Новости физики нелинейных явлений

ссылки на статьи ученых, которые можно бесплатно скачать
Автор
Сообщение
marsdmitri
#42746 2021-06-12 04:54 GMT
Ученые впервые воспроизвели в лаборатории процесс, в результате которого происходит полярное сияние.

Подробнее на РБК:
https://trends.rbc.ru/trends/social/60c252dc9a7947f63cc51ca6
Ученые впервые воспроизвели в лаборатории процесс, в результате которого происходит полярное сияние.

Подробнее на РБК:
https://trends.rbc.ru/trends/social/60c252dc9a7947f63cc51ca6
Ученые впервые воспроизвели в лаборатории процесс, в результате которого происходит полярное сияние.

Подробнее на РБК:
https://trends.rbc.ru/trends/social/60c252dc9a7947f63cc51ca6

noscript

https://www.nature.com/articles/s41467-021-23377-5.pdf

Ученые впервые воспроизвели процесс который наблюдается в полярных сияниях- ускорение электронов

при помощи электромагнитных волн Альвена (https://ru.wikipedia.org/?curid=1807973&oldid=108056446).

«Bажные вопросы o полярном сиянии остаются без ответа. Как  электроны в полярном сиянии ускоряются перед столкновением с ионосферой и образуют свет полярного сияния. Мощные волны Альвена часто встречаются, путешествуя по Земле над полярными сияниями с достаточной энергией для генерации полярных сияний, но не было прямого измерения процессов, с помощью которых волны Альвена передают свою энергию электронам полярных сияний. Здесь мы показываем лабораторные измерения резонансного переноса энергии от волн Альфвена к электронам в условиях, соответствующих зоне полярного сияния. Эксперименты проводятся путем запуска волн Альвена и одновременной регистрации распределения скорости электронов. Численное моделирование и аналитическая теория подтверждают, что измеренный процесс передачи энергии производит ускоренные электроны, способные достигать  энергий, наблюдаемых в полярных сияениях. Эксперименты, теория и моделирование демонстрируют четкую причинно-следственную связь между волнами Альвена и ускоренными электронами, которые непосредственно вызывают полярные сияния».


отредактировал(а) marsdmitri: 2021-08-14 14:49 GMT
marsdmitri
#42877 2021-06-23 00:11 GMT

Ученый этими загадками занимается много лет. За счет чего разогреваются атмосферы планет гигантов. НА СКОЛЬКО градусов РАЗОГРЕВАЕТСЯ АТМОСФЕРА ЗЕМЛИ от полярных сияний?

https://d2r55xnwy6nx47.cloudfront.net/uploads/2021/06/saturn_aurora_2880x1620_Lede.jpg

,, Как и в далеких, покинутых солнцем уголках Солнечной системы, Юпитер и Сатурн, газовые гиганты, и Уран и Нептун, ледяные гиганты, всегда должны были быть царствами мороза. Но когда космический корабль НАСА «Вояджер» проплыл мимо них в конце 1970 — х и 1980-х годах, ученые обнаружили, что во всех четырех мирах наблюдалась планетарная лихорадка-откровение столь же неприятное, как обнаружение костра в вашем морозильнике.

Последующие наблюдения, проведенные наземными телескопами и космическими аппаратами «Галилео» и «Кассини», показали, что их нагрев  всех планеты сохраняется на протяжении долгого времени. На более низких широтах Юпитера должно быть холодно -110С. Вместо этого атмосфера там варится при температуре +325С. Какой неизвестный процесс нагрева стоит за этим? И как этот неизвестный источник тепла согревает не только одну точку на планете, но и всю верхнюю атмосферу?

Ученые пытались объяснить этот “энергетический кризис”, но оставались “в замешательстве около 50 лет”, сказал Джеймс О'Донохью, планетарный астроном из Японского агентства аэрокосмических исследований. Теперь две статьи окончательно показали, откуда исходит все это тепло: северное и южное сияние Юпитера и Сатурна — их полярные сияния.

Результаты получены в результате детальных измерений верхних слоев атмосферы обоих газовых гигантов. Температура атмосферы Сатурна была измерена космическим аппаратом «Кассини» во время маневров, которые в конечном итоге погрузили его в планету; температура Юпитера была сшита с помощью телескопа на вершине гигантского гавайского вулкана. Оба показывают, что атмосфера наиболее горячая вблизи зон полярного сияния ниже обоих магнитных полюсов. По мере приближения к экватору температура падает. Очевидно, что полярное сияние приносит тепло — и, как и в случае с радиатором, это тепло уменьшается с расстоянием. Это композитное видео показывает полярные сияния Юпитера, видимые космическим телескопом Хаббла. Полярные сияния были сфотографированы в дальнем ультрафиолетовом свете и наложены на изображения планеты, сделанные в видимом свете.

НАСА, ЕКА, Дж. Николс (Университет Лестера) и Г. Бэкон (STScI);
Благодарность: А. Саймон (НАСА/GSFC) и команда OPAL
Решение энергетического кризиса может иметь далеко идущие последствия. Планеты — от планет нашей солнечной системы до планет, вращающихся вокруг далеких звезд, — не всегда сохраняют свою атмосферу. Многие газовые оболочки со временем разрушаются, в некоторых случаях превращая гигантские миры в крошечные, необитаемые оболочки. Исследователи хотят отличить их от обитаемых планет, похожих на Землю. Если мы надеемся сделать это, — говорит Зара Браун, исследователь из Университета Аризоны, — то одним из основных параметров, который вы хотели бы знать, является температура внешней атмосферы, поскольку именно там газ теряется в космосе.”

Чужеродные полярные сияния
Северное и южное сияния Земли еще не полностью изучены, но основы ясны.

Солнце выбрасывает в космос залпы магнитных полей и энергичных частиц. Когда эти залпы — более известные как солнечный ветер — достигают нашей планеты, они взаимодействуют с собственным магнитным пузырем Земли, который известен как магнитосфера. Затем энергетические частицы по спирали спускаются к северному и южному магнитным полюсам планеты. Там они отскакивают от атомов и молекул газа в верхних слоях атмосферы. Эти удары временно приводят в действие газы, которые испускают видимые вспышки света.

Полярные сияния требуют трех компонентов: источника энергетических частиц, магнитного поля и атмосферы. У Юпитера и Сатурна есть все три, но полярные сияния ни одной из планет не похожи на земные.

Магнитосфера Юпитера создается движением металлического водорода в ядре гигантской планеты.

В этой анимации линии магнитного поля видны золотого цвета.

https://youtu.be/yvFDh4E06ao?t=2 

Желтая стрелка указывает на солнце. Светло-синяя стрелка отмечает магнитный север, в то время как темно-синяя стрелка отмечает ось вращения. Красные и зеленые стрелки определяют систему координат.
Магнитосфера Юпитера создается движением металлического водорода в ядре гигантской планеты. В этой анимации линии магнитного поля видны в золоте. Желтая стрелка указывает на солнце. Светло-синяя стрелка отмечает магнитный север, в то время как темно-синяя стрелка отмечает ось вращения. Красные и зеленые стрелки определяют систему координат.

Магнитное поле Земли возникает из-за вспенивания жидких сплавов никель-железо глубоко под нашими ногами. Но у газовых гигантов нет жидких железных ядер.

(Я не согласен с этой фразой т.к. между Юпитером и, Марсом вращается огромное количество астероидов, в том числе железо-никелевых. Никель и сверхчистое  железо из за из падения должны быть внутри ядра Юпитера)

Вместо этого огромная гравитация планет сжимает колоссальные объемы жидкого водорода в их внешних ядрах так сильно, что электроны водорода высвобождаются. Этот процесс превращает водород в металл, генерирующий магнетизм.

Поскольку эти водовороты металлического водорода настолько огромны, магнитосферы газовых гигантов делают Землю похожей на лилипутов. Магнитосфера Юпитера “является самой большой структурой в солнечной системе", — сказал О'Донохью. — Его хвост спускается к Сатурну и, возможно, за его пределы.”

Газовые гиганты также не могут полагаться на обильное поступление энергетических частиц или плазмы от солнечного ветра, который рассеивается с увеличением расстояния от Солнца. Вместо этого они полагаются на акты вулканической алхимии.

Юпитер получает большую часть своей плазмы от своего спутника Ио, самого вулканического объекта, известного науке. Почти постоянные магматические извержения Ио выбрасывают обилие вулканического материала в космос. Tам он купается в солнечном свете, становится электрически возбужденным, а затем изливается на Юпитер. Большая часть плазмы Сатурна поступает с Энцелада, зеркальной ледяной луны, которая выпускает в космос впечатляющие струи холодной водной материи.

https://d2r55xnwy6nx47.cloudfront.net/uploads/2021/06/Enceladus_v2.jpg

Эта плазма выстреливает в расширяющиеся магнитосферы планет, которые ускоряют их к полюсам. Там заряженные частицы в плазме сталкиваются с молекулами газа в атмосфере.

Полярные сияния на Сатурне излучают в основном ультрафиолетовый свет; на Юпитере они имеют как ультрафиолетовую, так и инфракрасную длину волны. Но процессы, которые производят свет, не такие же, как те, которые производят тепло. В данном случае “все дело в трении", — сказал О'Донохью.

Плазма течет к магнитным полюсам планет через силовые линии — намагниченные усики, которые простираются далеко в космос. Эти усики и их потоки вращаются вместе с планетой. Но иногда они изо всех сил стараются не отставать. Юпитер, например, делает оборот за 10 часов. Когда эти потоки плазмы отстают от вращения планеты, мощные западные ветры Юпитера проталкиваются сквозь них. Сопротивление этих ветров медленным потокам плазмы создает трение. И это трение создает тепло — возможно, в случае Юпитера, в 125 раз больше тепла, чем планета получает от солнца. — Чушь какая-то, — сказал О'Донохью.

Поэтому неудивительно, что астрономы задавались вопросом, являются ли полярные сияния источником этих планетарных лихорадок. “В течение десятилетий было очевидно, что в полярном сиянии было много энергии”, — сказал Люк Мур, старший научный сотрудник Бостонского университета. Но для того, чтобы перейти от подозрений к уверенности, астрономам нужна была карта: в частности, тепловая карта верхних слоев атмосферы газовых и ледяных гигантов. С его помощью они могли увидеть, могут ли самые высокие температуры накладываться на полярные сияния и распространяется ли это тепло по всей планете.

 

Первая карта была взята из исследований планеты пролетающей обсерваторией. В апреле 2017 года, после 13 лет на орбите вокруг Сатурна, космическому аппарату НАСА «Кассини» было приказано сделат нечто замечательное: сделать 22 оборота вокруг планеты, неоднократно ныряя между ней и ее кольцами. Так называемый Грандиозный финал, который закончился 15 сентября 2017 года, когда космический корабль сгорел в облаках Сатурна, дал Кассини возможность увидеть мир крупным планом, как никто другой.

Когда «Кассини» проходил близко к Сатурну, он всматривался сквозь атмосферу планеты в яркие звезды за ней. Свет от этих звезд, по-видимому, менялся в зависимости от плотности атмосферы, через которую проходил свет. Плотность и температура газа взаимосвязаны, поэтому исследователи использовали десятки этих измерений, известных как звездные затмения, для создания подробных тепловых карт как для дневной, так и для ночной сторон верхней атмосферы Сатурна.

Опубликованные в прошлом году в журнале Nature Astronomy, тепловые карты показали тепловой всплеск вокруг полярных сияний и небольшое снижение температуры к экватору.

Определенно, казалось, что в этом виноваты полярные сияния. Но “если наша теория перераспределения энергии на Сатурне верна, она должна работать и на Юпитере”, — сказал Браун, который был ведущим автором исследования Сатурна.

Теперь, благодаря работе О'Донохью и его коллег, похоже, что это так.

Приписывание верхней атмосферной лихорадки Юпитера его собственным полярным сияниям также требовало тепловой карты. Но сделать такую карту далеко не просто. Хаотичная верхняя атмосфера планеты меняется от недели к неделе. Вы не можете просто провести измерение вблизи полюсов в одну ночь, а затем вернуться через несколько недель и сравнить его с измерением вблизи экватора. Со временем небо значительно изменится, и доказательства любых тепловых потоков будут потеряны.

