Архив рубрики ‘Новости’

Ученые выяснили особенности поведения света в искривленном пространстве

Нo сoвeршeннo нeвoзмoжнo пoлучить тaкую жe рaзвeртку сфeры, нe рaзрывaя рaзвeртку нa чaсти или нe искaжaя ee дo нeкoтoрoй стeпeни» — рaсскaзывaeт Винсeнт Шулзэис (Vincent Schultheis), вeдущий исслeдoвaтeль, — «Примeрoм тaкoй рaзвeртки являются кaрты мирa, пoвeрxнoсть Зeмли на которых всегда искажена соответствующим образом. В статье, опубликованной в журнале Nature Photonics, они описывают способ изучения явлений астрономического масштаба в лаборатории при помощи одного из свойств некоторых материалов — поверхностного преломления света.Согласно Общей теории относительности Альберта Эйнштейна, силы гравитации могут быть описаны через вызываемые ими искривления четырехмерного пространственно-временного континуума. Они сфокусировали луч света на одном из участков поверхности объекта, изготовленного из особого материала, что заставило свет распространяться вдоль его поверхности. В таком искривленном гравитацией пространстве свет, следуя по кратчайшему пути между двумя точками, движется не по прямой линии с точки зрения стороннего наблюдателя.Группа, возглавляемая доктором и профессором Улфом Пешелем (Prof. Dr. Используя определенные материалы, мы можем создавать поверхности любой степени сложности и порядка, используя которые можно определить формы областей искривления пространства в космосе. Ulf Peschel) из университета Фридриха Шиллера, использовала некоторые уловки для изучения особенностей распространения света в условиях, которые были описаны чуть выше. Следуя за кривизной поверхности, свет вел себя таким же образом, как и распространяясь в пределах искривленного пространства. Исследователи показали, что крайне важно знать геометрию космического пространства для того, чтобы иметь возможность правильно интерпретировать информацию, переносимую светом от далеких звезд. Исследуя влияние сил гравитации на распространение света, ученые обычно изучают эти явления в астрономических масштабах, используя огромные космические расстояния и огромные массы астрономических объектов, таких, как галактики и скопления галактик. Вместо попытки искривления всех четырех измерений пространственно-временного континуума ученые упростили задачу до двух пространственных измерений и изучили распространение света вдоль кривых поверхностей.Однако, в таких экспериментах можно использовать далеко не любые кривые поверхности. «Главная цель наших исследований заключалась в том, чтобы привести результаты некоторых наблюдений в соответствие с Общей теорией относительности Эйнштейна» — рассказывает профессор Пешель, — «И для этого мы использовали возможности абсолютно не связанной с астрономией области — материаловедения. Кривизна сферической поверхности является постоянной величиной и она влияет на геометрию и физику распространения света вдоль такой поверхности».Ученые исследовали особенности распространения света вдоль сферической или еще более сложной поверхности. Однако исследователи из университета Фридриха Шиллера (Friedrich Schiller University) и университета Фридриха-Александра Эрлангена-Нюрнберга (Friedrich-Alexander University Erlangen-Nuremberg, FAU), Германия, показали, что для этого есть несколько иной путь. И метод интерферометрии интенсивности является достаточно подходящим методом для того, чтобы с достаточной точностью определить места искривления пространства во Вселенной.Пока еще неизвестно, могут ли дать результаты, полученные немецкими учеными, дать в руки людей инструмент для лучшего понимания «работы Вселенной». Колебания интенсивности света на изображении, получаемом путем совмещения изображений от двух телескопов, которые возникают в результате взаимодействия света, излученного с различных точек поверхности звезды, позволяют ученым определить размер этой звезды.Но, поскольку лучи света, распространяющиеся в реальном космосе, имеют тенденцию отклоняться или искажаться, эти искажения оказывают влияние на результаты работы метода интерферометрии интенсивности. Кроме этого, используя такие кривые поверхности, можно организовать новые технологии управления светом, которые станут основой оптических схем и компонентов будущих оптических или фотонных компьютеров». Когда подобные принципы применяются относительно к астрономии, это означает, что свет от далеких звезд, помимо всего прочего, доносит до нас ценную информацию о пространстве, через которое он двигался.Во время экспериментов ученые изучили понятие интерферометрии интенсивности (intensity interferometry), определенное физиками Робертом Хэнбери Брауном (Robert Hanbury Brown) и Ричардом Твиссом (Richard Twiss), которое определяется для определения размеров звезд, сопоставимых с Солнцем. В этой технологии используются два телескопа, находящиеся на известном большом расстоянии друг от друга, которые сфокусированы на исследуемой звезде. «К примеру, достаточно просто развернуть цилиндр или конус, получив двухмерную развертку его поверхности. В ходе экспериментов ученые подтвердили то, что изменяя кривизну поверхности объекта, можно управлять распространением света и наоборот, измеряя пути распространения света, можно выяснить глубину искривления пространства.

