Исследователи Fermilab объявили об обнаружении новой частицы
![Вид на лабораторию Ферми в районе Чикаго. Главный инжектор (нижнее кольцо) и Теватрон с периметром 6,28 км (верхнее кольцо) расп Вид на лабораторию Ферми в районе Чикаго. Главный инжектор (нижнее кольцо) и Теватрон с периметром 6,28 км (верхнее кольцо) расп](/files/16910.jpg)
Вид на лабораторию Ферми в районе Чикаго. Главный инжектор (нижнее кольцо) и Теватрон с периметром 6,28 км (верхнее кольцо) расп
Американский исследователь Патрик Лакенс (Patrick Lukens), работающий в коллаборации CDF (Collider Detector at Fermilab) при Национальной лаборатории высокоэнергетических исследований имени Энрико Ферми (Fermilab, Fermi National Accelerator Laboratory - FNAL) в Батавии (штат Иллинойс), сделал специальный доклад на недавнем семинаре по физике, в котором он объявил о наблюдениях новой частицы, обозначаемой как Ωb (Omega-sub-b). Данная частица состоит из трех кварков: двух s-кварков - "странных" (strange) - и одного b-кварка - "красивого" (beauty или bottom). Таким образом ее "формула" выглядит как ssb. Это своего рода тяжеловесное экзотическое подобие протона (который тоже, как известно, состоит из трех кварков), ее масса превышает массу протона примерно в шесть раз (планируется публикация в Physical Review D, препринт статьи можно найти на arXiv.org).
Наблюдение этой "дважды странной" частицы, существование которой предсказывает Стандартная модель элементарных частиц, имеет большое значение, и не только потому, что она позволяет физикам лишний раз убедиться в справедливости теории кваркового строения вещества. Интересно, что в ходе обработки новых данных возник определенный конфликт с результатами эксперимента DZero (родственного CDF), обнародованными в августе 2008 года (на основе небольшой выборки данных того же ускорителя). Причем результаты CDF оказались ближе к теоретическому предсказанию, чем результаты DZero.
Частица Ωb считалась одной из последних недостающих "деталек" в "периодической таблице барионов" (то есть тяжелых составных частиц, состоящих из кварков). Барионы составлены из троек кварков, а их самыми известными и широко распространенными в природе представителями являются протон и нейтрон. Ускоритель частиц "Тэватрон" (Tevatron), принадлежащий Fermilab, обладает способностью в больших количествах производить барионы, содержащие b-кварки, причем за долгие годы его успешной работы собрана обширная база экспериментальных данных, позволяющая находить и изучать самые редкие частицы, содержащие такие кварки в своем составе.
После обработки почти 500 триллионов протон-антипротонных взаимодействий, произошедших в коллайдере, сотрудники коллаборации CDF отобрали 16 событий, в которых в результате столкновений рождалось нечто, по своим свойствам подходящее под описание частицы Ωb. После своего рождения эта частица успевала пройти всего лишь доли миллиметра до того, как происходил ее распад на более легкие частицы. Время до распада, протекающего через слабое взаимодействие, составляло порядка триллионной доли секунды.
Согласно CDF, масса Ωb составляет 6054,4 ±6.8(stat.) ±0.9(syst.) МэВ/с2, тогда как по данным DZero она была больше - 6165±10(stat.)±13(syst.) МэВ/с2 (указаны статистические и возможные систематические погрешности). Как видим, эти экспериментальные результаты статистически несовместимы друг с другом, поэтому возникает вопрос, действительно ли ученые из разных групп наблюдали одну и ту же частицу? Кроме того, в двух этих экспериментах получилась разной также и оценка частоты производства данной частицы. Несмотря на то, что последний результат, обнародованный коллаборацией CDF, находится в прекрасном согласии с теоретическими ожиданиями (как в оценке темпов производства, так и по величине массы), физики все же намерены продолжить дальнейшие исследования, с тем, чтобы решить головоломку и разобраться в противоречивых результатах.
В эксперименте CDF занято около 600 физиков, работающих в 62 учреждениях в 15 странах. Он субсидируется Министерством энергетики США (US Department of Energy), Национальным научным фондом (National Science Foundation - NSF) и рядом международных финансовых учреждений.
Источники:
Fermilab's CDF observes Omega-sub-b baryon - Fermilab
Observation of the Ω-b and Measurement of the Properties of the Ξ-b and Ω-b - CDF
Special Joint Experimental-Theoretical Seminar (19 May 2009) - PDF
Observation of the Omega_b^- and Measurement of the Properties of the Xi_b^- and Omega_b^- - arXiv.org
![Комментарии](/assets/sys/comments-4ce9f8911625360bc1ad61ae3f167214aa24c031531ba96f95485e8530d078d1.png)
![Оставить комментарий](/assets/sys/comment-a1e7d43b171d927d9a8a8e2caaf3a60474d3822dc4313769fd759d64289593cd.png)
Справка
Кварки
Кварки и антикварки наряду с лептонами принадлежат к числу самых фундаментальных (неделимых, а точнее говоря, бесструктурных с точки зрения современной физики) компонентов окружающей нас материи и имеют по шесть различных разновидностей или "ароматов": "верхний" (up), "нижний" (down), "странный" (strange), "очарованный" (или "чармированный", charm), "красивый" (beauty или bottom) и "истинный" (truth или top), - и обычно объединяются в пары или троицы, формируя другие частицы - мезоны и барионы, которые скрепляются за счет ядерных сил (или "цветных", иначе говоря, сильных взаимодействий, переносчиками которых являются другие частицы - глюоны). Так, мезоны содержат кварк и антикварк, в то время как барионы состоят из трех кварков или трех антикварков. Два "верхних" и один "нижний" кварк образуют протон, а странный кварк и антикварк в совокупности дают отрицательный каон (ка-мезон).
