно, что гобелен двумерен, хотя на самом деле он одномерен, так как свит из одной нити. Вклад Мурейки и Стойковича состоит в том, что, опираясь на невозможность существования гравитации при количестве пространственных измерений меньше трех, они предположили, что при энергиях выше определенного, очень высокого предела, не существует и гравитационных волн. Они заявляют, что поэтому при частотах ниже 0,0001 герца спектр гравитационных волн должен резко обрезаться.
Как раз сейчас НАСА собирается запустить в космос гравитационный телескоп под названием LISA (Laser Interferometer Space Antenna). Он будет сканировать небо в поисках гравитационных волн и изучать темные массивные объекты, которые с помощью других телескопов увидеть нельзя. Оснащенный лазерным интерферометром, телескоп LISA рассчитан и на частоты, указанные Мурейкой и Стойковичем, так что уже в ближайшее время он сможет либо подтвердить, либо опровергнуть их предсказание.
В современной физике, особенно в теории струн, ученым часто приходится прибегать к различным экзотическим предположениям, правда, каждый раз оказывается, что проверить их никак нельзя. "Сумасшедшая" идея Мурейки и Стойковича – первая, которая поддается инструментальной проверке.
Источник

Tweet

Модель машины времени показала отсутствие парадоксов

Учёные на опыте обосновали непротиворечивость перемещений в прошлое. Эксперимент с частицами был обставлен так, что в плане возникновения возможных противоречий ситуация была полностью идентична путешествию во времени. Оказалось, природа способна обороняться от попыток переписать историю.
Профессор Сет Ллойд (Seth Lloyd) из Массачусетского технологического института и его коллеги из США, Италии, Японии и Канады опубликовали статью в Physical Review Letters. Данный труд явился развитием прошлогодней работы, о которой мы рассказывали детально.
Вкратце напомним: Ллойд со товарищи при помощи квантовой механики показали, как природа может защищаться от парадоксов, возникающих при путешествиях во времени. Это так называемый «парадокс дедушки» (grandfather paradox) или идентичный парадокс «убийства самого себя в прошлом» (autoinfanticide).
Если последнее произойдёт, некому позже будет отправиться в прошлое, чтобы совершить это убийство, и потому оно не случится, но тогда путешественник выживет и отправится в прошлое, чтобы попытаться убить себя...

Познакомьтесь с человеком, который с формулами в руках и результатами опытов доказывает, что путешествия в прошлое Вселенную ничуть не смущают. У Ллойда получилось, что телепортироваться назад может только объект, который потом не нарушит ход истории (фото с сайта cipher3d.wordpress.com).
 

Не так уж важно, что в исследовании Ллойда речь всё время идёт о квантовых частицах (а именно фотонах): учёным интересно рассмотреть сами принципы удивительных перемещений. А уж затем выводы и найденные закономерности можно попробовать перенести на классические объекты.
Итак, в своей новой статье Сет рассказывает, как в опыте с частицами воспроизвести машину времени и притом благополучно миновать возникновение «парадокса дедушки».
Для начала он рассматривает замкнутую времениподобную кривую (closed timelike curve — CTC) в качестве канала для квантовой телепортации.
CTC — это мировая линия частицы в пространстве-времени, которая возвращает её к исходной точке. А квантовую телепортацию Ллойд и его коллеги скорректировали так, чтобы состояние частицы передавалось не в пространстве, а назад во времени.
Представьте: вам нужно передать неизвестное квантовое состояние |ψ> между двумя сторонами (Алиса
и Боб), используя пару запутанных частиц, переправку классической информации, и унитарное преобразование на стороне Боба.
Любопытно, рассуждают авторы работы, что если измерение Алисы (над частицей |ψ> и половинкой от пары квантово сцепленных частиц) даёт тот же результат, какой был бы получен, вздумай мы определить начальное состояние (запутанной пары), Бобу не нужно выполнять какие-либо преобразования, чтобы получить состояние Алисы |ψ>.
Выходит, в некотором смысле, что Боб обладает частицей с неизвестным (телепортируемым) состоянием ещё до того, как Алиса проводит телепортацию. Причинность при этом не нарушается, поскольку Боб не может предсказать результат измерения Алисы, тот ведь случаен.
Если из массы результатов такого повторяющегося опыта можно было бы выбирать только описанные выше случаи, такая квантовая телепортация позволила бы информации распространяться в обратном направлении по постселективной времениподобной линии (Р-CTC). Можно ведь с некой условностью сказать, что частица Боба из запутанной пары — это есть сама частица |ψ>, вернувшаяся назад во времени.
Приведённые выше рассуждения приоткрывают теоретическую возможность путешествия в прошлое хотя бы частиц. На этой логической базе можно поставить интересующий нас эксперимент, который мы опишем, опуская детали и с некоторыми упрощениями.
Роль путешественника играет фотон, представляющий кубит. До измерения он обладает неким неизвестным квантовым состоянием, а после измерения оказывается с одним из возможных значений поляризации (1 и 0). Причём единичка условно означает, что наш незадачливый путешественник жив, а ноль — мёртв.
Пистолет путешественника — это квантовый вентиль, устройство, влияющее на состояние фотона (то есть обращающее состояние кубита, превращающее 1 в 0).