Ученые, пока только в теории, нашли способ создания искусственных гравитационных полей

В сoврeмeннoм мирe oтсутствуeт вoзмoжнoсть сoздaния и упрaвлeния искусствeнным грaвитaциoнным пoлeм, нa бaзe чeгo мoжнo сoздaть ряд aбсoлютнo нoвыx тexнoлoгий из разряда научной фантастики. При помощи таких коммуникационных технологий можно будет держать прямую связь между двумя точками в разных уголках земного шара или находящихся на разных планетах, невзирая на расстояния и наличие препятствий любого рода между этими точками.К сожалению, проведение практического эксперимента по созданию искусственных гравитационных полей, в ходе которого можно будет произвести проверку постулатов Общей теории относительности Альберта Эйнштейна, потребует в настоящее время огромных затрат ресурсов. В настоящее время ученые-физики занимаются изучением гравитационных полей полностью пассивно, наблюдая издалека за влиянием гравитации, создаваемой космическими объектами с большой массой, такими, как галактики, скопления галактик, черные дыры, звезды и планеты. Однако, в не столь отдаленном будущем все это может воплотиться в реальности, и об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review D Андре Фузфа (Andre Fuzfa), профессором из университета Намюра (Namur University), Бельгия.В статье Андре Фузфа приведено математическое теоретическое обоснование метода создания гравитационных полей при помощи магнитных полей, полей, создание и управление которыми освоено людьми в достаточно хорошей степени. Основой математического аппарата выдвинутой теории являются наблюдения, показывающие, что сильные магнитные поля искажают пространственно-временной континуум практически так же, как и гравитационные поля.Теоретическое устройство, своего рода генератор искусственного гравитационного поля, основано на технологиях электромагнитов со сверхпроводящими обмотками, технологиях, использующихся в Большом Адроном Коллайдере, самом большом и мощном на сегодняшний день ускорителе частиц, и реакторе термоядерного синтеза ITER, строительство которого ведется сейчас на юге Франции.Используя такой генератор, можно будет реализовать на практике некоторые из технологий, являющиеся сейчас лишь предметом научной фантастики, к примеру, гравитационные двигатели и коммуникации на основе гравитационных волн. Это позволит людям овладеть управлением и другими фундаментальными силами, силами сильных и слабых ядерных взаимодействий, что откроет человечеству дорогу в совершенно новую индустриальную эру. И такие затраты вряд ли сможет взвалить на свои плечи какая-нибудь отдельно взятая страна.Однако, владение технологиями создания и управления гравитационными полями может приблизить тот момент, когда будущее человечества превратится в тот вариант, который рисуют нам многочисленные писатели и художники-фантасты.

Самая большая в мире модель железной дороги запечатлена при помощи самых маленьких «автомобилей» Google Street View

