31 мая 2009 г.
Как я провел лето
Вот несколько фоток с моей поездки на север; потом выложу побольше на пикасу. Угадайте, что это за местность? :) (по клику откроются большие картинки)
18 мая 2009 г.
Отпуск
Уезжаю на две недели далеко на север :) Так что новых постов пока не будет и комментарии пока не будут появляться из-за премодерации.
15 мая 2009 г.
Немного о технологиях будущего
Вот кстати еще одна область физики, которая сейчас постепенно переходит из разряда "науки ради науки" в область перспективных технологий -- это использование волновых свойств вещества для детектирования очень малых гравитационных сил или ускорений.
Идея тут очень проста.
Идея тут очень проста.
13 мая 2009 г.
Интерактивный плакат "Ускоритель"
Кстати, на "Элементах" в разделе образовательных плакатов для школьников выложили интерактивный плакат "Ускоритель". Бумажный вариант плаката уже был напечатан осенью и разослан по школам.
Практическая польза от теоретической физики элементарных частиц
В комментариях к предыдущим постам (1,2), а также в обсуждениях в ЖЖ-синдикате (1,2) раз за разом возникает вопрос -- ну всё-таки, какая практическая польза от хиггсовского бозона или от теоретической физики элементарных частиц вообще?
Хорошо, отвечу, а точнее, снова повторю, но на этот раз с новым примером из свежего выпуска Nature Physics.
Хорошо, отвечу, а точнее, снова повторю, но на этот раз с новым примером из свежего выпуска Nature Physics.
11 мая 2009 г.
Дополнение к предыдущему посту
По мотивам предыдущего поста завязалась (местами осмысленная) дискуссия в ЖЖ-синдикате (которая, впрочем, через пару недель исчезнет, потому что в синдикате всё исчезает). Я подумал, что в ответ на нее, а также на отдельные вопросы здесь в блоге, кое-что стоит пояснить развернуто.
9 мая 2009 г.
О практической пользе науки
Мне, честно говоря, совершенно удивительно, что сейчас, в 21 веке по-прежнему ведутся горячие споры по поводу того, какая есть польза от науки (в частности, от фундаментальной физики). Регулярно то там, то тут встречаются нападки разной степени наивности и невежества о том, что-де современная физика занимается чем-то совсем бессмысленным, лишь тратит деньги впустую и т.д.
Эти нападки, и вообще эта точка зрения для меня кажется просто сюрреалистичной. Особенно если непосредственно перед этим полистаешь свежий выпуск Phys.Rev.Letters и отметишь для себя пару-тройку статей, в которых описываются новые шикарные способы применения фундаментальной физики на практике.
Как переубеждать в такой ситуации?
Эти нападки, и вообще эта точка зрения для меня кажется просто сюрреалистичной. Особенно если непосредственно перед этим полистаешь свежий выпуск Phys.Rev.Letters и отметишь для себя пару-тройку статей, в которых описываются новые шикарные способы применения фундаментальной физики на практике.
Как переубеждать в такой ситуации?
5 мая 2009 г.
Нанотехнологии наступают
Красивая картинка из статьи в Nanoletters:
Наночастице прилепили коллоидный гребной винт, благодаря которому она может лихо плавать в воде. Причем управлять ее движением можно внешними магнитными полями и утверждается, что при этом достигается микрометровая(!) точность перемещения. Пишут, что такие пропеллеры можно легко производить в больших количествах и приклеплять их к наногрузам.
Хотя с чисто теоретической точки зрения мне вот эта идея нравится намного больше :).
Наночастице прилепили коллоидный гребной винт, благодаря которому она может лихо плавать в воде. Причем управлять ее движением можно внешними магнитными полями и утверждается, что при этом достигается микрометровая(!) точность перемещения. Пишут, что такие пропеллеры можно легко производить в больших количествах и приклеплять их к наногрузам.
Хотя с чисто теоретической точки зрения мне вот эта идея нравится намного больше :).
4 мая 2009 г.
Первые результаты поиска частиц темной материи на телескопе им. Ферми
Запущенный недавно космический телескоп им. Ферми выдал первый результат по косвенному поиску частиц темной материи. Он измерил суммарный поток электронов и позитронов в области энергий от 20 ГэВ до 1 ТэВ и получил данные в несколько раз точнее, чем все предшествующие измерения. Результаты опровергли данные другого недавнего наблюдательного эксперимента, ATIC. Однако "видит" Fermi проявления темной материи или нет -- пока непонятно.