Справка
Слабое взаимодействие
- одно из четырех известных фундаментальных взаимодействий между элементарными частицами. Слабое взаимодействие значительно слабее сильного и электромагнитного взаимодействий, но гораздо сильнее гравитационного.
Об интенсивности взаимодействий можно судить по скорости процессов, которые оно вызывает. Обычно сравнивают между собой скорости процессов при энергиях порядка 1 ГэВ, характерных для физики элементарных частиц. При таких энергиях процесс, обусловленный сильным взаимодействием, происходит за время порядка 10-24 с, электромагнитный процесс - за время порядка 10-21 с, характерное же время процессов, происходящих за счет слабого взаимодействия (слабых процессов), гораздо больше: порядка 10-10 с, так что в мире элементарных частиц слабые процессы протекают чрезвычайно медленно.
Другая характеристика взаимодействия - длина свободного пробега частицы в веществе. Сильно взаимодействующие частицы (адроны) можно задержать железной плитой толщиной в несколько десятков см, тогда как нейтрино, обладающее лишь слабым взаимодействием, проходило бы, не испытав ни одного столкновения, через железную плиту толщиной порядка миллиарда км. Еще более слабым является гравитационное взаимодействие, сила которого при энергии порядка 1 ГэВ в 1033 раз меньше, чем у слабого взаимодействия. Однако обычно роль гравитационного взаимодействия гораздо заметнее роли слабого взаимодействия. Это связано с тем, что оно, как и электромагнитное, имеет бесконечно большой радиус действия; поэтому, например, на тела, находящиеся на поверхности Земли, действует гравитационное притяжение всех атомов, из которых состоит Земля. Слабое же взаимодействие обладает очень малым радиусом действия: около 2х10-16 см (что на три порядка меньше радиуса сильного взаимодействия). Вследствие этого, например, слабое взаимодействие между ядрами двух соседних атомов, находящихся на расстоянии 10-8 см, ничтожно мало, несравненно слабее не только электромагнитного, но и гравитационного взаимодействий между ними.
Однако, несмотря на малую величину и короткодействие, слабое взаимодействие играет очень важную роль в природе. Так, если бы удалось "выключить" слабое взаимодействие, то погасло бы Солнце, поскольку был бы невозможен процесс превращения протона в нейтрон, позитрон в нейтрино, в результате которого четыре протона превращаются в 4He, два позитрона и два нейтрино.
Физическая энциклопедия. М., 1994
Статьи по теме
![Эксперимент MiniBooNE (вид на детектор). Фото FNAL с сайта New Scientist Эксперимент MiniBooNE (вид на детектор). Фото FNAL с сайта New Scientist](/files/28547.jpg)
Нейтрино не пожелали "стерилизоваться"
О получении важных и весьма долгожданных результатов, связанных с поиском стерильных нейтрино, объявила группа специалистов, занятых в эксперименте по нейтринным осцилляциям MiniBooNE. При этом была раскрыта загадка странных данных лаборатории Лос-Аламоса, но на смену одной тайне приходит другая...
![Изображение с сайта Wikipedia (en.wikipedia.org) Изображение с сайта Wikipedia (en.wikipedia.org)](/files/31297.jpg)
Аномалии при распаде частиц - путь к Новой Физике
С недавних пор в центре внимания многих специалистов по квантовой хромодинамике находится некоторая аномалия, выявляемая в ходе экспериментов на B-мезонных фабриках. Теперь показано, что объяснить это несоответствие в рамках Стандартной модели уже не представляется возможным.
![Эксперимент MiniBooNE (вид на детектор). Фото FNAL с сайта New Scientist Эксперимент MiniBooNE (вид на детектор). Фото FNAL с сайта New Scientist](/files/28547.jpg)
Первые звезды были зажжены стерильными нейтрино
Открытие пока еще не обнаруженного типа нейтрино может помочь в разрешении целого ряда астрофизических загадок, начиная с выяснения природы темной материи и заканчивая тайной рождения первых звезд.
![Открывается путь к нейтринному сканированию земных недр в разных сечениях, своего рода нейтринной томографии нашей планеты. Детектор KamLAND. Вид изнутри Открывается путь к нейтринному сканированию земных недр в разных сечениях, своего рода нейтринной томографии нашей планеты. Детектор KamLAND. Вид изнутри](/files/19692.gif)
Землю просветят с помощью нейтрино
Регистрация геонейтрино дает возможность получить первую достоверную информацию о химическом составе земных глубин. Также открывается путь к нейтринному сканированию земных недр в разных сечениях, своего рода нейтринной томографии нашей планеты.
![Pictured here is the KamLAND stainless steel container inside of which is the inner detector which reacts to incoming neutrinos. Pictured here is the KamLAND stainless steel container inside of which is the inner detector which reacts to incoming neutrinos.](/files/3330.jpg)
Загадка солнечных нейтрино решена
Удалось обнаружить эффект "исчезновения" нейтрино. Этот эффект свидетельствует о том, что нейтрино имеют массу и могут осциллировать - то есть превращаться из одного типа в другой. Стандартная модель элементарных частиц, которая успешно использовалась фундаментальной физикой с 70-х годов прошлого века, требует серьезной модернизации.
![Профессор Хосе Игнасио Ильяна. Фото с сайта www.ugr.es/~jillana/ Профессор Хосе Игнасио Ильяна. Фото с сайта www.ugr.es/~jillana/](/files/33014.jpg)
Экзотические частицы отыщут в космических лучах
Физики-теоретики оценили вероятность регистрации на строящихся установках экзотических массивных частиц, которые предсказаны пока только теоретически: глюино (тяжелого суперсимметричного партнера глюона) и "слабо взаимодействующих массивных частиц" WIMPs, которые считаются основным кандидатом в темное вещество.
