29 июня 2008 г.

Кость труднее сломать, чем расщепить

В журнале Nature Materials вышла статья с прекрасным заголовком: "Измерение истинной прочности человеческой кости с реалистично короткими трещинами" (The true toughness of human cortical bone measured with realistically short cracks). Первая фраза аннотации тоже впечатляет: "Как хорошо известно, кость труднее сломать, чем расщепить".

Исследования, кстати, самые настоящие, экспериментальные. Хочется верить, что не на живом человеке :) А главный результат исследования заключается в том, что реальная прочность костной ткани на разлом значительно выше, чем считалось до сих пор. Просто продольные микротрещины при нагрузке поворачиваются и помогают кости сломаться.

К статье прилагаются два видео, на которые заснято распространение трещины в кости (видео в свободном доступе).

Свет

Как известно, подавляющую долю информации об окружающем мире человек получает визуально. Эта инфомация заключена в свете, который мы воспринимаем. Яркость света и цвет знакомы всем, но на самом деле, у света есть и много других характеристик. Вот небольшой их обзорчик.

Интенсивность

Интенсивность света -- это то, что мы в быту обычно называем яркостью. Большая интенсивность -- яркий свет, малая интенсивность -- тусклый свет. В глазу человека и других высокоразвитых животных есть рецепторы, реагирующие на свет и измеряющие его интенсивность.

На самом деле, на научном языке яркость -- это нечто иное, чем интенсивность. Яркость -- это видимая хактеристика источника света; ее можно вычислить как интенсивность света поделить на видимый телесный угол излучающего тела. Если, например, удвоить расстояние от Земли до Солнца, то интенсивность солнечного излучения упадет в 4 раза, но и видимый телесный угол (т.е. по сути угловой размер в квадрате) тоже уменьшится в 4 раза. В результате яркость Солнца (т.е. количество видимого света с маленькой угловой области видимой поверхности Солнца) не изменится.

Это определение яркости может показаться искусственным, и чтоб его "оправдать", я рекомендую посмотреть днем через бинокли с одинаковой светосилой, но разным увеличением. Вы увидите, что в случае меньшего увеличения картинка значительно ярче, хотя количество света, пойманного биноклями одинаковое. Можно сказать, что "научная" яркость -- это яркость изображения на сетчатке глаза.

Частота

Свет -- это электромагнитная волна, и поэтому у нее есть частота колебаний. Частоту колебаний световой волны мы воспринимаем как цвет (а точнее, как чистый цвет). Хотя частота колебаний связана с длиной световой волны, но за восприятие цвета отвечает именно частота. Например, у света, идущего в воде, длина световой волны уменьшается, но частота не изменяется, и никакого смещения цветом при взгляде под водой не происходит. (Впрочем, этот пример не совсем честный, т.е. длина волны в глазу, непосредственно перед сетчаткой не зависит от того, где вы находитесь -- в воздухе или под водой.)

Цветовое зрение у животных уже распространено не так широко. В процессе эволюции оно улучшалось и ухудшалось, терялось и восстанавливалось, см. например популярную статью Обоняние и цветное зрение в эволюции млекопитающих развивались в противофазе. Вообще, восприятие света разными животными -- очень большая тема. Здесь я не буду ее касаться, дам только ссылку на занимательную подборку. Правда, я не проверял, насколько все там достоверно. :)

Есть конечно и много разных сортов электромагнитных волн за пределами оптического диапазона, но не будем на них останавливаться.

Спектральное распределение

Цветовое зрение -- это зачатки спектрального анализа. Свет с одной частотой (монохроматический свет) встречается в природе редко, обычно есть смесь цветов, т.е. свет имеет некоторое спектральное распределение. Это распределение может иметь очень сложный вид, а цветовое зрение передает спектр очень упрощенно -- в виде трех "проекций" (если зрение трихроматическое). Впрочем, у некоторых животных цветное зрение более богатое, чем у человека.

Иногда на этом можно "играть". Например, в вашем мониторе нет желтых пикселов; вы видите желтый свет, когда горят одновременно красный и зеленый. Т.е. два сильно разных спектральных распределение (первое -- с правильно подобранными пиками на красном и зеленом, второе -- с единственным пиком на желтом) воспринмаются глазом одинаково.

