На днях по СМИ и блогам прошла новость про сверхскоростную чудо-камеру, созданную в MIT, которая может снимать видео со скоростью триллион кадров в секунду. Вот страничка на сайте MIT про эту разработку, где можно найти кучу видеороликов и дальнейшие ссылки на литературу. Поскольку я немножко разбирался с быстропротекающими процессами, когда готовился вот к этой лекции, мне есть что сказать по этому поводу.
Если одним предложением, то разработка действительно интересная, но на мой взгляд, авторы её распиарили совершенно нечестным образом. В результате подавляющее большинство людей, услышав про эту камеру, представят себе совсем не то, чем она на самом деле является. На самом деле, это устройство не позволяет заснять с заявленной скоростью отдельный быстропротекающий процесс. Вот некоторые пояснения.
21 декабря 2011 г.
27 сентября 2011 г.
Дополнение про нейтринную новость
По поводу этих сверхсветовых нейтрино — есть еще несколько моментов, которые я хочу отметить в дополнение к новости на «Элементах». Они в основном касаются обработки данных. Сложные вопросы, связанные с инструментальными погрешностями измерений времени и расстояний, которые тут, по-видимому, самые важные, я недостаточно понимаю, тут мне надо самому поразбираться.
23 сентября 2011 г.
Эксперимент OPERA
Новость на «Элементах»: Эксперимент OPERA сообщает о наблюдении сверхсветовой скорости нейтрино.
Если в двух словах, то оптимизм преждевремен.
Если в двух словах, то оптимизм преждевремен.
24 августа 2011 г.
Психоделика хиггсовского бозона
Как наверно многие знают, Большой адронный коллайдер сейчас добивает хиггсовский бозон. В связи с этим регулярно появляются новые доклады и срочные недо-статьи под названием «physics analysis summary» (интересный жанр публикаций, я о таком раньше не знал). Так вот, просматривая одну такую свежую недо-статью коллаборации CMS, я увидел график, которым не могу не поделиться:
Этот график меня прямо поразил какой-то своей психоделической символичностью. Разбираться в деталях, что там изображено, не надо — это просто результаты поиска хиггсовского бозона в одном из каналов распада.
Главное тут другое. На этой картине словно изображена битва физиков с природой. Всякие цветные гистограммы с кучей подробностей и вариантов развития событий — это то, что теоретики сосчитали, а потом модельеры промоделировали; они характеризуют те мелкие подробности, в которых мы знаем или хотим узнать окружающий мир. Но на это всё наложена грубая, правдивая, природная реальность — одна экспериментальная точка, показывающая одно-единственное зарегистрированное в этом канале событие, которое вольготно расположилось со своими усами посреди графика. И что это событие означает — есть ли хиггс, нет ли хиггса, фон ли это и если да, то какой — мы, глядя на эту одну-единственную точку, никогда не узнаем, несмотря на всё наше детальное моделирование.
Такая вот проза жизни :)
 |
| Поиск хиггсовского бозона на детекторе CMS в канале два легких лептона + два тау-лептоны. |
Главное тут другое. На этой картине словно изображена битва физиков с природой. Всякие цветные гистограммы с кучей подробностей и вариантов развития событий — это то, что теоретики сосчитали, а потом модельеры промоделировали; они характеризуют те мелкие подробности, в которых мы знаем или хотим узнать окружающий мир. Но на это всё наложена грубая, правдивая, природная реальность — одна экспериментальная точка, показывающая одно-единственное зарегистрированное в этом канале событие, которое вольготно расположилось со своими усами посреди графика. И что это событие означает — есть ли хиггс, нет ли хиггса, фон ли это и если да, то какой — мы, глядя на эту одну-единственную точку, никогда не узнаем, несмотря на всё наше детальное моделирование.
Такая вот проза жизни :)
15 августа 2011 г.
И о погоде... на Титане
На Титане, спутнике Сатурна, есть погода. Температура на поверхности составляет 90 К (у полюсов) до 95 К (на экваторе) и практически не зависит от долготы (см. pdf презентации с графиками). Там есть довольно плотная атмосфера, дуют ветра, много метановых облаков, и даже идут дожди, тоже метановые (среднегодовое кол-во осадков в среднем по планете Титану — несколько см). А также там есть сезонные изменения — в общем атмосфера достаточно богатая для того, чтобы говорить о метеорологии и климате Титана.
Вообще, сезоны на Титане меняются медленно: один местный год составляет почти 30 земных лет. Настоящие метеорологические наблюдения там начались в 2004 году, когда в систему Сатурна прилетела космическая станция Cassini, и с тех пор протикала лишь четверть полного сезонного цикла. Однако уже этого достаточно, чтоб заметить сезонные изменения в атмосфере Титана. (К слову, в оптическом диапазоне почти ничего не увидишь, поскольку тропосфера скрыта под слоем «органического тумана», Titan haze. Поэтому рассматривать поверхность и облака надо в специальном окне прозрачности в инфракрасной области.)
Описание изменений по результатам наблюдения Cassini приводятся в статье, опубликованной в GRL полгода назад (pdf статьи доступен на сайте NASA). Вкратце: в 2004 году в южном полушарии было лето, и оно там сопровождалось большими облачными образованиями. Это было, в общем, ожидаемо — обычные облака, возникающие за счет конвекции при нагреве поверхности. В августе 2009 года Титан перешел через равноденствие, и теперь в северном полушарии весна, в южном — осень.
И вот тут появились изменения в атмосфере, которые были не совсем понятными. В сентябре-октябре 2010 года были замечены крупные облачные образования в экваториальных широтах. Во время пролета мимо Титана в сентябре 2010 года Cassini увидел вот это (белая стрелка показывает направление вращения Титана):
Шутка. Белая стрелка — это облака. Т.е. в экваториальной зоне возникло мощное облачное образование размером свыше тысячи км, по форме напоминающее стрелку. Три недели спустя эту стрелку уже видно не было, но все равно в экваториальной области остался большой след из облаков.