Что исследователям было нужно, так это глобальная тепловая карта, составленная в течение относительно короткого момента времени, которая показывала поток тепла в течение нескольких часов.

О'Донохью, Мур и компания повернулись к обсерватории Кека на вершине спящего вулкана Мауна-Кеа на Гавайях. Они использовали его для наблюдения Юпитера в инфракрасном свете в течение двух ночей — 14 апреля 2016 года и 25 января 2017 года — по пять часов за каждую. В течение каждой ночи они создавали тепловую карту дневной стороны Юпитера с высоким разрешением. Обе карты четко показывали температуру, достигающую максимума в зонах полярного сияния, достигая ошеломляющих 730 градусов по Цельсию. Этот тепловой зенит постепенно снижался по мере приближения к экватору, где нагрев все еще достиг впечатляющих 325 градусов.

поверхность спутник Юпитера Ио. Видны вулканы ярко желтого и красного цвета

Их результаты, которые в настоящее время доступны в препринте, принятом в журнале Природа,

https://www.researchsquare.com/article/rs-275557/v1

https://www.researchsquare.com/article/rs-275557/v1.pdf?c=1614662684000

согласуются с тем, что Кассини видел на Сатурне. Результаты были приняты как убедительное доказательство того, что полярные сияния могут решить энергетический кризис. “Это большой шаг вперед, учитывая, что это авроральное нагревание”, — сказала Рози Джонсон, исследователь космической физики из Университета Аберистуита в Уэльсе, которая не участвовала ни в одной из работ.

Лисия Рэй, исследователь космической и планетарной физики из Ланкастерского университета в Англии, которая также не участвует ни в одной из работ, высоко оценивает строгий набор данных исследования Сатурна. Но ее меньше убеждает газета «Юпитер». “Они используют данные только за две ночи, и я считаю, что это проблема”, — сказала она. Но, несмотря на ее опасения, “я думаю, что результат температурного градиента [на Юпитере], вероятно, сохранится, потому что они видели это на Сатурне”, — сказала она.

Наличие сравнительно небольшого количества наблюдений является “справедливым беспокойством, потому что это очень динамичные места, эти гигантские планеты", — сказал Мур. Дополнительные ночи наблюдений за Юпитером были собраны и в настоящее время обрабатываются.

В любом случае, большинство независимых исследователей, похоже, убеждены, что нагрев по всей планете связана с полярными сияниями. Эти документы дают “действительно хорошее подтверждение того, что то, что мы подозревали, происходит на самом деле”, — сказал Ли Флетчер, планетолог из Университета Лестера в Англии, который не участвовал в этой работе. — Энергия просачивается из области полярных сияний в нижние широты.” Вопрос в том: как?

Злые Западные ветры


Большинство моделей циркуляции атмосферы изо всех сил пытаются переместить тепло от полярного сияния через пронзительные западные ветры Юпитера и Сатурна к экватору — и все же их тепловые карты показывают, что эти бурные препятствия каким-то образом преодолеваются.

Одно из возможных решений было вдохновлено наблюдениями Кассини. Кассини обнаружил, что иногда возмущение нижнего слоя атмосферы Сатурна может привести к тому, что этот слой мигрирует в верхние слои атмосферы. Такая инверсия может нарушить и замедлить мощные западные ветры в верхних слоях атмосферы — возможно, достаточно, чтобы позволить авроральному теплу просочиться сквозь них.

полярное сияние на северном полюсе Сатурне

Теоретически этот механизм может быть применим и к Юпитеру. Но в верхних слоях атмосферы газовых гигантов отсутствуют облака — четкие маркеры движения, — что делает изучение ветров там “дьявольски сложным”, сказал Флетчер. На данный момент эта часть энергетического кризиса остается загадкой без разрешения.

Команда О'Донохью подозревает, что второй процесс может помочь распределить тепло вокруг Юпитера. Иногда интенсивная активность солнечного ветра будет оказывать давление на магнитосферу Юпитера, сжимая ее. Предыдущие работы показали, что при таком сжатии плазменные потоки Ио могут быстро вытесняться в верхние слои атмосферы. Дополнительная плазма дает этим мощным западным ветрам больше возможностей для прорыва, что может привести к всплеску нагрева.

Такой всплеск, возможно, наблюдался во время недавних наблюдений. Примерно во время наблюдения 25 января 2017 года, когда активность солнечного ветра была относительно высокой, и без того жаркая верхняя атмосфера резко нагрелась. Команда одновременно заметила любопытную высокотемпературную структуру, движущуюся из полярных зон к экватору. Эти явления не были замечены во время наблюдения 14 апреля 2016 года, когда активность солнечного ветра была относительно спокойной.

Команда предполагает, что всплеск активности солнечного ветра в начале 2017 года, возможно, сжал магнитосферу планеты. Но могут быть задействованы и другие факторы. Рэй предполагает, что всплеск вулканической активности на Ио может дать альтернативное объяснение. Без дополнительных наблюдений они не могут быть уверены в том или ином, сказал О'Донохью.

Несмотря на эти затяжные затруднения, окончательная идентификация полярных сияний как поджигателей атмосферы Юпитера и Сатурна значительно укрепила наше понимание этих миров. Уран и Нептун, однако, остаются окутанными густым туманом неопределенности. У них разные атмосферы, магнитные поля и поведение вращения — “они дурацкие”, — сказал Браун, — что означает, что то, что работает для газовых гигантов, может не работать для ледяных гигантов. Они так далеко, что мы с трудом можем разглядеть их в деталях с помощью земных телескопов. Похоже, что в обозримом будущем их не посетит другой космический корабль. До тех пор, пока этот день не наступит, эти далекие царства будут оставаться чужими, страдающими планетарными лихорадками, которые нам еще предстоит понять."

перевод из https://www.quantamagazine.org/cassini-data-solves-jupiter-and-saturns-energy-mystery-20210622/


отредактировал(а) marsdmitri: 2022-11-01 00:06 GMT
marsdmitri
#42935 2021-06-27 23:40 GMT

Интересная схема нового радара для отслеживания космического мусора с частицами 1 мм

https://nauka.tass.ru/nauka/11751477

https://www.nature.com/articles/s41467-021-24219-0.pdf

marsdmitri
#43075 2021-07-13 22:25 GMT

  В Китае ученые и инженеры создали самый быстрый в мире квантовый суперкомпьютер.

Масштабирование до большого числа кубитов с высокоточным управлением имеет важное значение для демонстрации преимуществ квантовых вычислений, чтобы экспоненциально опережать классические аппаратные и алгоритмические усовершенствования.
Здесь мы разрабатываем двумерный программируемый сверхпроводящий квантовый процессор Zuchongzhi, состоящий из 66 функциональных кубитов в перестраиваемой архитектуре связи. Чтобы охарактеризовать производительность всей системы, выполнена выборка случайных квантовых схем для сравнительного анализа, размер системы до 56 кубитов и 20 циклов. Вычислительная стоимость классического моделирования этой задачи оценивается на 2-3 порядка выше, чем в предыдущей работе над 53-кубитным процессором Sycamore [Nature 574, 505 2019]. По нашим оценкам, задача выборки, выполненная Цзучунчжи примерно за 1,2 часа, займет у самого мощного суперкомпьютера не менее 8 лет. Наша работа устанавливает однозначное квантовое вычислительное преимущество, которое неосуществимо для классических вычислений за разумное количество времени. Высокоточная и программируемая платформа квантовых вычислений открывает новые возможности для изучения новых явлений во многих телах и реализации сложных квантовых алгоритмов.

https://arxiv.org/abs/2106.14734

https://www.kommersant.ru/doc/4899499

 


отредактировал(а) marsdmitri: 2021-07-13 22:32 GMT
marsdmitri
#43168 2021-08-01 04:14 GMT

Изучение нелинейных волн (или вихрей) в воде

https://science.sciencemag.org/content/357/6350/487/tab-pdf

Неожиданный поворот Раскрывает Секреты Турбулентности

https://www.quantamagazine.org/an-unexpected-twist-lights-up-the-secrets-of-turbulence-20200903/
Дэвид Х. Фридман
3 сентября 2020 года

Разгадав главную загадку о “вихревости” торнадо и других типов вихрей, Уильям Ирвин обратил свое внимание на турбулентность, белого кита классической физики.

Турбулентные потоки, как известно, трудноразрешимы.


Пришло время покормить каплю. Бурлящий и прожорливый, он поглощает восемь порций размером с обеденную тарелку каждые несколько секунд.

Капля представляет собой облако турбулентности в большом резервуаре для воды в лаборатории физика Уильяма Ирвина из Чикагского университета. В отличие от любого другого случая турбулентности, который когда-либо наблюдался на Земле, капля Ирвайна-это не грязное пятно в потоке жидкости, газа или плазмы или у стены. Скорее, капля самодостаточна, представляет собой бурлящую комковатую сферу, которая оставляет воду вокруг себя в основном неподвижной. Чтобы создать его и поддерживать, Ирвин и его аспирант Такуми Мацузава должны неоднократно снимать “вихревые петли” — по сути, водную версию дымовых колец — по восемь петель за раз. “Мы создаем турбулентность кольцо за кольцом”, — сказал Мацузава.

Ирвин и Мацузава тщательно контролируют петли, которые являются строительными блоками капли, и изучают возникающую в результате ограниченную турбулентность вблизи и подробно. Капля может дать представление о турбулентности, за которой физики гонялись в течение двух столетий — в поисках, которые привели Ричарда Фейнмана к тому, что он назвал турбулентность самой важной нерешенной проблемой в классической физике. (Квантовая турбулентность также стала важной проблемой.) Распутывание турбулентности также может оказаться чрезвычайно эффективным, учитывая, что она играет огромную роль в звездах, авиации, ядерном синтезе, погоде, изменениях в ядре Земли, ветряных турбинах и даже в здоровье человека — артериальный поток может стать опасно турбулентным.

Если капля действительно приведет к большим достижениям в области турбулентности, это добавит к растущей череде удивительных и влиятельных прорывов, которые Ирвин и его ученики совершили в физике того, что можно было бы свободно назвать вращающимся веществом — системами, состоящими из вращающихся объектов, жидкостей и даже полей.

Особое внимание среди открытий Ирвина привлек вклад лаборатории в гидродинамику, область, которая была печально известна болезненно медленным прогрессом, отчасти из-за трудностей сбора хороших данных. Самый выдающийся прорыв связан с доказательством фундаментального нового закона, регулирующего торнадоподобные трубки потоков, известные как вихри. Закон освещает, как эти фундаментальные явления формируются, взаимодействуют, развиваются и распадаются. “Наука часто включает в себя поиск способа исправить или заполнить небольшой пробел в том, что было сделано”, — сказал Дэниел Лэтроп, физик из Университета Мэриленда, специализирующийся на нелинейной динамике, который знаком с работами Ирвина. “Уильям спрашивает, что он может сделать, что совершенно отличается от того, что было сделано. Это та работа, которая может открыть новые области”.

Но теперь, когда его мастерство в вихрях привело его к капле, Ирвин чувствует еще большую — и более опасную — добычу в воде. “Из-за отсутствия надежных данных и теории турбулентность считалась местом, где погибают карьеры”, — сказал Ирвин. “Я ловлю себя на том, что все больше и больше погружаюсь в это”.

Новый Поворот

К 2006 году, в возрасте 26 лет, Ирвин, уроженец Италии, уже получил две отдельные докторские степени в области квантовой оптики: одну по экспериментальной физике в Оксфордском университете, а другую по экспериментам и теории в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре. Затем он решил, что с него хватит небольших достижений в эзотерических (тайных доступных немногим) областях физики, и он приготовился стать постдоком в Принстонском университете в более широкой области нейробиологии. Но потом один мой друг случайно упомянул о работе, которую физик из Нью-Йоркского университета Пол Чайкин проводил с “мягкой материей”, такой как пены, коллоиды, гели, жидкие кристаллы и другие менее типичные типы твердого вещества.