В принципе, можно представить себе даже такой способ криптографии, когда человек видит на листе одноцветный фон, но на самом деле там есть текст, написанный чернилами с другим спектральным распределением. Впрочем, наверно такая криптография будет очень нестойкой -- достаточно взять призму, и обман раскроется.

Кстати, те, кто носит сильнофокусные очки, наверняка замечали: если взглянуть на небольшой источник яркого света (например, уличный фонарь) косо, "краем очков", то он распадется в спектр, и в нем можно выделять отдельные линии излучения. Это, по-видимому, единственное преимущество людей с плохим зрением :)

Кстати, исторически квантовая механика постепенно выросла из необходимости объяснения данных спектрального анализа разных веществ.

Поляризация

Свет -- это поперечная волна, т.е. электрическое (и магнитное) поле в ней колеблется в поперечной плоскости. Электрическое поле -- это вектор, поэтому есть разные варианты колебаний в зависимости от конкретного направления. Эти разные варианты и называются поляризацией.

Обычно упоминают три сорта поляризации: линейная, круговая (циркулярная) и эллиптическая. В физике все эти типы описываются тремя числами -- параметрами Стокса. Неполяризванный свет -- это на самом деле беспорядочная смесь разных типов поляризации без какого-либо предпочтения какой-то одной поляризации.


Поляризация света (особенно, линейная) легко возникает в природе при отражении. Этим пользуются фотографы, подавляя блики с помощью поляризационных фильтров, а также некоторые виды животных. Поляризация света активно используется в астрофизике (см. новость про поляризацию реликтового излучения).

Если световая волна не плоская, а имеет вид сфокусированного светового пучка, то тут открываются новые возможности для поляризации. Можно создать радиально-поляризованный свет (см. рисунок), продольно поляризованный свет, и вообще добиться полного трехмерного контроля над вектором электрического поля в фокусе луча.

Когерентность

Когерентность света -- это синхронность колебания световой волны в разных точках пространства. Вообще говоря, обычный свет -- это просто хаотическое наложение друг на друга отдельных, никак не скоррелированных друг с другом фотонов. Из-за этого фаза световой волны в разных точках пляшет по-разному, и поэтому обычный свет некогерентен. А вот лазерный свет отличается высокой степенью когерентности по всему лучу, как в поперечном, так и в продольном направлении.

Вроде бы, в живой природе когерентный свет не используется. Интересно, можно ли придумать ситуации, при которых организмам было бы выгодно развивать у себя вИдение когерентности света?

Квантовая запутанность фотонов

Квантовая запутанность двух фотонов -- это когда один фотон "в курсе", в каком состоянии находится второй фотон, хотя прямого взаимодействия между ними после момента создания не было. Без квантовой механики это, по-хорошему, не объяснить. :)

Фотоны в запутанном состоянии могут применяться как по отдельности (например, в опытах по квантовой телепортации или проверке положений квантовой механики, см. популярную статью Страсть на расстоянии), так и вместе (как в многофотонной дифракции).

Запутать, кстати, можно не только отдельные фотоны, но и световые лучи целиком. Буквально на днях в журнале Physical Review Letters появилась статья, в которой рассказывается об эксперименте по запутыванию двух световых лучей с частотой, отличающейся ровно в два раза.

Орбитальный угловой момент


У светового луча может быть ненулевой орбитальный угловой момент относительно оси луча. То есть, луч не просто летит вперед, но еще и словно вращается. Это можно представить себе так, словно отдельные "лучики" сходятся не прямо на ось луча, а как бы по касательной, например, чуть правее. Поверхности постоянной фазы в этом случае -- не плоскости, а как бы винтовые поверхности (см. рисунок). Вот страничка про исследования такого света и обзор про применения фотонов с орбитальным угловыми моментом в астрофизике.

27 июня 2008 г.

Гамма-лучи от далекого квазара

В свежем выпуске Science опубликована работа телескопа MAGIC, детектирующего высокоэнергетические гамма-кванты. В статье сообщается о наблюдении фотонов с энергией выше 50 ГэВ, пришедших от знаменитого квазара 3C 279. На основании того факта, что жесткие фотоны дошли до нас с 5 миллиардов световых лет и "не испортились", накладывает ограничение на "количество света", через которое эти фотоны прошли на своем пути. Это ограничение не противоречит оценкам, сделанным на основе подсчета галактик.

Меня удивила фраза в аннотации:
No quasar has been observed previously in very-high-energy gamma radiation...