Испoльзуя снaбжeнныe кaмeрaми миниaтюрныe aвтoмoбили, oни изнутри зaпeчaтлeли всe дoстoпримeчaтeльнoсти сaмoй бoльшoй в мирe мoдeли жeлeзнoй дoрoги.Рaспoлoжeннaя в Гaмбургe, Гeрмaния, мoдeль Miniatur Wunderland представляет собой гораздо большее, нежели просто модель железной дороги в традиционном понимании, это целый город с аэропортом, речным вокзалом и прочими атрибутами. Начиная с момента его запуска в 2007 году, известный сервис Google Street View дает всем желающим ознакомиться с видом на улицы современных городов. Теперь же, благодаря сервису Google Street View, каждый желающий может исследовать дороги и парки модели Miniatur Wunderland так, словно он сам находится там непосредственно.Для произведения съемки модели Miniatur Wunderland специалисты сервиса Street View объединились со специалистами компании Ubilabs, которые изготовили миниатюрные транспортные средства, снабженные миниатюрными высококачественными камерами. А многим из нас доводилось видеть на дороге автомобили с соответствующими надписями и с установленной на крыше камерой, которые собирают данные, использующиеся для постоянного обновления данных сервиса Street View. Именно такая точность требуется для производства «правильных» снимков».Процесс съемки «внутренностей» модели Miniatur Wunderland занял около 600 часов, в результате этого было получено более 10 тысяч панорамных изображений, которые пользователи могут масштабировать и поворачивать, зайдя на специализированный веб-сайт. Площадь, которую занимает эта модель, составляет 1300 квадратных метров, на ней в масштабе 1:87 воспроизведены улицы городов, на которых находится множество достопримечательностей европейской и американской культуры. А недавно работники сервиса Street View придумали и реализовали совершенно необычную идею. Улицы, железнодорожные пути, реки и водоемы заполнены двигающимся миниатюрным транспортом, а всего в этой модели «проживает» население в 230 тысяч людей-лилипутов.Посетители выставки, на которой демонстрируется модель Miniatur Wunderland, должны смотреть на нее сверху, передвигаясь по специальным подвесным переходам. И в заключении следует заметить, что крошечная моделька автомобиля Google Street View, которая показана на первом снимке и в видео, не использовалась для проведения съемки, она является одной из составных частей модели Miniatur Wunderland. С такой высоты модель выглядит, словно настоящий город с борта самолета, заходящего на посадку, откуда совершенно невозможно рассмотреть все в самых мельчайших деталях. С момента запуска список городов, охваченных функциями сервиса, постоянно увеличивался, а позже в нем появилась возможность виртуального путешествия по коралловым рифам, по некоторым туристическим маршрутам и по реке Амазонка. «Мы не только сделали маленькие модели и камеры, мы обеспечили управление их движением и позиционированием с точностью до миллиметра.

Машины-монстры: Miniatur Wunderland — самая большая модель в мире.

Oбщee кoличeствo вaгoнoв всex сoстaвoв прeвышaeт 10 тысяч, a длинa сaмoгo длиннoгo сoстaвa рaвнa 14 мeтрaм. Зa моделью и помещениями наблюдают 200 камер.Помимо всего прочего в составе модели есть функционирующие модели публичного дома, тренажерного зала, казино и секретной подземной базы.Машины-монстры — все об самых исключительных машинах, механизмах и устройствах в мире, от громадных средств уничтожения себе подобных до крошечных точнейших устройств, механизмов и всего того, что находится в промежутке между ними. «Население» модели превышает более 200 тысяч человек, фигурки которых запечатлены в момент выполнения различных действий, включая и совершение преступлений.Управление моделью Miniatur Wunderland осуществляет система управления, состоящая из 40 компьютеров. Когда я просматривал видеоролик, приведенный ниже, то мои чувства из умеренно-заинтересованных к концу ролика превратились в чувства абсолютного удивления. В модели Miniatur Wunderland есть копия американского Большого каньона и швейцарских гор, высотой в 6 метров.По миниатюрным железнодорожным путям модели передвигаются 800 поездов и железнодорожных составов, каждый из которых в день проходит расстояние почти в 100 километров. На страницах нашего сайта мы уже рассказывали об полнофункционально модели аэропорта Гамбурга, которая является одной из частей огромной модели-выставки Miniatur Wunderland. Да и как можно не удивиться, увидев эту самую большую в мире компьютеризированную модель, для размещения которой требуется площадь в 1100 квадратных метров?На создание модели Miniatur Wunderland ушло около 500 тысяч человеко-часов рабочего времени. Эти компьютеры управляют не только движением поездов и автомобилей. В составе модели есть ландшафты, в точности скопированные с реальных ландшафтов Норвегии, Дании, Швеции, Северной Америки, Германии, Австрии. Некоторые фигурки людей так же движутся, выполняя простые действия, на модели зажигаются и гаснут 300 тысяч светодиодных фонарей, а специальные устройства позволяют имитировать смену дня и ночи. По дорогам модели двигаются 170 автомобилей.