Квантовая машина времени.
Пояснения в тексте (иллюстрация Seth Lloyd, et al. /American Physical Society).
 

На рисунке выше показано путешествие в прошлое (замкнутый овал) в терминах квантовой механики (t – стрела времени). σ_x – это пистолет, убивающий частицу (элемент оптической схемы меняющий состояние кубита). Точки и крестики на линиях – два момента мониторинга бита-путешественника (до и после пистолета) при помощи вентилей CNOT и проверочных (пробных) кубитов.
Для сохранения согласованности частица, вступающая в петлю как 0 (мёртвая), должна выйти из неё как 1 (живая), чтобы выстрелить сама в себя. И наоборот, входящий в петлю живой путешественник (1) должен выйти из петли как 0 (чтобы не стрелять и оставить себя в живых).
В любом случае, реализация выстрела, возникновение парадокса (одна и та же частица – ни жива, ни мертва), для проверочных битов (изначально «нулевых») означает, что их найдут в противоположных состояниях (01 или 10).

В версии квантовой машины времени по Ллойду стрелок путешествует в прошлое, но пистолет не срабатывает. А потому обе измеренные контрольные частицы должны обладать одним значением: 1 и 1, либо 0 и 0. Убить самого себя (или дедушку) путешественнику в прошлое не удаётся.
«В реальном мире операция σ_x не идеальна», — пишут авторы работы. Для усиления этого эффекта пистолет (на деле — один из элементов оптической схемы) сделали вращающимся на угол от 0 (фотон-путешественник промахивается) до 180 градусов (точное попадание).
Было приготовлено два квантово сцепленных однофотонных кубита (представляющих путешественника, идущего вперёд и назад вдоль стрелы времени).
Состояние путешественника измерялось пробными кубитами в целой серии опытов, в которых учёные ещё и вращали «квантовый пистолет» (меняя вероятность точного выстрела). И получился интересный результат.

Верхняя часть рисунка (a) – диаграмма квантовой схемы, где Forward и Backward, соответственно, кубиты, путешествующие вперёд и назад во времени, Probe – пробные кубиты. Розовым выделен «квантовый пистолет», синим – участок подготовки состояния Белла (запутанного) и участок «постселекции», в котором, условно говоря, получаются только результаты, которые не нарушают «ткань истории». Ниже (b) – схема самой установки с поляризаторами, делителями, охлаждаемой ПЗС-матрицей и прочими элементами (иллюстрация Seth Lloyd, et al. /American Physical Society).
 

"«Обратный» кубит может телепортироваться через квантовый канал Р-CTC только если петля завершается проецированием пары в то же состояние. — объясняет PhysOrg.com. — Результаты эксперимента показали, что состояния кубитов почти всегда были равны, демонстрируя, что кубит не может убить своё прошлое «я»".

Результаты опыта с «убийством дедушки»
(или самого себя), на примере квантовых состояний фотонов.
Пояснения в тексте (иллюстрация Seth Lloyd, et al. /American Physical Society).
 

