Новини фізики
1. Миттєва зміна поляризації світла
Вчені з МДУ і Японії навчилися майже миттєво змінювати поляризацію світла і знижувати його швидкість в десять разів, що допоможе створенню світлових комп'ютерів, надшвидких дисплеїв і нових комп'ютерних мереж, йдеться в статті, опублікованій в журналі Physical Review Applied.
2. «Диявольські частки» існують
Останні результати спостережень на детекторі LHCb з «кільця» Великого адронного коллайдера (ВАК) підтвердили, що пентакваркі - «диявольські частки» з п'яти кварків - насправді існують, пишуть вчені в статтях, опублікованих в журналі Physical Review Letters. За сучасними уявленнями, всі елементарні частинки складаються з невеликих об'єктів, які фізики називають кварками. Протони, нейтрони та інші «важкі» частинки, звані баріонами, містять в собі три кварка. Їх менші побратими, так звані мезони, містять в собі два елементи - «звичайний» кварк і антикварк, базову складову антиматерії.В принципі, існуючі сьогодні фізичні теорії не виключають можливості того, що можуть існувати елементарні частинки, що складаються з чотирьох і навіть п'яти кварків різного «аромату» або, кажучи простіше, «кольору». Відносно недавно вчені почали знаходити ознаки існування таких частинок, тетракварк і пентакварков.
Наприклад, в липні минулого року фізики з ЦЕРН заявили, що в даних, зібраних інструментом LHCb під час першого етапу роботи ВАК, їм вдалося знайти ознаки існування відразу двох пентакварков - Pc (4450) + і Pc (4380) +.Незважаючи на високу ступінь достовірності відкриття - дев'ять сигма, - багато фізиків сумнівалися в тому, чи існують ці «диявольські» частинки насправді. Справа в тому, що ряд вчених припускав, що насправді вони представляють собою своєрідні «молекули» з одного баріону і мезона, а не єдину частку з п'яти кварків. Самі автори відкриття теж допускали таку можливість.Використовуючи нові і старі результати спостережень з ВАК, колаборація LHCb повторно проаналізувала дані, зібрані її детектором, і показала, що пентакваркі Pc (4450) + і Pc (4380) + дійсно існують і що лямбда-частинки, при розпаді яких вони утворюються, що не можуть перетворюватися в кінцеві продукти їх розкладання, минаючи стадію розпаду в пентакварк і один мезон. Цей мезон, як показують нові дані з колайдера, отримані в минулому і цьому році, може бути не тільки каона, як писали вчені в минулому році, але і інший тип мезонів - півонія.Підтвердження існування пентакварков і недавнє відкриття цілого «сімейства» тетракварк, а також виявлення дивного в розпаді B-мезонів, що не укладаються в прогнози Стандартної моделі фізики, як вважають вчені, дозволяють нам сподіватися, що «нова фізика» буде відкрита на БАК найближчим часом і що нам не доведеться для цього чекати побудови нових суперколайдер з енергією зіткнень в 100-140 ТеВ, про яких фізики говорили на нещодавній конференції ICHEP в Чикаго.
3. Фізики вімірялі сили Ван-дер-Ваальса
У новому дослідженні вчені зафіксували атом ксенону на кінці зонда атомно-силового мікроскопа і «обмацали» їм поверхню підкладки, що містить атоми інших благородних газів. Так дослідники вперше виміряли сили Ван-дер-Ваальса, що виникають між поодинокими атомами, і порівняли результати з теоретичними оцінками.
