Top

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…

Астрономы научились определять точные размеры экзопланет

Группа астрономов разработала технологию, позволяющую с высокой точностью определять размеры планет, находящихся вне Солнечной системы. О работе ученых рассказано в пресс-релизе, который опубликован на сайте Гавайского университета. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org.

Технология основана на использовании так называемого транзитного метода, который используется для поиска экзопланет. Когда планета в процессе вращения проходит между звездой-”хозяином” и наблюдателем, на некоторое время яркость звезды уменьшается. Анализируя, как сильно гаснет звезда, ученые могут приблизительно установить размеры планеты. До настоящего времени возможности приборов не позволяли получить точные данные.

Исследователи, ведущим из которых был Джон Джонсон (John Johnson), смогли значительно увеличить точность измерений, используя новый тип детекторов. По словам авторов работы, чувствительность камеры, в которую встроены детекторы, позволяет “засечь” полет моли перед освещенным окном на расстоянии около 1600 километров.

Первой “моделью”, на которой ученые опробовали новое устройство, стала планета WASP-10b, обращающаяся вокруг своей звезды под названием WASP-10, которая находится на расстоянии 300 световых лет от Земли. Исследователи увеличили точность измерений ее размера (сравнимого с размером Юпитера) в четыре раза. До появления работы Джонсона и коллег считалось, что WASP-10b является аномально большой планетой. Новые данные говорят о том, что размер WASP-10b укладывается в рамки теории, зато ее плотность превосходит расчетную. Читать далее…

Глубинные слои Земли оказались полупрозрачными

Геофизики, работающие в научных центрах США и Германии, в лабораторных условиях исследовали поведение минерала перовскита при высоком давлении. Их результаты, опубликованные в журнале Science, свидетельствуют о сохранении прозрачности минерала при давлении в 1,25 миллиона раз выше атмосферного. Слагающий, по современным представлениям, нижние слои мантии Земли перовскит обеспечивает большую часть теплопередачи за счет излучения, а не теплопроводности.

Перовскитом называют группу минералов, чья внутренняя структура организована в виде вложенных друг в друга решеток из атомов кислорода и двух различных металлов. Названный в честь русского геолога графа Перовского минерал первоначально был обнаружен на Урале еще в XIX веке и вплоть до недавнего времени считался сравнительно редким и не представляющим практического интереса.

Однако в 2000-х годах было показано, что перовскит образует при высоких давлениях также и соединение MgSiO3, одно из основных составляющих нижней мантии Земли. Данные, полученные на основе анализа распространения сейсмических волн подтвердили результаты лабораторных исследований на специальных прессах для получения сверхвысоких давлений. По мнению ученых, перовскит может оказаться не редким, а самым распространенным минералом, пусть не на поверхности планеты, но в Земле в целом.

Исследовавшие спектры поглощения силиката магния при высоких давлениях ученые пришли к выводу, что образующийся на глубине около 2600 километров перовскит практически прозрачен для видимого света и ближнего инфракрасного излучения. При температурах около тысячи градусов Цельсия такое свойство оказывается критичным для теплопереноса, раскаленная порода в буквальном смысле начинает светиться и передавать тепло именно за счет излучения. Из трех процессов переноса тепла (теплопроводности, конвекции и излучения) именно излучение играет основную роль в процессах вблизи ядра планеты. Читать далее…

В окрестности Ориона обнаружены загадочные источники космических лучей

В окрестности созвездия Орион ученым удалось идентифицировать два региона, откуда на Землю попадает космических лучей больше среднего, сообщает Science NOW. Причины этого избытка ученые объяснить пока не в состоянии. Совместная работа, в которой участвовали представители 16 научных институтов, опубликована в журнале Physical Review Letters.

Космические лучи не являются лучами вовсе: на 99 процентов они состоят из протонов и ядер атомов гелия. В настоящее время считается, что их источниками являются взрывы сверхновых, пульсары и черные дыры. После “рождения” заряженные частицы попадают в магнитное поле Млечного Пути, под воздействием которого они распределяется в пространстве относительно равномерно. Это означает, что космические лучи ниже определенной пороговой энергии (частицы, энергия которых выше, составляют отдельную головную боль астрономов) должны приходить на Землю в одинаковом количестве со всех сторон.

Данные, о которых идет речь в работе, были собраны при помощи телескопа Milagro, установленного в лаборатории Лос Аламос, штат Нью Мексико. Он представляет собой бассейн размером с футбольное поле, на дне которого установлены специальные детекторы. Сверху бассейн укрыт специальной пленкой, благодаря которой частицы с низкими энергиями не проникают внутрь: детекторы регистрируют только попадание высокоэнергетических частиц из космоса.

В результате наблюдения за небом над Северном полушарии, которое длилось семь лет, ученым удалось зарегистрировать более 200 миллиардов попаданий. Статистический анализ показал, что со стороны Ориона частиц приходит больше на 0,04 - 0,06 процента. Кроме этого ученым удалось установить местоположение регионов, откуда приходят “дополнительные” космические лучи. Читать далее…

Астрономы увидели возможный конец Cолнечной системы

Астрономам удалось обнаружить планету в опасной близости красного гиганта, сообщает информационное агентство ANI. Гиганты являются поздним этапом эволюции звезд, чья масса лежит в пределах от половины до пяти-шести солнечных. Считается, что превращение Солнца в красного гиганта положит конец существованию Солнечной системы через 5,4 миллиарда лет.