На рисунке выше по вертикали отмерена вероятность того, что путешествие во времени успешно прошло и при этом пробные кубиты находятся в одном и том же состоянии (00 либо 11, красные круги), что говорит об осечке пистолета, или в противоположном состоянии (01 или 10, синие ромбики, выстрел был убийственен).
По мере того, как точность настройки пистолета увеличивается (по горизонтали, градусы от нуля до 180), вероятность телепортации уменьшается.
Вероятность же того, что пара пробных кубитов найдена в состоянии 10 или 01 составляет в районе 0,01. Это свидетельствует о том, что фотоны никогда не добьются успеха в путешествии назад во времени с убийством самих себя. Сплошные кривые соответствуют теоретическим предсказаниям. Отклонение от них объясняется несовершенством аппаратуры.
Учёные пока не могут проверить – подчиняются ли фактические CTC в природе данной теории. Для дальнейшего изучения этого вопроса физики во главе с Ллойдом намерены поставить опыт, который моделировал бы парадокс о недоказанной теореме.
В ней человек читает доказательство некой теоремы в учебнике, потом отправляется в прошлое и показывает доказательство математику, написавшему этот учебник.
Математик включает доказательство в книгу, которую в будущем прочтёт путешественник во времени. Вопрос – откуда взялось доказательство? По Ллойду всё дело в том, что сама петля времени (в которой роль путешественника и математика исполняют опять фотоны) выглядит, как показано на рисунке ниже.

Парадокс с недоказанной теоремой по Ллойду
(иллюстрация Seth Lloyd, et al. /American Physical Society).
 

Фотон-путешественник, вступающий в петлю, забирает информацию из будущего через верхний вентиль CNOT, отвозит её в прошлое и передаёт её (через нижний CNOT) другой частице, у которой позже опять и заберёт. Бит, означающий «доказательство теоремы», тут максимально запутан с тем, что пробежался по петле.
И это означает, что данный кубит имеет смешанное значение, а вся схема не выказывает никакой предрасположенности к какому-то одному доказательству (применительно к фотонам – к одному квантовому состоянию), но несёт в себе смесь всех возможных доказательств.
О том, как эти построения можно перенести на более сложные случаи путешествий во времени, можно ещё рассуждать. Главное, что природа, похоже, не видит в путешествиях в прошлое ничего парадоксального. В рамках квантовой механики во всяком случае.
Источник

Tweet

Коллайдер изобразил Большой взрыв, но ученые уже объяснили, что было до "рождения Вселенной"

На Большом адронном коллайдере получена кварк-глюонная плазма - состояние вещества, существовавшее во Вселенной через 0,00000000001 секунды после Большого взрыва. Она возникла в результате столкновений высокоэнергетических тяжелых ионов - ядер свинца, пишет Газета.ru.
"Поистине впечатляет то, как быстро эксперименты пришли к этим сложным физическим результатам", - заявил Серджио Бертолуччи, директор Европейского центра ядерных исследований (CERN) по исследованиям, слова которого приводит пресс-служба организации.

Британский ученый объяснил, что было до Большого взрыва

Кварк-глюонная плазма - это состояние вещества, при котором мельчайшие частицы - кварки и глюоны - не притягиваются друг другу, и тем самым не соединяются в протоны, нейтроны или еще какие-либо атомные ядра. Горячая кварк-глюонная плазма ведет себя, как жидкость с очень низкой вязкостью (идеально текучая среда). Изучение кварк-глюонной плазмы поможет не только понять, как выглядела Вселенная сразу после рождения, но и изучить процесс формирования современной материи.

Столкновение пучков свинца в БАК продолжится до 6 декабря. Затем коллайдер будет остановлен на два месяца для производства регламентных работ.
Большой адронный коллайдер - самый крупный и мощный в мире кольцевой ускоритель элементарных частиц. Он находится под землей в 27-километровом тоннеле, проходящем под территориями Швейцарии и Франции недалеко от Женевы в Европейском центре ядерных исследований (CERN).
Активная фаза работы коллайдера началась в конце мая 2010 года. Четыре детектора гигантского прибора (CMS, ATLAS, ALICE и LHCb) занимаются изучением состояния вещества во Вселенной сразу после Большого взрыва, поисками бозона Хиггса - частицы, которая дает начало массе во Вселенной, а также поиском "новой физики" - явлений за пределами Стандартной модели, господствующей современной теории физики частиц.