Сили Ван-дер-Ваальса - одне з найбільш слабких взаємодій, що виникають між атомами, але, тим не менш, вони грають важливу роль в деяких макроскопічних процесах: адгезії, конденсації, виникненні сил тертя. Вони виникають між електрично нейтральними і неполярними атомами через тимчасове перерозподілу електричного заряду всередині частинки. Це призводить до утворення електричних диполів - пар різнойменних, позитивного і негативного, зарядів однакового розміру, які притягуються до інших тимчасовим диполя на зразок того, як притягуються між собою магніти. Сили, що виникають між окремими атомами, вкрай малі, але при взаємодії великого числа частинок сили Ван-дер-Ваальса можуть бути досить відчутними: наприклад, завдяки цій взаємодії гекони підіймаються по стрімких гладких поверхнях. Вимірювання таких слабких взаємодій, як правило, можливо тільки для великих систем атомів, через що обчислювальна складність аналізу даних сильно зростає. У новій роботі групи вчених з Японії та Європи вдалося виміряти сили Ван-дер-Ваальса між окремими атомами інертних газів. В експериментах використовували метод атомно-силової мікроскопії при низьких температурах. На кінці зонда закріпили атом ксенону, а на підкладці, яку він «обмацував», - атоми трьох шляхетних газів: ксенону, аргону і криптону. Для вивчення найкраще підійшли саме ці елементи, оскільки вони існують у вигляді окремих атомів, «добровільно" не формуючи молекули - ні з іншими речовинами, ні з собі подібними. Результати вимірювань показали, що сила Ван-дер-Ваальса швидко падає зі збільшенням відстані, як це і передбачає теоретична модель. У той же час абсолютні значення, отримані в ході дослідження, розходяться з передбаченими, в разі ксенону - майже в два рази. Автори роботи припускають, що така невідповідність пов'язано з тим, що в експерименті між атомами могли виникати не тільки сили Ван-дер-Ваальса. Можливо, в деяких випадках між атомами інертних газів все-таки формувалися ковалентні зв'язки, навіть найслабші з яких сильніше взаємодії Ван-дер-Ваальса.
4. Квантові гроші
Фізики з Польщі, Чехії, Японії та США продемонстрували прототип створених ними оптичних квантових грошей (в повному обсязі такі об'єкти в даний час не створені і не перебувають в обігу).
Цікаво знати фізику
1. Ніщо не може горіти ще раз, якщо вже згоріло.
2. Чорний колір притягує тепло, білий відображає його.
3. Батіг видає клацання, тому що його кінчик рухається швидше за швидкість звуку.
4. Бензин не має певної точки замерзання - він може замерзнути при будь-якій температурі від -118 С до -151 С. При замерзанні бензин не стає повністю твердим, швидше нагадує гуму або віск.
5. Яйце плаватиме у воді, в яку додали цукор.
6. Брудний сніг тане швидше, ніж чистий.
7. Граніт проводить звук вдесятеро швидше за повітря.
8. Вода в рідкій формі має більшу молекулярну щільність, чим в твердій. Тому лід плаває.
9. Якщо стакан з водою збільшити до розміру Землі, то молекули, з яких вона складається, будуть розміром з великий апельсин.
10. Якщо в атомах прибрати вільний простір і залишити лише те, що становлять їх елементарні частки, то чайна ложка такої "речовини" важитиме 5.000.000.000.000 кілограм. З нього складаються так звані нейтронні зірки.
11. Швидкість світла залежить від матеріалу, в якому воно поширюється. Ученим удалося уповільнити рух фотонів до 17 метрів в секунду, пропускаючи їх через злиток рубідія, охолоджений до температури, дуже близької до абсолютного нуля (-273 за Цельсієм)
1. Миттєва зміна поляризації світла
Вчені з МДУ і Японії навчилися майже миттєво змінювати поляризацію світла і знижувати його швидкість в десять разів, що допоможе створенню світлових комп'ютерів, надшвидких дисплеїв і нових комп'ютерних мереж, йдеться в статті, опублікованій в журналі Physical Review Applied.
2. «Диявольські частки» існують
Останні результати спостережень на детекторі LHCb з «кільця» Великого адронного коллайдера (ВАК) підтвердили, що пентакваркі - «диявольські частки» з п'яти кварків - насправді існують, пишуть вчені в статтях, опублікованих в журналі Physical Review Letters. За сучасними уявленнями, всі елементарні частинки складаються з невеликих об'єктів, які фізики називають кварками. Протони, нейтрони та інші «важкі» частинки, звані баріонами, містять в собі три кварка. Їх менші побратими, так звані мезони, містять в собі два елементи - «звичайний» кварк і антикварк, базову складову антиматерії.В принципі, існуючі сьогодні фізичні теорії не виключають можливості того, що можуть існувати елементарні частинки, що складаються з чотирьох і навіть п'яти кварків різного «аромату» або, кажучи простіше, «кольору». Відносно недавно вчені почали знаходити ознаки існування таких частинок, тетракварк і пентакварков.