Как показали наблюдения, вокруг звезды HD 102272, расположенной на расстоянии 1200 световых лет от Земли в созвездии Льва, вращается планета с массой в шесть юпитерианских. По словам исследователей, эта планета располагается к своей звезде ближе, чем любая другая из известных на сегодняшний день.

По словам исследователей, новое открытие поможет лучше понять воздействие красных гигантов на прилежащие планеты. Основываясь на эмпирических данных, полученных из других источников, они высказывают гипотезу, что в окрестности этих гигантских звезд существует некая “зона отчуждения”, граница которой проходит на расстоянии в 0,6 астрономических единиц (расстояний от Земли до Солнца) от звезды. Все обнаруженные до настоящего времени планеты “старательно избегают” эту зону. Современные теории не предсказывают существования подобных регионов.

Кроме этого у ученых есть “подозрения” о наличии второй планеты в системе HD 102272. По их собственным словам, у них пока недостаточно данных, чтобы однозначно прояснить этот вопрос. Если открытие подтвердится, то звездная система HD 102272 станет первой, состоящей из нескольких планет, вращающихся вокруг красного гиганта. Читать далее…

Марсоход Spitit заснет на две недели

17 ноября 2008, 21:08
Метки: , , ,
Рубрика: Исследования 

Инженеры NASA приняли решение на две недели перевести марсоход Spirit в режим ожидания, сообщается в пресс-релизе на сайте NASA. Такая мера связана как с последствиями недавней пыльной бури, так и с неудачным расположением Земли и Марса друг относительно друга. С 30 ноября планеты будут располагаться с противоположных сторон от Солнца, и радиосвязь с аппаратом будет затруднена.

После пыльной бури, окончание которой ознаменовал успешный обмен сигналами с роботом на поверхности Марса, была проведена диагностика аппарата. Как установили ученые, солнечные батареи выдают сейчас тридцать процентов от первоначальной мощности против 33 процентов непосредственно перед бурей. Падение мощности связывают с дополнительно принесенной ветром пылью, еще сильнее закрывшей фотоэлементы.

В связи с тем, что риск повторных пылевых бурь сохраняется, а выдаваемых батареями 160 ватт-часов в день по-прежнему мало для полноценной работы, было решено в ближайшее время не перемещать куда-либо Spirit и не возобновлять обогрев части научного оборудования. Режим экономии электроэнергии продлится как минимум до окончания запланированной двухнедельного перерыва с 30 ноября. Читать далее…

Минеральная “эволюция” поможет в поиске внеземной жизни

17 ноября 2008, 13:44
Метки: , , , ,
Рубрика: Исследования 

В возникновении большинства современных минералов принимали участие микроорганизмы, и это обстоятельство поможет искать жизнь на других планетах сообщает Science NOW. Участие живых организмов в формировании современных минералов не является новым фактом для геологов, однако ученые из Вашингтонского университета Карнеги впервые установили масштабы этого явления. Их работа опубликована в журнале American Mineralogist.

Для изучения исследователи отобрали три тысячи минералов и изучили их происхождение. В результате было установлено, что они произошли от менее чем двух десятков древних минералов. При этом все минералы-предки прямо или косвенно использовались в жизнедеятельности микроорганизмами, начиная с самых первых фотосинтезирующих организмов, возникших 2,5 миллиарда лет назад.

Исследователи полагают, что “живое” участие в производстве минералов простирается далеко за “кислородную” геохимию. Так, совсем недавно ученые обнаружили в калифорнийском озере Моно уникальный минерал, получивший имя хазенит (название было утверждено в феврале 2008 года). Этот минерал является результатом жизнедеятельности особых микроорганизмов, обитающих в воде данного озера, которая в 80 раз щелочнее морской. Читать далее…

Время синтеза гемоглобина оказалось сравнимо с возрастом Земли

12 ноября 2008, 18:24
Метки: , , ,
Рубрика: Исследования 

Американские исследователи установили, что в отсутствие фермента реакция, необходимая для синтеза гемоглобина, идёт более двух миллиардов лет. Пресс-релиз работы, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, доступен на сайте Медицинской школы университета Северной Каролины.

Ферменты - это молекулы белка, которые ускоряют протекание химических реакций в живых системах. В неживой природе вещества, обладающие такими свойствами, получили название катализаторов. Катализаторы делают возможным протекание реакций, снижая их энергию активации. Реакции, для которых требуется присутствие катализатора, могут протекать и без него, однако вероятность этого события невысока. Другими словами, время такой реакции будет очень большим.

В своей работе учёные исследовали, сколько времени потребуется для протекания реакции, катализируемой ферментом уропорфириногендекарбоксилазой. Эта реакция входит в каскад реакций, необходимых для синтеза гемоглобина (белка крови, который ответственен за связывание кислорода) у человека и хлорофилла (без него растения не смогут осуществлять фотосинтез) у растений. В организме такая реакция протекает за несколько миллисекунд (тысячных долей секунды).

Учёные определяли, сколько времени займёт спонтанное протекание катализируемой уропорфириногендекарбоксилазой реакции отсоединения карбоксильной группы от вещества под названием пирролил-3-ацетат. Исследование показало, что время, за которое половина участвующего в реакции вещества потеряет карбоксильную группу, составляет 2,3 миллиарда лет (в химии принято определять время, за которое прореагирует не все вещество, а именно половина). Для сравнения, возраст Земли составляет около 4,5 миллиарда лет. Читать далее…

« ПредыдущаяСледующая »


Bottom