Мне казалось, что у некоторых активных галактических ядер (M87, Cen A, блазары) регистрировались и фотоны в ТэВной области. Или же здесь имеются в виду какие-то специфические АЯГ? Хм, судя по графику из статьи, в этом утверждении действительно имелись в виду далекие квазары.

The gamma-ray horizon. The redshift region over which the gamma-ray horizon can be constrained by observations has been extended up to z = 0.536. The prediction range of EBL models is illustrated by (8) (thick solid black line) and (11) (dashed-dotted blue line). The tuned model of (14) (dashed blue line) represents an upper EBL limit based on our 3C 279 data, obtained on the assumption that the intrinsic photon index is >= 1.5 (red arrow). Limits obtained for other sources are shown by black arrows, most of which lie very close to the model (14). The narrow blue band is the region allowed between this model and a maximum possible transparency (i.e., minimum EBL level) given by (8), which is nearly coincident with galaxy counts. The gray area indicates an optical depth τ > 1, i.e., the flux of gamma rays is strongly suppressed. To illustrate the strength of the attenuation in this area, we also show energies for τ = 2 and τ = 5 (thin black lines), again with (8) as model.

А вообще я похожую задачку-оценку давал как-то в новосибирской физматшколе на спецкурсе по олимпиадным задачам: из того факта, что мы видим далекие квазары, получить ограничение сверху на сечение фотон-фотонного рассеяния. Правда, там речь шла про фотоны в оптическом диапазоне, для которых сечение очень маленькое.

26 июня 2008 г.

Почему физики так уперлись в этот хиггсовский бозон?


В комментариях к прошлой заметке меня спрашивают: "Почему физики так уперлись в этот хиггсовский бозон?" В самом деле, частиц же сейчас известно уже три сотни и каждый год открывают новые. Что такого особенного в бозоне Хиггса?

На самом деле, физикам интересен не столько сам по себе бозон Хиггса, сколько то, что за ним стоит. Хиггсовский бозон -- это "частица-отголосок" одного очень замечательного явления, на котором построена Стандартная модель современной физики элементарных частиц -- нарушение электрослабой симметрии. Я не буду сейчас рассказывать, в чем это явление заключается; главное, что оно происходит -- физики в этом уже не сомневаются (хотя оговорки типа "в принципе, не исключено, что мы все ошибаемся", для проформы иногда звучат). Но вот как именно оно происходит -- остается пока большой загадкой.

Почему физики так стремятся узнать механизм нарушения электрослабой симметрии? Потому что они очень сильно подозревают, что узнав подробности этого и других -- возможно связанных с ним -- явлений, они откроют новый пласт знаний об устройстве нашего мира, смогут построить новую, более глубинную теорию, которая придет на смену Стандартной модели.

Вот она, настоящая цель LHC.

Мне кажется, что превкушения физиков перед началом работы LHC хорошо передаст аналогия, которая будет особенно близка тем, кто в свое время наигрался в компьютерные 3D-стрелялки. :) Прошу не воспринимать ее буквально, а обратить внимание лишь внутренние ощущения, ожидания человека.

Представьте себе, что вы в компьютерной игре уже прошли весь уровень, поубивали всех монстров, понаходили все ключи, и теперь ищете ту последнюю дверь, за которой начнется новый уровень. Краешком глаза, через окна или проёмы в стенах, вы уже видите кое-что из нового уровня. Вы предвкушаете то, что вас там может ожидать -- новые задачи, сложные трюки, новые зловещие монстры, но и новое оружие. Конечно, и на старом уровне еще кое-чего можно поделать (особенно если этот "уровень" бесконечно обширный), но это всё уже кажется не таким интересным -- настоящее месилово :) вас ждет там, за той дверью.

Хиггсовский бозон и сопутствующие ему явления -- как раз и являются для физиков той дверью, за которой начинается новый уровень, новые научные приключения.

Если не найдут хиггсовский бозон как отдельную частицу -- будет очень даже интересно. Это значит, что электрослабая симметрия нарушается более хитрым способом, -- такие варианты сейчас тоже изучаются. Эксперименты на LHC позволят проверить практически все эти варианты.