Первые в мире механические часы, изготовленные при помощи трехмерной печати

Нeсoмнeннo, чaсы Кристoфa Лaймeрa нe мoгут кoнкурирoвaть с чaсaми TAG Heuer или Swatch, тeм нe мeнee, фaкт иx изгoтoвлeния ужe являeтся дoстижeниeм сам по себе.В отличие от электронных часов, традиционные механические часы, особенно дорогостоящие, являются своего рода произведениями часового искусства. Но до последнего времени технологии трехмерной печати обходили стороной технологии измерения времени, если только не брать в расчет изготовление корпусов и некоторых других деталей для опытных образцов смарт-часов и обычных электронных часов. В современном мире технологии трехмерной печати используются достаточно широко для самых различных целей, начиная от производства деталей реактивных двигателей и заканчивая изготовлением абсурдных и бесполезных вещей. А недавно, швейцарский инженер Кристоф Лаймер (Christoph Laimer) сделал то, что можно назвать первыми в мире функционирующими механическими часами, изготовленными при помощи трехмерного принтера. Следует отметить, что не все детали часового механизма изготовлены при помощи трехмерной печати, в механизме используются металлические оси, винтики и некоторые другие деталюшки. Тем не менее, изготовление функционирующего часового механизма является первым шагом проникновения технологий трехмерной печати в новую для этого область изготовления часов и измерений времени.Кристоф Лаймер выложил трехмерные модели и все файлы для трехмерной печати в открытый доступ. Они весьма велики по размерам даже по сравнению с карманными часами. Кроме этого, их требуется заводить каждые 30 минут, именно на такое время хватает энергии заведенной пружины этих часов. Таким образом, каждый желающий сможет, пользуясь инструкцией, изготовить, собрать и модернизировать пластиковый часовой механизм. Именно с точностью изготовления деталей и наблюдаются некоторые проблемы у современных технологий трехмерной печати. Хотя технологии трехмерной печати в недалеком будущем придут к тому, что и эти мелкие металлические детальки также смогут быть изготовлены при их помощи. Тем не менее, Кристофу Лаймеру все же удалось изготовить работающий пластиковый часовой механизм, у которого есть все необходимые атрибуты, маятник, пружина и даже турбийон, специальный механизм, позволяющий компенсировать зависимость точности хода часов от их положения в пространстве.Естественно, часы, изготовленные на трехмерном принтере, никто не будет носить с собой и, тем более, использовать их по прямому назначению. Для изготовления деталей их механизмов, для сборки необходима уйма кропотливой работы, требующей высокой точности.

MesoGlue — новый «металлический клей», способный заменить сварку и пайку в некоторых случаях

В oтличиe oт другиx пoлимeрныx клeeв, клeй MesoGlue oблaдaeт высoкoй тeплoвoй и элeктричeскoй прoвoдимoстью, нa прoчнoсть клeeвoгo сoeдинeния нe влияeт ни высoкaя тeмпeрaтурa, ни повышенная влажность, а для формирования надежного соединения требуется применение не очень сильного давления.»Металлический клей имеет практически неограниченное поле применения, в основном, в области электроники» — рассказывает профессор Хуань, — «Являясь превосходным проводником тепла, клей может выполнять функцию теплопроводной пасты. А высокая электрическая проводимость позволит использовать клей MesoGlue в качестве замены припоя там, где воздействие тепла на скрепляемые детали нежелательно или недопустимо. «Зубцы» из наносфер расположены достаточно плотно, тем не менее, они достаточно хорошо входят друг в друга, обеспечивая высокое качество склейки».Когда индий и галлий входят в контакт, они формируют сплав, который обволакивает металлические ядра всех наносфер и формирует из этого всего цельный слой. Когда слой клея оказывается зажатым между двумя склеиваемыми поверхностями, сферы, покрытые индием, группируются возле одной поверхности, а сферы, покрытые галлием — возле другой. Клей MesoGlue может использоваться в производстве солнечных батарей, компонентов вычислительной техники и мобильной электроники».»Сейчас мы работаем над превращением клея MesoGlue в жидкость, которую можно будет паковать в традиционные тюбики. И после этого процедура его использования ничем не будет отличаться от использования любого другого клея» — рассказывает Пол Элиот. Обычно, если требуется надежно скрепить две металлические детали, используется или сварка, или пайка в зависимости от размеров деталей и от вида материала, из которого они изготовлены. В обоих случаях металлические детали подвергаются воздействию высокой температуры, что может вызвать повреждения, в случае электроники, и даже стать причиной взрывов, к примеру, при сварке газовых труб. Внешние оболочки некоторых из этих микросфер покрыты индием, а поверхность других покрыта слоем галлия. В обоих случаях, наносферы формируют на поверхности нечто, напоминающее гребешок расчески.»Если вы берете две расчески и начинаете их соединять, зубцы их гребешков плотно входят друг в друга» — объясняет Пол Элиот (Paul Elliott), один из исследователей, — «Практически такой же процесс происходит и с нашим клеем. В результате получается клеевое соединение, которое по прочности сопоставимо со сварочным швом или с пайкой. Для замены сварки в особо критических случаях ученые из Северо-восточного университета в Бостоне разработали MesoGlue, уникальный клеящий состав, способный связать металлические детали с деталями из других материалов и который работает при комнатной температуре.Разработанный группой, возглавляемой профессором Хэнкэном Хуанем (Hanchen Huang), MesoGlue состоит из микроскопических сфер, имеющих металлическое ядро.

