Приклад даних, змодельованих для детектору часток.Тут після зіткнення утворюється бозон Хіггса, котрий розпадається на два струмені адронів та електронів. / фото Lucas Taylor / CERN

Листопад 28, 2018

Олена Летута

Опубліковано в Дослідження

Який наш Всесвіт на фундаментальному рівні? Чи дійсно існує той найменший можливий будівельний блок чи набір будівельних блоків, з якого все і вся побудоване? Це питання, над якими науковці можуть багато розмірковувати без якоїсь кінцевої відповіді.

Щоб ви зробили для вирішення питання, з чого складається Всесвіт? Тисячі років тому найкращими інструментами були уява, ідеї та логіка. Й саме завдяки їм люди дійшли висновку про:

• існування матерії.
• існування кількох фундаментальних інгредієнтів, з допомогою яких можна створити все довкола.

Й щоб знайти ці фундаментальні компоненти, нам необхідно було б розбити матерію на більш дрібні складники. Звернемося до цієї ідеї.

Детектор ALPHA-g для вимірювання впливу гравітації на антимтерію. / фотоStu Shepherd/TRIUMF

Листопад 27, 2018

Катерина Палій

Опубліковано в Новини

Вчені в CERN готуються запустити детектор, який вивчить вплив сили тяжіння на антиматерію – до того, як весь об’єкт закриють на дворічне технічне обслуговування.

Глибоко під землею, у бетонному бункері CERN, всесвітньо відомого прискорювача частинок, розташована 200-кілограмова машина, захищена щитом з аргону та вуглекислого газу. Після багатьох років ретельного проектування та будівництва пристрій майже готовий до свого дебюту. Хоча детектор виглядає футуристично, за функціоналом він схожий на попередні покоління  детекторів – за одним винятком: даний прилад був розроблений для вимірювання впливу сили тяжіння на антиматерію.

Всередині Великого адронного калайдера / фото Thomas Cizauskas

Олена Летута

Опубліковано в Новини

Вчені з Інституту фізики високих енергій (Institute of High Energy Physics, IHEP) в Пекіні розробляють найбільший у світі прискорювач частинок. 27-кілометровий Великий адронний колайдер (LHC) виглядатиме карликом на фоні цієї вражаючої установки на 100 км (якщо її таки побудують). Майже в 5 разів довший, очікується, що він буде ще й в половину дешевшим.

Проект, відомий під назвою Циркуляційний електронно-позитронний колайдер (Circular Electron Positron Collider, CEPC), є дітищем директора IHEP Ван Йіфана. Йіфан очолює його з 2012 року — року відкриття бозона Хіггса. Вартість проекту наразі обчислюється в 30 млрд юанів (4,3 млрд доларів США). Відкрити його планують близько 2030 року.

Одним із завдань CEPC буде створювати бозони Хіггса, зіштовхуючи разом електрони та їх аналоги з антиматерії, позитрони. Оскільки це фундаментальні частинки, їх зіткнення чіткіше та простіше розшифровуються, ніж протон-протонні зіткнення Великого адронного колайдера

/фото MIT Electric Aircraft Initiative

Листопад 25, 2018

Катерина Палій

Опубліковано в Інновації

Уявіть собі літальний двигун, який не має рухомих частин, не продукує шкідливі викиди та не створює шуму. Саме його створили дослідники в Массачусетському технологічному інституті (MIT) США. Вони адаптували технологію, яка раніше використовувалася тільки в космічних апаратах, щоб забезпечувати їм зліт над Землею. 

Іонні накопичувачі використовуються в космічних апаратах з 1960-х років і працюють шляхом випалювання потоку заряджених частинок, які штовхають апарат вперед. Окрім того, що такі двигуни є вуглецевою нейтральними, вони мають вищий ступінь надійності та дешевші в обслуговуванні, ніж звичайні двигуни. Вони просто не мають гвинтів, турбін та паливних насосів, які можуть зіпсуватися. Єдина проблема полягала в тому, що при дії земної сили тяжіння тяга, створювана двигуном, була недостатньою, щоб подолати вагу батарей, необхідних для його живлення. Дотепер.

Ілюстрація зображає, як може з'явитися піниста структура простору-часу: крихітні бульбашки, що в квадрильйон разів менші ядра атома, постійно коливаються, й триває це безкінечно малі долі секунди. Спостереження окремих квазарів в рентгенівських променях Chandra Space Telescope дозволяють вченим перевірити природу простору-часу в надзвичайно малих масштабах. Проте з наявним та прогнозованим рівнем технологій ця ілюстрація навряд чи колись стане зображенням. / фото Stuart Rankin

Листопад 21, 2018

Олена Летута

Опубліковано в Дослідження

Наш Всесвіт замість суцільних твердих блоків складається з неподільних квантових частинок, які разом утримують невидимі сили. І самі частинки, і сили можуть бути описані з допомогою базової структури — квантових полів. Вони вміщують все, що ми знаємо про всі частинки та античастинки Стандартної моделі. Панує думка, що існує 24 фундаментальних квантових поля: 12 для ферміонів та 12 для бозонів. Зустрічається також інформація про квантові поля для молекул та атомів. То як це працює? Чи є квантові поля реальними? Або це просто математична конструкція?