И наконец, даже если вдруг окажется, что ничего из придуманного на сегодня не сработает для объяснения данных LHC (что кажется чрезвычайно маловероятным), то встанет еще один очень большой вопрос: почему же тогда Стандартная модель так хорошо работала до сих пор? Это что, было лишь длинной чередой удивительных совпадени? Но опыт говорит, что настолько больших совпадений просто так в природе не случается -- у них обязательно должен быть рациональный мотив. Значит, начнется поиска этого мотива.

24 июня 2008 г.

Терминологическое

Листая PRL, наткнулся на статью, в заголовке которой встретилось выражение "положительно заряженный мюоний" (Mu+). Я его перечитал пять раз, но так и не понял, что оно значит. Дело в том, что в физике элементарных частиц существует много разных "-ониев": позитроний (связанное состояние e+e), чармоний (связанное состояние чарм-кварка и его же антикварка), топоний (связанное топ-кварк-антикварковое состояние, которое впрочем не образуется). По логике вещей, мюонием тогда следовало бы называть связанное состояние μ+μ. Но все эти "-онии" электрически нейтральны. Что же тогда означает положительно заряженный мюоний? Просто антимюон? Но зачем его тогда называть мюонием?

Полез разбираться. И оказалось, что никакой логикой вещей тут и не пахнет -- по крайней мере, с точки зрения физики элементарных частиц :)

Первый шок (для меня как ФЭЧиста): мюоний -- это связанное состояние антимюона μ+ и электрона e. Название это закрепилось очень давно, с момента открытия мюония в 1960 году (подробности см. в статье Мюоний в УФН аж за 1969 год; современную ситуацию см. в обзорной статье Past, Present and Future of Muonium).

Следующий шок: оказывается, мюоний у химиков принято считать сверхлегким изотопом водорода. Вообще, обычно изотопы элемента отличаются лишь количеством нейтронов в ядре, но никак не протонов. А тут в "ядре" ноль протонов, ноль нейтронов, один антимюон. Впрочем, некий смысл в этом можно найти: с точки зрения химии изотоп характеризуется не реальной внутренней структурой ядра, а лишь массой и зарядом. Если ограничиваться только этими характеристиками, то действительно мюон выглядит просто как сверхлегкий протон.

Затем я откопал пояснения ИЮПАК по поводу названий мюония и его соединений. Там еще раз подтвердили, что он считается легким изотопом водорода, c химическим символом Mu, и по аналогии с водородом положительно заряженным ионом мюония Mu+ является просто антимюон. Я так понял, смысл названия Mu+ в том, что оно подчеркивает, что это не просто свободный антимюон, а антимюон в химическом окружении.

Там еще сообщается, как называть соединения с мюоном (например, мюонид натрия NaMu, или невыговариваемое для меня соединение 6-мюониоциклогекса-2,4-диен-1-ил). И совсем кощуственное: связанное состояние μ+μ они постановили называть "мюонным мюонием" :)

И наконец, шок номер три. Цитата из того же постановления ИЮПАК:
Negative muons have a shorter life time than positive muons and are currently thought not to be chemically relevant.

Для ФЭЧиста это звучит совершенно безумно, поскольку из CPT теоремы вытекает, что время жизни частицы и античастицы одинаково, и это проверено экспериментально с огромной точностью. Но на самом деле тут везде по умолчанию предполагается (химики!), что речь идет не об изолированном положительном или отрицательном мюоне, а о мюоне в веществе. А отрицательный мюон действительно ведет себя в веществе совсем не так, как положительный -- он притягивается в ближайшему ядру, садится на самый низкий уровень и часто захватывается ядром. Вероятно, это и дает ему меньшее время жизни в среде, чем положительному мюону (впрочем, подробных данных я не нашел).

Такая вот разница между тем, что по умолчанию полагают химики и физики :)

23 июня 2008 г.

Изменения наклона земной оси вращения

Когда речь заходит про климатические циклы Миланковича (связь ледниковых периодов с периодическими изменениями параметров земной орбиты), то обычно перечисляют три главных периодичности: прецессия земной оси с несколькими периодами около 20-25 тыс. лет, изменение угла наклона земной оси к плоскости эклиптики с периодом 41 тыс. лет и вариации эксцентриситета с доминирующим периодом около 100 тыс. лет.

Есть такое распространенное заблуждение, что изменение угла наклона земной оси (от 22° до 24,5°) -- это нутация Земли. Упоминание этого есть, например, в статье Циклы Миланковича в книге "Природа науки. 200 законов мироздания" Дж. Трефила; эта же ошибка присутствует и в пятом выпуске газеты "Троицкий вариант" в статье "Аргон-аргоновый метод и гибель динозавров". Так вот, это неправильно.

