donmigel_62: (кот - учёный)

Физики ЦЕРНа впервые получили удобные для изучения атомы антиматерии


Физики ЦЕРНа разработали и успешно проверили новую методику получения простейших атомов антиматерии, которая позволяет «выращивать» их в достаточном количестве и «качестве» для полноценного изучения физических свойств, и опубликовали ее в статье в журнале Nature Communications.

Ученые исследуют атомы антиводорода и сравнивают их поведение с атомами водорода, пытаясь понять, куда пропала львиная доля «злого близнеца» материи.


Физики ЦЕРНА на протяжении десятилетий работают над этой проблемой, и большие надежды в этом отношение возлагаются на проект **ASACUSA*, в рамках которого ученые ищут новые способы получения антиматерии.

Наофуми Курода из университета Токио (Япония) и его коллеги использовали наработки ASACUSA для получения антипротонов, свойства которых «доступны» для изучения.

Как отмечают авторы статьи, антиматерию крайне сложно изучать из-за ее сверхмалого срока жизни и того, в каких обстоятельствах рождаются ее атомы. По этой причине большинство методик получения антиводорода малопригодны для изучения многих их физических свойств, таких как «расщепление» уровней энергии и спектра, вызванные взаимодействием антипротона и позитрона.

Физики решили эту проблему, научившись «выращивать» атомы антиводорода, энергия и скорость движения которых были относительно низкими. В этом им помог набор из замедлителей и специальных магнитных ловушек, замедлявший антипротоны и позитроны, поступавшие из ускорителя, и позволявший им объединиться в антиводород.

990496317.jpg

Рис. 1. Одна из магнитных ловушек, внутри которой зарождаются атомы антиводорода.

Данные ловушки были устроены таким образом, что формирующиеся анти-атомы самостоятельно покидали их пределы и попадали в точку, где сила магнитного поля была минимальной. Подобный трюк позволил получить достаточно антиводорода для наблюдений за «расщеплением» уровней энергии, что они планируют сделать в ближайшее время.

donmigel_62: (кот - учёный)

Физики ЦЕРНа впервые "увидели" распад бозона Хиггса на фермионы


Физики ЦЕРНа впервые зафиксировали следы распада бозона Хиггса в фермионы — в b-кварки и тау-лептоны, подтвердив таким образом предсказания главной физической теории — Стандартной модели, говорится в сообщении на сайте эксперимента CMS.



«До сих пор прямые распады бозона Хиггса в фермионы не наблюдались. Было уже беспокойство в научном сообществе — по Стандартной модели это должно быть, и если бы не нашли эти распады, тогда это означало бы, что в этой части Стандартная модель не работает. Однако теперь их удалось выделить из фона, и это наблюдение находится в полном согласии с моделью», — сказал РИА Новости сотрудник НИИ ядерной физики МГУ и член коллаборации CMS Эдуард Боос.


Бозон Хиггсапоследний недостающий элемент Стандартной модели, частица, которая обеспечивает массу всех других элементарных частиц — был открыт летом 2012 года в экспериментах на Большом адронном коллайдере. Однако детекторы коллайдера не могут непосредственно зафиксировать рождение бозона Хиггса — он слишком быстро распадается на другие частицы. Приборы могут заметить только эти вторичные частицы.


«Хиггс» может распадаться на разные частицы, в этом случае физики говорят об определенном канале или «моде» распада.

В 2012 году детекторы ATLAS и CMS «поймали» бозон Хиггса, отслеживая его распад на пары Z-бозонов, и на гамма-фотоны. Причем достоверность этих результатов была очень высока. В частности, детектор CMS фиксировал рождение бозона Хиггса со статистической значимостью 7 стандартных отклонений (сигма) только в Z-канале, при том, что физики говорят об открытии на уровне 5 сигма, когда вероятность того, что наблюдаемый эффект вызван статистической флуктуацией, составляет лишь 1 на 3,5 миллиона.

Однако Стандартная модель предсказывала, что бозон Хиггса должен распадаться и на фермионы — тау-лептоны и пары b-кварк и b-антикварк. Только теперь, благодаря анализу данных с помощью нейронных сетей, ученым удалось вычленить следы «работы» этого канала распада. Статистическая достоверность этого открытия составляет 4 сигма — это означает, что вероятность «ложного срабатывания» составляет 1 к 16 тысячам.

Это открытие еще раз поддерживает вывод, что частица, открытая на коллайдере, действительно очень похожа на бозон Хиггса Стандартной модели.



«Если подтверждения не было, это может быть более интересно для физиков, но пока все предсказания Стандартной модели оправдываются. Хотя точность этого результата еще настолько невелика, что многие интерпретации еще не исключены, например минимальная суперсимметричная модель», — сказал Боос.