Наприклад, в липні минулого року фізики з ЦЕРН заявили, що в даних, зібраних інструментом LHCb під час першого етапу роботи ВАК, їм вдалося знайти ознаки існування відразу двох пентакварков - Pc (4450) + і Pc (4380) +.Незважаючи на високу ступінь достовірності відкриття - дев'ять сигма, - багато фізиків сумнівалися в тому, чи існують ці «диявольські» частинки насправді. Справа в тому, що ряд вчених припускав, що насправді вони представляють собою своєрідні «молекули» з одного баріону і мезона, а не єдину частку з п'яти кварків. Самі автори відкриття теж допускали таку можливість.Використовуючи нові і старі результати спостережень з ВАК, колаборація LHCb повторно проаналізувала дані, зібрані її детектором, і показала, що пентакваркі Pc (4450) + і Pc (4380) + дійсно існують і що лямбда-частинки, при розпаді яких вони утворюються, що не можуть перетворюватися в кінцеві продукти їх розкладання, минаючи стадію розпаду в пентакварк і один мезон. Цей мезон, як показують нові дані з колайдера, отримані в минулому і цьому році, може бути не тільки каона, як писали вчені в минулому році, але і інший тип мезонів - півонія.Підтвердження існування пентакварков і недавнє відкриття цілого «сімейства» тетракварк, а також виявлення дивного в розпаді B-мезонів, що не укладаються в прогнози Стандартної моделі фізики, як вважають вчені, дозволяють нам сподіватися, що «нова фізика» буде відкрита на БАК найближчим часом і що нам не доведеться для цього чекати побудови нових суперколайдер з енергією зіткнень в 100-140 ТеВ, про яких фізики говорили на нещодавній конференції ICHEP в Чикаго.
3. Фізики вімірялі сили Ван-дер-Ваальса
У новому дослідженні вчені зафіксували атом ксенону на кінці зонда атомно-силового мікроскопа і «обмацали» їм поверхню підкладки, що містить атоми інших благородних газів. Так дослідники вперше виміряли сили Ван-дер-Ваальса, що виникають між поодинокими атомами, і порівняли результати з теоретичними оцінками.
Сили Ван-дер-Ваальса - одне з найбільш слабких взаємодій, що виникають між атомами, але, тим не менш, вони грають важливу роль в деяких макроскопічних процесах: адгезії, конденсації, виникненні сил тертя. Вони виникають між електрично нейтральними і неполярними атомами через тимчасове перерозподілу електричного заряду всередині частинки. Це призводить до утворення електричних диполів - пар різнойменних, позитивного і негативного, зарядів однакового розміру, які притягуються до інших тимчасовим диполя на зразок того, як притягуються між собою магніти. Сили, що виникають між окремими атомами, вкрай малі, але при взаємодії великого числа частинок сили Ван-дер-Ваальса можуть бути досить відчутними: наприклад, завдяки цій взаємодії гекони підіймаються по стрімких гладких поверхнях. Вимірювання таких слабких взаємодій, як правило, можливо тільки для великих систем атомів, через що обчислювальна складність аналізу даних сильно зростає. У новій роботі групи вчених з Японії та Європи вдалося виміряти сили Ван-дер-Ваальса між окремими атомами інертних газів. В експериментах використовували метод атомно-силової мікроскопії при низьких температурах. На кінці зонда закріпили атом ксенону, а на підкладці, яку він «обмацував», - атоми трьох шляхетних газів: ксенону, аргону і криптону. Для вивчення найкраще підійшли саме ці елементи, оскільки вони існують у вигляді окремих атомів, «добровільно" не формуючи молекули - ні з іншими речовинами, ні з собі подібними. Результати вимірювань показали, що сила Ван-дер-Ваальса швидко падає зі збільшенням відстані, як це і передбачає теоретична модель. У той же час абсолютні значення, отримані в ході дослідження, розходяться з передбаченими, в разі ксенону - майже в два рази. Автори роботи припускають, що така невідповідність пов'язано з тим, що в експерименті між атомами могли виникати не тільки сили Ван-дер-Ваальса. Можливо, в деяких випадках між атомами інертних газів все-таки формувалися ковалентні зв'язки, навіть найслабші з яких сильніше взаємодії Ван-дер-Ваальса.