Портрет Уильяма Ирвина

Уильям Ирвин, физик из Чикагского университета, совершил ряд прорывов в изучении того, что можно было бы свободно назвать вращающимся веществом.

Любезно предоставлено Уильямом Ирвином

Чайкин и другие специалисты в зарождающейся области заставляли материалы проявлять свойства, которые никогда раньше не наблюдались, такие как самовоспроизведение и самосборка, и, в отличие от обычных физиков конденсированных сред, они работали со своими материалами при комнатной температуре в стаканах прямо у них на глазах, а не в холодильниках, близких к абсолютному нулю. Что еще более важно, с точки зрения Ирвина, они совершали большие скачки на почти неисследованную территорию. “Это область, в которой люди все еще могут делать фундаментальные открытия”, — сказал он. “Это место, где вы проводите эксперименты не для того, чтобы подтвердить ответ, а потому, что никто не знает, каков ответ”.

Ирвин пришел в лабораторию Чайкина в качестве постдока, работая над коллоидами или частицами, взвешенными в жидкости. Но однажды, во время прогулки по центру Манхэттена, Ирвин заметил, что кто-то пускает кольца дыма, и он сразу же бросился обратно в лабораторию, чтобы попытаться построить устройство, которое могло бы создавать более сложные структуры из дыма. Он не ушел далеко и отложил проект в сторону. Но он не забыл об этих кольцах, и когда он поступил на факультет Чикагского университета, он начал работать над вихревыми петлями в воде, не смущаясь — действительно, заряжаясь энергией — тем, что ничего не знал об этом предмете. “Я даже никогда не проходил курс по механике жидкости”, — признался он. “Я научился этому здесь, когда мне пришлось учить этому”.

Он узнал, что вихрь-это в основном трубообразный закручивающийся поток в газовой, жидкой или другой среде, наиболее известным примером которого является торнадо. Вихри могут быть удивительно стабильными, и все же они также удивительно изменчивы. Как и в дымовом кольце, их концы могут быть соединены, образуя петлю, и несколько вихревых петель могут быть соединены, объединены и даже завязаны узлом. (Дельфины могут превзойти курильщиков в этом отношении, выдувая вихревые петли, очевидно, просто для развлечения.)

Одна из причин, по которой физики хотят узнать больше о свойствах вихрей, заключается в том, что вихри регулярно возникают во всех видах полей частиц, включая электрические и магнитные поля. Простой пример: ток, проходящий по проводу, создает вихрь магнитного поля вокруг провода-своего рода торнадо магнетизма, который заставил бы гипотетическую магнитную частицу вблизи провода вращаться вокруг провода, точно так же, как крошечный объем воды был бы перенесен вокруг водоворота. (Магнитная частица является гипотетической, потому что таких “монополей”, по-видимому, не существует в природе.)


Дельфины выдувают вихревые кольца, очевидно, потому, что им это нравится.

zerotwolab

Одним из ранних прорывов Ирвайна, с тогдашним аспирантом Хридешем Кедиа, было показать, как световые поля могут быть связаны в узлы. Но Ирвина особенно интересовала вода. Создать вихрь, подобный торнадо, в воде легко-любой может сделать это с помощью бутылки содовой. Но как сделать петли и более сложные формы и комбинации вихрей, включая узлы? Это имело бы решающее значение для решения давних вопросов о фундаментальном свойстве вихрей, называемом спиральностью. Спиральность вихря уже давно определяется как общее количество звеньев и узлов в вихре или в связанной группе вихрей. Связи и узлы являются топологическими характеристиками, поскольку они не изменяются, когда вихри растягиваются, сжимаются или иным образом деформируются.

В течение полувека было известно, что спиральность вихря сохраняется в идеальной жидкости — по сути, жидкости, которая не имеет вязкости, то есть не оказывает сопротивления проходящему через нее объекту. Если бы такая жидкость существовала, то независимо от того, какие изменения претерпел вихрь или группа связанных вихрей в жидкости, количество звеньев и узлов составило бы одно и то же число.

Вопрос о том, может ли та или иная форма этого закона применяться к жидкостям и газам реального мира, упорно не поддавался никакому анализу и эксперименту. Тем не менее, такой закон сохранения был бы чрезвычайно полезен метеорологам и другим, кто имеет дело с вихрями, — тому же широкому спектру исследователей, которые имеют дело с турбулентностью.

Поиск понимания сохранения спиральности был связан с другим фундаментальным вопросом: куда девается “извилистость” вихрей, когда они в конечном итоге распадаются, как это всегда бывает? Энергия вращения и импульс должны быть сохранены, но не было ясно, как макро-завихрение вихря переносится на все меньшие и меньшие масштабы, в конечном счете рассеиваясь на молекулярном уровне. Понимание этого механизма, вероятно, прольет свет на сохранение спиральности, и наоборот.

Чтобы придумать экспериментальную платформу, которая могла бы дать некоторые ответы, Ирвин воспользовался одним из своих увлечений. У него там очень богатая жилка: он говорит на четырех языках, играет на средней виолончели (и изучил три других инструмента), является умеренно опытным скалолазом, плавает под парусами и является пилотом самолета с коммерческим рейтингом, который выполняет фигуры высшего пилотажа для развлечения. (“Если вы делаете что-то действительно хорошее в науке, — объяснил он, — это, вероятно, потому, что вы были осторожны, чтобы потратить время на игру”.) Именно это последнее времяпрепровождение подтолкнуло его к идее создания водяных вихрей. Пилоты хорошо знают, что сильные вихри образуются на концах крыльев разгоняющихся самолетов и отделяются оттуда. Почему бы не попробовать сделать их в воде в форме крыла или на подводных крыльях?

специально разработанные подводные крылья
Подборка специально разработанных подводных крыльев Ирвайна.

Уильям Ирвин


отредактировал(а) marsdmitri: 2022-06-25 22:38 GMT
marsdmitri
#43169 2021-08-01 04:14 GMT

Изучените нелинейных волн (вихрей) в воде

https://science.sciencemag.org/content/357/6350/487/tab-pdf

 

Неожиданный поворот Раскрывает Секреты Турбулентности

https://www.quantamagazine.org/an-unexpected-twist-lights-up-the-secrets-of-turbulence-20200903/
Дэвид Х. Фридман
3 сентября 2020 года

Разгадав главную загадку о “вихревости” торнадо и других типов вихрей, Уильям Ирвин обратил свое внимание на турбулентность, белого кита классической физики.

Турбулентные потоки, как известно, трудноразрешимы.


Пришло время покормить каплю. Бурлящий и прожорливый, он поглощает восемь порций размером с обеденную тарелку каждые несколько секунд.

Капля представляет собой облако турбулентности в большом резервуаре для воды в лаборатории физика Уильяма Ирвина из Чикагского университета. В отличие от любого другого случая турбулентности, который когда-либо наблюдался на Земле, капля Ирвайна-это не грязное пятно в потоке жидкости, газа или плазмы или у стены. Скорее, капля самодостаточна, представляет собой бурлящую комковатую сферу, которая оставляет воду вокруг себя в основном неподвижной. Чтобы создать его и поддерживать, Ирвин и его аспирант Такуми Мацузава должны неоднократно снимать “вихревые петли” — по сути, водную версию дымовых колец — по восемь петель за раз. “Мы создаем турбулентность кольцо за кольцом”, — сказал Мацузава.

Ирвин и Мацузава тщательно контролируют петли, которые являются строительными блоками капли, и изучают возникающую в результате ограниченную турбулентность вблизи и подробно. Капля может дать представление о турбулентности, за которой физики гонялись в течение двух столетий — в поисках, которые привели Ричарда Фейнмана к тому, что он назвал турбулентность самой важной нерешенной проблемой в классической физике. (Квантовая турбулентность также стала важной проблемой.) Распутывание турбулентности также может оказаться чрезвычайно эффективным, учитывая, что она играет огромную роль в звездах, авиации, ядерном синтезе, погоде, изменениях в ядре Земли, ветряных турбинах и даже в здоровье человека — артериальный поток может стать опасно турбулентным.

Если капля действительно приведет к большим достижениям в области турбулентности, это добавит к растущей череде удивительных и влиятельных прорывов, которые Ирвин и его ученики совершили в физике того, что можно было бы свободно назвать вращающимся веществом — системами, состоящими из вращающихся объектов, жидкостей и даже полей.

Особое внимание среди открытий Ирвина привлек вклад лаборатории в гидродинамику, область, которая была печально известна болезненно медленным прогрессом, отчасти из-за трудностей сбора хороших данных. Самый выдающийся прорыв связан с доказательством фундаментального нового закона, регулирующего торнадоподобные трубки потоков, известные как вихри. Закон освещает, как эти фундаментальные явления формируются, взаимодействуют, развиваются и распадаются. “Наука часто включает в себя поиск способа исправить или заполнить небольшой пробел в том, что было сделано”, — сказал Дэниел Лэтроп, физик из Университета Мэриленда, специализирующийся на нелинейной динамике, который знаком с работами Ирвина. “Уильям спрашивает, что он может сделать, что совершенно отличается от того, что было сделано. Это та работа, которая может открыть новые области”.

Но теперь, когда его мастерство в вихрях привело его к капле, Ирвин чувствует еще большую — и более опасную — добычу в воде. “Из-за отсутствия надежных данных и теории турбулентность считалась местом, где погибают карьеры”, — сказал Ирвин. “Я ловлю себя на том, что все больше и больше погружаюсь в это”.

Новый Поворот

К 2006 году, в возрасте 26 лет, Ирвин, уроженец Италии, уже получил две отдельные докторские степени в области квантовой оптики: одну по экспериментальной физике в Оксфордском университете, а другую по экспериментам и теории в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре. Затем он решил, что с него хватит небольших достижений в эзотерических (тайных доступных немногим) областях физики, и он приготовился стать постдоком в Принстонском университете в более широкой области нейробиологии. Но потом один мой друг случайно упомянул о работе, которую физик из Нью-Йоркского университета Пол Чайкин проводил с “мягкой материей”, такой как пены, коллоиды, гели, жидкие кристаллы и другие менее типичные типы твердого вещества.

Портрет Уильяма Ирвина

Уильям Ирвин, физик из Чикагского университета, совершил ряд прорывов в изучении того, что можно было бы свободно назвать вращающимся веществом.

Любезно предоставлено Уильямом Ирвином

Чайкин и другие специалисты в зарождающейся области заставляли материалы проявлять свойства, которые никогда раньше не наблюдались, такие как самовоспроизведение и самосборка, и, в отличие от обычных физиков конденсированных сред, они работали со своими материалами при комнатной температуре в стаканах прямо у них на глазах, а не в холодильниках, близких к абсолютному нулю. Что еще более важно, с точки зрения Ирвина, они совершали большие скачки на почти неисследованную территорию. “Это область, в которой люди все еще могут делать фундаментальные открытия”, — сказал он. “Это место, где вы проводите эксперименты не для того, чтобы подтвердить ответ, а потому, что никто не знает, каков ответ”.

Ирвин пришел в лабораторию Чайкина в качестве постдока, работая над коллоидами или частицами, взвешенными в жидкости. Но однажды, во время прогулки по центру Манхэттена, Ирвин заметил, что кто-то пускает кольца дыма, и он сразу же бросился обратно в лабораторию, чтобы попытаться построить устройство, которое могло бы создавать более сложные структуры из дыма. Он не ушел далеко и отложил проект в сторону. Но он не забыл об этих кольцах, и когда он поступил на факультет Чикагского университета, он начал работать над вихревыми петлями в воде, не смущаясь — действительно, заряжаясь энергией — тем, что ничего не знал об этом предмете. “Я даже никогда не проходил курс по механике жидкости”, — признался он. “Я научился этому здесь, когда мне пришлось учить этому”.