Нутация -- это быстрое (по сравнению с прецессией) "бултыхание" оси вращения. К тому же, для тел, близких к сферической форме, она обычно очень мала по амплитуде. Нутация Земли усложняется по сравнению с нутацией простого твердого тела из-за наличия Луны на орбите, но все равно она уже хорошо изучена. Доминирующий период в ней вызван колебаниями орбиты Луны -- 18,6 лет (на порядки меньше периодов в циклах Миланковича!), а амплитуда составляет всего несколько угловых секунд.

А 41-тысячелетнее изменение угла наклона земной оси с амплитудой больше 1 градуса -- это другой эффект. Он связан с возмущением системы Земля-Луна другими планетами. Причем у Земли он еще относительно небольшой по амплитуде из стабилизирующего действия Луны; у других планет он может составлять десяток градусов.

22 июня 2008 г.

Новый способ поиска хиггсовского бозона на LHC

На днях в Physical Review Letters появилась статья, в которой предлагается новая стратегия поиска хиггсовского бозона на LHC. Она основана на детальном изучении структуры струй, возникающих в распаде бозона Хиггса на b-кварк-антикварковую пару, и особенно пригодится в самой "трудной" для анализа области масс бозона Хиггса 115-130 ГэВ.

Но сначала -- небольшой отступление про то, как выглядят типичные протон-протонные столкновения при высокой энергии (т.е. то, что будет происходить на LHC).

Протоны -- составные частицы, однако то, из чего именно они состоят, сильно зависит от системы отсчета. Если неподвижный протон хорошо описывается в виде трех кварков, скрепленных глюонными полями, то протон, летящий с околосветовой скоростью, лучше представлять себе как облачко, в котором намешаны самые разнообразные кварки, антикварки и глюоны. Все они вместе называются партонами.

Когда два протона сталкиваются лоб в лоб, то по-настоящему жесткое столкновение испытывают лишь по одному партону из каждого протона, а остальные партоны-наблюдатели просто пролетают мимо. Однако сильное взаимодействие обладает важным свойством -- конфайнментом, который не позволяет отдельному кварку или глюону свободно вылететь из протона. Между улетающим кварком и "останками протона" натягивается глюонная струна, которая рвется в нескольких местах, порождая многочисленные адроны (в основном, это легкие мезоны). Из-за динамики разрыва струны получается так, что эти адроны как бы "прижаты" к направлениям вылета самых энергетических частиц, и в результате возникает примерно такая картина, как на рисунке.



Те адроны, которые вылетают в направлениях, близких к направлению жесткого рассеяния двух партонов, образуют легко заметные адронные струи. На картинке показан типичный двухструйный процесс, но случаются также и многоструйные события.

Теперь перейдем к хиггсовскому бозону на LHC. Поскольку хиггсовский бозон нестабилен, искать его будут по продуктам распада. На какие частицы распадается бозон Хиггса -- зависит от его массы, а она, к сожалению, пока неизвестна. Поэтому экспериментаторам на LHC придется искать хиггсовский бозон сразу "по всем фронтам", в диапазоне масс примерно от 100 до 1000 ГэВ.

Самая главная проблема в поиске хиггсовского бозона на LHC состоит в том, чтобы распознать его среди "обычных" процессов.

Если его масса больше 140 ГэВ, то это можно будет сделать по распадам с электронами или мюонами в конечном состоянии (электроны и мюоны в сильном взаимодействии не участвуют, поэтому вероятность их рождения на LHC мала). Такой хиггсовский бозон можно будет найти довольно быстро, в течение 2009 года.

А вот более легкий хиггсовский бозон распадается преимущественно в b-кварк-антикварковую пару. В детекторе этот распад будет выглядеть как типичное двухструйное событие, и распознать в нем именно последствия распада бозона Хиггса нереально. Вместо этого придется использовать более хитрые методы, и тогда открытие хиггсовского бозона может затянуться на 2-3 года.

В статье J.M. Butterworth et al., Jet Substructure as a New Higgs-Search Channel at the Large Hadron Collider, Phys.Rev.Lett. 100, 242001 (2008), она же препринт arXiv:0802.2470, предлагается новый подход к поиску бозона Хиггса в этой сложной области масс.

