Top

На ускорителе Тэватрон обнаружены следы ранее неизвестной частицы

Группе ученых, работающих на ускорителе Тэватрон, удалось обнаружить следы ранее неизвестной частицы. Статья авторов опубликована в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение доступно на сайте издания.

Одним из методов поиска новых частиц является поиск резонансов (”горбов”) в распределении энергий лептонов и антилептонов (элементарные частицы, к которым относятся электроны и позитроны соответственно), возникающих после столкновения. Их наличие может указывать на то, что в результате столкновения появилась ранее неизвестная частица, которая позже распалась с образованием пары лептон-антилептон.

В рамках эксперимента ученые проводили столкновение высокоэнергетических протонов и антипротонов. Физиков интересовали возникающие в результате столкновения пары электрон-позитрон. Изначально ученые планировали получить практические ограничения на гипотетические частицы, существование которых выходит за рамки Стандартной модели (являющейся основной теорией, описывающей электрослабое и сильное взаимодействия элементарных частиц). Своей цели физики достигли, однако в результате эксперимента им удалось обнаружить “неожиданный” резонанс в районе энергий около 240 ГэВ (240 миллиардов электрон-вольт).

По словам исследователей, говорить об обнаружении новой частицы пока рано. Это связано с тем, что у ученых пока не набралось достаточно статистических данных (то есть возникновение резонанса пока нельзя с уверенностью считать неслучайным). Читать далее…

За форму колец Сатурна оказались ответственны его спутники

Ученым удалось объяснить механизм поддержания “порядка” в кольцах Сатурна: их строгая форма оказалась результатом согласованности движения отдельных частиц, составляющих кольца, и орбитального движения близлежащих спутников планеты-гиганта. Работа ученых появится в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а препринт статьи доступен в настоящее время на сайте arXiv.org.

В качестве основного объекта исследования было выбрано кольцо B, а также близлежащий спутник Мимас. Расчеты ученых показывают, что радиальные (то есть перпендикулярные орбите) перемещения частиц, составляющих кольцо, синхронизированы с движением Мимаса: за один оборот спутника частицы успевают дважды совершить путешествие от одного края кольца к другому. При этом частота поддерживается с точностью 0,01-0,001 процента.

Дальнейшее компьютерное моделирование позволило установить, что воздействие Мимаса достаточно быстро “исправляет” возмущения, вносимые в движение объектов случайными столкновениями. Таким образом, множество столкновений внутри колец, которые могли бы произойти после встречи с внешними объектами, не происходит. Расчеты исследователей показывают, что общая частота столкновений в кольце под “контролем” гравитации спутника снижается в десятки тысяч раз по сравнению с “неконтролируемым” аналогом. Читать далее…

Создан ускоритель заряженных частиц с пониженным потреблением энергии

Физики из лаборатории в Дарсбери, Великобритания, успешно испытали новый линейный ускоритель ALICE со схемой повторного использования энергии заряженных частиц. Созданная Cоветом по технологическим и научным центрам Великобритании установка является ускорительным комплексом нового поколения, позволяющим с меньшими затратами получать мощные пучки рентгеновского излучения для применения в физико-химических и биологических исследованиях.

Необходимое для изучения молекулярных процессов с высоким пространственным и временным разрешением рентгеновское излучение создается при сжатии движущихся на околосветовой скорости электронных пучков. После получения излучения пучки с энергией 35 мегаэлектронвольт просто “выбрасывались”, что приводило к резкому снижению эффективности установки в целом.

Теперь же, с введением в строй новой системы “утилизации” пучка, электроны возвращают большую часть вложенной в них энергии. Это означает либо существенное сокращение энергопотребления, либо столь же существенный прирост мощности установки с сохранением текущих затрат (пресс-релиз содержит оценку в 99,9 процентов возвращаемой в систему энергии). Читать далее…

Физики придумали новый способ поиска темной материи

12 декабря 2008, 18:13
Метки: , ,
Рубрика: Изобретения 

Ученые из нескольких американских институтов разработали детектор частиц темной материи, который, по словам авторов, намного превосходит существующие приборы по эффективности. Изобретение физиков коротко описано в пресс-релизе на сайте Массачусетского технологического института. Более подробную характеристику можно найти в статье на сайте arXiv.org.

Темная материя - это загадочная субстанция, которая участвует в гравитационном, но не участвует в электромагнитном взаимодействии. Ее существование было теоретически предсказано для того, чтобы объяснить “недостаток” массы во Вселенной. До настоящего времени астрономам не удалось получить экспериментальных доказательств, которые бы однозначно подтверждали существование “необычной” материи.

Считается, что основными частицами, составляющими темную материю, являются вимпы (слабовзаимодействующие массивные частицы; термин пока не устоялся в русскоязычной литературе и образован от английской аббревиатуры WIMP - Weakly Interacting Massive Particle). Вимпы можно фиксировать непосредственно, используя специальные детекторы. Обычно они находятся на значительной глубине: земля поглощает большую часть частиц “обычной” материи, которые создают сильный фон.

Детектор должен фиксировать вспышки света, возникающие при столкновении вимпов с другими частицами. Фотоэлектронные умножители позволяют многократно усилить слабый сигнал и “засечь” одиночное столкновение. Читать далее…

Липкая лента оказалась источником ренгеновского излучения

23 октября 2008, 11:12
Метки: , , ,
Рубрика: Исследования 

Отматывание липкой ленты в вакууме производит рентгеновское излучение, сообщает Nature News. Работа была выполнена учёными из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и опубликована в журнале Nature. Видео эксперимента доступно здесь. Сами авторы работы отмечают, что похожее явление был впервые описано советскими исследователями ещё в 1953 году, однако осталось малоизвестно. Во время отматывания ленты возникает и обычное свечение.

Учёные предполагают, что за излучение ответственен эффект аналогичный так называемому эффекту триболюминесценции. Это явление возникновения электромагнитного излучения при разрушении асимметрических связей в кристалле. Оно возникает, когда кристалл царапается, трётся или частично разрушается. В настоящее время считается, что в основе этого явления лежит разделение зарядов: во время механических процессов асимметричные связи разрушаются, а свет испускается в результате повторного объединения заряженных частиц.

Учёным удалось установить, что непосредственным источником излучения служит клейкая субстанция на ленте. По крайней мере рентгеновское излучение возникает именно в том месте, где лента отклеивается от мотка. Описать суть процесса ученым не удалось. Дело в том, что в случае с лентой в “производстве” рентгеновского излучения никакие кристаллы не участвуют - клейкая субстанция имеет аморфную структуру, то есть не обладает кристаллической решеткой. Кроме этого рентгеновское излучение не возникает в присутствие воздуха (поэтому использование обычного скотча безопасно).

Исследователям удалось при помощи данного эффекта получить рентгеновский снимок пальца одного из учёных. Для этого они собрали установку, в которой механический привод в вакуумной камере с постоянной скоростью разматывал скотч. В камере было проделано окошко, через которое рентгеновские лучи выходили наружу. Используя приёмник от рентгеновского аппарата для дантистов, учёным удалось сформировать изображение пальца. Читать далее…


Bottom