![Иллюстрация с сайта krone.physik.unizh.ch/~moore/ Иллюстрация с сайта krone.physik.unizh.ch/~moore/](/files/16669.jpg)
Раз в 10 000 лет Земля купается в темной материи
Солнечная система в своем движении через космическое пространство может регулярно сталкиваться с чрезвычайно разреженными скоплениями экзотических элементарных частиц, сохранившимися со времен раннего детства Вселенной. Об этом свидетельствуют вычисления швейцарских физиков.
![Коллаж Граней.Ру Коллаж Граней.Ру](/files/16253.jpg)
Юбилеи 2005 года: наука, медицина, техника
2005-й - год славных научно-технических дат. Юбилеи отмечают сейсмограф и катушка Румкорфа, старейшая карта и термометр Реомюра, сифилис и бледная спирохета. Но самая славная дата - столетие теории относительности.
![Фуллерен C-60. Модель с сайта www.mindspring.com/~kimall/Fuller/c60.html Фуллерен C-60. Модель с сайта www.mindspring.com/~kimall/Fuller/c60.html](/files/14722.jpg)
Искусственное ускорение ядерного распада
Японским физикам впервые удалось заметно увеличить скорость естественного распада ядер радиоактивного элемента, не подвергая их никаким экстремальным воздействиям. Они сумели загнать атомы бериллия-7 во внутреннюю часть почти сферических шестидесятиатомных молекул углерода, так называемых фуллеренов. В результате электронная плотность в окрестности бериллиевых ядер возросла, что вызвало прирост темпа радиоактивного распада.
![Персис Дрелл. Фото с сайта www-glast.slac.stanford.edu/PictureGallery/2003/Wkshp07/PersisD.jpg Персис Дрелл. Фото с сайта www-glast.slac.stanford.edu/PictureGallery/2003/Wkshp07/PersisD.jpg](/files/14480.jpg)
Физика: 9 важнейших нерешенных вопросов
Череда недавних громких астрономических открытий заставила признать тревожный факт: та материя во Вселенной, про которую мы хоть что-то знаем, составляет не более 5% нашего мира. А остальное приходится на неизвестные формы "темного вещества" и "темной энергии". При этом резко повысилась роль физики элементарных частиц, от которой теперь требуют раскрытия основных законов природы, управляющих этим самым темным веществом, темной энергией и т.д.
![Эксперимент по измерению массы нейтрино с сайта www.pbs.org/wgbh/nova/elegant/smas-nf.html Эксперимент по измерению массы нейтрино с сайта www.pbs.org/wgbh/nova/elegant/smas-nf.html](/files/13954.gif)
В ускоренном расширении Вселенной повинны нейтрино
Трое американских физиков-теоретиков предложили новую модель расширения Вселенной. По мнению этих ученых, существует еще не открытое силовое поле, кванты которого они предлагают называть акселеронами. Акселеронное поле вынуждает нейтрино отталкиваться друг от друга, благодаря чему они разлетаются и "растягивают" за собой космическое пространство. Из новой теории вытекает вполне определенный сценарий будущего мироздания.
![Регистрация гравитационных волн. Изображение с сайта www.srl.caltech.edu/lisa/graphics/master.html Регистрация гравитационных волн. Изображение с сайта www.srl.caltech.edu/lisa/graphics/master.html](/files/12033.jpg)
Датчик гравитационных волн уходит под землю
Гравитационные волны - это своего рода "рябь" в пространственно- временном континууме, которая возникает тогда, когда массивные космические тела испытывают ускорение (точнее говоря, гравитационные волны излучаются массами, движущимися с переменным ускорением). Альберт Эйнштейн предположил их существование в рамках своей Общей теории относительности еще в 1915 году. Двигаться гравитационные волны должны были со скоростью света. Однако эти волны очень слабы и их регистрация до сих пор находится на грани технических возможностей.
![Monogem Ring. Изображение в рентгеновских лучах, полученное со спутника ROSAT. С сайта www.nrao.edu Monogem Ring. Изображение в рентгеновских лучах, полученное со спутника ROSAT. С сайта www.nrao.edu](/files/7538.gif)
Найдено направление "космического ливня", устроившего потоп в Солнечной системе
Едва ли не самая интригующая проблема, с которой в свое время столкнулись исследователи космических лучей, - это необходимость объяснения так называемого "колена" в спектре первичного космического излучения - избытка высокоэнергичных частиц. До сих пор однозначного объяснения этот феномен не получил, но последние исследования все увереннее связывают эту аномалию не с особенностью "работы" галактических магнитных полей или физикой межзвездного пространства, а с тем, что нас, землян, просто угораздило родиться в относительной близости от мощного "ускорителя" частиц определенной энергии, изрядно "попортившего" астрофизикам картину мира.
![kielikeskus.helsinki.fi/hausbl/fach/fach_bild/WIMPS.gif kielikeskus.helsinki.fi/hausbl/fach/fach_bild/WIMPS.gif](/files/6791.jpg)
Super-WIMPs: темная материя может оказаться необнаружимой в принципе
90 % всей материи Вселенной не просто скрывается в виде "не испускающего свет" вещества, а содержится в форме частиц, названных super-WIMPs (сверхслабо- взаимодействующие массивные частицы), перед которыми, в отличие от "просто" WIMPs, совершенно бессильны все известные способы обнаружения темного вещества.
![Установка BaBar. Фото с сайта www-public.slac.stanford.edu/babar/ Установка BaBar. Фото с сайта www-public.slac.stanford.edu/babar/](/files/5719.jpg)
Физики открыли "мятежную" субатомную частицу
На линейном ускорителе в Стэнфорде идентифицировали новую субатомную частицу Ds (2317). Эта частица представляет из себя необычный "сплав" "очарованного" кварка и "странного" антикварка. Ее масса оказалась существенно ниже, чем можно было бы ожидать. В качестве альтернативы рассматривается и такая возможность: частица могла бы быть в новом, до настоящего времени невиданном состоянии - ассоциация четырех кварков.