Вот эта стрелка задала планетологам (или как правильно их называть?) задачку — как такое могло образоваться. Оказалось, оно может образоваться спонтанно, и современные трехмерные модели глобальной циркуляции на Титане даже могут ее в общих чертах воспроизвести. В свежей статье в Nature Geophysics (pdf препринта можно найти в гугле) показаны результаты моделирования, которые воспроизводят, ну может не прямо стрелку, но такую шевроно-подобную загогулину. Ключевую роль в их возникновении играют планетарные волны, колебания атмосферы размером с весь Титан. Возникающие из-за них течения в атмосфере, сталкиваясь лоб в лоб, приводят к образованию таких уголков мощной облачности размерами в тысячу км и больше.
Впрочем, сами авторы моделирования говорят, что там не всё гладко. Это моделирование предсказывает, что такие мощные облака порождают и мощные ливни, которые должны бы заметно изменять топографию местности за счет метановых рек и эрозии. Топографические изменения после «стрелки 2010 года» действительно были, но далеко не такие сильные. Значит, модель сильно переоценивает связь облаков с осадками, и надо работать дальше.
Но вообще хорошо, что появился еще один объект для проверки и отлаживания моделей глобальной циркуляции, и прикольно наблюдать, какие Титан дает загадки и как их пытаются разгадать.
Вообще, сезоны на Титане меняются медленно: один местный год составляет почти 30 земных лет. Настоящие метеорологические наблюдения там начались в 2004 году, когда в систему Сатурна прилетела космическая станция Cassini, и с тех пор протикала лишь четверть полного сезонного цикла. Однако уже этого достаточно, чтоб заметить сезонные изменения в атмосфере Титана. (К слову, в оптическом диапазоне почти ничего не увидишь, поскольку тропосфера скрыта под слоем «органического тумана», Titan haze. Поэтому рассматривать поверхность и облака надо в специальном окне прозрачности в инфракрасной области.)
Описание изменений по результатам наблюдения Cassini приводятся в статье, опубликованной в GRL полгода назад (pdf статьи доступен на сайте NASA). Вкратце: в 2004 году в южном полушарии было лето, и оно там сопровождалось большими облачными образованиями. Это было, в общем, ожидаемо — обычные облака, возникающие за счет конвекции при нагреве поверхности. В августе 2009 года Титан перешел через равноденствие, и теперь в северном полушарии весна, в южном — осень.
И вот тут появились изменения в атмосфере, которые были не совсем понятными. В сентябре-октябре 2010 года были замечены крупные облачные образования в экваториальных широтах. Во время пролета мимо Титана в сентябре 2010 года Cassini увидел вот это (белая стрелка показывает направление вращения Титана):
 |
| Поверхность Титана в ИК диапазоне по наблюдениям Cassini 27 сентября 2010 года: белым цветом показаны метановые облака, разные градации серого — топографические детали. Север сверху. Изображение из статьи Seasonal changes in Titan's meteorology. |
Шутка. Белая стрелка — это облака. Т.е. в экваториальной зоне возникло мощное облачное образование размером свыше тысячи км, по форме напоминающее стрелку. Три недели спустя эту стрелку уже видно не было, но все равно в экваториальной области остался большой след из облаков.
Вот эта стрелка задала планетологам (или как правильно их называть?) задачку — как такое могло образоваться. Оказалось, оно может образоваться спонтанно, и современные трехмерные модели глобальной циркуляции на Титане даже могут ее в общих чертах воспроизвести. В свежей статье в Nature Geophysics (pdf препринта можно найти в гугле) показаны результаты моделирования, которые воспроизводят, ну может не прямо стрелку, но такую шевроно-подобную загогулину. Ключевую роль в их возникновении играют планетарные волны, колебания атмосферы размером с весь Титан. Возникающие из-за них течения в атмосфере, сталкиваясь лоб в лоб, приводят к образованию таких уголков мощной облачности размерами в тысячу км и больше.
Впрочем, сами авторы моделирования говорят, что там не всё гладко. Это моделирование предсказывает, что такие мощные облака порождают и мощные ливни, которые должны бы заметно изменять топографию местности за счет метановых рек и эрозии. Топографические изменения после «стрелки 2010 года» действительно были, но далеко не такие сильные. Значит, модель сильно переоценивает связь облаков с осадками, и надо работать дальше.
Но вообще хорошо, что появился еще один объект для проверки и отлаживания моделей глобальной циркуляции, и прикольно наблюдать, какие Титан дает загадки и как их пытаются разгадать.
11 августа 2011 г.
Рубрикатор новостей про LHC
На «Элементах» в разделе про Большой адронный коллайдер появился рубрикатор новостей LHC. Мне самому этого давно не хватало; надеюсь, будет интересно и другим. По крайней мере теперь удобнее отслеживать определенные темы. Выкладываю пока сюда в виде единого списка:
- Детектор ATLAS
- Детектор CMS
- Детектор LHCb
- Детектор ALICE
- Прочие эксперименты на LHC
- Результаты Тэватрона
- Запуск и работа LHC
- Технические аспекты LHC
- Планы на будущее
- Модернизация LHC
- Ускорительные и детекторные технологии
- Хиггсовский бозон
- Суперсимметрия
- Проверка Стандартной модели
- Поиск Новой физики
- Ядерные столкновения
- Свойства адронов
- Конференции и доклады
- Обзоры
- Ссылки
- Методы обработки данных
- LHC в СМИ
- ЦЕРН
- Образовательные проекты
- Персоналии
5 августа 2011 г.
Квантовые штучки
Вчера просматривал журналы и обратил внимание сразу на несколько статей, касающиеся разных аспектов квантовой механики. Не претендуя на какое-то глубокое понимание этих работ, просто перечислю, что мне в них показалось любопытным.
