Дополнение про локализацию частиц

Хорошие вопросы становятся поводом для новых постов :)

К прошлому посту про локализацию частиц в детекторе был задан хороший вопрос:

Если рождаются сразу все типы частиц, почему они сразу после рождения не взаимодействуют друг с другом?

Этот вопрос хорошо показывает ограниченные возможности популярного словесного объяснения того, что сразу видно в формулах. Но тем не менее, я попробую ответить на словесном языке.

Начну со знаменитого кота Шредингера.

Локализация частиц в детекторе

К одному сообщению в гуглбаззе (про траектории частиц в детекторах) мне задали вопрос: «У квантовых объектов, каковыми являются элементарные частицы, ведь нет траекторий? Или есть?» Если подробнее, имелось в виду следующее:

Квантовая физика говорит, что у частиц нет какой-то определенной траектории, и более того — квантовые частицы движутся сразу по всем возможным траекториям. Так почему мы имеем право говорить о какой-то конкретной траектории, зарегистрированной детектором элементарных частиц?

В этом вопросе есть несколько моментов, про которые мне показалось интересным рассказать отдельным постом.

Странный дибарион на решетке

На днях в архиве е-принтов появилась статья Evidence for a Bound H-dibaryon from Lattice QCD. В статье приводятся результаты решеточных КХД расчетов, которые свидетельствуют в пользу того, что в природе скорее всего должен существовать шестикварковый адрон — так называемый H-дибарион, скаляр и изоскаляр с кварковой структурой uuddss. Энергия связи (при массе пиона 389 МэВ) оценивается 16.6 +/- 2.1 +/- 4.6 MeV.

А теперь то же самое простыми словами.

Пустые жидкости

На днях, просматривая ленту последних публикаций, я зацепился взглядом за необычный термин «пустые жидкости» (empty liquids). Прочитал саму статью и пару предыдущих работ и подивился тому, как много нового и необычного продолжает появляться в таком казалось бы приземлённом разделе науки как физика дисперсных систем. Вот небольшой рассказ о том, что это за пустые жидкости.

Физика на Stack Exchange

Stack Exchange (SE) — это платформа для создания тематических сайтов вопросов-ответов. Удобный движок, подробная статистика, поддерживается латех в формулах. Там преобладают около-компьютерные темы, но есть и кое-что научное (например, очень успешный отдельный сайт для математиков MathOverflow).

В принципе, каждый может предложить тему для нового тематического раздела, но для того, чтоб площадка не захламлялась сиюминутными желаниями и заброшенными проектами, на SE существует многоступенчатая система «созревания» заявок. Сначала должна набраться достаточная инициативная группа для определения новой темы и очерчивания круга вопросов, затем набираются добровольцы, обязующиеся уделять проекту на начальной стадии свое время, и лишь затем запускается бета-версия сайта.

Физики, видя успех MathOverflow, естественно захотели создать нечто свое. Так несколько недель назад открылся в бета-версии раздел Physics.StackEchange. Каждый теперь может там свободно зарегистрироваться, задавать вопросы и отвечать на них.

Однако почти сразу, буквально через неделю-две у многих возникло разочарование тем, куда движется проект. Пошел поток явно скучных вопросов, интересные вопросы уходили вниз и терялись, но самое главное часто терялись также и грамотные ответы на вопросы. Те эксперты, которые поначалу активно отвечали, приутихли. В общем, ситуация стала очень напоминать википедию.

Тогда, пообсуждав, люди решили оставить Physics.SE для «общеобразовательной» физики, а для серьезных вопросов-ответов создать отдельный сайт. В общем-то, и по математике есть общеобразовательный раздел Math.SE, а есть и MathOverflow для вопросов исследовательского уровня. Так появилась заявка на раздел Theoretical Physics.SE (почему именно «теоретическая физика», не знаю, были отдельные обсуждения по этому поводу).

Эта заявка очень быстро прошла через первую стадию (это вообще сейчас одна из самых горячих заявок из всего списка проектов). Cейчас в проект набираются добровольцы, которые готовы будут потратить свое время на вопросы/ответы, когда сайт заработает в бета-версии. Так что я призываю всех тех, кто хочет пообсуждать серьезные вопросы по физике, регистрироваться там и подписываться на проект.

Физика живой клетки

В последнем выпуске журнала «Nature Physics» опубликована подборка обзорных статей про биофизику клетки. Из этой огромной области были выделены лишь четыре конкретные темы: биомеханика живой клетки, физика вирусов, динамика (природных) нейронных сетей и моделирование фолдинга белков.

Вся подборка находится в свободном доступе; можно скачать ее в виде единого pdf-файла или читать отдельные статьи. Вот краткий их пересказ.

Описание или объяснение

Вот любопытная иллюстрация того, насколько по-разному физики из разных областей могут понимать фразу «Теория объясняет эксперимент».