![Изображение с сайта www.nat.vu.nl/~wimu/NatCont-Eng.html Изображение с сайта www.nat.vu.nl/~wimu/NatCont-Eng.html](/files/28650.jpg)
Авторитет фундаментальных констант вновь поставлен под сомнение
Если открытие подтвердится, то физики будут вынуждены радикально пересмотреть многие общепризнанные теории. Все это также может оказать решающую поддержку теории суперструн, которая предсказывает наличие в нашей Вселенной дополнительных "свернутых" пространственных измерений.
![Плотность распределения вероятности состояния Ефимова как функция двух "гиперуглов", которые управляют формой треугольника с тремя частицами. Изображение и текст: Nature (с сайта PhysicsWeb) Плотность распределения вероятности состояния Ефимова как функция двух "гиперуглов", которые управляют формой треугольника с тремя частицами. Изображение и текст: Nature (с сайта PhysicsWeb)](/files/27772.jpg)
Подтверждено существование тримеров Ефимова
Австрийские и американские физики впервые смогли найти подтверждение существования предсказанного еще 35 лет назад редкого "квантового состояния Ефимова" трех частиц, подчиняющихся статистике Бозе-Эйнштейна.
![Трехмерное изображение фазы разделяющегося атомного облака. Высокий центральный пик состоит из соединенных фермионных атомов лития-6, он, как полагают, отмечает сверхтекучее состояние. Изображение Университета Райса с сайта www.sciencedaily.com Трехмерное изображение фазы разделяющегося атомного облака. Высокий центральный пик состоит из соединенных фермионных атомов лития-6, он, как полагают, отмечает сверхтекучее состояние. Изображение Университета Райса с сайта www.sciencedaily.com](/files/25535.jpg)
Материю кварковых звезд отыскали в новой форме сверхтекучести
Исследователи из Университета Райса выявили эффекты, которое могут указывать на существование новой экзотической формы неуравновешенной сверхтекучести, родственной сверхпроводимости и "странной материи" внутри кварковых звезд.
![http://www-public.slac.stanford.edu/babar/ http://www-public.slac.stanford.edu/babar/](/files/18869.gif)
Открыт новый загадочный мезон
Новый массивный мезон может являться частью большого семейства частиц, именуемых пси-мезонами, но существуют и более экзотические возможности, которые включают в себя дикварки, а также гибридные мезоны.
![Эксперимент Belle. Фото с сайта www.physicsweb.org Эксперимент Belle. Фото с сайта www.physicsweb.org](/files/9354.jpg)
Открыт новый тип взаимодействия среди кварков
Физикам, работающим в лабораториях Организации исследований в области высоких энергий KEK в Японии, удалось обнаружить новый тип взаимодействия среди самых фундаментальных частиц - кварков.
![Эдвард Колб. Фото с сайта home.fnal.gov/~rocky. Коллаж Граней.Ру Эдвард Колб. Фото с сайта home.fnal.gov/~rocky. Коллаж Граней.Ру](/files/17346.jpg)
Рябь пространства-времени может объяснить феномен "темной энергии"
Разработана новая теория, способная объяснить ускоряющееся расширение Вселенной, причиной которого ныне считается загадочная "темная энергия". Другой возможный кандидат - это "рябь" в пространстве и времени, возникшая на самых ранних этапах развития нашего космоса. Зона этой "ряби" простирается далеко за пределы той области окружающего нас мира, которую мы можем наблюдать с помощью любых телескопов.
![http://www.lebed.com/2004/art3949.htm http://www.lebed.com/2004/art3949.htm](/files/16909.jpg)
Проблемы с переносчиком слабых взаимодействий
Новые точные измерения, проведенные исследователями из Рочестерского университета, заставили пошатнуться здание Стандартной модели физики элементарных частиц, верой и правдой служившей ученым на протяжении многих десятилетий. Бен Килминстер и профессор Кевин Макфарланд использовали ускоритель частиц в Fermilab, чтобы достичь рекордной точности, достаточной для выявления некоторых характеристик распада top-кварка, самой тяжелой из частиц, известных физикам.
![Рузи Талейярхан (справа). Фото с сайта membrana.ru Рузи Талейярхан (справа). Фото с сайта membrana.ru](/files/16783.jpg)
Дутый термояд
Сообщения о научных сенсациях могут подолгу будоражить воображение широкой публики, однако при этом решительно не приниматься научным сообществом. Первооткрыватели так называемого "пузырькового термояда" в свое время, казалось, лишились каких-либо шансов на признание, однако группа не только не бросила своих экспериментов, но и завоевала новых сторонников из стана бывших скептиков. К тому же дальнейшие исследования взялось субсидировать знаменитое подразделение Пентагона DARPA.
![Коллайдер LEP. Иллюстрация с сайта ЦЕРНа
Коллайдер LEP. Иллюстрация с сайта ЦЕРНа](/files/13166.gif)
Бозон Хиггса потяжелел
Международный коллектив физиков, работающих на гигантском американском протон-антипротонном коллайдере "Тэватрон", заново измерил массу t-кварка, которая оказалась несколько больше ранее принятого значения. Это объясняет негативный результат экспериментов по поиску так называемого бозона Хиггса, которые в конце прошлого десятилетия проводились в ЦЕРНе.
![Измерения WMAP. Иллюстрация с сайта Spaceflight Now Измерения WMAP. Иллюстрация с сайта Spaceflight Now](/files/10908.gif)
Теорию суперструн проверят экспериментально
Теорию суперструн можно проверить экспериментально, изучая последствия Большого взрыва. Такое заявление сделал американский физик Ричард Истэр. До сих пор теория суперструн подвергалась критике как малоосмысленная "философия", которая не может получить экспериментального подтверждения на нынешнем этапе развития науки. Проявить себя теория суперструн может только в случае экстремально малых расстояний и при очень высоких энергиях.