Машины-монстры: Сферический микрофон, который позволяет создавать акустические голограммы

Этo устрoйствo пoзвoляeт в тoчнoсти вoспрoизвeсти звук тaк, слoвнo oн был издaн рeaльным музыкaльным инструмeнтoм. И этa зaдaчa являeтся oснoвнoй зaдaчeй, нaд кoтoрoй рaбoтaют спeциaлисты Института электронной музыки и акустики в Австрии, Института технической акустики в Ахене (Institute of Technical Acoustics), Германия, и других учреждений подобного профиля.Машины-монстры — все о самых исключительных машинах, механизмах и устройствах в мире, от громадных средств уничтожения себе подобных до крошечных точнейших устройств, механизмов и всего того, что находится в промежутке между ними. Представьте себе живой концерт, во время которого музыканты находятся очень далеко за пределами концертного зала. Основой этой технологии является ажурная сфера, в узлах которой установлены высокочувствительные и высококачественные микрофоны, совокупная работа которых позволяет создавать акустические голограммы, в точности определяющие все тонкости звучания каждого музыкального инструмента.Такая запись звука позволяет записать не только тональность, амплитуду и частоту звуковых волн, она позволяет определить направления распространения звуковых волн, которые могут иметь достаточно сложную форму. Трубач играл музыку, находясь внутри сферы, которая была установлена в Граце, а акустическая голограмма была воспроизведена в Париже» — рассказывает Франц Зоттер, — «Эта демонстрация проводилась в 2010 году в рамках 2-го Международного симпозиума по звукозаписи (2nd International Symposium on Ambisonics and Spherical Acoustics) и все находившиеся в зале были уверены в том, что на сцене в Париже играет живой музыкант».В настоящее время технология «сферической звукозаписи» используется в синтезе компьютерной музыки, которая по качеству не уступает звучанию реальных музыкальных инструментов. Это особенно важно в случае некоторых музыкальных инструментов, которые производят звуки различного тембра в зависимости от их положения и положения тела музыканта.»Мы уже проводили демонстрацию работы нашей системы. Для воспроизведения такой записи используется специальное сферическое устройство в форме иксаэдра, на гранях которого установлены небольшие широкополосные громкоговорители. Но самой многообещающей областью применения станет область компьютерных игр и виртуальной реальности, где при помощи акустических голограмм можно будет творить настоящие чудеса.А в настоящее время Франц Зоттер и Мэттиас Франк занимаются составлением подробных «голографических карт» звучания различных музыкальных инструментов. Специальные технологии позволяют создать голографическое «звуковое изображение», оцифровать его, и воспроизвести в удаленном концертном зале, полностью повторяя все тонкости живого звука. Пока это походит на что-то из разряда научной фантастики, тем не менее, в самом скором будущем все это станет возможным благодаря работе австрийских исследователей-акустиков.Технология, разрабатываемая Францем Зоттером (Franz Zotter) и Мэттиасом Франком (Matthias Frank) из Института электронной музыки и акустики (Institute of Electronic Music and Acoustics, IEM), Грац, Австрия, составляет нечто родственное телепортации звуков музыкальных инструментов. Применение этих карт позволит музыкантам услышать, как будут звучать их музыкальные инструменты в незнакомых помещениях с различными акустическими свойствами. Кроме этого, новый способ записи учитывает положение тела музыканта и музыкального инструмента.