«Двухцветный» фотон
В статье E.Zakka-Bajjani et al, Quantum superposition of a single microwave photon in two different ’colour’ states, Nature Physics 7, 599–603 (2011), сообщается о том, что научились излучать фотоны в состоянии суперпозиции разных энергий (т.е. двух «цветов»). Не два фотона с разной энергией, пусть даже и квантово-запутанные, а один фотон в состоянии суперпозиции.
Вообще, забавно. В стандартном курсе квантовой механики такие состояния, не являющиеся собственными состояниями гамильтониана, изучаются рутинно для этакой абстрактной квантовой частицы. Электрон в состоянии суперпозиции, находящийся одновременно на двух разных уровнях энергии, тоже худо-бедно представить можно. А вот фотон в суперпозиции двух разных частот уже визуализировать труднее. Слишком засела в голову картинка, что фотон — просто волна.
Про расширение и происхождение квантовой механики
R.Colbeck, R.Renner, No extension of quantum theory can have improved predictive power, Nature Communications 2, 411 (2011); статья в открытом доступе.
Статья на тему оснований квантовой механики, в которой делается довольно сильное заявление.
Квантовая механика говорит, что если у нас есть абсолютно четко заданная квантовая система и мы измеряем какую-то величину, мы можем получить разные значения. Квантовая механика позволяет лишь вычислить вероятности того, что в результате измерения будет получено то или иное значение; какой именно результат будет получен в каждом конкретном измерении, предсказать нельзя. Такое отсутствие детерминизма (а также расплывчатость понятия измерения) беспокоит людей, и поэтому делаются попытки вложить квантовую механику в какую-то более хитрую теорию, в которой детерминизм восстанавливается. Ну или если не полностью восстанавливается, то хотя бы позволяет (в принципе!) предсказать чуть больше про результаты измерения, чем обычная квантовая механика.
Так вот, в этой статье утверждается, что никакой более «прозорливой» теории существовать не может. Доказательство идет в виде математических теорем и базируется на двух основных предположениях: квантовая механика верна (а не приближенно верна) и при измерении величин у нас есть полная свобода выбора, что измерять. Самое поразительное, что такие вещи люди доказывают, даже не прибегая к каким-то конкретным построениям этой более прозорливой теории. Они даже не делают никаких предпроложений относительно того, какого типа информацию может эта новая теория давать.
Кстати, насчет того, откуда вообще можно вывести квантовую механику: вот в этой недавней статье (Informational derivation of Quantum Theory, см. также полупопулярный пересказ в журнале Physics) квантовую механику выводят из общих законов манипулирования информацией. Звучит круто, но непонятно :)
Квантовые вычисления
X. Zhou et al, Adding control to arbitrary unknown quantum operations, Nature Communications 2, 413 (2011); статья тоже в открытом доступе.
Про квантовые вычисления расписывать много не буду; это перспективная штука и люди давно пытаются ее реализовать на практике. Среди разнообразных трудностей есть и такая. Во многих алгоритмах квантовых вычислений требуется использовать операции, управляемые извне (т.е. внешний контрольный кубит говорит, запускать эту операцию или нет). Обычно оказывается, что встраивать эти контрольные кубиты очень сложно, поскольку это встраивание зависит от самой операции.
А в этой статье предлагается некий универсальный способ встраивать контрольные кубиты, даже если квантовая операция совершенно неизвестна. Авторы обещают прогресс и прорыв.
«Двухцветный» фотон
В статье E.Zakka-Bajjani et al, Quantum superposition of a single microwave photon in two different ’colour’ states, Nature Physics 7, 599–603 (2011), сообщается о том, что научились излучать фотоны в состоянии суперпозиции разных энергий (т.е. двух «цветов»). Не два фотона с разной энергией, пусть даже и квантово-запутанные, а один фотон в состоянии суперпозиции.
Вообще, забавно. В стандартном курсе квантовой механики такие состояния, не являющиеся собственными состояниями гамильтониана, изучаются рутинно для этакой абстрактной квантовой частицы. Электрон в состоянии суперпозиции, находящийся одновременно на двух разных уровнях энергии, тоже худо-бедно представить можно. А вот фотон в суперпозиции двух разных частот уже визуализировать труднее. Слишком засела в голову картинка, что фотон — просто волна.
Про расширение и происхождение квантовой механики
R.Colbeck, R.Renner, No extension of quantum theory can have improved predictive power, Nature Communications 2, 411 (2011); статья в открытом доступе.
Статья на тему оснований квантовой механики, в которой делается довольно сильное заявление.
Квантовая механика говорит, что если у нас есть абсолютно четко заданная квантовая система и мы измеряем какую-то величину, мы можем получить разные значения. Квантовая механика позволяет лишь вычислить вероятности того, что в результате измерения будет получено то или иное значение; какой именно результат будет получен в каждом конкретном измерении, предсказать нельзя. Такое отсутствие детерминизма (а также расплывчатость понятия измерения) беспокоит людей, и поэтому делаются попытки вложить квантовую механику в какую-то более хитрую теорию, в которой детерминизм восстанавливается. Ну или если не полностью восстанавливается, то хотя бы позволяет (в принципе!) предсказать чуть больше про результаты измерения, чем обычная квантовая механика.
Так вот, в этой статье утверждается, что никакой более «прозорливой» теории существовать не может. Доказательство идет в виде математических теорем и базируется на двух основных предположениях: квантовая механика верна (а не приближенно верна) и при измерении величин у нас есть полная свобода выбора, что измерять. Самое поразительное, что такие вещи люди доказывают, даже не прибегая к каким-то конкретным построениям этой более прозорливой теории. Они даже не делают никаких предпроложений относительно того, какого типа информацию может эта новая теория давать.
Кстати, насчет того, откуда вообще можно вывести квантовую механику: вот в этой недавней статье (Informational derivation of Quantum Theory, см. также полупопулярный пересказ в журнале Physics) квантовую механику выводят из общих законов манипулирования информацией. Звучит круто, но непонятно :)
Квантовые вычисления
X. Zhou et al, Adding control to arbitrary unknown quantum operations, Nature Communications 2, 413 (2011); статья тоже в открытом доступе.