![http://www.bnl.gov/world/ http://www.bnl.gov/world/](/files/10369.jpg)
Мюоны указывают путь к невидимой вселенной
Международная группа физиков из Брукхэвенской лаборатории сообщила о том, что в экспериментах с элементарными частицами удалось обнаружить серьезные отклонения от теоретических предсказаний, даваемых Стандартной моделью. Измерялось колебание мюонов в магнитном поле. Нарушение Стандартной модели - это уже вполне ожидаемое событие, многие ученые полагают, что благодаря этому откроются горизонты новой физики элементарных частиц.
![The X(3872) particle is produced together with a K-meson in B-meson decays. As soon as it is produced, it decays into a J-psi pa The X(3872) particle is produced together with a K-meson in B-meson decays. As soon as it is produced, it decays into a J-psi pa](/files/9536.jpg)
Обнаружены первые "молекулы" среди мезонов
X(3872) не сообразуется ни с одной из известных схем, описывающих структуру субатомных частиц, и теоретики теперь стоят перед непростой дилеммой: либо вносить существенные поправки в привычную и хорошо себя зарекомендовавшую Стандартную модель элементарных частиц, либо признать, что мы имеем дело с неведомым типом мезона, который содержит четыре кварка - тетракварком.
![Вселенная с сайта www.nature.com Вселенная с сайта www.nature.com](/files/8659.gif)
Скрипка и футбольный мяч: ученые вычисляют форму космоса
Первоначальная обработка данных, полученных зондом WMAP, казалось, подтвердила теорию, что наш мир является бесконечным и "плоским", однако интерпретация очередного массива данных от того же самого зонда дает теперь уже совершенно противоположный результат: окружающий нас космос может быть не только конечным, замкнутым и сравнительно небольшим по объему, но и имеет форму додекаэдра. Это своего рода 12-сторонний зал с волшебными зеркалами, создающими иллюзию бесконечности за счет отображения нескончаемого ряда копий одних и тех же звезд, находящихся, правда, на разных этапах своего развития.
![http://www.pnl.gov/energyscience/01-02/11-questions/11questions.htm http://www.pnl.gov/energyscience/01-02/11-questions/11questions.htm](/files/6784.jpg)
"Частица бога" не откроет тайну американцам
Один из ключевых вопросов современной физики высоких энергий - подтверждение или опровержение существования теоретически предсказанной еще в 1964 году экзотичной субатомной частицы, называемой бозоном Хиггса. Предполагается, что бозон Хиггса сыграл основную роль в механизме, посредством которого некоторые частицы (кварки, лептоны) во время Большого взрыва приобрели массу, а другие остались безмассовыми (фотоны).
![](/files/4662.jpg)
Экспериментаторы ищут новые силы, предсказанные теориями суперструн
Самый чувствительный на настоящее время эксперимент по оценке гравитационного взаимодействия на сверхмалых расстояниях не дал новых козырей в руки сторонников теории суперструн. Но, несмотря на все это, идеи дополнительных измерений становятся необычайно популярными в связи с кризисом стандартных физических моделей, не способных объяснить новые наблюдения - ускоренно расширяющейся Вселенной, в которой царит темная энергия.
![http://www.spin.nw.ru/proj/gravity/gravity/0/b_ris.htm http://www.spin.nw.ru/proj/gravity/gravity/0/b_ris.htm](/files/2416.jpg)
Постоянство гравитационной постоянной G под сомнением
Новый эксперимент швейцарских физиков, поставленный для уточнения значения гравитационной постоянной G, прибавил весомости довольно спорной теории, согласно которой на силу гравитации оказывает влияние магнитное поле Земли.
![Солнце в разрезе. Изображены конвективная зона и зона излучения. Иллюстрация с сайта chandra.harvard.edu Солнце в разрезе. Изображены конвективная зона и зона излучения. Иллюстрация с сайта chandra.harvard.edu](/files/19707.jpg)
Открытие "Чандры" позволяет разрешить "Парадокс Солнца"
Обзор близких солнцеподобных звезд позволил сделать вывод о том, что в Солнце и вообще в нашей локальной части Вселенной содержится почти в три раза больше неона, чем считалось ранее.
![http://www.spaceflightnow.com/news/n0407/20blackhole/ http://www.spaceflightnow.com/news/n0407/20blackhole/](/files/13879.jpg)
Черные дыры могут содержать совершенную жидкость
Черные дыры - это самые экстремальные и загадочные объекты во Вселенной, они то и дело удивляют ученых. Теперь выяснилось, что материал, содержащийся в черных дырах, можно уподобить "совершенной жидкости" с ультранизкой вязкостью. При этом температура внутри черной дыры соответствует 2 триллионам градусов Цельсия - при такой экстремальной температуре обычное вещество полностью разрушается и превращается в "суп" из субатомных частиц.
![Изображение с сайта www.astrobio.net Изображение с сайта www.astrobio.net](/files/16134.jpg)
В Антарктиде ищут антиматерию
Ученые в Антарктиде осуществили запуск высотного аэростата гигантских размеров. Цель научного эксперимента - постараться приблизиться к пониманию генезиса антивещества в космосе и найти возможные свидетельства существования так называемого хокинговского излучения от "испаряющихся" черных дыр (в рамках теории, предложенной профессором Кембриджского университета Стивеном Хокингом).
![Фотография плазменного шнура с сайта www.lbl.gov/Science-Articles/Archive/AFRD-laser-wakefield Фотография плазменного шнура с сайта www.lbl.gov/Science-Articles/Archive/AFRD-laser-wakefield](/files/14858.jpg)
Физики создают свою мечту - карманные плазменные суперускорители
Три коллектива европейских и американских специалистов по физике плазмы одновременно опубликовали результаты экспериментов, которые позволяют надеяться на скорое появление мощных и чрезвычайно компактных ускорителей электронов. Создание электронных ускорителей небольших размеров - это давняя мечта ученых.