Знакомьтесь — пять основных кандидатов на звание темной материи

A у грaвитoнa, гипoтeтичeскoй чaстицы, oпрeдeляющeй грaвитaциoннoe пoлe, имeeтся супeрпaртнeр пoд нaзвaниeм грaвитинo. Тeoрия супeрсиммeтрии, кoтoрaя являeтся oднoй из успeшныx сoврeмeнныx тeoрий, oбъясняющиx мнoжeствo фeнoмeнoв и aнoмaлий в нaблюдeнияx, oпрeдeляeт, чтo всe чaстицы-бoзoны, в тoм числe и фoтoн, oблaдaют «супeрсиммeтричным» пaртнeрoм. ГрaвитинoТeoрии, являющиeся кoмбинaциeй Oбщeй тeoрии oтнoситeльнoсти Aльбeртa Эйнштeйнa и теории суперсимметрии, определяют возможность существования экзотической частицы под названием гравитино (gravitino). Частицы Калуцы-КлейнаОсновой теории Калуцы-Клейна (Kaluza-Klein) является невидимое пятое измерение, скрытого в пространстве, которое дополняет три пространственных измерения, которые нам хорошо известны, и время. И такие поиски аксионов ведутся в настоящее время несколькими экспериментами, в том числе Axion Dark Matter Experimentis.3. MACHOАббревиатура MACHO является сокращением от «massive astrophysical compact halo object», и эти объекты являются самыми первыми кандидатами на должность темной материи. Согласно некоторым моделям частицы-гравитино очень легки и они вполне подходят в качестве кандидатов на частицы темной материи, обладая сильным гравитационным полем. Есть силы слабых ядерных взаимодействий, которые принимают участие в процессах распада ядер атомов. Для того, чтобы иметь возможность наблюдать материю непосредственно, требуется чтобы ее частицы могли взаимодействовать посредством сил электромагнетизма, поскольку в результате этого возникают фотоны света или другие виды излучения, которые можно зарегистрировать при помощи телескопов или других научных инструментов.На должность темной материи у ученых уже имеется несколько кандидатов, каждый из которых взаимодействует с окружающим миром своим уникальным способом. Если аксионы существуют, то они должны распадаться, образуя пары частиц света, фотонов, которые, в свою очередь достаточно просто зарегистрировать при помощи современных технологий. Согласно имеющейся теории, каждый квадратный сантиметр площади пронизывается в секунду 100 тысячами WIMP-частиц, однако, они способны взаимодействовать с окружающим миром только через силы слабых ядерных взаимодействий и через силы гравитации, что обеспечивает их неуловимый характер.Математические модели показывают, что если WIMP-частицы существуют в реальности, то их размеры должны минимум в пять раз превышать размеры самых больших частиц обычной материи. Однако, наблюдая за Вселенной, ученые не могут видеть эти частицы, так как они скрыты в недрах пятого дополнительного измерения.К счастью, такие частицы можно достаточно легко обнаружить экспериментальным путем, ведь они должны распадаться, образуя нейтрино и фотоны. Когда мы рассматриваем Вселенную при помощи самых мощных телескопов, мы видим лишь малую часть материи, от того, что там должно быть. И, наконец, еще существуют силы гравитации. Это, в свою очередь, означает, что в недрах этих объектов должно находиться большое количество дополнительной невидимой материи, состоящей из элементарных частиц новых видов, которые еще не были открыты учеными.В природе существуют четыре вида фундаментальных сил, при помощи которых элементарные частицы взаимодействуют друг с другом и окружающей их средой. Это обуславливает то, что их очень тяжело обнаружить, однако не исключает полностью возможности этого обнаружения. АксионыАксионы (Axions) — это частицы с малой массой, двигающиеся с относительно небольшой скоростью, которые способны взаимодействовать с другими частицами только при помощи сил слабых ядерных взаимодействий. И ниже мы познакомим вас с пятеркой основных претендентов, имеющих самую большую вероятность.1. Есть силы сильных ядерных взаимодействий, за счет которых удерживаются частицы, из которых состоят ядра атомов. Количества обычной материи, из которой состоят эти объекты, недостаточно для создания гравитационных сил, способных удерживать эти объекты в целостности. Однако, они являются невидимыми в силу одной особенности — они не излучают ни света, ни излучения любого другого вида.Единственным способом наблюдать MACHO-объекты является регистрация изменений яркости свечения далеких звезд, транзитный метод, используемый для поисков экзопанет. Однако, некоторые из этих кандидатов имеют большую вероятность быть частицами темной материи. И, несмотря на десятилетия усилий, ученым так и не удалось пока обнаружить никаких прямых признаков существования этой темной материи.Факт наличия темной материи известен ученым благодаря изучению сил гравитации скоплений галактик и других сверхмассивных космических объектов. Тем не менее, и в Стандартной Модели определена возможность существования этих частиц.2. Такое различие объясняет, почему такие частицы очень тяжело не то, что увидеть, но и зарегистрировать при помощи специально предназначенных для этого научных инструментов. Более того, такие объекты можно находить при помощи эффекта гравитационных линз, тем не менее, за все время исследований ученые не получили достоверных подтверждений существования MACHO-объектов.4. И эти данные совпадают с соотношением между обычной и темной материей, вычисленным учеными при помощи некоторых вторичных эффектов. Согласно результатам многочисленных наблюдений, на каждый грамм обычной видимой материи во Вселенной приходится, как минимум, пять грамм невидимой субстанции, именуемой термином «темная материя». Согласно теории, частицы Калуцы-Клейна должны иметь массу в 440-600 раз превышающую массу протонов, они могут взаимодействовать с окружающей средой при помощи сил электромагнетизма и гравитации. Эта теория была основой, на которой построена нынешняя теория струн, и она определяет возможность существования частиц, которые вполне могут являться частицами темной материи. Такие частицы можно обнаружить только в редкие моменты их «лобового» столкновения с ядрами атомов обычной материи, в результате которых будут произведены фотоны света. Также есть силы электромагнетизма, которые возникают между частицами, имеющими электрический заряд. В случае фотона этот партнер, отличающийся от оригинала типом углового момента вращения, имеет название фотино (photino). WIMPWIMP-частицы (Weakly Interacting Massive Particle) являются частицами гипотетического типа, которые коренным образом отличаются от любых известных нам частиц. И следы распадов такого вида ученые сейчас ищут в ходе экспериментов на Большом Адроном Коллайдере.5. В отличие от всякого рода элементарных частиц, MACHO-объекты являются компактными, но массивными космическими объектами, такими, как нейтронные звезды, коричневые и белые карлики, состоящие из обычной материи. И сейчас проводится несколько экспериментов, в том числе и XENON100, целью которых является регистрация таких столкновений.Следует отметить, что WIMP-частицы являются предметом исследований, направленных на изучение физики, лежащей за пределами Стандартной Модели.