Про квантовые вычисления расписывать много не буду; это перспективная штука и люди давно пытаются ее реализовать на практике. Среди разнообразных трудностей есть и такая. Во многих алгоритмах квантовых вычислений требуется использовать операции, управляемые извне (т.е. внешний контрольный кубит говорит, запускать эту операцию или нет). Обычно оказывается, что встраивать эти контрольные кубиты очень сложно, поскольку это встраивание зависит от самой операции.
А в этой статье предлагается некий универсальный способ встраивать контрольные кубиты, даже если квантовая операция совершенно неизвестна. Авторы обещают прогресс и прорыв.
1 августа 2011 г.
Вековое Североатлантическое Колебание
Вот чем мне интересны науки о климате (ну кроме, конечно, того, что это реальный мир вокруг нас и что нам в этом мире жить), так это тем, насколько сложная и сильносвязанная это система, земной климат. Причем не «беспорядочно сложная», как какой-нибудь белый шум, а иерархически сложная. В климате есть явно заметные степени свободы, которые «живут» на самых разных масштабах времен и пространственных размеров, и что самое интересное, они взаимодействуют друг с другом.
То, что в климате есть эти степени свободы, не совсем тривиальный факт. Вот например, если говорить про временные масштабы. В повседневной жизни мы видим один четкий период изменения «климата» (а точнее, погоды) — 1 год. Его «движущая сила» (т.е. внешная причина) очевидна, и никакого удивления такая периодичность не вызывает. Существуют также очевидные движущие силы с периодичностью в десятки и сотни тысяч лет (колебания параметров земной орбиты), и они тоже вызывают отклик климата примерно с таким периодом — циклы оледенения и межледниковья. И это тоже само по себе неудивительно (хотя, впрочем, несколько удивляет амплитуда отклика климата на довольно слабые воздействия).
Однако у земного климата есть очень заметные колебания с периодом в несколько лет и даже в несколько десятков лет (не совсем строго периодические, конечно). Это, например, Эль-Ниньо/Ла-Нинья (оно же ENSO) со средним периодом около 5 лет, Североатлантическое Колебание (NAO) с характерным масштабом в несколько лет, но без четкой периодичности, на которое накладывается Североатлантическое Мультидекадное Колебание (AMO) с периодом около 50 лет, и т.д. Несмотря на то, что существуют какие-то внешние воздействия с подобной периодичностью (тот же 11-летний цикл солнечной активности), однозначно и напрямую связать эти колебания с какими-то внешними воздействиями нельзя. В земном климате так много петель обратной связи, что он не следует пассивно за внешними воздействиями, а живет своей динамической жизнью. Эти колебания — это настоящие внутренние степени свободы климата, которые могут раскачиваться, затухать, взаимодействовать друг с другом.
Так вот, в свежей статье Revisiting the humid Roman hypothesis: novel analyses depict oscillating patterns люди анализируют большую выборку палеоклиматических данных за последние 3 тыс. лет по всему Средиземноморью и замечают в них (а точнее, в их специфичной корреляции друг с другом) еще одно, совсем долгопериодическое колебание с периодом порядка 500–1000 лет, которое они назвали Вековое Североатлантическое Колебание (Centennial North Atlantic Oscillation, CNAO). Правда, по физическом меркам статистическая значимость этого эффекта мала, всего 2 стандартных отклонения.
Кстати, цель того исследования была вполне конкретная: проверить широко распространенную гипотезу, что именно массивная вырубка лесов, сопровождавшая расцвет и распространение Древне-Римской цивилизации, привела к заметному «иссушиванию» средиземноморского климата. Ответ, к которому пришли авторы — вряд ли. Просто Древний Рим удачно попал в относительно влажную фазу этого колебания, которая после него сменилась относительно сухой.
То, что в климате есть эти степени свободы, не совсем тривиальный факт. Вот например, если говорить про временные масштабы. В повседневной жизни мы видим один четкий период изменения «климата» (а точнее, погоды) — 1 год. Его «движущая сила» (т.е. внешная причина) очевидна, и никакого удивления такая периодичность не вызывает. Существуют также очевидные движущие силы с периодичностью в десятки и сотни тысяч лет (колебания параметров земной орбиты), и они тоже вызывают отклик климата примерно с таким периодом — циклы оледенения и межледниковья. И это тоже само по себе неудивительно (хотя, впрочем, несколько удивляет амплитуда отклика климата на довольно слабые воздействия).
Однако у земного климата есть очень заметные колебания с периодом в несколько лет и даже в несколько десятков лет (не совсем строго периодические, конечно). Это, например, Эль-Ниньо/Ла-Нинья (оно же ENSO) со средним периодом около 5 лет, Североатлантическое Колебание (NAO) с характерным масштабом в несколько лет, но без четкой периодичности, на которое накладывается Североатлантическое Мультидекадное Колебание (AMO) с периодом около 50 лет, и т.д. Несмотря на то, что существуют какие-то внешние воздействия с подобной периодичностью (тот же 11-летний цикл солнечной активности), однозначно и напрямую связать эти колебания с какими-то внешними воздействиями нельзя. В земном климате так много петель обратной связи, что он не следует пассивно за внешними воздействиями, а живет своей динамической жизнью. Эти колебания — это настоящие внутренние степени свободы климата, которые могут раскачиваться, затухать, взаимодействовать друг с другом.