Идея состоит в том, чтобы использовать канал рождения HZ или HW и при этом, в отличие от стандартной методики, выискивать только события, где H и W (или H и Z) летят в разные стороны с большим поперечным импульсом. Фоновые процессы в такой кинематической конфигурации резко уменьшаются, и главной задачей тогда является распознание распада H→b-анти-b для ультрарелятивистского бозона Хиггса. Оказывается (и в этом состоит суть работы), это можно сделать с помощью изучения внутренней структуры адронных струй. Собственно, авторы работы -- как раз специалисты по алгоритмам распознания и изучения струй.

Нельзя сказать, что этот метод на порядки лучше предыдущих, но по крайней мере он будет серьезным подспорьем для поиска Хиггса в области масс 115-130 ГэВ. Кроме того, независимо от того, в каком канале хиггс будет открыт, этим методом можно будет измерить его связь с b-кварками.

20 июня 2008 г.

Обновленный ЦЕРНовский отчет про безопасность LHC

Кстати, "самая главная ссылка" по поводу безопасности LHC обновилась: сегодня была обнародована новая версия ЦЕРНовского отчета. Ссылки: пресс-релиз, краткое содержание, еще одно краткое содержание, полный отчет (15 стр.) и дополнение про страпельки.

Новый отчет не только подтверждает, но и многократно усиливает "запас безопасности" LHC. По сравнению с предыдущей версией (2003 года), использованы более свежие экспериментальные и наблюдательные астрофизические данные. Вот некоторые выдержки:

  • Приводятся забавные числа про то, сколько "экспериментов", эквивалентных всему LHC по энергии и светимости, проводится во Вселенной каждую секунду (оценка: 30 триллионов экспериментов LHC в секунду!)
  • Если микроскопические черные дыры могут рождаться и разрушать материю, то они сильно "испортят жизнь" компактным космическим объектам типа белых карликов и нейтронных звезд. (Чем компактнее объект, тем легче микроскопическая черная дыра захватывается внутри него и тем быстрее она его разрушит.) Имеющиеся сейчас наблюдательные данные по возрасту и другим свойствам этих объектов позволяют с еще большим запасом убедиться в том, что опасности тут нет.
  • Что касается страпелек (капелек странного вещества), то данные ускорителя релятивистских ядер RHIC, накопленные за последние годы, показывают, что адроны в столкновении тяжелых ядер рождаются обычным термодинамическим способом. Были бы страпельки, их было бы видно. На LHC вероятность рождения страпелек меньше (они должны быть хрупкие, и им тяжелей родиться при более высокой энергии).

По поводу черных дыр, кстати, только что появился 97-страничный обзор: S.B. Giddingsa, M.L. Mangano, "Astronomical Implications of Hypothetical Stable TeV-Scale Black Holes", PDF, 685кБ (он же епринт arXiv:0806.3381).

via symmetry breaking

О взаимодействии с СМИ

Кое-что в дополнение к предыдущему сообщению. За последние дни ко мне обратились два СМИ с просьбой дать комментарий по поводу сценария катастрофы на LHC. Я подумал, что полезно будет отдельно сформулировать, в каком именно виде я согласен взаимодействовать с СМИ (несмотря на мою нелюбовь к ним).

Прежде всего, я не буду давать комментарии для новостей, которые, по моему мнению, заведомо исказят реальное положение дел в науке.

Что касается новостей, которые, по-видимому, не навредят, то я готов отвечать на технические вопросы и пояснять сложные вещи простыми словами. Однако я против того, чтобы на меня ссылались в новости -- я готов объяснять журналисту непонятные вещи, а дальше он пусть пишет своими словами.

Дело в том, что я считаю вредной и бессмысленной стандартную практику большинства СМИ давать комментарии якобы "эксперта" по поводу той или иной научной новости. Может быть, это в какой-то области человеческой деятельности и хороший прием, но в естественных науках это пустой и зачастую вредной шаблон.

Почему? Если кратко, то потому, что в подавляющем большинстве случаев их "эксперты" -- на самом деле никакие не эксперты, а то, что подается как их цитаты, является зачастую банальностью и не требует знаний эксперта. Т.е. СМИ опираются на какие-то свои формальные показатели, а истинный смысл комментария уже не принимается в расчет. Поддерживать такую "традицию" я не хочу.