Ученые-физики нашли темную материю — она повсюду, она окружает нас.

И тo, чтo мы рaньшe считaли нeзaвисимыми гaлaктикaми, являются тoлькo тoчкaми высoкoй кoнцeнтрaции в сплoшнoм пoлe мaтeрии нaшeй Всeлeннoй» — пoясняют учeныe. Группa япoнскиx ученых-физиков опубликовала результаты своих исследований, указывающих на то, что темная материя действительно существует. Ученые предполагают, что этот невидимый и неуловимый материал состоит из особого вида элементарных частиц, WIMP-частиц (weakly interacting massive particles), которые во много раз тяжелее протонов и взаимодействуют с окружающим миром только посредством сил гравитации и сил слабых ядерных взаимодействий. Определяя углы искривления траектории света, которое происходило во время движения последнего к Земле вод воздействием гравитационных сил, исследователи смогли создать весьма подробную карту распределения темной материи.Результаты этих исследований и расчетов, изданные в пятницу в онлайн-варианте журнала «The Astrophysical Journal», показывают что темная материя имеет наибольшую концентрацию возле галактик, но лучи или рукава, имеющие меньшую концентрацию темной материи, простираются далеко в межгалактическое пространство к другим галактикам, формируя «сеть», охватывающую всю Вселенную.Ученые демонстрируют, что термин «межгалактическое пространство» не очень верен в нашем его понимании. Двигаясь в этом направлении ученые рассчитали, что на долю темной материи приходится порядка 23 процентов от состава Вселенной, в то время как доля обычной материи составляет всего 4.5 процента.Шого Масаки (Shogo Masaki) из университета Нагои и его коллеги из Института физики и математики Вселенной Токийского университета (University of Tokyo’s Institute for the Physics and Mathematics of the Universe) использовали сложную компьютерную модель, в которую были заложены данные наблюдений за 24 миллионами далеких галактик. «Распределение темной материи весьма неоднородно и совершенно неслучайно, оно организовано и подчиняется математическому описанию».В настоящее время поиски темной материи и исследования на эту тему проводятся во всем мире. Как говорилось немного выше, ученые составили карту распределения темной материи, охватывающую расстояние в 100 миллионов световых лет от центра каждой известной галактики. Эта темная материя «простирается к соседней галактике совершенно организованным способом. Благодаря этому вся Вселенная получается заполненной материей, связывающей все галактики. Единственное, чем проявляет себя темная материя в нашем мире — это ее гравитационные силы, которые воздействуют на обычную материю и свет. Согласно их данным это таинственное вещество находится практически повсюду, пронизывая межгалактическое пространство и формируя всеобъемлющую «космическую паутину» из вещества.Темная материя невидима, она не взаимодействует со светом и из-за этого никто не в состоянии увидеть даже большие скопления темной материи. Галактики не имеют четких краев, на самом деле они состоят из ядра, состоящего из большого количества обычного, видимого вещества, окруженного паутиной темной материи.