Существуют некоторые теоретические модели, которые предсказывают возможность существования многих разных бозонов Хиггса, один из которых ведет себя как «стандартный».

РИА Новости






donmigel_62: (кот - учёный)
Оригинал взят у [livejournal.com profile] anton_klyushev в Лирики о физике

Вот коллайдер,
Который построил CERN.
А это частица, которая в тёмной трубе хранится,
В коллайдере,
который построил CERN.




А это веселое поле Хиггса,
Которое часто волнует частицу,
Которая в тёмной трубе хранится,
В коллайдере,
который построил CERN.
ExpandRead more... )
donmigel_62: (кот - учёный)

Получены первые экспериментальные подтверждения существования новой физики

«Если наши выводы действительно верны, мы окажемся перед лицом первого прямого подтверждения существования новой физики», — полагает профессор Жоаким Матиас из Автономного университета Барселоны.

Физики из Автономного университета Барселоны (Каталония, Испания) и Национального центра научных исследований (Франция) представили расчёты, из которых следует, что

распад B-мезона на частицу K* и пару мюонов, недавно наблюдавшийся на Большом адронном коллайдере (БАК), по некоторым параметрам не совпадает со Стандартной моделью (СМ). Если это действительно так, то что это, как не первое опытное свидетельство существования новой физики?

newphys1.jpg
Рис. 1. Жоаким Матиас (слева) и Жавьер Вирто (фото UAB) .

То, что со Стандартной моделью не всё ладно, замечено давно. Она не даёт никаких частиц, которые могли бы быть кандидатами на роль тёмной материи, не объясняет того, почему вещество в нашем мире есть, а антивещества практически нет (по идее, их должно быть сходное количество), и так далее. Тем не менее, несмотря на все эти недостатки, пока все процессы, предсказанные Стандартной моделью, протекали в точности по её сценарию, а найти в экспериментах серьёзные отклонения от неё не удавалось.

При этом поиск таких отклонений остаётся критически важным — и, по сути, это одна из главных задач, ради которых строился БАК. Считается, что отклонения от СМ приведут к так называемой новой физике — такой теории, по которой нынешняя СМ будет выглядеть частным случаем, как ньютоновская теория всемирного тяготения выглядит частным случаем гравитации в рамках общей теории относительности.


Ещё до публикации результатов распада научными коллаборациями, работающими с БАКом, физики во главе с Жоакимом Матиасом (Joaquim Matias) сделали несколько предсказаний о том, какие именно отклонения по вероятности распада B-мезона могут расходиться со Стандартной моделью и свидетельствовать о новой физике.

Конкретно речь шла **о распаде B-мезона, состоящего из b-кварка и d-антикварка, на пару мюонов и частицу K* **, почти сразу распадающейся на каон и пион. Огласив результаты 19 июля на собрании Европейского физического общества, учёный не ожидал, что их удастся быстро проверить.

Но на том же мероприятии физик Николя Серра (Nicola Serra) из коллаборации LHCb представил экспериментальные результаты замеров таких распадов, и они — удивительное дело — совпали с отклонениями, предсказанными в докладе г-на Матиаса и его соавторов.

Физики оценивают эти результаты со статистической значимостью в 4,5σ. Что очень серьёзно: экспериментальные свидетельства в три σ рассматриваются как результаты существенной значимости, а пять σ — это уже достоверное открытие, вроде прошлогоднего открытия бозона Хиггса.



«Но спешить не стоит. Для подтверждения этих результатов потребуются дополнительные теоретические исследования, равно как и новые замеры, — поясняет Жоаким Матиас. — Однако если наши выводы действительно верны, мы окажемся перед лицом первого прямого подтверждения существования новой физики — теории более общей, чем общепринятая Стандартная модель. Если бозон Хиггса позволил наконец-то сложить пазл Стандартной модели, то эти результаты могут быть первым кусочком нового пазла — куда большего размера».


Исследователи уточняют: одной из моделей новой физики, способной объяснить предсказанные отклонения, является та, что постулирует существование новой (пока гипотетической) частицы, известной как **Zprima, — но «возможно, есть множество других моделей, совместимых с этими результатами».

Интерес к этим результатам оказался столь велик, что коллаборация CMS (вторая активно работающая с БАКом) пригласила доктора Матиаса для пояснения теоретических деталей его работы на семинар, посвящённый проверке результатов каталонско-французской команды.

В то же время LHCb продолжает сбор новых данных для накопления дополнительной статистики, способной подтвердить эти результаты к марту 2014 года.

С препринтом рассмотренного исследования можно ознакомиться здесь.