Возьмем тот же пример со "сценарием катастрофы" на LHC. Если вдуматься, то попытка услышать от меня "экспертную оценку" этого сценария переворачивает логику вещей с ног на голову.

Напомню (это, по-видимому, необходимо), что в естественных науках главными экспертами по тому или иному вопросу являются люди, сами разработавшие этот вопрос. Экспертами уровня пониже являются другие ученые, идущие следом и продолжающие разработки, пишущие обзоры по этому вопросу. Другие ученые, будь они директорами институтов, академиками или Нобелевскими лауреатами, стоят в этой иерархии еще ниже. Если же они к тому же вообще не изучали этот вопрос, то их мнение по существу вопроса веса не имеет.

В случае "сценария катастрофы" настоящими экспертами являются авторы тех оригинальных работ, на которые, например, ссылаются авторы ЦЕРНовского отчета (см. страницу Safety at the LHC и ссылки на два отчета внизу страницы). Экспертами второй категории можно считать самих авторов этого отчета. Я отношусь не выше, чем к "третьей категории", поскольку я расчетами рождения черных дыр, монополей, пузырей ложного вакуума или т.п. на LHC не занимался, но предъявленные вычисления в целом понимаю. Просьба дать "под цитату" экспертную оценку работе экспертов первых двух категорий выглядит противоестественно с точки зрения обычного здравого смысла.

Теперь по поводу банальности цитат. Я считаю, что единственное в моем случае, что могло бы быть полезным для цитирования -- это мои объяснения простыми словами тех или иных явлений. Но в типичной новости никто не будет цитировать четыре абзаца -- ведь это уже потянет на независимую заметку. А видеть цитаты навроде "Да, -- подтвердил редакции независимый эксперт, -- это очень интересная работа." -- лично мне просто неприятно. Поэтому если изданию нужно только вставить подобную цитату "для формата", то я -- пас.

Я понимаю, что СМИ не хотят ломать свои стереотипы, но без этого невозможно по-настоящему объективно освещать положение дел в каком-то научном вопросе. Некоторые свои мысли о том, как это можно делать в условиях вынужденной "универсальности" научного журналиста, я уже как-то писал.

19 июня 2008 г.

LHC и журналисты

Ситуация с новостями об LHC в Рунете очень прискорбная. Про LHC пишут (и переписывают) все, кому не лень, но пишут только об одном -- разрушит он Землю или нет. Вроде бы уже всё обсудили и дали соответствующие ссылки, однако по любому малейшему поводу СМИ (и не только российские) вспоминают и с удовольствием вновь обсасывают эту тему.

Что в этом такого плохого? Казалось бы, даже полезно в очередной раз повторить, что ничего страшного не случится. Нет, не полезно, и вот почему.

У человека, интересующегося физикой только "краем уха" и впервые услышавшего про LHC, интереса хватит лишь на то, чтобы прочитать и уяснить себе пару-тройку фактов. Дальше ему уже неинтересно. Когда читатель видит перед собой череду статей, усиленно уверяющих его в безопасности опытов на LHC, то он запомнит лишь одно: "Надо же, эта штука может быть так опасна, что некоторые даже в суд подают, правда, ученые отбрехиваются".

Так заполняется одна (и возможно, единственная) ниша, которую читатель "выделил" для LHC. Причем произойдет это независимо от того, что именно будет сказано в новости: сам факт постоянного обсуждения этой темы перевесит любую аргументацию (вот житейский пример: чем сильнее человек неспровоцированно оправдывается, тем меньше доверия к его словам :) ). Собственно, это уже произошло -- у очень большого процента людей, хоть что-то слышавших про LHC, сформировалось именно такое мнение под влиянием многочисленных СМИ, смакующих очередные страшилки.

Вообще, про LHC можно рассказывать много интересного. Причем вовсе не обязательно пускаться в дебри современной физики -- ведь на LHC есть много чисто технических, даже инженерных тонкостей. Может кто-то и пытается про это рассказывать широкой публике, но постоянный звон СМИ по поводу "сценария катастрофы" всё это начисто перешибает. Те, кто хочет и способен читать серьезную информацию, они разберутся, что важно и интересно, а что нет. Но в глазах обыкновенных людей всё это наносит лишь вред и без того шаткому имиджу науки.

В общем-то, я эти мысли уже высказывал (В чем вред от неправильных научно-популярных новостей), но похоже, что ситуация с LHC становится ярчайшим примером такого вреда.