Так вот, в свежей статье Revisiting the humid Roman hypothesis: novel analyses depict oscillating patterns люди анализируют большую выборку палеоклиматических данных за последние 3 тыс. лет по всему Средиземноморью и замечают в них (а точнее, в их специфичной корреляции друг с другом) еще одно, совсем долгопериодическое колебание с периодом порядка 500–1000 лет, которое они назвали Вековое Североатлантическое Колебание (Centennial North Atlantic Oscillation, CNAO). Правда, по физическом меркам статистическая значимость этого эффекта мала, всего 2 стандартных отклонения.
 |
| Вверху: расположение 21 источника палеоклиматических данных по влажности/сухости климата в последние 3 тысячелетия. Внизу: временная зависимость влажности/сухости для этих мест. Синим отмечен относительно влажный климат, зеленовато-желтым — относительно сухой. Характерное свойство Векового Североатлантического Колебания, предсказанная по климатическим моделям — противофаза для западного и восточного Средиземноморья. |
Кстати, цель того исследования была вполне конкретная: проверить широко распространенную гипотезу, что именно массивная вырубка лесов, сопровождавшая расцвет и распространение Древне-Римской цивилизации, привела к заметному «иссушиванию» средиземноморского климата. Ответ, к которому пришли авторы — вряд ли. Просто Древний Рим удачно попал в относительно влажную фазу этого колебания, которая после него сменилась относительно сухой.
5 июня 2011 г.
Оптические микроманипуляторы
В последнем выпуске журнала Nature Photonics появилась небольшая подборка статей по манипулированию микрочастиц лазерными лучами. Все статьи находятся в свободном доступе, по крайней мере сейчас.
Вот краткое описание.
Вот краткое описание.
29 мая 2011 г.
Задачки на «Элементах»
На «Элементах» еженедельно добавляются задачки для самостоятельного решения, и среди них есть и мои задачки по физике. Для удобства обсуждения я завожу отдельный пост для комментариев и вопросов по задачкам.
5 мая 2011 г.
Орбитальный угловой момент фотона — 2
В продолжение темы про фотоны с орбитальным угловым моментом (ОУМ) — вот чуть более технический пост про то, как орбитальный угловой момент уживается с поляризацией.
29 апреля 2011 г.
AMS-02: детектор элементарных частиц в космосе
Вот церновский пресс-релиз, вот тут будет вестись онлайн-трансляция запуска начиная с 21:30 по средне-европейскому времени, твиттер ЦЕРНа тоже будет передавать сводки. Запуск и всю последующую работу можно отслеживать на сайте эксперимента. А я пока вкратце расскажу про аппарат и научные задачи.
24 апреля 2011 г.
Орбитальный угловой момент фотона
После недавнего поста Сергея Попова и моего (и не только) спора с ним про фотоны, приобретающие орбитальный угловой момент в окрестностях вращающихся черных дыр, я решил кое-что поподробнее написать про закрученный свет вообще.
Добавление: раз тут такой интерес возник, то почитайте и второй мой пост про орбитальный угловой момент фотона, в котором среди прочего подробно объясняется отличие ОУМ от поляризации.
Добавление: раз тут такой интерес возник, то почитайте и второй мой пост про орбитальный угловой момент фотона, в котором среди прочего подробно объясняется отличие ОУМ от поляризации.
22 апреля 2011 г.
Недавний результат Тэватрона
Написал-таки подробную новость про результат коллаборации CDF двухнедельной давности — а то меня уже раз пять спрашивали, что это такое было.
Вообще, если погружаться в такого типа анализ, мне становится как-то не по себе: мало того, что в процессе обработки самих данных огромную роль играет моделирование, так еще в какой-то момент данные начинают смешивать с численными псевдоданными и делать отсюда какие-то выводы. Я в своей собственной работе в такие дебри обычно не залезаю, но иногда при сравнении своих вычислений с данными приходится вникать в то, что именно и как именно находят экспериментаторы. И в отдельных случаях у меня, мягко говоря, возникают вопросы.
В общем, посмотрим, что из этого казуса выйдет. Лично мое мнение, что это артефакт.
Update: чтоб не вставать два раза, кратко написал по поводу разгорающейся шумихи насчет якобы обнаруженного хиггсовского бозона.
Вообще, если погружаться в такого типа анализ, мне становится как-то не по себе: мало того, что в процессе обработки самих данных огромную роль играет моделирование, так еще в какой-то момент данные начинают смешивать с численными псевдоданными и делать отсюда какие-то выводы. Я в своей собственной работе в такие дебри обычно не залезаю, но иногда при сравнении своих вычислений с данными приходится вникать в то, что именно и как именно находят экспериментаторы. И в отдельных случаях у меня, мягко говоря, возникают вопросы.
В общем, посмотрим, что из этого казуса выйдет. Лично мое мнение, что это артефакт.
Update: чтоб не вставать два раза, кратко написал по поводу разгорающейся шумихи насчет якобы обнаруженного хиггсовского бозона.
13 апреля 2011 г.
Дни науки в Челябинске
Я сейчас участвую в «Днях науки в Челябинске» — очередном мероприятии из серии «Дни науки», которые фонд «Династия» проводит несколько раз в год в разных городах России. Насколько я понимаю, сейчас у них самая насыщенная программа из всего того, что они делали — целая неделя лекций, встреч, открытых уроков, мастер-класов для учителей с утра до вечера в нескольких населенных пунктах Челябинской области.
У меня тут пять разных занятий (некоторые к тому же повторяются): три разных темы со школьниками («Физика быстропротекающих процессов в задачах», «Всё состоит из атомов — и неожиданные следствия из этого простого факта» и «Необычные волны»), урок для учителей и популярная лекция для широкой аудитории про Большой адронный коллайдер.
Первые впечатления: действительно есть и школьники, и учителя, очень заинтересованных наукой. Ребята на первом занятии приятно удивили — больше полкласса активно решало задачки. Это очень приятно после Европы, где студенты как правило задач боятся и впадают в ступор, когда незнакомый человек предлагает им чего-то решить. А вот учителя показались довольно пассивными: с ними у меня тоже было решение задач (других), но их раскачать не очень получилось. Похоже, для них это был больший стресс, чем для детей :).
Был некоторый контакт с журналистами, но опять же абсолютно упругий. Я интервью не даю, потому что, во-первых, я не могу что-то рассказывать человеку, которому это неинтересно, которому надо только «поставить материал», а во-вторых, как я уже раньше говорил, я считаю вредной ту роль этакого благородного посредника между широкой публикой и учеными, которые агрессивно навязывают СМИ и ученым, и публике.