Он узнал, что вихрь-это в основном трубообразный закручивающийся поток в газовой, жидкой или другой среде, наиболее известным примером которого является торнадо. Вихри могут быть удивительно стабильными, и все же они также удивительно изменчивы. Как и в дымовом кольце, их концы могут быть соединены, образуя петлю, и несколько вихревых петель могут быть соединены, объединены и даже завязаны узлом. (Дельфины могут превзойти курильщиков в этом отношении, выдувая вихревые петли, очевидно, просто для развлечения.)

Одна из причин, по которой физики хотят узнать больше о свойствах вихрей, заключается в том, что вихри регулярно возникают во всех видах полей частиц, включая электрические и магнитные поля. Простой пример: ток, проходящий по проводу, создает вихрь магнитного поля вокруг провода-своего рода торнадо магнетизма, который заставил бы гипотетическую магнитную частицу вблизи провода вращаться вокруг провода, точно так же, как крошечный объем воды был бы перенесен вокруг водоворота. (Магнитная частица является гипотетической, потому что таких “монополей”, по-видимому, не существует в природе.)


Дельфины выдувают вихревые кольца, очевидно, потому, что им это нравится.

zerotwolab

Одним из ранних прорывов Ирвайна, с тогдашним аспирантом Хридешем Кедиа, было показать, как световые поля могут быть связаны в узлы. Но Ирвина особенно интересовала вода. Создать вихрь, подобный торнадо, в воде легко-любой может сделать это с помощью бутылки содовой. Но как сделать петли и более сложные формы и комбинации вихрей, включая узлы? Это имело бы решающее значение для решения давних вопросов о фундаментальном свойстве вихрей, называемом спиральностью. Спиральность вихря уже давно определяется как общее количество звеньев и узлов в вихре или в связанной группе вихрей. Связи и узлы являются топологическими характеристиками, поскольку они не изменяются, когда вихри растягиваются, сжимаются или иным образом деформируются.

В течение полувека было известно, что спиральность вихря сохраняется в идеальной жидкости — по сути, жидкости, которая не имеет вязкости, то есть не оказывает сопротивления проходящему через нее объекту. Если бы такая жидкость существовала, то независимо от того, какие изменения претерпел вихрь или группа связанных вихрей в жидкости, количество звеньев и узлов составило бы одно и то же число.

Вопрос о том, может ли та или иная форма этого закона применяться к жидкостям и газам реального мира, упорно не поддавался никакому анализу и эксперименту. Тем не менее, такой закон сохранения был бы чрезвычайно полезен метеорологам и другим, кто имеет дело с вихрями, — тому же широкому спектру исследователей, которые имеют дело с турбулентностью.

Поиск понимания сохранения спиральности был связан с другим фундаментальным вопросом: куда девается “извилистость” вихрей, когда они в конечном итоге распадаются, как это всегда бывает? Энергия вращения и импульс должны быть сохранены, но не было ясно, как макро-завихрение вихря переносится на все меньшие и меньшие масштабы, в конечном счете рассеиваясь на молекулярном уровне. Понимание этого механизма, вероятно, прольет свет на сохранение спиральности, и наоборот.

Чтобы придумать экспериментальную платформу, которая могла бы дать некоторые ответы, Ирвин воспользовался одним из своих увлечений. У него там очень богатая жилка: он говорит на четырех языках, играет на средней виолончели (и изучил три других инструмента), является умеренно опытным скалолазом, плавает под парусами и является пилотом самолета с коммерческим рейтингом, который выполняет фигуры высшего пилотажа для развлечения. (“Если вы делаете что-то действительно хорошее в науке, — объяснил он, — это, вероятно, потому, что вы были осторожны, чтобы потратить время на игру”.) Именно это последнее времяпрепровождение подтолкнуло его к идее создания водяных вихрей. Пилоты хорошо знают, что сильные вихри образуются на концах крыльев разгоняющихся самолетов и отделяются оттуда. Почему бы не попробовать сделать их в воде в форме крыла или на подводных крыльях?

специально разработанные подводные крылья
Подборка специально разработанных подводных крыльев Ирвайна.

Уильям Ирвин


отредактировал(а) marsdmitri: 2022-06-25 22:39 GMT
marsdmitri
#43199 2021-08-03 03:44 GMT

впервые обнаружен свет, и рентгеновское излучение, испускаемое с обратной стороны черной дыры

https://arxiv.org/pdf/2107.13555

Это было предсказано теорией гравитации А.Эйнштейна

https://smotrim.ru/article/2593979?utm_source=vesti_left

Самые внутренние области аккреционных дисков вокруг черных дыр сильно облучаются рентгеновскими лучами, которые испускаются из сильно изменяющейся компактной короны в непосредственной близости от черной дыры.(корону создает газ, который непрерывно втягивает в себя черная дыра. Корона выглядит как вращающаяся волна солитон  или вихрь. )

Рентгеновские лучи, которые видны отраженными от акреционного диска, и c временными задержками, поскольку изменения в рентгеновском излучении отражаются или отражаются от диска, обеспечивают представление об окружающей среде сразу за горизонтом событий. I Zwicky 1 (I Zw 1)- ближайшая узкая линия галактики Сейферта 1. Предыдущие исследования реверберации рентгеновских лучей от его аккреционного диска показали, что корона состоит из двух компонентов; протяженный, медленно изменяющийся компонент на поверхности внутреннего аккреционного диска и коллимированное ядро с флуктуациями яркости, распространяющимися вверх от его основания, которое доминирует над более быстрой изменчивостью. Здесь мы сообщаем о наблюдениях рентгеновских вспышек, испускаемых вокруг сверхмассивной черной дыры в I Zw 1. Отражение рентгеновского излучения от аккреционного диска регистрируется через релятивистски расширенную линию железа К и комптоновский горб в спектре рентгеновского излучения.

Анализ рентгеновских вспышек показывает короткие вспышки фотонов, соответствующие повторному появлению излучения из-за черной дыры. Энергетические сдвиги этих фотонов определяют их происхождение из разных частей диска. Это фотоны, которые отражаются от дальней стороны диска, изгибаются вокруг черной дыры и усиливаются сильным гравитационным полем. Наблюдение фотонов, изогнутых вокруг черной дыры, подтверждает ключевое предсказание Общей теории относительности.

marsdmitri
#43244 2021-08-09 13:38 GMT

Сверхпроводимость по связи Берри из волновых функций многих тел: возврат к отражению Андреева-Сент−Джеймса и эффекту Джозефсона

https://arxiv.org/abs/2103.00805

Хироясу Коидзуми

Хотя стандартная теория сверхпроводимости, основанная на теории BCS, является успешной, несколько экспериментальных результатов указывают на необходимость фундаментального ее пересмотра. Мы утверждаем, что пересмотр касается происхождения фазовой переменной для сверхпроводимости.

Эта фаза появляется как следствие спаривания электронов в стандартной теории, но ее происхождение-связь Берри, возникающая из волновых функций многих тел. Когда эта связь(соединение) Берри нетривиально, оно порождает коллективный режим, который генерирует сверхток; этот коллективный режим создает операторы изменения числа для частиц, участвующих в этом режиме, и эти операторы изменения числа стабилизируют сверхпроводящее состояние, используя нестабильность Купера.

В новой теории роль электронного спаривания заключается в стабилизации нетривиальной связи Берри. Это не является причиной сверхпроводимости. Однако в сверхпроводниках BCS происходит одновременное появление нетривиальной связи Берри и электронного спаривания. Следовательно, амплитуда спаривания электронов может быть использована в качестве параметра порядка для сверхпроводящего состояния. Мы возвращаемся к размышлению Андреева−Сент-Джеймса и эффекту Джозефсона. Они объясняются как следствие наличия связи Берри. Квазичастицы Боголюбова заменяются возбуждениями Боголюбова, сохраняющими число частиц, которые описывают перенос электронов между коллективной модой и модой одиночных частиц.

и пример расчета https://arxiv.org/abs/2105.02364

Связь Берри с волновыми функциями многих тел и сверхпроводимостью: расчеты по числу частиц, сохраняющим уравнения Боголюбова-де Геннеса
Хироясу Коидзуми, Альто Исикава
Настоящие авторы выдвинули принципиально пересмотренную версию теории сверхпроводимости, поскольку стандартная теория сверхпроводимости, основанная на теории BCS, не может объяснить сверхпроводимость в купратах, открытых в 1986 году, и повторные проверки нескольких экспериментальных результатов на обычных сверхпроводниках указывают на необходимость фундаментального пересмотра.
Пересмотр сделан в отношении происхождения сверхпроводящей фазовой переменной, которая объясняется связью Берри, возникающей из волновых функций многих тел. С помощью этого пересмотра теория может быть преобразована в формализм, сохраняющий число частиц.
Мы разработали метод расчета сверхпроводящих состояний с соединением Берри, используя версию уравнений Боголюбова-де Геннеса с сохранением числа частиц. Пример расчета выполнен для модели, первоначально построенной для сверхпроводников из купрата.


отредактировал(а) marsdmitri: 2021-08-09 13:44 GMT
marsdmitri
#43246 2021-08-12 07:08 GMT

ccылки на статьи российских ученых по астрофизике http://press.cosmos.ru/neftyanoy-razliv-v-rayone-novorossiyska

Изучение создания молний из грозовых облаков с помощью очень короткого лазерного импульса в Швейцарии

https://www.epjap.org/articles/epjap/olm/2021/01/ap200243/ap200243.html  

https://www.unige.ch/gap/biophotonics/research/llr

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378779611001982

https://www.osapublishing.org/DirectPDFAccess/41E6CB39-8B93-4636-BA7A1AFF5055782B_148709/oe-16-1-466.pdf?da=1&id=148709&seq=0&mobile=no

Можно ли создать для этого устройства систему накопления электроэнергии? Молнии примерно 100 раз ударяют в год в эту башню. Но огромная энергия теряется. Это более чем 60 Мегаватт.

Молния страшна.Один раз я оказался в грозу с зонтиком у ели в городе у шоссе. Вдруг вспыхнуло в  воздухе и примерно через 2 секунды почувствовал боль в правой руке.Она усиливалась и я непроизвольно  открыл рот, чтобы закричать. Вдруг страшная боль исчезла.Это было полсекунды. Ни фонари освещения рядом, ни деревья меня не защитили. Я стоял на небольшом холме.

Молния умеет извиваться и расщепляться у земли при сильном ветре.


отредактировал(а) marsdmitri: 2021-08-13 22:39 GMT
marsdmitri
#43334 2021-09-06 01:55 GMT

https://arxiv.org/pdf/2103.02459v1.pdf

Швейцарские физики экспериментально доказали существование новой частицы — парного поляритона, то есть объединенного возбуждения поля (ее волны) и пары атомов. Для этого они поместили ферми-газ в сильном режиме взаимодействия в оптический резонатор.

https://nplus1.ru/news/2021/08/31/2-atoms-1-photon

Мне непонятно, может ли образоваться квазичастица из  глюона и пары кварка и  антикварка?

marsdmitri
#43357 2021-09-10 00:42 GMT

1. атомные часы на атоме Тулия

https://www.nature.com/articles/s41467-021-25396-8.pdf

Simultaneous bicolor interrogation in thulium optical clock providing very low systematic frequency shifts

Artem A. Golovizin , Dmitry O. Tregubov , Elena S. Fedorova , Denis A. Mishin , Daniil I. Provorchenko , Ksenia Yu. Khabarova , Vadim N. Sorokin, Nikolai N. Kolachevsky

2. атомные часы на оптической ловушке, H. Katori,

https://www.researchgate.net/profile/H-Katori

https://nplus1.ru/news/2021/09/09/break-prize-2022

https://www.nature.com/articles/nature03541

https://www.researchgate.net/profile/H-Katori/publication/7839842_An_optical_lattice_clock/links/0c96052784e8cea0cb000000/An-optical-lattice-clock.pdf

Jun Ye, National Institute of Standards and Technology and University of Colorado

https://www.nist.gov/news-events/news/2021/09/nistjila-fellow-jun-ye-wins-breakthrough-prize-fundamental-physics

 


отредактировал(а) marsdmitri: 2021-09-10 00:55 GMT
marsdmitri
#43369 2021-09-11 16:08 GMT

Получен в России новый материал для квантовых приборов

https://www.researchgate.net/publication/353281427_Hydrothermal_Synthesis_and_a_Composite_Crystal_Structure_of_Na_6_Cu_7_BiO_4_PO_4_4_ClOH_3_as_a_Candidate_for_Quantum_Spin_Liquid

Hydrothermal Synthesis and a Composite Crystal Structure of Na 6Cu7BiO4(PO4)4[Cl,(OH)]3 as a Candidate for Quantum Spin Liquid

marsdmitri
#43623 2021-10-15 05:26 GMT

По кварк-глюонной плазме

Ученые проводят опыты с кварк- глюнной плазмой  https://nplus1.ru/news/2018/12/11/quarkliquid

https://arxiv.org/pdf/1805.02973.pdf

Орбитальное движение глюонов не повлияло на излучение от столкновений протонов

https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.127.162001

marsdmitri
#43694 2021-10-26 07:39 GMT

1. Подтверждение данных по стерильному нейтрино из Баксанской обсерватории.