«Элементы» — учителям

Оказывается, на «Элементах» недавно открылся новый раздел: «Элементы» — учителям. Кроме образовательных плакатов, которые уже давно есть на сайте, там выложены видео мастер-классов и научно-популярные лекции ученых. Материалы в основном со Дней науки, которые регулярно проводит в разных городах фонд «Династия». Там, кстати, разместили и видео с моей лекцией про экстремальные состояния вещества, слайды которой я как-то выкладывал в блог.

Еще одна загадка

Вот еще одна картинка-загадка: что это такое?

Отгадка:

О последнем открытии на CMS

Написал новость на «Элементах» про открытие дальних корреляций на CMS. Если есть комментарии или вопросы, можно оставлять там, можно тут.

И о высоком

В качестве воскресного развлечения: отгадайте, чьей кисти это полотно и что на нем изображено?

Отгадка:

Кольцо вокруг сверхновой SN1987A

В последнем выпуске Science вышла статья про наблюдения остатка от взрыва знаменитой сверхновой SN1987A в Магеллановом облаке. Вот видео из статьи, составленное из изображений 1994-2006 годов:

Кольцо вокруг центра — это газопылевое облако, которое состоит из вещества, выброшенного примерно 20 тыс. лет назад той же звездой, которая потом стала сверхновой. Вот недавний обзор ионного состава и плотности вещества в этом кольце. Вообще, это кольцо начало светиться сразу после вспышки сверхновой из-за ионизации излучением. А возникшие позже яркие вспышки по его периметру — это результат прохождения через это облако ударной волны от вспышки (а точнее, blastwave). По отдельным линиям в спектре этого свечения можно узнать о том, в каких условиях там находится газ (после столкновения ударно волны с исходным облаком), с какой скоростью он движется, насколько ионизован и т.д. В статье сказано, что наблюдения 2010 года показывают, что яркость свечения продолжает расти. Видно также, что излучение центральной части резко тускнеет по мере того, как расходится и остывает вещество.

Если подумать, это вообще-то уникальный объект для астрофизики, прямо-таки самодиагностирующийся объект. Ведь элементных состав этого кольца, сначала «посвеченного» самой вспышкой, а потом «взболтанного» ударной волной, позволяет узнать, какие условия существовали на звезде за 20 тыс. лет до гарантированной(!) вспышки сверхновой. Интерпретация — дело, конечно, непростое, но по крайней мере объект — вто он, висит в небе, предоставлен для изучения кому угодно.

Кстати, вопрос на засыпку: как вы думаете, почему кольцо вспыхивает в виде «ожерелья» (т.е. отдельные яркие точки), а не равномерно по всему периметру?

Ответ:

Навеяло мысли

И еще вдогонку про солнечные вспышки и радиоактивность. Когда я читал статьи Йенкинса и Фишбаха, меня неприятно поразило то, насколько «фрическая» у них точка зрения на все эти вещи. Они говорят точно так же, как типичные альтернативщики, а пресс-службы ничтоже сумняшеся передают их слова. Вот три конкретных вещи, которые я хочу подчеркнуть.

Сколько хиггсовских бозонов УЖЕ родилось на LHC?

Как уже всем, наверно, известно (в том числе и из СМИ), главной задачей Большого адронного коллайдра является поиск хиггсовского бозона. Иногда при этом справедливо добавляют, что рождается бозон довольно редко, поэтому для этого надо провести большое число протон-протонных столкновений. В результате может сложиться ощущение, что этот самый «поиск» и заключается в том, чтобы долго-долго сталкивать протоны и дождаться хотя бы одного хиггсовского бозона. Зато когда он родится, нам об этом объявят: «Бозон родился, поиск прошел успешно».

На самом деле, на Большом адронном коллайдере к настоящему моменту уже родилось около сотни хиггсовских бозонов (если, конечно, предположить, что бозон Хиггса существует, что он стандартный, и что его масса лежит в самом «ожидаемом» диапазоне). И не беспокойтесь, все эти события не потерялись, они честно записаны детекторами и хранятся в соответствующих файлах.

Проблема только в том, что пока нет никакой возможности их опознать. А значит, нет никакой возможности сказать, есть они там на самом деле или нет (т.е. верны ли написанные выше предположения). Эти события, если на них смотреть по одиночке, выглядят ровно так же, как многие другие, не шибко интересные события, коих насчитываются миллионы. Выявить вклад хиггсовского бозона можно только статистически, как некую «припупинку» в распределении. И вот для такого анализа статистики пока маловато. Сто событий против миллиона ничего не дадут, но вот уже сто тысяч против миллиарда — на соответствующем графике! — станут заметными. Именно это и есть пресловутый «поиск хиггсовского бозона».

Дополнение про влияние Солнца на радиоактивность

В комментариях к прошлому посту мне пеняют на то, что «эффект»-то был зарегистрирован на одних изотопах, а опровергают его на других. И где тут логика?

Вообще, я в конце того поста написал, что копаться можно и дальше, так что тем, у кого есть свои вопросы, возражения и контрвозражения, я рекомендую внимательно почитать статьи Йенкинса и Фишбаха и возражения на них. Но раз уж возник вопрос, давайте действительно поговорим про универсальность «эффекта».