Вселенная существовала и до Большого взрыва, считает британский ученый
Между тем сама теория рождения Вселенной в результате Большого взрыва в настоящее время ставится под сомнение некоторыми специалистами. Возможно, Вселенная существовала и до него, а Большой взрыв - это всего лишь регулярно повторяющееся событие, которое знаменует зарождение нового цикла жизни Вселенной. Эту теорию выдвинули профессор Оксфордского университета Роджер Пенроуз и профессор Ереванского государственного университета Ваге Гурзадян.
Принято считать, что Большой взрыв произошел около 13,7 млрд лет назад, и с него началось существование Вселенной. Через 300 тысяч лет после Большого взрыва зародилось реликтовое радиоизлучение. Анализ его следов и натолкнул профессоров на их теорию, пишет газета The Daily Mail.
Ссылаясь на данные, полученные WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe - космический аппарат NASA, предназначенный для исследования реликтового излучения), они выявили следы излучения, относящиеся к еще более давним временем, чем Большой взрыв.
На картах реликтового излучения они нашли 12 концентрических кругов, из них некоторые имеют в своем составе до пяти колец. Разделение круга на пять колец означает, что в период существования объекта, который отображает этот круг, было отмечено пять масштабных событий.
Концентрические круги возникают вокруг галактических скоплений. По мнению Пенроуза и Гурзадяна, круги стали отражением чрезвычайно мощных гравитационных волн радиации, вызванных столкновениями гигантских черных дыр. Произошли же эти столкновения в "предыдущей вечности" - до Большого взрыва.
Это означает, что Вселенная переходит из одной "вечности" в другую, что сопровождается столкновениями сверхгигантских черных дыр и Большими взрывами.
В конечном счете черные дыры поглотят всю материю во Вселенной, считает профессор Пенроуз. С уничтожением материи останется лишь энергия. А она, в свою очередь, вызовет новый Большой взрыв и новую "вечность".

Источник

Tweet

Ученые готовят революцию в физике: теория относительности Эйнштейна снова под сомнением

Ученые в очередной раз усомнились в верности теории относительности известного физика Альберта Эйнштейна, исследовав с помощью сверхточных инструментов скорость света удаленных галактик, сообщает в пятницу британский научный еженедельник New Scientist. Сомнения в теории относительности выдвигались и ранее - последний раз астрофизиком из американского Корнелльского университета Рэйчел Бин. Эксперты в связи с новыми доказательствами снова говорят о том, что в науке грядет революция.
 
В статье New Scientist, опубликованной в пятницу, говорится, что команда австралийских ученых во главе с астрофизиком Джоном Уэббом, изучив процесс прохождения света удаленных галактик через образованные соединениями металлов космические облака, пришла к выводу, что считающаяся в современной науке константа - число альфа - не является таковой. По мнению исследователей, это число может меняться в зависимости от того, из какой точки пространства производится его исчисление..


Физики, работающие на БАК, обещают найти параллельные вселенные


До сих пор постоянная величина числа альфа, определяющего электромагнитное взаимодействие и лежащего в основе научного понимания мироздания, считалась неизменяемой. Однако работы команды Уэбба поставили под сомнение этот постулат. Как отмечает ИТАР-ТАСС, обнаруженные австралийским ученым факты свидетельствуют о том, что законы физики носят относительный характер и зависят, в том числе, от местонахождения во Вселенной объекта, который подвергается изучению и измерению.

Если будет окончательно доказано, что альфа не постоянная, а переменная величина, современная наука лишится еще одного положения, казавшегося незыблемым, - симметрии Лоренца. Этот закон лежит в основе специальной теории относительности Эйнштейна и постулата о неизменности скорости света. Теперь, после серии исследований, краеугольные положения современной физики, в том числе касающиеся постоянной величины скорости света, поставлены под сомнение.

Открытие подтверждает теорию суперструн и параллельных миров

Как отмечает New Scientist, открытие Уэбба также подтверждает так называемую струнную теорию мироздания, которая предполагает наличие параллельных миров.

Год назад британский еженедельник описывал еще одно открытие, ставящее под сомнение теорию относительности. Как известно, свет отдаленных звезд и галактик на своем пути через Вселенную испытывает влияние гравитационных полей массивных космических объектов, таких как другие звезды или скопление галактик. Траектория движения света искривляется под влиянием гравитации. Таким образом, изображение этих звезд доходит до Земли искаженным, как будто через линзу. Исследование американского астрофизика Рэйчел Бин основывалось на изучении действия таких гравитационных линз.
 