Что в этой ситуации могут сделать СМИ, чтобы более объективно отразить ситуацию в науке?

Самое главное, перестать писать про эти катастрофы вообще. Именно это станет первым шагом в направлении к объективному (по-настоящему, по-естественнонаучному объективному!) освещению экспериментов на LHC. Ну а в качестве бонуса -- можно писать про действительно интересные вещи, но это сложно, я понимаю.

Чтобы предупредить возражения, замечу, что я не призываю к тотальному замалчиванию "сценария катастрофы". Этот вопрос полезно подробно разобрать и популярно описать -- но делать это должны специалисты и с полной научной ответственностью. (На самом деле, на английском языке это уже давно написано, см. страницу Safety at the LHC и ссылки в конце на подробные отчеты.) Только тогда от этого будет польза. От очередной новости про безопасность LHC такой пользы не будет; это будет лишь подливание масла в огонь нездорового интереса.

10 июня 2008 г.

Достижения современной физики: переработка текилы в алмазы


"До чего дошел прогресс!" -- так и хочется воскликнуть, видя статьи, подобные вот этой: J.Morales, M.Apatiga, V.M.Castano, "Выращивание алмазных пленок из текилы", arXiv:0806.1485. Что характерно, авторы -- мексиканцы.

Кстати, сама по себе эта работа, по крайней мере, звучит серьезно. Выращивание алмазных пленок из газовой фазы -- совершенно стандартный процесс (см. например эту статью из журнала "Вокруг Света"). Там хитрость в том, что для роста именно алмазов, а не сажи или графита требуется определеное соотношение между атомами C, H, и O в газовой фазе. Авторы замечают, что обычная текила бланко обладает соотношением, близким к нужному. Поэтому ее можно распылить в газовую фазу и осаждением на подложку выращивать алмазы. Проверили -- действительно получается.

3 июня 2008 г.

Intel и Роснанотех

Прочитал в Газете.ру заголовок новости: "Intel предлагает России сотрудничество в развитии нанотехнологий". Удивился: что это Intel решил на такую аферу пойти, неужели он видит тут какие-то перспективы и считает риски приемлемыми. Но внимательное прочтение новости всё объяснило. Вот цитата регионального директора Intel в странах СНГ (в пересказе РИА Новости):

В России сейчас очень актуальным стал вопрос развития нанотехнологий. Но прежде, чем в этих технологиях что-то делать, необходимо все хорошо просчитать на молекулярном уровне, так как эти устройства очень дорогие. Для этого нужны большие вычислительные мощности. Мы же лучше, чем кто бы то ни было, знаем, как строятся такие высокопроизводительные системы.


То есть, "предложение сотрудничества" сводится, грубо говоря, к следущему: "мы вам продадим дофига дорогих компов, а вы будете на них считать свою нанотехнологию". Молодцы, вот это я понимаю, это наверно единственный вариант, как Intel мог бы сотрудничать с Роснанотехом с выгодой для себя :)

2 июня 2008 г.

Будни в пультовой эксперимента ATLAS

Кстати, если кому интересно, как выглядит повседневная работа на ускорителе, то рекомендую пост live blogging from the LHC…sort of. Это один из участников эксперимента ATLAS на LHC описывает свой шестичасовой "шифт" -- вахту в пультовой этого эксперимента. Хоть LHC пока еще не работает, детектор уже давно в работе -- он регистрирует мюоны из космических лучей.

Вот отрывочек:
5:10pm: ATLAS прекращает набор данных для того, чтобы переконфигурировать мюонную систему. Мы записываем в электронный журнал общую информацию о только что закончившемся сеансе работы.

5:30pm: В Торонто тоже сидят ребята, которые смотрят на наши данные и удаленно помогают нам заметить проблемы, если они возникнут, так чтоб мы их тут устранили.

5:57pm: Мы тут снова перепроверили и оказалось, что та проблема с неправильной конфигурацией, которую мы сегодня обнаружили, была последние несколько недель, и никто ее до сих пор не заметил!

Интересно, кстати, что в пультовой ATLAS одновременно в шифте сидят три человека. Он говорит, что это создает некое чувство плеча, дает возможность познакомиться поближе с другими людьми из коллаборации.


Пультовая эксперимента ATLAS. Снимок с установленной там вебкамеры.