Vladislav Barinov, Dmitry Gorbunov, BEST Impact on Sterile Neutrino Hypothesis. 

https://arxiv.org/pdf/2109.14654.pdf
Недавно Баксанский эксперимент по Cтерильным переходам (BEST) представил результаты, подтверждающие галлиевую аномалию — недостаток электронных нейтрино ve при калибровках в экспериментах SAGE и GALLEX  — при статистической значимости, превышающей 5 σ. Этот результат согласуется с объяснением галлиевой аномалии, как осцилляции электронного нейтрино в стерильное нейтрино, vs. В рамках этого объяснения эксперимент BEST сам по себе является самым убедительным доказательством стерильности нейтрино среди всех предыдущих аномальных результатов в секторе нейтрино. Мы объединяем результаты экспериментов с галлием с поиском стерильных нейтрино в реакторных экспериментах с антинейтрино (предполагая сохранение CPT в  3+1 секторе нейтрино).

В то время как «галлиевая» точка наилучше соответствует в пространстве параметров модели (квадрат массы (mvs)2 ≈ 1,25 эB2, смесь стерильного и электронного нейтрино sin2(2Theta) ≈ 0,34) исключена в этих поисках, часть BEST-благоприятной области 2σ с (mvs)2>5 эB2  согласуется со всеми из них. Примечательно, что регионы, рекламируемые аномальными результатами NEUTRINO-4 экспериментa  совпадает с результатами BEST эксперимента: наиболее подходящей точкой совместного анализа является sin2(2Theta)  ≈ 0,38, (mvs)2 ≈ 7,3 эB2, предпочтительная область будет исследована в эксперименте KATRIN.
Объяснение наилучших результатов стерильным нейтрино предполагало бы не только расширение Стандартной модели физики элементарных частиц, но и либо серьезные модификации Стандартной Космологической модели и Солнечной модели, либо конкретную модификацию стерильного сектора, необходимую для подавления производства стерильных нейтрино в ранней Вселенной и на Солнце.

подробности

https://nplus1.ru/material/2021/10/25/sterile-neutrinos-are-go

(Т. е. масса покоя стерильного нейтрино порядка 2.7 эВ. Прочитайте https://ufn.ru/ru/articles/2014/5/i/

Существует ли 3 типа стерильных нейтрино, переходящих в друг друга при стерильных осцилляциях? И 2 типа мюонных и 2 типа тау нейтрино (т.к на графике существуют их осцилляции)? Это будет означать, что обнаружили  не главную часть темной материи и темной энергии. При взрыве сверхновой звезды 90% энергии уносится нейтрино. Предположу, что большая часть темной энергии и темной материи создается черными дырами и очень тяжелыми струями плазмы (джетами) выбрасываемыми из них с околосветовой скоростью.) 

2. Поиск Нейтрино-индуцированного радиационного распада нейтрального тока в эксперименте MicroBooNE и Первая проверка избытка низкой энергии в  эксперименте MicroBooNE в рамках однофотонной гипотезы. 

Search for Neutrino-Induced Neutral Current Radiative Decay in MicroBooNE and a First Test of the MiniBooNE Low Energy Excess Under a Single-Photon Hypothesis. 

https://arxiv.org/pdf/2110.00409.pdf

Сообщается о результатах поиска резонансного нейтрино-индуцированного нейтрального тока (NC) ∆(1232)
образование барионов с последующим ∆ радиационным распадом  пучка нейтрино 0,8 ГэВ.

Данные, соответствующие первым трем годам работы эксперимента MicroBooNE (6,80×1020 протонов на цели), используются для
выбора однофотонных событий с одним или нулевым протоном и без заряженных лептонов в конечном состоянии
(1гамма1p и 1гамма0p соответственно). Фон ограничен с помощью измерения высокой чистоты NC π0 на месте
событий, ставших возможными благодаря выделенным выборкам 2 гамма1p и 2гамма0p. В общей сложности 16 и
153 события наблюдаются для выборок 1гамма1p и 1гамма0p, соответственно, по сравнению с ограниченным
фоновым прогнозом 20,5 ± 3,65 (sys.) и 145,1 ± 13,8 (sys.) событий. Данные приводят к ограничению
аномального увеличения нормализации радиационного распада NC ∆ менее чем в 2,3 раза
по сравнению с прогнозируемой номинальной скоростью для этого процесса при уровне достоверности 90 % (CL). Измерение
не одобряет потенциальную фотонную MiniBooNE интерпретацию низкоэнергетического избытка  в 3,18 раза
умноженное на номинальную NC ∆ скорость затухания излучения  при 94,8 % CL, в пользу номинального прогноза,
и представляет собой более чем 50-кратное улучшение по сравнению с лучшим в мире пределом производства однофотонов
при NC-взаимодействиях в диапазоне энергий нейтрино ниже ГэВ.


отредактировал(а) marsdmitri: 2021-10-27 06:42 GMT
marsdmitri
#43703 2021-10-27 06:42 GMT

 статья интересная.

https://assets.researchsquare.com/files/rs-244232/v1_covered.pdf

Выявление трехмерной атомной упаковки в твердых телах, подобных жидкости.

Revealing 3D atomic packing in liquid-like solids

Yakun Yuan, Dennis S. Kim, Jihan Zhou, Dillan J. Chang, Fan Zhu, Yasutaka
Nagaoka, Yao Yang, Minh Pham, Stanley J. Osher, Ou Chen, Peter Ercius,
Andreas K. Schmid, Jianwei Miao

Жидкости и твердые тела — это два фундаментальных состояния материи. Однако из-за отсутствия прямого экспериментального определения наше понимание трехмерной атомной структуры жидкостей и аморфных твердых тел остается умозрительным. Здесь мы продвигаем атомно-электронную томографию, чтобы впервые определить трехмерные положения атомов в одноатомных аморфных материалах, включая тонкую пленку Ta (Тантал) и две наночастицы Pd (паладий). Мы наблюдаем, что пятиугольные бипирамиды являются наиболее распространенными атомными структурами в этих аморфных материалах. Вместо того, чтобы формировать икосаэдры, большинство пятиугольных бипирамид располагаются в новом порядке среднего радиуса действия, называемом сетью пятиугольных бипирамид. Молекулярно-динамическое моделирование также показывает, что пятиугольные бипирамидные сети распространены в одноатомных аморфных жидкостях, которые быстро увеличиваются в размерах и образуют икосаэдры во время закалки из жидкого состояния в стеклянное. Ожидается, что экспериментальный метод и результаты уолучшат изучение аморфно-кристаллического фазового перехода и стеклования на уровне одного атома.

подробности https://nplus1.ru/news/2021/10/20/atomic-3d-scanner

Т.е. можно будет создать более лучшие стекла, катализаторы, пленки из них. Это нужно для производства лекарств,  более мощных и легких электролитов для электрических аккумуляторов. Может быть жидких сверхпроводников, совершено экзотических веществ.


отредактировал(а) marsdmitri: 2022-11-02 02:46 GMT
marsdmitri
#43744 2021-11-01 09:24 GMT
Ученые из Великобритании, Финляндии и России впервые в истории наблюдали взаимодействия между собой двух квантовых временных кристаллов, представляющих новую фазу материи и обнаружили несвойственный такой системе эффект Джозефсона. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Materials.
https://arxiv.org/pdf/2003.06313.pdf
Аннотация
Квантовые временные кристаллы — это системы, характеризующиеся спонтанно возникающим периодическим порядком во временной области. В то время как первоначально фаза нарушенной симметрии переноса времени была простой спекуляцией, сообщалось о широком спектре кристаллов времени. Однако динамика и взаимодействия между такими системами экспериментально не исследовались. Здесь мы изучаем два соседних квантовыъх временных кристалла, реализованных двумя конденсатами магнонов в сверхтекучем 3He-B. Мы наблюдаем обмен магнонами между кристаллами времени, приводящий к колебаниям противоположной фазы в их популяциях — признак эффекта AC Джозефсона — в то время как определяющее периодическое движение остается фазово—когерентным на протяжении всего эксперимента. Наши результаты демонстрируют, что кристаллы времени подчиняются общей динамике квантовой механики и предлагают основу для дальнейшего исследования фундаментальных свойств этих фаз, открывая пути для возможных применений в развивающихся областях, таких как квантовая обработка информации.
 
Временной кристалл — физическая система, в которой симметрия нарушена со сдвигом относительно времени, подобно тому, как в обычных кристаллах нарушается симметрия пространства.
Возможность существования временных кристаллов предсказал в 2012 году американский физик, лауреат Нобелевской премии Фрэнк Вильчек. Он предположил, что в такой системе в состоянии равновесия и в отсутствии внешних воздействий должны спонтанно возникать периодические движения. При этом роль узлов кристаллической решетки могут играть не только атомы и электроны, но и фотоны или квазичастицы, например фононы.
Впервые квантовые временные кристаллы были экспериментально продемонстрированы в 2017 году на основе неравновесных систем, симметрию в которых нарушали с помощью лазерного или микроволнового излучений.
Их планируют использовать для квантовая обработка информации.  Доктор Самули Аутти (Samuli Autti) из Ланкастерского университета сообщил:,, До этого никто не наблюдал два временных кристалла в одной системе, не говоря уже о том, чтобы они взаимодействовали".
В 2018 г квантовый кристал наблюдали в сверхтекучем квантовом газе
https://arxiv.org/pdf/1807.05904.pdf
 

отредактировал(а) marsdmitri: 2021-11-01 09:38 GMT
marsdmitri
#44543 2021-12-03 23:28 GMT

На распространение  непрерывно го луча (волны) мощных лазеров в воде влияет сильное тепловое линзирование и тепловой  блюминг (тепловое pacплывaние изображения (помутнение)) уже на коротких расстояниях.

Continuous wave high-power laser propagation in water is affected by strong thermal lensing and thermal blooming already at short distances

https://www.nature.com/articles/s41598-021-02112-6.pdf

https://www.nature.com/articles/s41598-021-02112-6

Stefan Reich Sebastian Schäffer, Martin Lueck, Matthias Wickert Jens Osterholz 

Scientific Reports volume 11, Article number: 22619 (2021)

Когда лазерные лучи распространяются через среды с не исчезающим поглощением, среда нагревается, что приводит к изменению показателя преломления, что может привести к тепловому линзированию и тепловому блюмингy. Однако экспериментальные данные об обоих явлениях распространения в воде отсутствуют, особенно для мощных лазеров в киловаттном диапазоне. Мы показываем, что значительное тепловое линзирование происходит только при высоких входных мощностях до начала конвективного потока, в то время как при низких входных мощностях сильная тепловая линза не возникает. После наступления потока (После начала потока) воды тепловой блюминг происходит при низкой входной мощности, сравнимой с той, которая известна на масштабе (на расстоянии) нескольких километров в воздухе.