Бин поставила под сомнение ключевое положение общей теории относительности Альберта Эйнштейна, касающееся пространственно-временной модели мироздания. Согласно теории Эйнштейна, действие гравитации объясняется искривлением пространства и времени под влиянием массы космических объектов. Коэффициент искажения времени при этом должен быть равен коэффициенту искажения пространства. Рэйчел Бин обнаружила явление, противоречащее этому правилу. Она выяснила, что в промежутке между 8 и 11 миллиардами лет назад коэффициент искажения времени был в три раза более значительным, нежели коэффициент искажения пространства.

Ранее теория относительности Эйнштейна получила ряд подтверждений своей верности в рамках одной галактики, однако она никогда еще не проходила проверку на гигантских пространствах Вселенной.
В 2007 году ученые из германского университета города Кобленц также поставили под сомнение теорию относительности, в серии экспериментов подтвердив существование зон "нулевого времени". Во время опытов они зафиксировали движение фотона, скорость которого превышала скорость света.



Источник

Для суперструн физики подобрали квантовые аккорды

Если верить учёным, то мы сами и всё вокруг нас состоит из бесконечного множества вот таких загадочных свернутых микрообъектов (иллюстрация kram666/deviantart.com).

 Неожиданное открытие совершила команда британских физиков. Согласно их модели, теория струн может напрямую прогнозировать поведение сцепленных квантовых частиц. А поскольку новую гипотезу можно протестировать в лабораторных условиях, это значит, что и теория, прозванная "непроверяемой", может наконец лишиться такого печального статуса.

Всю последнюю четверть века теория струн (ТС), она же на разных этапах развития и обобщения – теория суперструн и М-теория, набирала популярность как в обществе физиков, так и среди неспециалистов.С самого начала ТС привлекала сторонников относительно гармоничным соединением известных сведений о невероятно малых частицах с моделями космологических процессов. Понемногу она становилась самым весомым кандидатом на роль "теории всего".

За время развития теории сами струны практически утратили свой изначальный облик. Сейчас они уже не одномерные, а одиннадцатимерные объекты (10 пространственных измерений и время). Двумерные же струны в свёрнутом состоянии могли бы выглядеть так (иллюстрация University of California San Diego).

Увы, несмотря на множество написанных книг, до сих пор никто не поставил ни единого опыта, который прямо доказал бы состоятельность ТС. В отличие, кстати, от теории относительности или квантовой механики. Таким образом, теория струн по сей день остаётся, по сути, чисто умозрительной конструкцией.
Изменить ситуацию намерены Майкл Дафф (Michael Duff) и его команда из Имперского колледжа в Лондоне. Работа британцев, опубликованная 2 сентября в журнале Physical Review Letters (PDF-документ), в случае успеха призвана дать ТС колоссальный толчок.
Для проверки теории Дафф предлагает использовать хрестоматийный эффект квантовой сцепленности частиц. Несмотря на кажущуюся странность, явление квантовой запутанности не подлежит сомнению, так как оно тысячи раз было проверено экспериментально.

Закольцованные струны в теории взаимодействуют и сливаются примерно таким образом (иллюстрация Indian Academy of Science).

В систему сцепленных частиц теоретически можно включать большее их количество, хотя, разумеется, с каждой новой частицей сложность расчётов взаимного их влияния возрастает едва ли не по экспоненте.
На текущий момент взаимодействие трёх запутанных частиц существует лишь на бумаге (хотя недавно появились первые экспериментальные ласточки вроде фотонов-тройняшек). Для представления таких объектов применяются квантово-механические формулы, которые, как однажды заметил Дафф, сильно напоминают математическое описание чёрных дыр определённого класса, причём сделанное именно в рамках ТС.
Параллель может показаться надуманной, однако, по мнению британских физиков, она вполне позволяет, основываясь на соответствующих уравнениях ТС, вначале рассчитать поведение связанных квантовых частиц (в статье предлагается довести их количество до четырёх, чего раньше никому не удавалось даже в теории) и затем поставить опыт по измерению их параметров.

Далее отважных экспериментаторов ждёт поистине драматический момент: они должны будут сравнить предсказания ТС с практическими результатами и, возможно, объявить о первом экспериментальном подтверждении того, что суперструнная модель действует.

