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…

Электрический ток превратил опал в хамелеона

24 декабря 2008, 18:45
Метки: , , ,
Рубрика: Изобретения 

Ученые из Канады и Великобритании разработали материал, способный принимать любые цвета видимого спектра. Коротко о своей работе, опубликованной в журнале Angewandte Chemie International Edition, авторы рассказали журналу New Scientist.

Новый материал можно назвать разновидностью искусственного опала. Этот полудрагоценный камень относится к классу минералоидов (минералов, не имеющих упорядоченной кристаллической решетки). Отличительное свойство опала - опалесценция - определяется его структурой. Уложенные в геометрическом порядке гранулы кремнезема диаметром около 200 нанометров образуют трехмерную дифракционную решетку. Свет, рассеиваясь на гранулах, дает чистые цвета. При создании искусственных опалов используют гранулы аморфного кварца с диаметром 200 - 600 нанометров.

Структура нового материала напоминает структуру опала, однако в отличие от природного аналога, он способен расширяться и сжиматься. Именно за счет этого материал-хамелеон изменяет свой цвет. Изменение размеров обеспечивается за счет использования полимера и пропускания электрического тока.

Для создания необычного материала кварцевые гранулы диаметром 270 нанометров помещают на плоский электрод. Для того чтобы зафиксировать положение гранул, сверху к ним добавляют полимерное вещество. Затем гранулы растворяют кислотой, и в полимере остаются регулярно расположенные воздушные карманы, которые заполняются раствором электролита (вещества, проводящего электрический ток).

Полученный материал выглядит переливающимся синим, однако при пропускании тока он становится красным, а затем приобретает по очереди все цвета видимого спектра. Секрет такого эффекта кроется в полимере. Ток “выбивает” из него электроны, которые, в свою очередь, отрицательно “заряжают” входящие в состав полимера атомы железа. Читать далее…

Ученые создали новый тип лазера

24 декабря 2008, 18:39
Метки: , , , , ,
Рубрика: Изобретения 

Ученым из Принстонского университета удалось создать новый тип лазера, сообщается в пресс-релизе, опубликованном на сайте университета. В настоящее время исследователи работают над усовершенствованием своего изобретения, основой для которого стал квантовый каскадный лазер.

В современных электронных приборах используются так называемые лазерные диоды, в которых лазерное излучение (световое излучение, почти все фотоны которого имеют одну длину волны), формируется при подаче электрического тока на полупроводниковый диод. В квантовом каскадном лазере используется похожая схема, только излучающий материал состоит из большого количества полупроводниковых слоев.

В качестве излучающего материала исследователи из Принстонского университета использовали много слоев полупроводника толщиной всего в один атом. Во время испытаний ученые обнаружили, что их устройство испускает не один луч, а два с различными длинами волн. При этом у второго луча обнаружились свойства, которые современная теория каскадных лазеров объяснить не в состоянии.

Во-первых, оказалось, что два луча “конкурируют”. При увеличении силы тока интенсивность обычного луча возрастала, в то время как второй ослабевал. Во-вторых, при росте температуры до определенного значения сила второго луча увеличивалась, в то время как у обычных светодиодных лазеров она уменьшается. 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…

Intel заявила о прорыве в области кремниевой фотоники

Исследователи из корпорации Intel заявили о значительном прорыве в области кремниевой фотоники — технологии, позволяющей передавать данные внутри полупроводниковых чипов при помощи импульсов света. В современных микросхемах передача информации осуществляется по соединениям, предлагающим существенно более низкую скорость.

В статье, опубликованной в журнале Nature Photonics, описывается новый потоковый фотодетектор (APD — Avalanche Photodetector), предназначенный для улавливания потока световых импульсов и последующего усиления сигнала в микроэлектронных устройствах.

Детектор создан на базе кремниевых компонентов, и это является его главным преимуществом. Другие аналогичные разработки подразумевают использование иных конструктивных материалов, например, соединения индия и фосфора. Такие соединения существенно дороже, что представляет собой барьер на пути запуска технологии в массовое производство. Новый фотодетектор, созданный из кремниевых компонентов, дешевле в изготовлении и, более того, имеет в несколько раз более высокую производительность.

Датчик представляет собой крошечное устройство, способное улавливать пульсации света, преобразовывая их в электрические сигналы. В отличие от других сенсоров, получающих один фотон и конвертирующих его в один электрон, APD может усиливать полученный сигнал многократно. Так, ключевая характеристика сенсора APD — усиленная полоса пропускания (gain bandwidth, произведение коэффициента усиления детектора на величину его полосы пропускания) — равна 340 ГГц, что примерно в три раза больше в сравнении с другими детекторами. Современные детекторы света имеют gain bandwidth равную 120 ГГц. Читать далее…

В космосе обнаружен таинственный источник высокоэнергетических электронов

Ученые обнаружили избыток высокоэнергетических электронов в космическом излучении, которое достигает Земли в районе Антарктики. По словам исследователей, это явление может быть результатом аннигиляции частиц темной материи. Статья группы ученых из США, Германии, Китая и российского НИИЯФ (научно-исследовательский институт ядерной физики) при МГУ опубликована в журнале Nature.

В своей работе физики провели анализ данных, собранных проектом ATIC в период с 2000 по 2003 год. В его рамках исследователи запускали в районе Антарктики аэростаты со специальным оборудованием на борту на высоту примерно 35 километров. Приборы на аппаратах предназначались для изучения космического излучения, то есть потоков заряженных частиц из космоса.

В результате анализа авторам работы удалось установить, что в космическом излучении присутствует некоторый излишек электронов с высокими энергиями (300-800 гигаэлектронвольт). Так как эти элементарные частицы при движении в межзвездном пространстве теряют энергию достаточно быстро, то их источник должен располагаться совсем “рядом” с Солнечной системой. Подсчеты физиков показывают, что он может находится на расстоянии не более трех тысяч световых лет.

Что является источником, ученые объяснить пока не могут. Одним из возможных вариантов является какое-нибудь ранее незамеченное “экзотическое” космическое тело. Например, черная дыра средней величины. Источником электронов в этом случае будут являться процессы в аккреционном диске дыры. До настоящего времени подобных объектов астрономам обнаружить не удавалось, однако общая теория эволюции черных дыр предсказывает, что они должны быть. Другим вариантом является пульсар - нейтронная звезда, создающая вокруг себя сильнейшее магнитное поле, которое разгоняет электроны, сообщая им столь высокую энергию. Читать далее…

Ученые придумали, как увеличить емкость диска Blu-ray до 1 ТБ

24 октября 2008, 12:18
Метки: , ,
Рубрика: Изобретения 

Учёные из Университета Калифорнии в Беркли изобрели «летающую плазмойдную головку», благодаря которой, по их словам, в будущем может стать возможным создание оптических дисков формата Blu-ray ёмкостью 1 ТБ – в 20 раз больше, чем сейчас, пишет techradar.com.

Головка представляет собой группу металлических линз, которые направляют лазерный луч сквозь электроны, находящиеся в возбуждённом состоянии. В результате на объекте воздействия возникают крошечные ямки, которые высверливаются лазером. Их размер не превышает нескольких нанометров.

По словам учёных, данная технология может совершить революцию в области оптической литографии. С её помощью можно будет не только увеличить ёмкость оптических дисков, но и значительно улучшить процесс производства полупроводников.

Профессор Сян Чжан (Xiang Zhang) из университета в Беркли, принявший участие в исследовательских работах, предполагает, что технология будет запущена в коммерческое производство в течение 5 лет.

cnews.ru


Bottom