Автономный университет Барселоны
compulenta.ru






donmigel_62: (кот - учёный)

Учитель физики с помощью Google Glass провёл занятие из ЦЕРН (видео)


Учитель физики Эндрю Ванден Хойвел давно мечтал побывать в ЦЕРН и увидеть Большой адронный коллайдер. С Google Glass его поездка получила ещё больше смысла, поскольку каждый свой шаг он смог в реальном времени показать своим ученикам в Мичигане, пишет Mashable.

В феврале Ванден Хойвел стал одним из немногих счастливчиков, выбранных для участия в программе Google Glass Explorer, позволяющей протестировать очки прежде, чем они появятся в продаже. Ванден Хойвел, который получил свои ​​очки за несколько дней до поездки в Женеву, говорит, что быстро разобрался с устройством.
ExpandRead more... )
donmigel_62: (кот - учёный)

Физики планируют проверить существование антигравитации

Физики из ЦЕРНа и американской Национальной лаборатории Беркли готовятся провести эксперимент, который, возможно, позволит впервые оценить степень воздействия гравитации на антивещество и проверить, существует ли антигравитация, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Антиматерия устроена так же, как обычная, но состоит из античастиц: роль электронов в ее атомах играют положительно заряженные позитроны, роль протонов — отрицательные антипротоны, а нейтронов — антинейтроны (не имеющие заряда, но с обратным магнитным моментом).

Авторы статьи, участники проекта ALPHA в ЦЕРНе, с помощью особой магнитной ловушки получают и удерживают атомы антиводорода.

297584160.jpg
                    Рис. 1. Схема «ловушки» для антиводорода.



«После первых экспериментов мы поняли, что полученная информация об аннигиляции антиводорода может быть использована для оценки возможных границ его гравитационной массы», — говорится в комментарии для РИА Новости, подготовленном соавторами исследования из лаборатории Беркли — Джоэлом Фадженсом, Андреем Жмогиновым и Джонатаном Вуртле.


Большинство ученых считает, что гравитация действует на антивещество так же, как на обычное, то есть «не видит разницы» между ними. Но ряд теоретиков считает, что антивещество должно отталкиваться от вещества, а атомы антиматерии должны падать вверх в гравитационном поле Земли.



«Лабораторное измерение гравитационного взаимодействия вещества с антивеществом до сих пор не было осуществлено. Если "антигравитация» все же будет обнаружена, это окажет огромное влияние на развитие теоретической физики", — говорится в комментарии.


Ученые получили ограничения на отношение инерциальной и гравитационной массы атомов антиводорода.



«В будущем, когда лазерное охлаждение антиводорода будет реализовано, точность нашего метода может заметно улучшиться. Это позволит ответить на вопрос о взаимодействии вещества с антивеществом и сделать выбор в пользу гравитации или антигравитации», — говорят физики.

http://www.nanonewsnet.ru/news/2013/fiziki-planiruyut-proverit-sushchestvovanie-antigravitatsii

donmigel_62: (кот - учёный)

Странный Bs-мезон при распаде образует больше частиц, чем античастиц

Хотя такой процесс не может полностью объяснить преобладание материи над антиматерией в наблюдаемой Вселенной, его открытие — значимый шаг для современной физики (кратко об этом уже писали).

Странный B0s-мезон — довольно необычная частица, состоящая из b-кварка (прелестного) и s-кварка (странного). Самой выдающейся его чертой считается необычный распад на мюон-антимюонную пару.

Согласно новым данным, основанным на анализе результатов работы Большого адронного коллайдера и представленным коллаборацией LHCb, в ходе распада этих мезонов зарегистрировано нарушение CP-инвариантности. Это значит, что рождение частиц происходит несколько чаще, чем античастиц,

причём вероятность такого нарушения превосходит пять сигм, то есть является статистически не менее достоверной, чем открытие бозона Хиггса.

1_2.jpg
Рис. 1. Вид снизу (с пола пещеры) на LHCb, самый маленький из четырёх основных детекторов БАКа. (Здесь и ниже иллюстрации Anna Pantelia / CERN.)

То, что при подобных распадах в конечном счёте образуется больше нормальных частиц, чем античастиц, немаловажно для объяснения причин наблюдаемого доминирования материи над антиматерией. Напомним, по современным взглядам, в момент возникновения Вселенной антиматерии должно быть столько же, сколько материи обычной. Следовательно, они (материя и антиматерия) взаимно аннигилировали, и сейчас мироздание должно быть заполнено фотонами — и никаких шансов на возникновение материи в привычном для нас виде, не говоря уже о формировании звёзд, планет и прочего, насущно необходимого для возникновения жизни в целом и человека в частности!

ExpandRead more... )

Profile

donmigel_62: (Default)
donmigel_62

March 2014

S M T W T F S
       1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 1819202122
23242526272829
3031     

Syndicate

RSS Atom

Style Credit

Expand Cut Tags

Expand All Cut TagsCollapse All Cut Tags