![Детектор BaBar. Фото с сайта www.sciencedaily.com Детектор BaBar. Фото с сайта www.sciencedaily.com](/files/14044.jpg)
В эксперименте наблюдалось массовое нарушение комбинированной четности
Физики, работающие в Стэнфордском центре линейных ускорителей, впервые обнаружили чрезвычайно сильные различия между распадами частиц обычной материи и антиматерии. Этот результат очень важен не только для физики элементарных частиц, но и для космологии. В нынешней Вселенной антивещество практически отсутствует - предполагается, что оно исчезло в течение первых мгновений после Большого взрыва.
![](/files/13591.jpg)
Изобретена телепортация нового типа и получены пятерки "спутанных" фотонов
Коллектив ученых из Китая и Австрии разработал и успешно применил метод физического эксперимента, позволяющий получать пятерки "спутанных" квантов света. Исследователям также впервые удалось осуществить квантовую телепортацию нового типа, которую они назвали телепортацией открытого назначения. Это достижение знаменует собой важный шаг на пути к созданию квантовых компьютеров.
![Изображение с обложки журнала Nature Изображение с обложки журнала Nature](/files/13321.jpg)
Телепортация на атомном уровне
Ученые из Соединенных Штатов и Австрии независимо друг от друга осуществили квантовую телепортацию одиночных атомов. Принципиальная возможность подобного процесса была осознана в начале девяностых годов прошлого века. Этим эффектом очень интересуются разработчики квантовых компьютеров, которые рассчитывают использовать его в своих устройствах.
![Квазар с сайта home.t-online.de Квазар с сайта home.t-online.de](/files/11854.jpg)
Обвинения в "изменах" с постоянной тонкой структуры пока не сняты
Современные теории, которые призваны объединить эйнштейновскую относительность с квантовой механикой и тем самым решить одну из сверхзадач всей современной физики, привели к шокирующему предсказанию: фундаментальные константы не только могут, но даже обязаны изменяться в пространстве и времени. Однако теперь с помощью исследования спектров отдаленных квазаров удалось наложить строгие ограничения на возможные вариации во времени одной из важнейших физических констант - постоянной тонкой структуры.
![Открытие элементов 113 и 115. Экспериментальная установка. Фото с сайта flerovlab.jinr.ru Открытие элементов 113 и 115. Экспериментальная установка. Фото с сайта flerovlab.jinr.ru](/files/10833.jpg)
Свежеоткрытые супертяжеловесы, счастливые номера и уникальный сверхизотоп
В российской лаборатории были получены ядра двух новых сверхтяжелых химических элементов. Каждое из них содержит гораздо большее число протонов и нейтронов, чем ядра любых элементов, встречающихся в естественных условиях на Земле. Это открытие дарит новую надежду исследователям, собирающимся заполнить некоторые очевидные "лакуны" в периодической таблице, в которой теперь находят "острова стабильности" - необычайно устойчивые ядра среди сверхмассивных элементов, с которыми связаны новые необычные химические свойства и атомные формы.
![Группа экспериментаторов, задействованных в эксперименте FINUDA, снявшаяся на фоне детектора. Фото с сайта www.lnf.infn.it/esper Группа экспериментаторов, задействованных в эксперименте FINUDA, снявшаяся на фоне детектора. Фото с сайта www.lnf.infn.it/esper](/files/10823.jpg)
Итальянские физики объявили о рекордном производстве гиперядер
Гиперядра - это ядерноподобные системы, в которых один или несколько нуклонов замещены гиперонами. Приблизительно 100 тысяч гиперядер были получены в ходе эксперимента, названного FINUDA. Существует мнение, что в ходе Большого взрыва в огромном количестве рождались странные кварки. Если удастся продемонстрировать, что объекты, подобные hydrogen-7-lambda, достаточно устойчивы, то это позволит ответить на многие вопросы, касающиеся странного ядерного вещества в ранней Вселенной.
![Зонд WMAP. Изображение с сайта www.gsfc.nasa.gov Зонд WMAP. Изображение с сайта www.gsfc.nasa.gov](/files/4431.jpg)
Самые выдающиеся открытия 2003 года: темная энергия, пентакварки, бозе-конденсаты, квантовые компьютеры и др.
Многие западные издания выстраивают своеобразные хит-парады научных достижений уходящего 2003 года. Мы публикуем один из таких списков, составленный редакцией издания PhysicsWeb.
![Эксперимент Belle. Фото с сайта www.physicsweb.org Эксперимент Belle. Фото с сайта www.physicsweb.org](/files/9354.jpg)
Мезоны устраивают "похороны" классической физике
Хорошо известные в квантовой механике неравенства Белла впервые были проверены в эксперименте с участием высокоэнергетичных частиц в лаборатории KEK в Японии. Причем именно нарушение этих знаменитых неравенств и является серьезным аргументом в пользу истинности современного понимания квантовой теории и позволяет "похоронить" так называемые "теории скрытых параметров", в определенном смысле привязанные к классической физике.
![www.thanatosoft.freeserve.co.uk www.thanatosoft.freeserve.co.uk](/files/8934.jpg)
Новый кварктет: субатомные причуды в семействе пентачастиц
Удалось обнаружить никогда прежде не виданную элементарную частицу, составленную из пяти кварков и антикварков. Случаи рождения приблизительно 40 частиц нового типа были выявлены при анализе миллионов протон-протонных столкновений на сверхмощном протонном синхротроне в CERN. Это свидетельство в пользу существования ранее теоретически предсказанного целого семейства таких частиц.
![www.aip.org/physnews/graphics/ html/monopole.htm www.aip.org/physnews/graphics/ html/monopole.htm](/files/8556.gif)
Физики, возможно, наблюдали магнитные монополи
Поль Дирак в 1931 году выдвинул гипотезу, согласно которой в природе должны существовать некие экзотические частицы, являющиеся переносчиками изолированных "магнитных зарядов" - магнитные монополи. Но до сих пор все попытки обнаружить в эксперименте эти неуловимые частицы были безуспешными. Однако теперь группа физиков из Японии, Китая и Швейцарии утверждает, что им все-таки удалось найти косвенное свидетельство существования таких монополей Дирака.
