Порожнечі не існує

Головною загадкою сучасної фізики є пояснення процесів, які 

відбуваються з частинками на субатомному рівні. НВ не раз писав 

про гіпотетичну теорію всього, що могла б пояснити, чому в макро- 

і мікромасштабах діють різні закони фізики.

Але, на початку 2019-го вчені з Швейцарської вищої технічної школи 

в Цюрихху додали в це рівняння ще більше невідомих. Дослідники

 провели експеримент, який не вдавалося здійснити фізикам

 у всьому світі кілька десятків років: вперше в історії вони виміряли 

енергію в умовах абсолютної порожнечі — вакуумі.

Так, виявляється, що вакуум також може впливати на елементарні

 частинки, тому точність експериментів, які проводять нібито в

 ідеальних умовах, можна поставити під сумнів. У цьому випадку

 фізики використовували частки світла — фотони, — щоб виміряти,

 як потенційна енергія у вакуумі може взаємодіяти з ними.

Дослідники пропустили два лазерні імпульси завдовжки трильйонну 

частку секунди через суперохолоджений оптичний кристал, і 

порожній простір між елементарними частинками у вакуумі незначно

 впливав на світло. Пучки фотона запускали кілька разів у різних 

місцях і в різний час, щоб переконатися, що на них дійсно щось 

впливає.

Вчені припустили, що такі незначні спонтанні зміни в порожнечі

 зумовлені законом невизначеності Гейзенберга. Цей закон 

передбачає деякі відхилення від правила збереження енергії. 

Незважаючи на те, що виявлена енергія у вакуумі дуже слабка 

— відкриття може довести, що деякі постійні, які використовують

 у сучасній фізиці, є хибними.

«Вакуумні флуктуації електромагнітного поля мають чітко видимі 

наслідки і, серед іншого, вони призводять до того, що атом може 

мимовільно випромінювати світло», — пояснювала одна з авторів

 експерименту фізик Ілеана-Крістіна Бенея-Хелмус.

Загадка темної матерії

Дотепер вченим невідомо, чому швидкість обертання зовнішніх 

об'єктів у космосі постійно збільшується, незважаючи на

 те, що відстань між ними зростає. Кілька десятків років тому

 фізики списали це протиріччя в загальній теорії відносності

 Ейнштейна на темну матерію — гіпотетичну речовину, яка 

нібито формує приблизно чверть прихованої маси Всесвіту і

 відповідає за високу швидкість обертання віддалених об'єктів.

Темна матерія не бере участі в електромагнітній взаємодії і є практично невидимою для нас, тому фізики шукають різні частки, які могли б з нею взаємодіяти. Цьогоріч група вчених з німецького Інституту хімічної фізики твердих тіл суспільства Макса Планка і кількох університетів США і Китаю опублікувала дослідження, яке може значно наблизити нас до розгадки таємниці темної матерії.

Завдяки експериментам з високими енергіями і конденсованим станом, вчені визначили, що електрони вейлівського напівметалу поводяться так, ніби у них

 немає маси: вони не взаємодіють один з одним і розділені на

 два типи, — ліві і праві. Ця хімічна властивість називається

 хіральність, і вона дозволяє молекулам вейлівского напівметалу 

не збігатися в просторі зі своїм дзеркальним відображенням.

Охолоджуючи їх до мінус 11 градусів Цельсія, вчені змусили 

незвичайні електрони взаємодіяти і конденсуватися в кристалічні 

версії самих себе. Отримані частки цих кристалів проявляли ті ж

 властивості, які має виявляти гіпотетична темна матерія — аксіон.

Виявилося, що кристали хіральних електронів напівметалу

 складаються з квазічастинок — фононів, які одночасно являють 

собою хвилі вібрацій. Внаслідок експерименту вчені виявили такі 

фонони, які реагують на електричні та магнітні поля так само, як

 і запропоновані 40 років тому аксіони.

Це означає, що автори дослідження не тільки виявили, де можна 

шукати аксіони, але й, можливо, відкрили довгоочікувану темну

 матерію, яка взаємодіє з видимою нам речовиною.

До уроку астрономії

                                             До уроку астрономії

В сети появилось видео последнего в этом году солнечного затмения — кольцевого. Предыдущее затмение Солнца — Меркурием — наблюдалось 11 ноября 2019 года
Его пик пришелся на 5 часов 14 минут по Гринвичу (7:14 по киевскому времени) 26 декабря.
Лучше всего это редкое явление было видно на территории восточной Африки, севере Австралии и в Азии. Кольцевым затмение называется потому, что Луна закрывает солнечный диск ровно посредине, оставляя по краям световое кольцо.

Китайские исследователи повысили точность отслеживания космического мусора на орбите вокруг Земли. Это поможет специалистам обеспечить эффективную защиту для летательных аппаратов, прокладывая более безопасные маршруты.

Ученые создали систему обнаружения космического мусора, столкновение с которым грозит катастрофическими для спутников последствиями, с применением телескопов с лазерными дальномерами, которые управляются нейронной сетью. Она способна заметить объект с площадью поперечного сечения, равной одному квадратному метру, на расстоянии 1500 километров.
Новый метод намного превышает возможности уже имеющихся систем с лазерными локаторами, которые определяли местоположение с необходимой точностью лишь на расстоянии одного километра. Основная сложность состояла в том, что отраженный от мусора световой сигнал достаточно слабый. Для лучшего распознавания исследователи воспользовались генетическим алгоритмом и алгоритмом Левенберга-Марквардта. Первый основан на случайном подборе и вариаций искомых параметров, среди которых выбираются те, что лучше всего соответствуют решению задачи. Второй минимизирует суммы квадратов отклонений функции от искомых параметров.