Данные телескопа Fermi (показаны красным) и предыдущих наблюдений. Штриховой линией показан ожидаемый спектр в типичной "неаномальной" модели. Источник: Physics 2, 37 (2009).
Сначала краткая предыстория.
Благодаря внимательному наблюдению за звездами, галактиками и другими более экзотическими космическими "светилами" выяснилось, что наша Вселенная заполнена неким невидимым веществом, которого по совокупной массе в несколько раз больше, чем обычного "светлого" вещества -- звезд, туманностей, газов и пыли. Эта темная материя проявляется пока только через гравитационные возмущения, которые она наводит на "светлую", но из чего она состоит -- совершенно неизвестно. Однако уже установлено, что это должно быть вещество какого-то нового типа, которое до сих пор никогда не встречалось физикам. Ни атомы, ни электроны, ни протоны-нейтроны, ни нейтрино, ни даже какие-нибудь страпельки, а что-то совсем-совсем чужеродное. И это что-то не только перевешивает обычное вещество сейчас, но и гарантированно влияло на эволюцию ранней Вселенной.
Всё это -- головокружительно интересно; это похлеще научной фантастики, потому что это не выдумано кем-то, а существует на самом деле. И неизвестно еще, какие тайны за ним скрываются. Поэтому физики хотят хоть что-то узнать про эту темную материю, хоть как-нибудь. Теоретики, конечно, давным-давно понапридумывали кучу вариантов, но тут речь пойдет об экспериментальных работах.
Данные телескопа Fermi (показаны красным) и предыдущих наблюдений. Штриховой линией показан ожидаемый спектр в типичной "неаномальной" модели. Источник: Physics 2, 37 (2009).Сначала краткая предыстория.
Благодаря внимательному наблюдению за звездами, галактиками и другими более экзотическими космическими "светилами" выяснилось, что наша Вселенная заполнена неким невидимым веществом, которого по совокупной массе в несколько раз больше, чем обычного "светлого" вещества -- звезд, туманностей, газов и пыли. Эта темная материя проявляется пока только через гравитационные возмущения, которые она наводит на "светлую", но из чего она состоит -- совершенно неизвестно. Однако уже установлено, что это должно быть вещество какого-то нового типа, которое до сих пор никогда не встречалось физикам. Ни атомы, ни электроны, ни протоны-нейтроны, ни нейтрино, ни даже какие-нибудь страпельки, а что-то совсем-совсем чужеродное. И это что-то не только перевешивает обычное вещество сейчас, но и гарантированно влияло на эволюцию ранней Вселенной.
Всё это -- головокружительно интересно; это похлеще научной фантастики, потому что это не выдумано кем-то, а существует на самом деле. И неизвестно еще, какие тайны за ним скрываются. Поэтому физики хотят хоть что-то узнать про эту темную материю, хоть как-нибудь. Теоретики, конечно, давным-давно понапридумывали кучу вариантов, но тут речь пойдет об экспериментальных работах.
14 апреля 2009 г.
Что такое термодинамика
Помнится, после школы мне термодинамика казалась страшно скучным разделом физики, и скорее даже какой-то "теплотехникой", чем вообще разделом физики. Набор непонятно откуда взявшихся эмпирических правил, в котором какая-то логика начинает проступать, только если вывести все это из молекулярной динамики (которая тоже, впрочем, казалась полной скукотищей).
А потом, когда я был в аспирантуре, мне пришлось вести семинары для третьекурсников по термодинамике и статфизике по одному учебнику, автора которого я, к сожалению, уже забыл. Там была шикарная первая глава, после которой у меня наступило "прозрение". Я хочу описать это построение термодинамики тут -- может, кому-нибудь оно пригодится.
А потом, когда я был в аспирантуре, мне пришлось вести семинары для третьекурсников по термодинамике и статфизике по одному учебнику, автора которого я, к сожалению, уже забыл. Там была шикарная первая глава, после которой у меня наступило "прозрение". Я хочу описать это построение термодинамики тут -- может, кому-нибудь оно пригодится.
13 апреля 2009 г.