![http://www.physicsweb.org/box/news/7/9/8/apparatus http://www.physicsweb.org/box/news/7/9/8/apparatus](/files/8144.jpg)
Получен рекордный ультрахолодный "атомный снежок"
2500 атомов натрия охладили до половины миллиардной части градуса выше абсолютного нуля - температуры, при которой колебания атомов почти полностью замирают. В результате получается ни много ни мало как принципиально новое, пятое состояние вещества - так называемый конденсат Бозе - Эйнштейна.
![Фото NASA
http://www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=10580 Фото NASA
http://www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=10580](/files/4225.jpg)
Стивен Хокинг считает, что окончательной теории Вселенной может и не существовать
Все теории, развиваемые до настоящего времени для того, чтобы объяснить Вселенную, "являются либо противоречивыми, либо неполными", - заявил Хокинг. Он сослался на работы Курта Гёделя, чешского математика, автора знаменитой теоремы Гёделя, согласно которой в пределах любой области математики некоторые суждения никак не могут быть ни доказаны, ни опровергнуты.
![Игорь Клебанов. Фото с сайта physics.princeton.edu Игорь Клебанов. Фото с сайта physics.princeton.edu](/files/33361.jpg)
Наш мир заставят ходить по струнке
Группе физиков-теоретиков из Принстонского университета, возглавляемой Игорем Клебановым, удалось навести мосты между уже установленными уравнениями субатомной физики и теорией струн.
![Фото с сайта www.aip.org/mgr/png/2004/214.htm Фото с сайта www.aip.org/mgr/png/2004/214.htm](/files/12093.gif)
Музыка сверххолодных атомов
Американские ученые из Университета Дьюка экспериментально наблюдали сверхтекучесть вырожденного квантового газа, образованного атомами с полуцелыми спинами. Они работали с резонансным конденсатом, созданным из атомов лития-6. Именно эту новую форму квантового конденсата несколько месяцев назад впервые получила группа Деборы Джин.
![Зависимость числа событий от энергии столкновений и узкий пик ("резонанс") в районе 3099 МэВ. Иллюстрация с сайта www.desy.de Зависимость числа событий от энергии столкновений и узкий пик ("резонанс") в районе 3099 МэВ. Иллюстрация с сайта www.desy.de](/files/11664.gif)
Получен первый "очарованный" пентакварк
Физики из немецкой лаборатории DESY обнаружили новый экзотический тип субатомных частиц - первый пентакварк, имеющий в своем составе "чармированный" (или "очарованный" - charm) кварк. Свидетельство существования такого "чармированного пентакварка" с массой около 3,1 ГэВ нашла международная коллаборация H1 в ходе экспериментов по электрон-протонным столкновениям на ускорителе HERA.
![www.nist.gov/public_affairs/releases/fermi_condensate.htm www.nist.gov/public_affairs/releases/fermi_condensate.htm](/files/10783.jpg)
Впервые удалось получить "стадо" из частиц-индивидуалистов
Американские ученые сообщили о том, что им впервые удалось наблюдать образование так называемого "фермионного конденсата", составленного из пар атомов в охлажденном газе. В течение ряда лет существовало мнение о родственности явлений сверхпроводимости (с которой связаны фермионы) и бозе-конденсации. Теперь это может помочь в создании сверхпроводящих материалов, имеющих самое широкое практическое применение.
![Черная дыра. Изображение с сайта www.canyonkeep.com Черная дыра. Изображение с сайта www.canyonkeep.com](/files/9861.jpg)
Землю поливают дожди из маленьких черных дыр
Высокоэнергетические космические лучи, вторгающиеся в атмосферу Земли, могут формировать микроскопические черные дыры, заявляют греческие и российские ученые. Ученые считают, что такие черные мини-дыры могли бы помочь объяснить загадочные результаты, полученные датчиками космического излучения в Боливийских Андах и на Памире - речь о так называемых "кентаврах".
![Схема получения кварк-глюонной плазмы с сайта New Scientist Схема получения кварк-глюонной плазмы с сайта New Scientist](/files/6436.jpg)
Большой взрыв руками физиков-ядерщиков: подтверждено получение кварк-глюонной плазмы
Недавние контрольные эксперименты добавили уверенности "творцам Большого взрыва" из Брукхэвена: похоже, им действительно удалось получить кварк-глюонную плазму - то есть материю, находящуюся в принципиально новом состоянии. Согласно современным теориям, кварк-глюонная плазма существовала только в первые 10-5 с после Большого взрыва. Когда-то предрекали, что подобные эксперименты могут привести чуть ли не к концу всей нашей Вселенной или, по меньшей мере, к формированию микроскопической черной дыры, которая затем затянет внутрь себя все, до чего сможет дотянуться.
![Крабовидная туманность (содержащая пульсар) в рентгеновских лучах. Изображение получено Рентгеновской обсерваторией NASA "Чандра" (Chandra). NASA/MSFC с сайта BBC News Крабовидная туманность (содержащая пульсар) в рентгеновских лучах. Изображение получено Рентгеновской обсерваторией NASA "Чандра" (Chandra). NASA/MSFC с сайта BBC News](/files/3071.jpg)
Капли сверхплотного кваркового вещества прошивают Землю насквозь
Исследователи выявили два сейсмических события, которые, как они считают, могли быть вызваны исключительно проходом сквозь Землю кварковой материи - формы вещества, до сих пор не обнаруженной в экспериментах. Впрочем, есть свидетельство того, что такая странная кварковая материя встречается в космосе, среди некоторых экзотических звезд.
![Форма космоса. Изображение с сайта New Scientist Форма космоса. Изображение с сайта New Scientist](/files/12140.jpg)
Немецкие математики установили, что Вселенная по форме напоминает дудку
Вселенная может иметь форму не какого-нибудь там шара или додекаэдра, а... рожка или горна. Точнее говоря весь наш космос вытянут в этакую длинную трубку, с узким концом с одной стороны и "раструбом" с другой. Такая "конструкция" нашей Вселенной кроме всего прочего подразумевает, что она конечна, а в каких-то ее местах встречаются области, где можно увидеть собственный затылок.