4. Квантові гроші
Фізики з Польщі, Чехії, Японії та США продемонстрували прототип створених ними оптичних квантових грошей (в повному обсязі такі об'єкти в даний час не створені і не перебувають в обігу).
Цікаві факти з фізики інфразвуку.
Інфразвук – це звукові коливання частотою менше 16 Гц. Саме інфразвуки, прекрасно поширюючись у воді, допомагають китам та іншим морським тваринам орієнтуватися в товщі води. Для інфразвуку не є перешкодою навіть сотні кілометрів.
ВПЛИВ ІНФРАЗВУКУ НА ЛЮДИНУ
Інфразвук – це звукові коливання частотою менше 16 Гц. Саме інфразвуки, прекрасно поширюючись у воді, допомагають китам та іншим морським тваринам орієнтуватися в товщі води. Для інфразвуку не є перешкодою навіть сотні кілометрів.
Вплив інфразвуку на людину дуже цікавий. Відомий такий випадок. Якось в театрі для п’єси про часи Середньовіччя замовили знаменитому фізику Р. Вуду (1868-1955) величезну органну трубу, близько 40 метрів завдовжки. Труба видає тим нижчий звук, чим вона довша. Така довга труба повинна була видати вже нечутний людським вухом звук.
Звукова хвиля в 40-метровій трубі відповідає частоті близько 8 Гц. Конфуз вийшов, коли спробували на виставі скористатися цією трубою. Інфразвук такої частоти хоча і не був чутним, але близько підійшов до так званого альфа-ритму людського мозку (5 – 7 Гц). Коливання такої частоти викликали у людей паніку. Глядачі розбіглися, хто куди! Такі частоти взагалі небезпечні для людини.
Електрика із медуз.
Дослідники із Швеції заявляють, що навчилися отримувати електрику із флуоресцентного протеїну, який вперше був виявлений ще у 1962 році в організмі медузи Aequorea Victoria. Саме цей протеїн надає здатність медузі світитися в темряві.Експерти пояснюють, що флуоресцентний протеїн при потраплянні на алюмінієві електроди створює хімічну реакцію, в результаті якої виробляється невеликий обсяг електрики.
Отриманої енергія цілком вистачає для живлення дрібних електронних пристроїв. Наприклад, для так званих нанопристроїв, які зараз починають широко використовуватися в медицині та різних наукових дослідженнях. Так, в рамках свого відкриття, шведські дослідники створили мікроскопічний ліхтар, який працює виключно на отриманій енергії із медуз.
Тепер, вчені прагнуть відтворити даний протеїн в лабораторних умовах. Якщо їм вдасться це зробити, то в майбутньому його будуть виробляти у великій кількості за низькою ціною.
Механічні коливання
Механічні коливання - це один із видів механічного руху. Найпростішими механічними коливаннями є так звані гармонічні коливання. Їх вивчення дає можливість досліджувати й більш складні коливання і рухи, оскільки останні можна в багатьох випадках вважати такими, що складаються з певної кількості простих гармонічних коливань.
Коливання - найпоширеніша форма руху в навколишньому світі і техніці. Коливаються дерева під дією вітру, поршні у двигуні автомобіля. Ми можемо розмовляти й чути звуки завдяки коливанням голосових зв'язок, повітря і барабанних перетинок; коливається серце. Це все приклади механічних коливань. Світло - це також коливання, але коливання електромагнітні. За допомогою електромагнітних коливань, які поширюються в просторі, здійснюють радіозв'язок, радіолокацію, телевізійні передачі, а також лікують певні хвороби.