Плазменный ускоритель электронов до Тэвных энергий
В журнале Nature Physics опубликована статья Proton-driven plasma-wakefield acceleration про перспективную технологию кильватерного ускорения электронов в плазме аж до ТэВных энергий. Статья доступна также в епринт-архиве: arXiv:0807.4599. Кстати, один из авторов работы -- Константин Лотов из Новосибирска, который уже более 10 лет занимается этой темой (см. его популярную лекцию для студентов НГУ про кильватерное ускорение).
Вообще, в современных ускорителях частицы всегда ускоряются электрическим полем. Чем сильнее поле, тем быстрее идет набор энергии пролетающей частицей. В нынешних ускорителях используются поля напряженностью в мегавольты на метр. Это, конечно, пожет показаться страшно сильным полем, но для современной физики элементарных частиц это очень мало: ведь для того, чтобы набрать энергию в 1 ТэВ, частице придется пролететь сотни километров(!) в поле такой напряженности.
У этой технологии есть физический предел: поля напряженностью заметно выше 100 МВ/м начнут вырывать электроны из металла и приведут к пробою ускоряющей камеры. Более сильные электрические поля можно получить, только если изменить саму среду, в которой поддерживаются такие поля. Например, можно взять плазму и запустить в нее короткий электронный сгусток, который возбудит в плазме колебание с напряженностью электрического поля в многие гигавольты на метр. Если вслед за первым сгустком, на небольшом расстоянии от него, запустить второй электронный сгусток, то это колебание подхватит его и начнет его ускорять (см. анимацию).
Вообще, этой идее уже больше полувека. (Для знакомства с этой технологией могу порекомендовать хорошую популярную статью в журнале "В мире науки" за 2006; см. также подборку ссылок на новые результаты в моей недавней записи.) В последние 10-15 лет в этой области пошел быстрый прогресс, и сейчас рекордные градиенты составляют десятки ГВ/м. Однако удается такие сильные поля поддерживать лишь на дистанции в несколько сантиметров, так что конечная энергия электронов всё равно остается не очень большой, порядка 1 ГэВ. Для того, чтобы достичь существенно больших энергий, требуется либо научиться состыковывать в ряд много таких коротких миниускорителей, либо как-то удлинить эту дистанцию в одном ускорителе.
В свежей статье как раз и предлагается перспективный метод решения этой задачи.
Вообще, в современных ускорителях частицы всегда ускоряются электрическим полем. Чем сильнее поле, тем быстрее идет набор энергии пролетающей частицей. В нынешних ускорителях используются поля напряженностью в мегавольты на метр. Это, конечно, пожет показаться страшно сильным полем, но для современной физики элементарных частиц это очень мало: ведь для того, чтобы набрать энергию в 1 ТэВ, частице придется пролететь сотни километров(!) в поле такой напряженности.
У этой технологии есть физический предел: поля напряженностью заметно выше 100 МВ/м начнут вырывать электроны из металла и приведут к пробою ускоряющей камеры. Более сильные электрические поля можно получить, только если изменить саму среду, в которой поддерживаются такие поля. Например, можно взять плазму и запустить в нее короткий электронный сгусток, который возбудит в плазме колебание с напряженностью электрического поля в многие гигавольты на метр. Если вслед за первым сгустком, на небольшом расстоянии от него, запустить второй электронный сгусток, то это колебание подхватит его и начнет его ускорять (см. анимацию).
Вообще, этой идее уже больше полувека. (Для знакомства с этой технологией могу порекомендовать хорошую популярную статью в журнале "В мире науки" за 2006; см. также подборку ссылок на новые результаты в моей недавней записи.) В последние 10-15 лет в этой области пошел быстрый прогресс, и сейчас рекордные градиенты составляют десятки ГВ/м. Однако удается такие сильные поля поддерживать лишь на дистанции в несколько сантиметров, так что конечная энергия электронов всё равно остается не очень большой, порядка 1 ГэВ. Для того, чтобы достичь существенно больших энергий, требуется либо научиться состыковывать в ряд много таких коротких миниускорителей, либо как-то удлинить эту дистанцию в одном ускорителе.
В свежей статье как раз и предлагается перспективный метод решения этой задачи.
7 апреля 2009 г.
Туннелирование третьего рода
На днях в архиве е-принтов появилась статья с научно-фантастическим заголовком "Tunelling of the 3rd kind" ("Туннелирование третьего рода"). Таким экзотическим термином названа вполне простая, на самом деле, вещь, о которой можно рассказать простыми словами.
13 марта 2009 г.