Однако для высоких входных мощностей показан тепловой блюминг на качественно более высоком уровне. С помощью зондирования волнового фронта исследуется изменение распределения показателя преломления в воде. Это ясно показывает быстрое развитие сильной тепловой линзы для высоких входных мощностей и начала конвекции. Кроме того, наблюдается качественно хорошее соответствие между экспериментами и сопровождающиee их физикo-математическoe моделированиe. Установлено, что коэффициент поглощения является линейным со значением mu=13,7 {m}^{-1} по меньшей мере до 7,5 кВт, т.е. 8 (кВт/см)^2.

Тем не менее, направленная передача в апертуру ( https://ru.wikipedia.org/?curid=695727&oldid=114476483 ) только постоянна (является постоянной только до того, как), прежде чем происходит какое-либо тепловое линзирование блюмингa .

Kомментарии

Тепловое цветение (Тепловой  блюминг) — это атмосферный эффект, наблюдаемый в высокоэнергетических лазерных лучах. Это результат нелинейного взаимодействия лазерного излучения со средой распространения, обычно воздухом, который нагревается за счет поглощения части излучения. Количество поглощаемой энергии зависит от длины волны лазера. Термин «тепловое цветение (блюминг)» часто используется для описания любого типа самоиндуцированного «теплового искажения» лазерного излучения.

https://nplus1.ru/news/2021/11/23/laser-goes-pew-pew


отредактировал(а) marsdmitri: 2021-12-04 00:06 GMT
marsdmitri
#44869 2021-12-17 00:59 GMT

Снова обнаружен тетранейтрон в эксперментах.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269321007395

Аннотация

,, Используя реакцию 7Li (7Li, 10C), мы попытались заполнить состояния в тетранeйтроне. Пик в энергетическом спектре идентифицированного  10C, который мы не можем связать с реакцией любых других целевых компонентов, соответствует возбуждению системы  10C + 4n  c энергией 2.93 ±  0.16 МэВ. При различных кинематических условиях наблюдалось эквивалентный пик.   Энергия связи тетранейтрона -2,93 МэВ намного больше ширины, чем наблюдаемый верхний предел Г< 0.24 МЭВ (в основном из-за экспериментального спреда). Следовательно, мы поддерживаем интерпретацию, что этот пик соответствует 10С в первом возбужденном состоянии при 3,354 МэВ и тетранейтроне с энергией связывания +0.42 ± 0.16 МЭВ".

комментарии https://nplus1.ru/news/2021/12/14/tetraneutron

Время жизни  в 2 раза меньше, чем у нейтрона. Около 450 секунд.

https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S0370269321007395

Логично предположить. что существует частица из 6 и 8 нейтронов.

И они возможно часть темной материи во Вселенной.


отредактировал(а) marsdmitri: 2021-12-17 01:28 GMT
marsdmitri
#45265 2021-12-29 20:04 GMT
https://ria.ru/20201016/vremya-1580163341.html
измерено время, требуемое фотону, для пролета молекулы водорода. Результаты исследования см в журнале Science.https://arxiv.org/pdf/2010.08298.pdf
В 1999 году египетский химик Ахмед Зеваил получил Нобелевскую премию за измерение скорости, с которой молекулы меняют свою форму, используя  вспышки лазера в фемтосекундном диапазоне — 10-15 секунд.
Профессор Рейнхарда Дёрнер (Reinhard Dörner) из Университета Гете (Франкфурт) изучил процесс распространение света в молекуле. Он облучил молекулу водорода Н2 лучами рентгеновского лазера PETRA III на ускорительной установке DESY. Фотона было достаточно для выброса обоих электронов из молекулы водорода. Фотон прошел от одного до другого атома водорода за 247 зептосекунд, 10-21 сек.
 

отредактировал(а) marsdmitri: 2021-12-29 20:53 GMT
marsdmitri
#45321 2022-01-02 22:23 GMT

Cамое точное измерение радиуса атома водорода

Для постоянной Ридберга R = 10 973 731,568226(38) 1/м радиус заряженого протона rp = 0.8482(38) 10−15 м

https://ria.ru/20201127/proton-1586580653.html

https://edoc.ub.uni-muenchen.de/27002/1/Grinin_Alexey.pdf текст диссертации, как было проведено измерение

В 2020 г постоянная Ридберга изменилась 10 973 731,568 160(21) м−1.

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abc7776


отредактировал(а) marsdmitri: 2022-01-02 22:36 GMT
Anderis
#45325 2022-01-03 08:52 GMT
#45321 marsdmitri :

Cамое точное измерение радиуса атома водорода

Для постоянной Ридберга R = 10 973 731,568226(38) 1/м радиус заряженого протона rp = 0.8482(38) 10−15 м

https://ria.ru/20201127/proton-1586580653.html

https://edoc.ub.uni-muenchen.de/27002/1/Grinin_Alexey.pdf текст диссертации, как было проведено измерение

В 2020 г постоянная Ридберга изменилась 10 973 731,568 160(21) м−1.

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abc7776

Как можно верить подобным сообщением, если в первой ссылке пишут -

Атом водорода состоит из одного протона и одного электрона.

А где у них нейтрон?

«Целкни кобылу в нос — она взмахнет хвостом.»

«Зри в корень»  К.Прутков С 

Я умею читать мысли других, но только тогда, когда они у них есть

 

Fedor
#45326 2022-01-03 09:11 GMT
#45325 Anderis :

Как можно верить подобным сообщением, если в первой ссылке пишут -

Атом водорода состоит из одного протона и одного электрона.

А где у них нейтрон?

«Выпускник МВТУ» не знает куда делся нейтрон из водорода. Сбежал в другой водород и превратил его в дейтерий. Потом подумал и переселился в другой дейтерий и стал тритием. 

 

marsdmitri
#45584 2022-01-10 16:47 GMT

В Китае, затратив 1,73 ГИГАДжоуль Электроэнергии!!! https://iz.ru/1273191/2022-01-04/termoiadernyi-reaktor-v-kitae-razogrelsia-v-piat-raz-silnee-solntca

продержали нагретую до 70 миллионов градусов плазму 1056 секунд.

Мощность электростанции подававшей электроэнергию была более 1628 киловатт = 1730000000/1056=1628258 Ватт

http://russian.news.cn/2021-12/31/c_1310404331.htm

Отработали только систему его охлаждения и работу сверхпроводящих систем.
http://www.news.cn/politics/2021-12/31/c_1128221002.htm

Какая ее плотность неизвестна. Непонятно термоядерная реакция была или нет.Скорее всего нет. Про плотность плазмы и близость к критерию Лоусона они молчат.

Главное — они отработали систему охлаждения и сверхпроводящую систему, по которой подается ток и энергия к плазме при температуре почти равной 70 миллионов.
Теперь они будут постепено увеличивать температуру и плотности плазмы, количество дейтерия и трития.

Ждите когда запустят термоядерный реактор во Франции в городе Караш.
Франция — это лидер в области термоядерной энергии.

Задача Международного экспериментального термоядерного реактора
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/da/ITER_Tokamak_and_Plant_Systems_%282016%29_%2841783636452%29.jpg

во Франции заключается в демонстрации возможности коммерческого использования термоядерной реакции синтеза и решении физических и технологических проблем,

которые могут встретиться на этом пути. Проект разрабатывается с середины 1980-х годов.

Строительство началось в 2010 г; летом 2020 г. началась сборка реактора. Срок окончания постройки запланирован на 2025 г.

Сооружения ITER расположены на 180 га земли коммуны Сен-Поль-ле-Дюранс (Прованс-Альпы-Лазурный Берег), которая уже стала домом для французского ядерного научно-исследовательского центра СЕА (Комиссариат атомной энергетики).

Во Франции около 83% от всей электроэнергии добывается на атомных станциях.
Поэтому экономика страны мало зависит от колебаний цены на нефть.
Такое стало возможным при сильной науке и инженерии. В СССР это не получилось, потому что их политики дарили 200 миллиардов долларов странам Африки, жадным арабам,

Кубе, Вьетнаму, Северной Корее, Китаю.
Поэтому в России только 18% производимой электроэнергии добывается от атомных станций.
Во Франции работал Мечников, Бунин, Поль Ланжевен и другие нобелевские лауреаты.
Институт Кюри; (фр. Institut Curie) — один из лидирующих научных институтов в области биофизики, молекулярной биологии и онкологии.

Основан Марией Склодовской-Кюри в 1921 году. Расположен в Париже. https://curie.fr
https://institut-curie.org
Во Франции производится авиадвигатель для Сухого суперджета. В России даже авиадвигатели не умеют серийно выпускать для пассажирских самолетов.
Автомобили и двигатели к ним для России привозят из Франции. В России их только собирают.
Дочь Марии Кюри и ее муж тоже были нобелевские лауреаты по физике.

Если бы деньги, вложенные в термояд за 50 лет вложили бы в
-биореакторы (производство электроэнергии за счет метана из навоза коров),
-ветроэлектростанции,
-выращивание рапса и других сельхозкультур из которых бы добывался этиловый спирт и биотопливо,
-солнечные станции,
-системы аккумуляции электроэнергии с помощью сжатого воздуха, которые в отличии от кислотных электроаккумуляторов и литиево-ионных батарей не деградируют со временем,
-микро гидроэлектростанции на 3-5 мегаватт.Для них не нужно перегораживать реки. Устанавливаешь у берега и все.
-гидроэлектростанции, использующих энергию волн прибоя
-электростанции, использующих энергию молний
то возможно Токамак не понадобился бы.
Токамак предложили и развивали военные ученые, которые в основном занимались термоядерным оружием.


отредактировал(а) marsdmitri: 2022-05-11 08:20 GMT
marsdmitri
#45646 2022-01-12 17:45 GMT

Наблюдение периодических превращений Bs мезона в анти Bs мезон. Эта частица состоит из нижнего антикварка и странного кварка (s-кварк). Она может периодически превращаться

в нижний кварк (d-кварк) и странный антикварк. Затем обратно в нижний антикварк и странный кварк. Вместе с u-кварками d-кварки образуют нуклоны (протоны и нейтроны).

статья https://www.nature.com/articles/s41567-021-01394-x.pdf

Описание опыта https://nplus1.ru/news/2022/01/11/bs-meson-oscillation

Общая причина  осцилляций (или превращений) состоит в рассогласовании между собственными состояниями частиц, обусловленными слабым калибровочным взаимодействием, и массовыми состояниями, связанным с полями Хиггса. Это рассогласование наблюдается не только c лептонaми, где оно порождает осцилляции нейтрино, но и с кварками. У нейтрино осцилляции проявляется в смешении ароматов. У кварков — в колебаниях нейтральных мезонов от частиц к античастицам. Это очень интересный эффект, изучение которого принесет еще сюрпризы.

В эксперименте надежно доказано существований нейтринных осцилляций. Они возможны только в случае, если массы хотя бы двух (а скорее всего всех трех) ароматов нейтрино не равны нулю. Есть довольно надежное ограничение на сумму масс всех трех ароматов нейтрино, основанное на анализе структуры реликтового излучения и других космологических соображениях. По этой оценке, она не должна превышать 0,2 эВ. По порядку величины это миллионная доля массы электрона.

В рамках Стандартной модели масса нейтрино строго равна нулю. Это опровергнуто экспериментами. Ее можно ввести в теорию, если предположить, что существует другая разновидность нейтрино, которая полностью тождественна своему антинейтрино. Это придумал в конце 1930-х Этторе Майорана, очень талантливый итальянский физик-теоретик, оставивший физику, напечатавший 9 статей, живший потом в Венесуэлле тайно от всех. https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/435201/z<wbr />hizn_i_antizhizn_fizika_ettore_mayorany/435201

Тогда можно объяснить, почему масса «обычного» нейтрино отлична от нуля и очень мала. Она обратно пропорциональна массе майорановского нейтрино, которая чрезвычайно велика, не менее 1000 ТэВ. Однако существование элементарных фермионов майорановского типа не доказано. Фотон — сам себе античастица.  Его спин равен единице, а не половине, как у нейтрино.
Масса нейтрино самая малая из всех частиц. Теоретики давно изобрели гипотетическую частицу аксион с массой не более 15 эВ, но в эксперименте она не обнаружена.