В дополнение к этому получилась какая-то странная ситуация, когда на челябинском портале было вывешено объявление об онлайн-конференции с моим (и не только) участием и когда уже начали собирать вопросы, но я про нее был вообще не в курсе. Я от участия отказался, потому что я не общаюсь через СМИ. Поэтому если тут есть кто-то из Челябинска, то я хочу сказать: вопросы мне можно и так задавать онлайн, без всяких специальных конференций, хотя бы в комментах к этому посту. Либо их можно будет задать лично до и после моей лекции про LHC, которая состоится в понедельник 18 апреля в 16:00 в зале «Сигма» ЮрГУ.
Мне кажется, такое общение напрямую, без посредников и ограничений по времени куда эффективнее.
У меня тут пять разных занятий (некоторые к тому же повторяются): три разных темы со школьниками («Физика быстропротекающих процессов в задачах», «Всё состоит из атомов — и неожиданные следствия из этого простого факта» и «Необычные волны»), урок для учителей и популярная лекция для широкой аудитории про Большой адронный коллайдер.
Первые впечатления: действительно есть и школьники, и учителя, очень заинтересованных наукой. Ребята на первом занятии приятно удивили — больше полкласса активно решало задачки. Это очень приятно после Европы, где студенты как правило задач боятся и впадают в ступор, когда незнакомый человек предлагает им чего-то решить. А вот учителя показались довольно пассивными: с ними у меня тоже было решение задач (других), но их раскачать не очень получилось. Похоже, для них это был больший стресс, чем для детей :).
Был некоторый контакт с журналистами, но опять же абсолютно упругий. Я интервью не даю, потому что, во-первых, я не могу что-то рассказывать человеку, которому это неинтересно, которому надо только «поставить материал», а во-вторых, как я уже раньше говорил, я считаю вредной ту роль этакого благородного посредника между широкой публикой и учеными, которые агрессивно навязывают СМИ и ученым, и публике.
В дополнение к этому получилась какая-то странная ситуация, когда на челябинском портале было вывешено объявление об онлайн-конференции с моим (и не только) участием и когда уже начали собирать вопросы, но я про нее был вообще не в курсе. Я от участия отказался, потому что я не общаюсь через СМИ. Поэтому если тут есть кто-то из Челябинска, то я хочу сказать: вопросы мне можно и так задавать онлайн, без всяких специальных конференций, хотя бы в комментах к этому посту. Либо их можно будет задать лично до и после моей лекции про LHC, которая состоится в понедельник 18 апреля в 16:00 в зале «Сигма» ЮрГУ.
Мне кажется, такое общение напрямую, без посредников и ограничений по времени куда эффективнее.
4 апреля 2011 г.
PhD и постдок позиции
Кстати, если кому интересно, у нас в нашей группе открываются две вакансии с этой осени: аспирантская позиция и постдок позиция. Так что если кто интересуется — подавайтесь. Требования и процедура подачи — по соответствующим ссылкам.
1 апреля 2011 г.
(Далеко не) последний пост
Это была шутка юмора, конечно :) Как я могу завязать с наукой?! Я же — как в том старом анекдоте — всегда о ней думаю. Но то, что столько человек испугалось, мне конечно льстит. :)
На самом деле, у меня есть некий лимит на то время, которое я трачу на популяризацию. Так что если ее много в оффлайне (или если наука прёт), то на блог времени не остается. Тут в Льеже сейчас проходит «Неделя науки», для которой я в последнее время конструировал коллайдер из плексигласа. Надо будет кстати снять его на видео и выложить. А через полторы недели я еду в Челябинск-Озерск-Снежинск участвовать в очередных «Днях науки» фонда «Династия». А между этими мероприятиями у меня конференция в Спа (тот самый Спа, который изначальный Спа, в честь которого потом спа-курорты стали называться). Так что Карлсон пока улетел, но обещал вернуться.
Ну а то, что в блоге есть много чего почитать из старых материалов — сущая правда. Самому иногда интересно почитать,
8 марта 2011 г.
Ищут давно, но не могут найти...
Я не знаю, многие или нет в курсе моей жесткой позиции по отношению к «научным новостям» в русскоязычных СМИ. Я в последнее время на эту тему говорю мало, хотя у меня тут есть отдельный тэг «Наука и СМИ». Посмотрите, если кому интересно, особенно старые посты. Если кратко, то моя точка зрения такова: в Рунете нет ни одного СМИ, публикующего хорошие новости науки. Подавляющее большинство «научных новостей» плохие вплоть до вредных, или в отдельных случаях посредственные, как максимум.
Одна из главных причин этого — настойчивое непонимание журналистами того, где и как брать информацию (есть и другие причины, я тут только эту обсуждаю). Практически их все новости построены по схеме: «...эксперт сказал, что...». Для журналистов это очень удобная позиция: я, мол, не сам пишу по теме, которую я не понимаю, а лишь передаю слова знающего человека.
Я считаю эту старую схему вредной для научных новостей. И показательно то, что даже пунктуально придерживаясь ее, СМИ часто садятся в лужу. На днях возник очередной показательный пример, который я хочу тут разобрать: это заметка РИА Новости Большой адронный коллайдер сузил диапазон возможных масс бозона Хиггса.
Одна из главных причин этого — настойчивое непонимание журналистами того, где и как брать информацию (есть и другие причины, я тут только эту обсуждаю). Практически их все новости построены по схеме: «...эксперт сказал, что...». Для журналистов это очень удобная позиция: я, мол, не сам пишу по теме, которую я не понимаю, а лишь передаю слова знающего человека.
Я считаю эту старую схему вредной для научных новостей. И показательно то, что даже пунктуально придерживаясь ее, СМИ часто садятся в лужу. На днях возник очередной показательный пример, который я хочу тут разобрать: это заметка РИА Новости Большой адронный коллайдер сузил диапазон возможных масс бозона Хиггса.