Новости с Тэватрона
На конференции Moriond-2009 представлены самые свежие результаты по поиску хиггсовского бозона на Тэватроне. После объединения всех каналы поиска и данных с обоих экспериментов на Тэватроне, получен результат: хиггсовского бозона пока не видно, и на уровне достоверности 95% исключён интервал масс 160-170 ГэВ.
Улучшены также ограничения в области малых масс (115-120 ГэВ), т.е. вблизи границы, установленного электрон-позитронным коллайдером LEP несколько лет назад.
Вот ссылка на pdf-презентацию. Ну примерно это и ожидалось.
Данные были основаны на интегральной светимости около 4 fb−1; к лету обещают представить новые данные уже после обработки 5 fb−1.
И в добавок, CDF сегодня выпустил статью, в которой сообщается об указании на существование еще одного мезона с массой около 4,1 ГэВ, распадающегося на J/psi и φ.
Улучшены также ограничения в области малых масс (115-120 ГэВ), т.е. вблизи границы, установленного электрон-позитронным коллайдером LEP несколько лет назад.
Вот ссылка на pdf-презентацию. Ну примерно это и ожидалось.
Данные были основаны на интегральной светимости около 4 fb−1; к лету обещают представить новые данные уже после обработки 5 fb−1.
И в добавок, CDF сегодня выпустил статью, в которой сообщается об указании на существование еще одного мезона с массой около 4,1 ГэВ, распадающегося на J/psi и φ.
8 марта 2009 г.
По поводу открытий в физике элементарных частиц
На днях оба эксперимента, работающие на ускорителе Тэватрон, -- DZero и CDF, -- объявили об открытии процесса одиночного рождения топ-кварка. Статьи в архиве: arXiv:0903.0850 (4 марта 2009) и arXiv:0903.0885 (5 марта 2009); см. также подробный рассказ в блоге Томмасо Дориго и заметку в PhysicsWorld.
Если вы следите за новостями физики элементарных частиц и вам кажется, что у вас дежавю -- вы совершенно правы. Именно об этом одиночном рождении топ-кварка два года назад написала куча СМИ, попутно соревнуясь друг с другом в том, кто кого переврёт. И именно по мотивам одной из этих заметок я написал тогда Анатомию одной новости (а о самой работе см. новость Умные алгоритмы помогли совершить открытие в физике элементарных частиц).
Почему снова заговорили об этом процессе? Что изменилось с тех пор?
Если вы следите за новостями физики элементарных частиц и вам кажется, что у вас дежавю -- вы совершенно правы. Именно об этом одиночном рождении топ-кварка два года назад написала куча СМИ, попутно соревнуясь друг с другом в том, кто кого переврёт. И именно по мотивам одной из этих заметок я написал тогда Анатомию одной новости (а о самой работе см. новость Умные алгоритмы помогли совершить открытие в физике элементарных частиц).
Почему снова заговорили об этом процессе? Что изменилось с тех пор?
2 марта 2009 г.
К теории шапок-невидимок
Если кто не в курсе, то шапки-невидимки в последние годы стали реальностью модным направлением классической оптики. Под шапкой-невидимкой понимают некую специальную оболочку с особыми оптическими свойствами, благодаря которым она как бы обводит падающий на нее свет вокруг помещенного внутрь неё тела. В идеале получается так, что фронт световой волны на выходе становится снова плоским, невозмущённым, так что внешний наблюдатель не сможет отличить эту ситуацию от просто пустого пространства. Подробнее см. в заметках Возможность существования плаща-невидимки сведена к математической теореме, Шапка-невидимка обрела объём и в более ранней записи Шапка-невидимка, шапка-неслышимка и шапка-недотрожка.
Казалось бы, для того, чтобы шапка-невидимка работала, надо тело обязательно помещать внутрь шапки. Оказывается, нет, не обязательно. В свежем Phys.Rev.Letters появилась статья, в которой как раз описывается схема, при которой шапка-невидимка делает невидимым тело, находящееся снаружи неё.
Казалось бы, для того, чтобы шапка-невидимка работала, надо тело обязательно помещать внутрь шапки. Оказывается, нет, не обязательно. В свежем Phys.Rev.Letters появилась статья, в которой как раз описывается схема, при которой шапка-невидимка делает невидимым тело, находящееся снаружи неё.
Подписаться на:
Сообщения (Atom)