Масса нейтрино вводится без изменения основ теории Стандартной модели физики (СМ), но операция  «подключение» нейтрино к полю Хиггса требует некоторых ухищрений.

Для введения массы нейтрино в СМ не нужно поменять какой-то основополагающий принцип, в то время как механизм, получается автоматом, если предположить, что нейтрино, как и все остальные фермионы СМ, есть не только левые, но и правые. Модель дираковских нейтрино еще рассматривается, хотя их малая масса выглядит странно. Проблема не в каком-то принципе построения СМ и ее обобщить на массивные нейтрино легко, а в том, что мы не знаем деталей, как именно масса эта появляется. Не известно, можно ли обойтись простым обобщением СМ ( неизвестно, сколько правых нейтрино надо добавлять) или это какая-то новой теория на больших энергиях.

-------------------------------

 Если вы хотите быстро  подсчитать приближенно массу кварков, у них есть свойство.

Масса кварков в пределах случайной и систематической погрешности определяется простым соотношением

2:14:42 (поделив на  2 получите 1:7:21).

Приняв массу самого легкого u-кварка за 2,6 умножив ее на 2 получим приближенно массу d-кварка 5,6.

 Конечно вы можете взять массу 2,4. Тогда получите 4,8.

Умножив массу s-кварка  91 на 14 получим 1274 — масса с-кварка. 91/2,6=35

Умножив массу b-кварка 4150 на 42, получим приближенную массу t-кварка 174300.


отредактировал(а) marsdmitri: 2022-01-13 05:32 GMT
marsdmitri
#46249 2022-02-02 09:42 GMT

Статья о самой длинной молнии, и самой продолжительной.

https://nplus1.ru/news/2022/02/01/megaflash

https://journals.ametsoc.org/view/journals/bams/aop/BAMS-D-21-0254.1/BAMS-D-21-0254.1.xml?tab_body=pdf

https://journals.ametsoc.org/downloadpdf/journals/bams/aop/BAMS-D-21-0254.1/BAMS-D-21-0254.1.xml

--------------

Посмотрите, как выглядят эльфы, спратты.
Это молнии которые бьют в небо из верхней кромки облаков с высоты около 10 км и выше вверх. Например
https://youtu.be/UpSSPrY10q4?t=577
https://youtu.be/UpSSPrY10q4?t=1311
Там много  кадров на видео про такие явления


отредактировал(а) marsdmitri: 2022-02-18 12:29 GMT
marsdmitri
#46917 2022-03-04 09:58 GMT

1. Феноменологическая оценка массы трех нейтрино и шести кварков на основе формулы Коидэ (это только совпаденние  и недоказанная гипотеза)

https://ru.wikipedia.org/wiki/Формула_Коидэ

Для электронного, мюоного и таонного нейтрино оценка величин 10 E-5 эВ/c2 =0,00001 эВ/c2

8,4E-3 эВ/c2 = 0,0084 эВ/c2

5E-2 эВ/c2 =0,05 эВ/c2

(в экспериментах доказано ранее, что сумма масс трех нейтрино менее 0,8 эВ/c2)

Estimate of neutrino masses from Koide's relation, Nan Li, Bo-Qiang Ma

https://arxiv.org/abs/hep-ph/0505028

Существуют электрон-подтроннке поля в вакууме. Значит существуют нейтрино-антинейтринные поля в  вакууме. Т.е. вакуум рождает постоянно не только виртуальные электроны-позитроны, но и нейтрино и антинейтрино. После рождения они сразу аннигилируют.

2.Экспериментально обнаружили нарушение механизма квантового эффекта Холла вакуумными флуктуациями.

Breakdown of the topological protection by cavity vacuum fields in the integer quantum Hall effect

Felice Appugliese, Josefine Enkner, Gian Lorenzo Paravicini-Bagliani, Mattias Beck, Christian Reichl, Werner Wegscheider, Giacomo Scalari, Cristiano Ciuti, Jérôme Faist

https://arxiv.org/abs/2107.14145

https://nplus1.ru/news/2022/03/03/vacuum-to-hall

3. Про нулевые колебáния (https://ru.wikipedia.org/?curid=203805&oldid=113933507) — флуктуации квантовой системы в основном состоянии, наинизшем по энергии, посмотрите экспериментальную статью

Electric field correlation measurements on the electromagnetic vacuum stateIleana-Cristina Benea-Chelmus, Francesca Fabiana Settembrini, Giacomo Scalari, Jérôme Faist

https://arxiv.org/abs/1809.01785


отредактировал(а) marsdmitri: 2022-05-11 08:23 GMT
marsdmitri
#46965 2022-03-05 17:02 GMT

<noscrit>

Посмотрите, как можно рассуждать при поиске связи трех классов явлений из мира гравитации, элементарных частиц и детерминированого хаоса (который описывает турбулентные течения в гидродинамике).

Те, кто любит и изучают природу, поражаются, как разные области связаны друг с другом. Например на форму носа оленей или бульдогов повлияла конвекция — образованием волн в воздухе и перенос ими вещества. Именно такая форма носа необходима животным, чтобы чувствовать опасность, улавливать кластеры молекулы врагов, переносимые волнами воздуха.

.Но такой анализ сверху возможно проводить тогда, когда вы уже хорошо поняли  физику явлений гидродинамики. Понимаете основные уравнения и умеете их решать. Аналогично шло понимание движения планет по орбитам, используя обыкновенные диференциальные уравнения- законы Ньютона. Затем из них обнаружили законы Кеплера. И наконец появляется теория гравитации Эйнштейна!

Все эти формулы оказываются связаны друг с другом. И более точная теория гравитации будет включать в себя эти теории и формулы. Я думаю за счет добавления электромагнитных, слабых, силных сил.

Но если вам хочется связать мир гравитации, массы планет, Солнца с массой лептонов, трех нейтрино, с массами кварков? Как найти очень простую приблизительную теорию из их масс, используя аналогии, алгебраические уравнения, обыкновенные дифференциальные уравнения? Зная точно массу планет, можно ли вывести из них массу кварков, трех нейтрино? Возможно ли это в принципе?

Исследователь из США составил очень красивые слайды, которые показывает какие разные явления бывают при наблюдении нейтрино, и как использовать квантовые датчики для анализа параметров элементарных частиц.

https://meetings.triumf.ca/event/89/contributions/2694/attachments/2101/2334/20201105_DND_NeutrinosRIBSandSTJs.pdf

Исследование Нейтрино стандартной модели с редкими изотопами в квантовых датчиках. Но он здесь зачем-то вместо одной темы еще выдумывает четвертое нейтрино, которого нет, вместо того чтобы только анализировать экспериментальные данные.

Он практик. Его интересуют только прикладные исследования полезные для физиков экспериментаторов. Может быть кому-то его слайды пригодятся.

Но если вы изучаете связь разных процессов, то должны выделять один главный эксперименый факт, одну формулу, один основной, хорошо видимый процесс и пытаться найти связь с ней других физических процессов, используя экспериментальные факты. А не сваливать все в огромную кучу. Фантиазии и реальные эксперименты.

Например, возьмем нашу Солнечную систему. В ней наблюдается феноменологическое правило Тициуса-Боде

https://ru.wikipedia.org/?curid=67279&oldid=116318711

И есть планеты Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун со своими спутниками.

Значит исследователь должен посмотреть, выполняется ли правило Тициуса-Боде для спутников каждой планеты?

Я не знаю. Но частично, он может выполняться только для самых тяжелых спутников у планеты.Тогда можно предположить, что в Солнечной системе, представляющей собой

группу гравитационных волн, правило Тициуса-Боде не выполняется для всех самых малых планет, потому, что были столкновения их друг с другом, астероидами, кометами. И онги не нарастили свою массу.

Вы спросите, а как же пояс астероидов? Почему он находится именно в этом месте газопылевого облака? Но и у каждой планеты есть свой пояс астероидов.

Ими являются кольца Сатурна, Юпитера, Урана, и наверное Нептуна. Это пример детерминированного хаоса. Какое-то короткое время у планет вазникают кольца из пыли, обломков комет, астероидов, кусков льда. И потом они исчезают, испаряются, уносятся притяжением других планет.

Изучив выполнение или отсутствие правила Тициуса-Боде для спутников каждой планеты, мы должны вывести какую-то общую формулу, которая предсказывает орбиту каждого крупного спутника у планеты и парамектры средней круговой орбиты каждой планеты в солнечной системе.

Затем, если вы хотите связать эти формулы с миром элементарных частиц,  посмотрите на простую фомулу Коидэ https://ru.wikipedia.org/?curid=3794148&oldid=113812943. Она феноменологически предсказывет массу лептонов,  трех нетйрино, массу 6 кварков, если подставить в нее  разные коффициенты. Словно нейтрино создает поле, которое меняет их массу, поглащая внешнюю энергию.

Тогда вознкаект вопрос. Можно ли формулу Коидэ https://ru.wikipedia.org/?curid=3794148&oldid=113812943

использовать для предсказания масс планет? Или масс спутников возле одной планеты?

Если я возьму массу двух планет Меркурий и Венеру,  то усеченная формула Коидэ для 2 планет приближенно выполняется с какой-то погрешностью.

Обратите внимание, что разностная формула одномерного отображения, использованая для перехода к Хаосу — сценария Фейгенбаума, для первой константы Фейгентаума https://ru.wikipedia.org/?curid=1669650&oldid=119715634

похоже на формулу при поиске соотношения правило Тициуса-Боде.(Не совсем понятно, что нужно использовать в виже аргументов: массу планеты или параметр орбиты — ее радиус? )

Это пример, как можно рассуждать при поиске общих формул из аналогии для двух разных классов физических явлений.

Вам захочется посмотреть, что мы увидим, если представим планеты, солнцуе, их спутники как деревья, которые растут во вселенной, накапливая свою массу от времени, а затем начинают уменьшаться в размерах, словно они испаряются как лед на сковородке?

Введем зависимость от времени константы в формуле Коидэ.

Если предположить по аналогии, что планеты -это семена, и из них вырастать планеты, поглощая вещество из космоса. Уменьшив массу планет Меркурия, Венеры, Земли, мы получим точную константу 2/3 в формуле Коидэ для трех планет.

 Используйте программу Exel или LibreOfficeCalc для поисков новых простых формул.

Я показал, как можно рассуждать при поиске связи трех классов явлений из мира гравитации, элементарных частиц и детерминированого хаоса (который описывает турбулентные течения в гидродинамике).

Мы консерваторы. Работаем только внутри массива данных, полученных из эксперимента.И получаем формулы, которые связывают наши точные данные друг с другом.

После этого мы анализируем формулы. Может что-то новое они могут рассказать о прошлом?

Теперь посмотрим на способ мышления у постдока в Массачусетском институте технологий в США. Один из самых богатых исследовательских институтов в стране.

Моя идея.Она ставит телегу впереди лошади 6 лет, но ничего не может получить нового в науке.Но там такой способ получения денег. Их дают за исследовательские работы по теории струн.

Из теории струн получено, что могут существовать ненаблюдаемые нигде аксионы.Такие воображаемые математические частицы, как маленкий чёртик.

Она пытается их пришпандорить к нейтрино. Вдруг это нейтрино?

Вместо того, чтобы от эксперимента идти к теории (как делал Ньютон или Эйнштейн), к уточнению параметров нейтрино, она идет от воображамых частиц к изучению неизвестных cвойств нейтрино.

Вместо того, чтобы уточнять заряд нейтрино экспериментально на установке, она используя философию и математику, пытается создать новую завиральную теорию в математике. И получить новые данные по нейтрино. И ничего у неё не получается.