9 февраля 2011 г.
Магнитные шарики-2
В комментариях к предыдущему посту, а также в гуглобаззе было много разных предложений, почему шарики крутятся так долго, но главную особенность многие угадали сразу: контакт с поверхностью есть только у одного шарика, а второй крутится в воздухе, держась за первый. Вот фотка:
Мое понимание явления такое:
Мое понимание явления такое:
6 февраля 2011 г.
Вращающиеся магнитные шарики
Если два таких шарика катнуть навстречу друг другу с большой скоростью, они, столкнувшись, слипаются и начинают бешено крутиться. Выглядит это примерно так (если встроенное видео не работает, вот прямой линк):
Иногда при столкновении происходят и другие интересные явления: например, оба шарика, сцепившись, могут подпрыгнуть вверх на несколько сантиметров, а изредка они вместо сцепления упруго рассеиваются (без столкновения!) на довольно большие углы.
Но тут я хочу обратить внимание не на эти побочные явления, а на некоторые странности самого вращения.
Но тут я хочу обратить внимание не на эти побочные явления, а на некоторые странности самого вращения.
30 января 2011 г.
Античастицы наступают
Что-то тема античастиц не дает покоя :) Вот в комментариях к посту про позитроний меня спросили — а что будет, если антипротон попадет в вещество? И только я полез почитать про это, как ЖЖ-юзер antihydrogen (какой релевантный ник!) написал целый пост про чудеса, происходящие с антипротоном в жидком гелии.
А в обычном веществе, насколько я понимаю, ничего особенного с антипротонами произойти не успеет. Он сбросит свою начальную энергию, быстро (если верить antihydrogen-y — за время порядка пикосекунды) упадет на нижнюю орбиту какого-нибудь атома и там очень быстро проаннигилирует. Даже если оставить только чистую аннигиляцию в фотоны, то только за счет нее время до аннигиляции будет примерно в две тыщи раз меньше, чем время жизни позитрония. А с учетом того, что протон-антипротонной паре намного удобнее превратиться в мезоны за счет сильного взаимодействия, чем в фотоны за счет электромагнитного, время до аннигиляции уменьшится еще на несколько порядков. (Модельные оценки ширины протон-антипротонного состояния дают порядка 10 МэВ, т.е. время жизни около 10−22 сек).
Тем не менее, у антипротонов есть практические применения. Вот например статья 2003 года из журнала «Hyperfine interactions», которая так и называется Practical uses of antiprotons. Там обсуждается: аннигиляционный двигатель для дальнего космоса (это пока скорее фантастика) и более реальные примерения в медицине — новый способ генерировать на месте радиоизотопы для позитронно-эмиссионной томографии и антипротонная терапия раковых опухолей (это еще более точный и безопасный метод радиотерапии, чем протонная и конечно чем обычная терапия рентгеном). А вот в этом докладе между делом предлагается даже липосакция антипротонами! Интересно, будут ли добровольцы? :)
Для интересующихся — я на время закинул эту и еще одну статью про применения антипротонов в гуглодоки. А вот этот небольшой обзор по антипротонной радиотерапии находится в свободном доступе.
А в обычном веществе, насколько я понимаю, ничего особенного с антипротонами произойти не успеет. Он сбросит свою начальную энергию, быстро (если верить antihydrogen-y — за время порядка пикосекунды) упадет на нижнюю орбиту какого-нибудь атома и там очень быстро проаннигилирует. Даже если оставить только чистую аннигиляцию в фотоны, то только за счет нее время до аннигиляции будет примерно в две тыщи раз меньше, чем время жизни позитрония. А с учетом того, что протон-антипротонной паре намного удобнее превратиться в мезоны за счет сильного взаимодействия, чем в фотоны за счет электромагнитного, время до аннигиляции уменьшится еще на несколько порядков. (Модельные оценки ширины протон-антипротонного состояния дают порядка 10 МэВ, т.е. время жизни около 10−22 сек).
Тем не менее, у антипротонов есть практические применения. Вот например статья 2003 года из журнала «Hyperfine interactions», которая так и называется Practical uses of antiprotons. Там обсуждается: аннигиляционный двигатель для дальнего космоса (это пока скорее фантастика) и более реальные примерения в медицине — новый способ генерировать на месте радиоизотопы для позитронно-эмиссионной томографии и антипротонная терапия раковых опухолей (это еще более точный и безопасный метод радиотерапии, чем протонная и конечно чем обычная терапия рентгеном). А вот в этом докладе между делом предлагается даже липосакция антипротонами! Интересно, будут ли добровольцы? :)
Для интересующихся — я на время закинул эту и еще одну статью про применения антипротонов в гуглодоки. А вот этот небольшой обзор по антипротонной радиотерапии находится в свободном доступе.
28 января 2011 г.
Многомерная таблица Менделеева
Тут некоторые читатели очень впечатлились от моего рассказа про позитроний: вот, пожалуй, самое возвышенное описание позитрония, которое я когда-либо встречал :) Но только я хочу сделать маленькую поправку относительно его места в периодической системе элементов, ну и заодно напомнить про то, что еще можно сделать с таблицей Менделеева и таблицей изотопов.
25 января 2011 г.
Прокомментируйте, пожалуйста, эту новость
Поскольку меня время от времени просят прокомментировать те или иные физические новости, кидая при этом ссылки на заметки в СМИ, я хочу сделать небольшое замечение. Да, конечно, я могу высказать своё мнение о тех или иных научных исследованиях, попавших в заголовки (разумеется, в рамках того, в чём я сам разбираюсь или смогу разобраться за короткое время). Но это будут комментарии именно о научной работе, а не о заметке в СМИ. Поэтому давайте договоримся так: просьбу о комментарии сопровождайте ссылкой на саму научную статью, а не на новость в общеновостном издании.