Коливання - найпоширеніша форма руху в навколишньому світі і техніці. Коливаються дерева під дією вітру, поршні у двигуні автомобіля. Ми можемо розмовляти й чути звуки завдяки коливанням голосових зв'язок, повітря і барабанних перетинок; коливається серце. Це все приклади механічних коливань. Світло - це також коливання, але коливання електромагнітні. За допомогою електромагнітних коливань, які поширюються в просторі, здійснюють радіозв'язок, радіолокацію, телевізійні передачі, а також лікують певні хвороби.
Надзвичайно важливим є дослідження коливань у техніці. Деякі коливання можна виявляти лише за допомогою спеціальних датчиків. Такими коливаннями є, наприклад, коливання різних споруд, корпусів і деталей машин, літальних апаратів тощо. Датчики сприймають коливання, перетворюють їх здебільшого в електричні сигнали, які реєструються вимірювальними приладами, електронними осцилографами та ін
ПАРАДОКС КІШКИ З МАСЛОМ
Парадо́кс кі́шки з ма́слом — псевдопарадокс, що базується на двох народних мудростях:
Температура кипіння — фазового переходу з рідкого в газоподібний стан (і навпаки) — води, як і будь-якої іншої речовини, зростає із збільшенням зовнішнього тиску. При стандартному атмосферному тиску на рівні моря (101,3 кілопаскаля (кПа)) температура кипіння води складає 100 градусів Цельсія. На високій вершині світу — Еверест (Джомолунгма), де стандартний атмосферний тиск складає 31,5 кПа, температура кипіння води рівна 69,7 градуса Цельсія. При тиску, рівному тиску води на глибині 1 кілометр (9807 кПа), вода закипає при температурі 309,5 градуса Цельсія.
- кішки завжди приземляються на лапи;
- бутерброд завжди падає маслом вниз.
Протиріччя виникає, якщо розглядати кішку, до спини якої прикріплено бутерброд (маслом догори), що падає на підлогу.
Парадокс викликає особливий інтерес, якщо припустити, що кішка завжди приземляється на лапи, а бутерброд завжди падає маслом униз.
Дехто несерйозно стверджує, що результатом експерименту стане антигравітація. За їхніми словами, падіння кішки на землю сповільниться з наближенням до землі, а вона почне обертатися, намагаючись приземлитися на лапи, але в той же час і на масло бутерброда. Врешті-решт, вона повинна сягнути стабільного стану, висячи недалеко від поверхні землі та обертаючись з великою швидкістю. Це в свою чергу було б можливим лише за відсутності повітря, інакше, за законом збереження енергії, опір повітря обертанню повинен був би вичерпати гравітаційну енергію падіння. Також існує думка, що кішка злиже масло з бутерброда та приземлиться на лапи, однак вона безпідставна тому, що кішка не може дістати язиком до середини своєї спини.
Спростування: Хибність парадоксу випливає з вихідних даних, адже немає доказів того, що бутерброд та кішка завжди (у 100% разів) падають маслом униз або відповідно на лапи. Крім того, навіть якщо бутерброд завжди падає маслом униз, то це стосується лише бутерброда на який діє лише сила гравітації та опір повітря, але не діють інші сили (зокрема кішка).
ПРИ ЯКІЙ ТЕМПЕРАТУРІ ЗАКИПАЄ ВОДА НА ВЕРШИНІ — ДЖОМОЛУНГМА?
Температура кипіння — фазового переходу з рідкого в газоподібний стан (і навпаки) — води, як і будь-якої іншої речовини, зростає із збільшенням зовнішнього тиску. При стандартному атмосферному тиску на рівні моря (101,3 кілопаскаля (кПа)) температура кипіння води складає 100 градусів Цельсія. На високій вершині світу — Еверест (Джомолунгма), де стандартний атмосферний тиск складає 31,5 кПа, температура кипіння води рівна 69,7 градуса Цельсія. При тиску, рівному тиску води на глибині 1 кілометр (9807 кПа), вода закипає при температурі 309,5 градуса Цельсія.
Комментариев нет:
Отправить комментарий