"Канонічне" зображення моделі атома, відповідно до популярного сприйняття моделі Бора. Картинка зображає електрони у вигляді сфер, що обертаються довкола "ядра" / фото Gerd Altmann

Листопад 19, 2018

Олена Летута

Опубліковано в Новини

Фізики створили справжнє дивацтво, відоме під назвою квантовий фрактал, котрий міг би виявити нові та нетипові види поведінки електрона.

Фрактал — це структура, що повторює сама себе в різних шкалах величини: при наближенні вона виглядає так само, як і здалеку. В звичному світі фрактали є досить типовим явищем. Наприклад, стебло цвітної капусти, блискавка і т.ін. Проте в крихітному квантовому світі їх не так вже й просто знайти.

Та от, 12 листопада в журналі Nature Physics було опубліковано повідомлення, що вченим вдалося штучно створити квантовий фрактал, помістивши молекули монооксиду вуглецю на поверхні міді. Обмежені молекулами міді електрони утворюють фрактальну форму “трикутників в трикутниках”, так званий трикутник Серпінського. Однак, повноцінний трикутник Серпінського буде містити безкінечну кількість трикутників, тому вчені створили фігуру, наближену до цієї форми.

Енергія Сонця вже рятує довкілля та береже бюджет багатьох землян. Все може бути ще краще, якщо вона стане більш живучою / фото Pixabay

Листопад 15, 2018

Анна-Марія Фокшей

Опубліковано в Вибір редакції Дослідження

Коротка тривалість життя відновлюваної енергії давно стала її головним недоліком. Шведські вчені знайшли можливе розв’язання цієї проблеми.

У рідкому стані сонячна енергія може зберігатися майже 20 років. Це стверджують вже декілька різних груп вчених, а останню публікацію видав журнал Energy & Environmental Science. Джефрі Гросман, інженер з Массачусетського технологічного інституту, що працює з цим матеріалом:

Опубліковано  LEU в  14 Листопада , 2018

Системи геолокаціі і навігації, типу GPS, мають ахіллесову п’яту – вони залежать від роботи мережі супутників і прийому сигналів від них. Якщо ви опинетесь в підвалі або в метро, шансів встановити своє місцезнаходження не залишається.

Альтернативою могли б стати системи на базі акселерометрів, які обчислюють положення носія щодо його зміщення відносно певної точки відліку. І такі вже є, але вони потребують постійного калібрування і того ж працюють із великою похибкою, через що постійно накопичуються відхилення. Виправити цей недолік взялися інженери компанії M Squared і вчені з Імперського коледжу Лондона, які спроектували «квантовий акселерометр».

Його ідея заснована на тому, що при наднизьких температурах матерія набуває властивості хвилі. Щоб досягти цього, в експериментальній установці потужний лазер охолоджує хмару атомів до прояву ними хвильових властивостей, після чого їх пропускають через камеру акселерометра. Будь-яке зміщення самого об’єкта впливає на параметри хвилі – відстеживши за допомогою лазерного інтерферометра ці спотворення, можна з високою точністю розрахувати, куди і як встигла зміститися вся конструкція за певний проміжок часу.

/фото Artwork by Sandbox Studio, Chicago with Ana Kova

Листопад 13, 2018

Катерина Палій

Опубліковано в Новини

Нейтрино – субатомні частинки, які створюється тоді, коли космічні протони та інші частинки врізаються у атмосферу Землі. Тепер група іспанських фізиків використали нейтрино для вимірювання маси землі та щільності її шарів.

Дана подія заслуговує на окрему статтю хоча б тому, що фізики вперше виміряли масу планети, використовуючи нейтрино. Ми вже писали про полювання на нейтрино за допомогою різних детекторів та технологій, а тепер це полювання призвело до цікавих результатів. Крім вимірювання маси дослідники також використовували частинки, щоб досліджувати нутрощі Землі, вивчаючи, як щільність планети змінюється від кори до ядра.

Зазвичай вчені вираховують масу і щільність Землі шляхом кількісного визначення гравітації планети та вивчення сейсмічних хвиль, що проникають прямо у земну кулю. Нейтрино ж забезпечують повністю незалежну перевірку властивостей планети. Дані з нейтринної обсерваторії IceCube на Південному полюсі дозволили створити новий планетарний профіль, узгоджений з традиційними вимірюваннями.

Катерина Палій

Опубліковано в Новини

Нові досягнення та відкриття світу науки і техніки – від виявлення найстарішої зірки у Всесвіті до прихованих континентів під Антарктидою чекають на вас. Кожного дня відбувається щось, що назавжди змінює картину нашого майбутнього, і ми раді ділитися цією інформацією з вами!

Опубліковано  LEU   12 Листопада, 2018

На сьогоднішній день основним чинником, що стримує розробку розумного одягу і носимої електроніки, є відсутність універсальних і при цьому довговічних джерел живлення, адже традиційні літій-іонні акумулятори для цих цілей не підходять. Але зовсім скоро все може змінитися завдяки розробці вчених з Массачусетського Університету в Амхерсті. Вони розробили метод створення системи зберігання енергії, який легко інтегрується в одяг шляхом «вишивання елементів живлення».

За розробкою стоїть група дослідників на чолі з хіміком Трішою Ендрю. Їх виріб являє собою твердотільну батарею на базі мініатюрного суперконденсатора і електропровідних ниток з вакуумним напиленням, «обгорнутих» в полімерну плівку. Зовні такий матеріал схожий на звичайні нитки, які при цьому ще й являються накопичувачами електроенергії. За словами дослідників, їх розробка може використовуватися для живлення, наприклад, різних біосенсорів.