Мне кажется, этот уговор убъет сразу двух зайцев. Во-первых, мне не придется тратить время на объяснения того, что именно неправильно истолковано журналистами — очень часто эти новости пишутся совершенно безответственно, и разбор такого текста полезен лишь в редких случаях. Во-вторых, если вы прочитали о чем-то в СМИ и вам поставлена задача найти вначале ссылку на исходную научную статью, то в процессе поиска вы сами сможете заметить, что некоторые новости действительно опираются на интересные научные статьи, а некоторые высосаны из пальца или подкинуты «выбегаллами». Мне кажется, это будет полезным первым шагом на пути к лучшему пониманию новости, которая вас заинтересовала.
Мне кажется, этот уговор убъет сразу двух зайцев. Во-первых, мне не придется тратить время на объяснения того, что именно неправильно истолковано журналистами — очень часто эти новости пишутся совершенно безответственно, и разбор такого текста полезен лишь в редких случаях. Во-вторых, если вы прочитали о чем-то в СМИ и вам поставлена задача найти вначале ссылку на исходную научную статью, то в процессе поиска вы сами сможете заметить, что некоторые новости действительно опираются на интересные научные статьи, а некоторые высосаны из пальца или подкинуты «выбегаллами». Мне кажется, это будет полезным первым шагом на пути к лучшему пониманию новости, которая вас заинтересовала.
17 января 2011 г.
Бурная жизнь позитронов
Когда в научно-популярных книжках или новостях пишут про антиматерию, то непременно говорят: как только антивещество коснется обычного вещества, тут же произойдет аннигиляция. Это конечно всё так, но только, как мне кажется, обычно чересчур сильно подчеркивается «мгновенность» этого процесса. Возникает впечатление, что если позитрон, летевший через вакуум, попадёт в какую-то твердую мишень, то тут же — как только коснется самого первого электрона мишени! — он и проаннигилирует.
А на самом деле это вовсе не так. Попав в вещество, позитрон может там прожить яркую и насыщенную нетривиальными событиями жизнь. Она вся, конечно, уместится в считанные десятки наносекунд, но для современной экспериментальной физики это огого какой длинный промежуток времени. И за последние пять лет физики сумели проследить за несколькими этапами этой бурной жизни позитрона.
А на самом деле это вовсе не так. Попав в вещество, позитрон может там прожить яркую и насыщенную нетривиальными событиями жизнь. Она вся, конечно, уместится в считанные десятки наносекунд, но для современной экспериментальной физики это огого какой длинный промежуток времени. И за последние пять лет физики сумели проследить за несколькими этапами этой бурной жизни позитрона.
9 января 2011 г.
Капли на оконном стекле
В ответ на один из комментов к задачке про отражения свечки я рассказал, что мне вообще нравится замечать какие-нибудь физические явления в повседневной жизни, их фотографировать, а потом, рассматривая снимки, подмечать там еще больше, чем вначале увидел глазом. Вот сегодня сфотал капельки, сконденсировавшиеся из пара на оконном стекле (по клику откроется большое фото):
В этот раз задачку не задаю, а предлагаю просто полюбоваться на разные стадии процесса роста капель при осаждении пара на холодную поверхность. Хотя если кто-то заметит тут что-то не совсем тривиальное, скажите.
В этот раз задачку не задаю, а предлагаю просто полюбоваться на разные стадии процесса роста капель при осаждении пара на холодную поверхность. Хотя если кто-то заметит тут что-то не совсем тривиальное, скажите.
7 января 2011 г.
Вдыхая запах женских слёз
В качестве пятничного развлечения — совершенно душещипательная статья, вышедшая в журнале Science, про то, что запах женских слёз делает с мужчиной. Оказывается, вдумчивое нюхание женских слёз подавляет сексуальное возбуждение (как по субъективным ощущениям, так и по объективным измерениям, например, посредством функциональной МРТ), а также приводит к снижению уровня тестостерона. И всё из-за того, что в женских слёзах есть какие-то летучие сигнальные молекулы.
Сама статья пока что мне недоступна, но на сайте есть большие «Дополнительные онлайн материалы» к статье, которые, несмотря на сухой язык, читаются как поэма. :)
Вот подробности про то, как проходили эксперименты.
Сама статья пока что мне недоступна, но на сайте есть большие «Дополнительные онлайн материалы» к статье, которые, несмотря на сухой язык, читаются как поэма. :)
Вот подробности про то, как проходили эксперименты.
5 января 2011 г.
Любопытные новости с Тэватрона
Сегодня в архиве епринтов появилась статья arXiv:1101.0034 коллаборации CDF, работающей на американском протон-антипротонном коллайдере Тэватрон. В статье приводятся новые данные по рождению топ-кварков, а конкретно, по измерению асимметрии между угловыми распределениями топ-кварка и анти-топ-кварка. Асимметрия получилась ненормально большой и в области больших инвариантных масс топ-анти-топ пары на 3.4 стандартных отклонения отличается от предсказаний Стандартной модели.
Теперь чуть подробнее (хотя наверно не сильно понятнее :) ).
Теперь чуть подробнее (хотя наверно не сильно понятнее :) ).
3 января 2011 г.
Новогодняя задачка
Предлагаю пообсуждать такую вот новогоднюю задачку.
За новогодним ужином я сфотографировал отражение свечки в окне:
Окно — обычный двойной стеклопакет, и пламя в нем отразилось много раз. Для удобства изучения вот увеличенный фрагмент фото, на котором отмечены четыре серии отражений (большая картинка откроется по клику):
Задача: объяснить наблюдающиеся закономерности в яркости этих отражений.
За новогодним ужином я сфотографировал отражение свечки в окне:
Окно — обычный двойной стеклопакет, и пламя в нем отразилось много раз. Для удобства изучения вот увеличенный фрагмент фото, на котором отмечены четыре серии отражений (большая картинка откроется по клику):
Задача: объяснить наблюдающиеся закономерности в яркости этих отражений.
Подписаться на:
Сообщения (Atom)