![Профессор физики из Университета штата Огайо Самир Матур. Фото с сайта researchnews.osu.edu Профессор физики из Университета штата Огайо Самир Матур. Фото с сайта researchnews.osu.edu](/files/11279.jpg)
Физики доказали, что рукописи не горят
Известный популяризатор науки и специалист по черным дырам Стивен Хокинг на пару с Кипом Торном, по всей видимости, проспорил Джону Прескиллу полное собрание томов Британской энциклопедии. В 1997 году эти три космолога заключили между собой ставшее вскоре широко известным пари относительно того, исчезает или нет информация, поглощаемая черными дырами вместе с материальными носителями, то есть меняется ли вообще внутреннее состояние черной дыры в зависимости от конкретных характеристик частиц, которые ею поглощены.
![Сверхмассивная черная дыра в центре Млечного пути. Изображение с сайта www.berkeley.edu Сверхмассивная черная дыра в центре Млечного пути. Изображение с сайта www.berkeley.edu](/files/9132.jpg)
Черные дыры разрушили теорию призрачных частиц
Недавно появилась интересная теория, которая претендует ни много ни мало, как на раскрытие всех основных тайн современной космологической науки. Эта теория "призрачного конденсата" появилась в прошлом году. Предполагается, что межзвездный вакуум заполнен своеобразной "жидкостью" или "флюидом" из призрачных частиц. Однако согласно последним вычислениям, черные дыры, населяющие нашу Вселенную, могли бы очень быстро "выхлебать" любую подобную "жидкость".
![Установка с "крутильным осциллятором", использовавшимся в эксперименте. Фото Penn State University Установка с "крутильным осциллятором", использовавшимся в эксперименте. Фото Penn State University](/files/10482.jpg)
В лаборатории получено принципиально новое - "супертвердое" - состояние вещества
Физики из Пенсильванского университета получили принципиально новое - "супертвердое" - состояние вещества путем охлаждения гелия-4 до ультрахолодных температур. Супертвердое тело ведет себя подобно сверхтекучей жидкости (которая течет без сопротивления), но имеет все характеристики кристаллических веществ. Это означает, что теперь можно наблюдать конденсацию Бозе-Эйнштейна не только в газах и жидкостях, но и в твердых телах.
![Фото с сайта PhysicsWeb Фото с сайта PhysicsWeb](/files/9592.jpg)
В "темном свете" обнаружены оптические вихри и скрытые цвета
Физики из Университета Глазго впервые наблюдали скрытые цвета, которые, как недавно было предсказано, должны существовать в "темном свете". Феномен темного света тесно связан с областями пространства, известными как "фазовые дислокации" или сингулярности, которые изучаются в рамках сингулярной оптики. Кроме всего прочего, подобные эффекты могут применяться для того, чтобы заманить в ловушку и вращать микрообъекты в своеобразном "оптическом пинцете".
![Кристиан Доплер. Фото с сайта br.geocities.com/saladefisica3/. Коллаж Граней.Ру Кристиан Доплер. Фото с сайта br.geocities.com/saladefisica3/. Коллаж Граней.Ру](/files/9762.gif)
В эксперименте впервые наблюдался обратный эффект Доплера
Существование предсказанного еще в 40-х годах прошлого века так называемого обратного доплеровского эффекта было впервые подтверждено экспериментально. Британские исследователи признают, что их результаты в какой-то мере противоречат обычному здравому смыслу, однако утверждают, что все это может найти реальное применение в медицинских источниках излучения и в телекоммуникационной технике.
![Группа американских физиков, не щадя своего времени и средств, помогла торжеству здравого смысла: они доказали, что следствие не может предшествовать своей причине. Эксперименты подтвердили, что недавнее сенсационное исследование, согласно которому свет, Группа американских физиков, не щадя своего времени и средств, помогла торжеству здравого смысла: они доказали, что следствие не может предшествовать своей причине. Эксперименты подтвердили, что недавнее сенсационное исследование, согласно которому свет,](/files/8849.jpg)
Американские физики спасли теорию Эйнштейна: информация действительно не может передаваться быстрее света
Группа американских физиков, не щадя своего времени и средств, помогла торжеству здравого смысла: они доказали, что следствие не может предшествовать своей причине. Эксперименты подтвердили, что недавнее сенсационное исследование, согласно которому свет, казалось, распространялся со скоростью, превышающей его же собственную скорость в вакууме, не противоречит основополагающему для физики понятию причинно-следственной связи.
![Измерение эффекта Казимира. Схема с сайта www.eetimes.com Измерение эффекта Казимира. Схема с сайта www.eetimes.com](/files/7936.gif)
Силу, возникающую из пустоты, приспособят к чему-нибудь путному
Генрих Казимир еще в 1948 году предложил эксперимент, который мог бы подтвердить квантовую теорию физического вакуума (то, что вакуум на самом деле не пуст, а заполнен то и дело виртуально возникающими и исчезающими парами частиц и античастиц). Теперь американские исследователи сумели проверить этот эффект с точностью до 0,5 %. Выяснилось, что эффект Казимира действительно должен серьезно влиять на наноразмерные устройства.
![фото с сайта www.nature.com/nsu/030428/030428-20.html фото с сайта www.nature.com/nsu/030428/030428-20.html](/files/5804.jpg)
Физики надеются обнаружить изменение фундаментальных констант со временем
Две группы физиков на протяжении последних лет провели целый ряд аккуратных экспериментов в надежде обнаружить непостоянство природных констант, до сих пор считавшихся не изменяющимися со временем. До настоящего момента данные на эту тему добывались астрофизическими методами и указывали на возможность подобных вариаций.