Смотрим статьи Lena Funcke, MIT. https://physics.mit.edu/faculty/lena-funcke/

1. arXiv:1602.03191v4 [hep-ph] 28 Sep 2016 https://arxiv.org/pdf/1602.03191.pdf

Small neutrino masses from gravitational θ-term

2. Time-varying neutrino mass from a supercooled phase transition: current
cosmological constraints and impact on the Ω m -σ 8 plane, arXiv:1811.01991v2 [astro-ph.CO] 14 Dec 2018

https://arxiv.org/abs/1811.01991v2

3. Distinguishing Dirac and Majorana neutrinos by their gravi-majoron decays, arXiv:1905.01264v2 [hep-ph] 6 Jan 2020 https://arxiv.org/abs/1905.01264v2

4. Domestic Axion arXiv:1608.08969v3 [hep-ph] 6 Aug 2021 https://arxiv.org/abs/1608.08969

5. Reconstruction of the neutrino mass as a function of redshift, arXiv:2102.13618v2 [astro-ph.CO] 29 Nov 2021 https://arxiv.org/pdf/2102.13618v2.pdf

6. Time- and space-varying neutrino masses from soft topological defects, arXiv:2112.02107v1 [hep-ph] 3 Dec 2021 https://arxiv.org/abs/2112.02107v1

Видно, что если вместо эксперимента исследователь создает множество теорий, то они пустые. Не дают никакого научного результата.

В России сделали наоборот. Построили нейтринную обсерваторию на дне озера Байкал и начинают изучать свойства настоящих, реальных нейтрино, летящих из космоса.

Тоже самое делал Э.Резерфорд. В каждой его статье было до 80 новых экспериментов.Только так можно было быстро получить новые знания.


отредактировал(а) marsdmitri: 2022-03-05 20:31 GMT
marsdmitri
#47078 2022-03-17 21:33 GMT

1. Изучение экзотических материалов.

Атомов из смеси вещества и антивещества.

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04440-7.pdf

High-resolution laser resonances of antiprotonic helium in superfluid 4He

Лазерные резонансы высокого разрешения антипротонного гелия в сверхтекучем 4He.

Когда атомы помещаются в жидкости, их оптические спектральные линии, соответствующие электронным переходам, значительно расширяются по сравнению с линиями отдельных изолированных атомов. Это увеличение ширины линии часто может достигать более миллиона раз, затеняя спектроскопические структуры и препятствуя спектроскопии с высоким разрешением, даже когда в качестве основного материала используется сверхтекучий гелий, который является наиболее прозрачной, холодной и химически инертной жидкостью. Здесь мы показываем, что когда экзотический атом гелия с составляющим его антипротоном внедряется в сверхтекучий гелий, его спектральная линия видимой длины волны сохраняет ширину линии субгигагерц. Резкое уменьшение ширины линии антипротонного лазерного резонанса наблюдалось, когда жидкость, окружающая атом, переходила в сверхтекучую фазу. Это разрешило сверхтонкую структуру, возникающую в результате спин–спинового взаимодействия между электроном и антипротоном, с относительным спектральным разрешением в две части 106, несмотря на то, что антипротонный гелий находился в плотной матрице атомов обычной материи. Электронная оболочка антипротонного атома сохраняет небольшой радиус примерно 40 пикометров во время лазерного возбуждения. Значит другие атомы гелия, содержащие антиядра, и отрицательно заряженные мезоны и гипероны, которые включают странные кварки, образованные в сверхтекучем гелии, могут быть изучены с помощью лазерной спектроскопии с высоким спектральным разрешением, позволяющим определять массы частиц. Четкие спектральные линии могут позволить обнаруживать антипротоны космических лучей или искать антидейтроны, которые останавливаются в жидких гелиевых мишенях.

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04440-7

Коментарии https://nplus1.ru/news/2022/03/17/pHe-in-HeII

Изучением таких проблем наверное могут заниматься в Институте физических проблем в Москве (Институт П.Л. Капицы).

2. Cоздали ахроматическую рентгеновскую линзу

https://www.nature.com/articles/s41467-022-28902-8.pdf

Дифракционные и преломляющие оптические элементы стали неотъемлемой частью большинства рентгеновских микроскопов с высоким разрешением. Ho они страдают от присущей им хроматической аберрации. Это на сегодняшний день ограничивает их использование излучением с узкой полосой пропускания, ограничивая такие рентгеновские микроскопы с высоким разрешением синхротронными источниками высокой яркости.

Подобно оптике видимого света, одним из способов устранения хроматической аберрации является комбинирование фокусирующей и расфокусирующей оптики с различной дисперсионной способностью. Mы представляем первую успешную экспериментальную реализацию рентгеновского ахромата, состоящего из фокусирующей дифракционной зонной пластины Френеля (FZP) и расфокусирующей рефракционной линзы (RL). Используя сканирующую просвечивающую рентгеновскую микроскопию (STXM) и птихографию, мы демонстрируем субмикрометровую ахроматическую фокусировку в широком диапазоне энергий без какой-либо регулировки фокуса. Этот тип рентгеновского ахромата преодолеет предыдущие ограничения, установленные хроматической аберрацией дифракционной и преломляющей оптики, и откроет путь для новых применений в спектроскопии и микроскопии в широкополосных источниках рентгеновской трубки.

https://nplus1.ru/news/2022/03/15/achromatic-X-ray-lens

3. Измерена скорость звука на Марсе 420 м/сек! Ypa!!!


отредактировал(а) marsdmitri: 2022-03-17 21:48 GMT
marsdmitri
#47215 2022-04-05 08:49 GMT

 сообщается о сверхпроводимости в фотохимически преобразованной системе гидрид углеродистой серы, начиная с элементарных предшественников, с максимальной температурой сверхпроводящего перехода 287,7 ± 1,2 кельвина (около 15 градусов Цельсия), достигнутой при 267 ± 10 гигапаскалях.

Его состав атомы H-C-S.

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2801-z

https://www.researchgate.net/publication/344657925

Полный текст статьи https://www.nature.com/articles/s41586-020-2801-z.epdf

,, Впервые была достигнута сверхпроводимость при комнатной температуре
Он находился в крошечном образце под чрезвычайно высоким давлением, так что пока не начинайте демонтаж мировой энергетической инфраструктуры.

Константин Какаес

14 октября 2020 года
Оборудование, используемое для создания сверхпроводника при комнатной температуре, включая ячейку с алмазной наковальней (синяя коробка) и лазерные решетки, изображено в лаборатории Ранга Диаса Университета Рочестера.

https://www.technologyreview.com/2020/10/14/1010370/room-temperature-superconductivity/
Оборудование, используемое для создания сверхпроводника при комнатной температуре, включая ячейку с алмазной наковальней (синяя коробка) и лазерные решетки, изображено в лаборатории Ранга Диаса Университета Рочестера.Адам Фенстер

Сверхпроводники комнатной температуры — материалы, которые проводят электричество с нулевым сопротивлением, не требуя специального охлаждения, — это своего рода технологическое чудо, которое перевернет повседневную жизнь. Они могли бы произвести революцию в электросети и обеспечить возможность левитации поездов, среди многих других потенциальных применений. Но до сих пор сверхпроводники приходилось охлаждать до чрезвычайно низких температур, что ограничивало их использование в качестве нишевой технологии (хотя и важной). В течение десятилетий казалось, что сверхпроводимость при комнатной температуре может навсегда остаться недосягаемой, но за последние пять лет несколько исследовательских групп по всему миру были вовлечены в гонку за ее достижением в лаборатории.

В статье, опубликованной сегодня в Nature, исследователи сообщают о достижении сверхпроводимости при комнатной температуре в соединении, содержащем водород, серу и углерод, при температурах до 58 °F (13,3 °C или 287,7 К). Предыдущая самая высокая температура составляла 260 К, или 8 °F, достигнутая конкурирующей группой из Университета Джорджа Вашингтона и Института Карнеги в Вашингтоне, округ Колумбия, в 2018 году. (Другая группа из Химического института Макса Планка в Майнце, Германия, примерно в то же время достигла температуры 250 К, или -9,7 °F). Как и предыдущие рекорды, новый рекорд был достигнут при чрезвычайно высоком давлении — примерно в два с половиной миллиона раз превышающем давление воздуха, которым мы дышим.

“Это знаковое событие”, — говорит Хосе Флорес-Ливас, физик-вычислитель из Римского университета Сапиенца, который создает модели, объясняющие высокотемпературную сверхпроводимость, и не принимал непосредственного участия в работе. “За пару лет, — говорит он, “ мы поднялись с 200 [K] до 250K, а теперь 290K. Я почти уверен, что мы достигнем 300”.

Электрические токи — это текущие электрические заряды, чаще всего состоящие из электронов. Проводники, такие как медные провода, имеют много слабо связанных электронов. Когда прикладывается электрическое поле, эти электроны текут относительно свободно. Но даже хорошие проводники, такие как медь, имеют сопротивление: они нагреваются при передаче электричества.

Сверхпроводимость, при которой электроны проходят через материал без сопротивления, на первый взгляд кажется невозможной. Это как если бы можно было проехать на большой скорости через переполненный центр города, ни разу не попав на светофор. Но в 1911 году голландский физик Хейке Камерлинг Оннес обнаружил, что ртуть становится сверхпроводником при охлаждении до нескольких градусов выше абсолютного нуля (около -460 °F, или -273 °C). Вскоре он наблюдал это явление в других металлах, таких как олово и свинец.

В течение многих десятилетий после этого сверхпроводимость создавалась только при чрезвычайно низких температурах. Затем, в конце 1986 и начале 1987 года, группа исследователей из Цюрихской лаборатории IBM обнаружила, что некоторые керамические оксиды могут быть сверхпроводниками при температурах до 92 К — что особенно важно, при температуре кипения жидкого азота, которая составляет 77 К. Это изменило изучение сверхпроводимости и ее применение в таких вещах, как МРТ в больницах, потому что жидкий азот дешев и прост в обращении. (Жидкий гелий, хотя и более холодный, гораздо более требователен и дорог.) Огромный скачок в 1980-х годах привел к лихорадочным предположениям о том, что сверхпроводимость при комнатной температуре может быть возможной. Но эта мечта оказалась недостижимой до тех пор, пока сегодня не было опубликовано исследование.

Под давлением

Один из способов работы сверхпроводников заключается в том, что проходящие через них электроны “связаны” с фононами — колебаниями в решетке атомов, из которых состоит материал. Теоретики полагают, что тот факт, что они синхронизированы, позволяет электронам течь без сопротивления. Низкие температуры могут создать условия для образования таких пар в самых разнообразных материалах. В 1968 году Нил Эшкрофт из Корнельского университета предположил, что при высоких давлениях водород также будет сверхпроводником. Заставляя атомы плотно прилегать друг к другу, высокое давление изменяет поведение электронов и, при некоторых обстоятельствах, позволяет образовывать электрон-фононные пары".

Перевод статьи из Технологического обозрения МИТ. copyright [email protected]

https://www.technologyreview.com/2020/10/14/1010370/room-temperature-superconductivity/


отредактировал(а) marsdmitri: 2022-04-05 09:01 GMT
marsdmitri
#47287 2022-04-11 02:38 GMT

   Исследователи из Китая cooбщили в журнале Nature о создании транзистора, с затвором толщиной в один атом углерода.

https://www.nature.com/articles/s41586-021-04323-3

Вертикальные транзисторы  MoSс длиной затвора менее 1 нм.

Ультрамасштабные транзисторы представляют интерес для разработки электронных устройств следующего поколения.

Хотя сообщалось об атомарно тонких транзисторах из дисульфида молибдена MoS2, изготовление устройств с длиной затвора менее 1 нм было затруднительным.

Здесь мы демонстрируем MoS2 — транзисторы с боковой стенкой с атомарно тонким каналом и физической длиной затвора менее 1 нм, используя край графенового слоя в качестве электрода затвора.В этом подходе используются пленки графена большой площади и MoS2, выращенные методом химического осаждения из паровой фазы, для изготовления транзисторов с боковой стенкой на 5 см или 2-дюймовой пластине.

Эти устройства имеют коэффициенты включения/выключения до 1,02 × 105 и подпороговые значения качания до 117 мV dec–1.Результаты моделирования показывают, что эффективная длина канала боковой стенки MoS2 приближается к 0,34 нм во включенном состоянии и 4,54 нм в выключенном состоянии.Эта работа может продвигать закон Мура о сокращении транзисторов для электроники следующего поколения.

Перевод аннотации из журнала Природа,10 апреля 2022 copyright [email protected]