 

 Тут стоит сделать небольшое отступление и пояснить, что хотя чаще всего в просторечии используется именно термин "теория струн", с 1995 года по умолчанию под этими словами стоит понимать М-теорию.
В истории теории условно выделяются три этапа. Первый длился примерно с 1968 по 1984 год, а открыл его Габриэле Венициано (Gabriele Veneziano), который с помощью определённого математического аппарата описал частицы — переносчики сильного взаимодействия. Чуть позже Йотиро Намбу (Yoichiro Nambu) предложил физическую интерпретацию модели Венециано.
Описание Намбу, если в двух словах, лишает упомянутые переносчики статуса точечных объектов, в которых "сосредоточены" все их физические характеристики. Японец предполагает, что на самом деле эти элементарные частицы – пространственно протяжённые одномерные объекты, находящиеся в состоянии устойчивого колебания.
Несмотря на то что такое представление было революционным для физики микромира, научное сообщество достаточно быстро охладело к новой теории, так как выяснило, что она входит в противоречие с экспериментально проверенной и более "надёжной" квантовой механикой.

За широкую популяризацию ТС человечеству стоило бы поставить памятник профессору Колумбийского университета (Columbia University) Брайану Грину (Brian Greene). Его вышедшая в 1999 году книга "Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории" стала бестселлером и получила Пулитцеровскую премию. Труд учёного лёг в основу научно-популярного мини-сериала с самим автором в роли ведущего – его фрагмент можно увидеть в конце материала (фото Amy Sussman/Columbia University).

Ситуацию спасла "первая струнная революция", открывшая второй этап развития теории – с 1984 по 1995 год. Основные достижения здесь связаны с именами Джона Шварца (John Schwarz) и новой фигуры – молодого гения Брайана Грина. Учёные в своих построениях сумели не только избежать противоречий между теорией струн и квантовой теорией, но и обобщить "струнный" подход на все известные к тому моменту типы частиц и поля.
Тогда же теорию струн экстренно преобразовали в теорию суперструн в связи с формированием теории суперсимметрий между частицами вещества и поля.
Третья же фаза истории ТС ("вторая струнная революция") длится до сих пор, а началась она с 1995 года, когда Эдвард Виттен (Edward Witten) рассмотрел сложившиеся к тому времени пять различных вариантов теории струн (суперструн) как общность, названную М-теорией.
Вариантов расшифровки заглавной буквы любителями предлагалось множество, вплоть до остроумного варианта "мистическая". Однако наиболее близкий к реальности вариант – всё-таки мембранная теория.
Целью нынешнего исследования было не на бумаге, как это сделали Шварц и Грин, а на опыте доказать, что М-теория не противоречит квантовой механике. И хотя никто не ожидал столь спонтанного открытия возможной прямой корреляции ТС и явления квантовой сцепленности, британцы готовы с радостью ухватиться за эту соломинку и наконец-то проверить различные физические предсказания, сделанные на основе струнной теории.
Любопытно, что момент рождения новой гипотезы о связи ТС и квантовой запутанности чем-то напоминает историю с яблоком Ньютона. По словам Даффа, когда его осенило, он сидел на конференции в Тасмании и внимал презентации своего коллеги – тот представлял математическую формулу, описывающую квантовую сцепленность.
"И тут меня осенило – представленная формула была очень похожа на ту, что я разработал несколько лет назад для описания чёрных дыр "с точки зрения" ТС, – вспоминает Майкл. – Вернувшись в Великобританию, я проверил мои записи и убедился в сходстве математик из таких разных с виду областей".

"Хотя положительный результат эксперимента и не уравняет теорию струн с "теорией всего", он будет очень важным шагом для теоретиков ", – осторожно комментирует Майкл Дафф в пресс-релизе колледжа (фото Imperial College London).

Неспециалисту может показаться невероятным, что с помощью теории, изначально разработанной для описания эволюции и строения Вселенной, можно прогнозировать поведение квантовых систем. Однако авторы окончательной версии ТС на какое-то такое "чудо" и надеялись. И вот оно явлено – осталось лишь научиться создавать "четверные" сцепленные частицы.
"Проверочный эксперимент может рассказать нам нечто очень глубокое и фундаментальное о мире, в котором мы живём. С другой стороны, всё это может оказаться лишь загадочным совпадением", – очень сдержанно заключает Дафф.

Источник