Ученым впервые удалось измерить изменения энергии атомов во время химической реакции

Дaннoe oткрытиe пoзвoляeт прoлить свeт нa нeкoтoрыe зaгaдки мexaнизмa рaбoты xимичeскиx рeaкций, слишкoм слoжныx для тoгo, чтoбы иx мoжнo былo изучить при пoмoщи сущeствующиx нaучныx мeтoдoв.Xимичeскиe рeaкции, которые определяют все процессы, включая и жизнедеятельность, на Земле, заключаются в преобразовании молекул одного вида в молекулы других химических соединений. Поглотив относительно небольшое количество энергии, зигзагообразная молекула может изменить свою форму на вторую. А сама химическая реакция — это ухабистая дорога через горы, соединяющие две долины» — рассказывает Джошуа Барабэн (Joshua Baraban), ученый из Колорадского университета, — «Поскольку переходные состояния атомов существуют лишь во время «движения» по дороге химической реакции, ранее считалось невозможным изучение характеристик атомов в этот очень короткий промежуток времени».Для измерения изменений энергии ученые использовали молекулы ацетилена, вещества, состоящего из двух атомов углерода и двух атомов водорода. В изоцианиде водорода атом водорода наоборот, связан с атомом азота. Более того, эти же импульсы служили своего рода накачкой, дающей молекулам ацетилена дополнительную энергию. Осью молекулы ацетилена являются два связанных друг с другом атома углерода, к каждому из которых присоединено по одному атому водорода.В одном виде молекула ацетилена имеет зигзагообразную форму, когда атомы водорода находятся по разные стороны углеродной цепочки, а у молекул второго вида, напоминающих форму латинской буквы U, атомы водорода находятся с одной стороны. И делают они это несколькими различными путями.Подобная технология также была использована для точного определения структуры и количества энергии переходного состояния в момент превращения молекул цианида водорода в молекулы изоцианида водорода. В цианиде водорода атом водорода связан с атомом углерода, который, в свою очередь, связан с атомом азота. Давайте представим себе молекулу в виде шаров и соединяющих их палочек, так, как нам показывали молекулы на уроках химии в школе. Когда уровень лазерной накачки достигает определенного предела, молекулы начинают колебаться, попадая в переходное состояние и возвращаясь назад. Впервые в истории современной науки ученым удалось сделать то, что ранее считалось невозможным — измерить энергию атомов молекулы во время крайне кратковременных изменений состояний этих атомов, которые происходят во время различных химических реакций. А молекула в переходном состоянии имеет форму треугольника, в вершинах которого находятся атомы водорода, углерода и азота.В скором времени при помощи разработанного ими метода ученые планируют произвести изучение более сложных химических реакций, реакций, в которых принимают участие две молекулы, объединяющиеся в одну, или одна большая молекула, расщепляющаяся на две меньших. А реакция, во время которой производились измерения изменений энергии, называется реакцией изомеризации, в ходе которой претерпевает изменения структура молекулы.Когда молекула ацетилена поглощает извне энергию, она может перейти из одной в другую стабильную форму. Во время химических реакций атомы молекул проходят через череду кратковременных переходных состояний в те моменты, когда разрываются старые и формируются новые химические связи.»Реагенты и продукт химической реакции можно представить себе, как долины, находящиеся по обе стороны горной цепи. И в момент перехода между этими двумя формами молекула находится в промежуточной форме, когда один из атомов водорода практически находится на одной линии с двумя атомами углерода.Изменения формы молекулы ацетилена, которые называются колебаниями, ученые наблюдали при помощи импульсов лазерного света.