#частицы

Коллектив физиков-теоретиков из МФТИ, НИЦ «Курчатовский институт» — ИТЭФ и ИППИ РАН поставил точку в давнем споре о том, как правильно «считать» частицы, рождающиеся из вакуума в расширяющихся просторах космоса. Их работа не просто вскрывает корни кажущегося противоречия между двумя фундаментальными методами квантовой теории, но и открывает дорогу к более точному пониманию самых ранних и самых бурных эпох в жизни нашей Вселенной.

Крабовый салат, крабовые чипсы, крабовые палочки, крабовый… коллайдер: что может быть общего у представителя отряда десятиногих ракообразных и физики элементарных частиц? Звучит абсурдно, а на деле – это проект новой установки со встречными пучками в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН), шестой в истории института. Он даст шанс на косвенные наблюдения темной материи, позволит изучать экзотические частицы, а также станет выгодным вложением для государства, считают ученые.

Физики предложили объяснение тому, что экспериментальные данные по количеству мюонов — неустойчивых элементарных частиц — в атмосфере не соответствуют расчетам. Эти частицы формируются в результате взаимодействия высокоэнергетичных космических лучей с атмосферой Земли. Ученые предположили, что причиной ошибок в теоретических расчетах может быть недооценка энергии  таких лучей. Эта энергия обычно рассчитывалась по правилам и формулам общепризнанной Стандартной модели, описывающей взаимодействие всех элементарных частиц. Оказалось, что эффекты новой физики при высоких энергиях делают оценку энергии космических лучей существенно смещенной, что приводит к неправильному ожидаемому числу мюонов.

Ученые практически не сомневаются в существовании темной материи — невидимого нечто, гравитация которого определяет эволюцию галактик. Однако из чего она состоит, по-прежнему неизвестно, а продолжающиеся поиски не принесли результатов. Обратившись к более экзотическим гипотезам, исследователи предложили различать теплую, холодную и размытую темную материю по характерным признакам, включая формирование галактических нитей (филаментов) в ранней Вселенной. Именно размытую темную материю недавно заподозрили в том, что она способна образовывать сгустки, которые становятся ядрами галактик.

Группа исследователей проверила, на самом ли деле грязь из реки в Нью-Джерси, которую в американском бейсболе считают неотъемлемой частью игры — инструкция по ее использованию вписана в правила, настолько особенная. Физические эксперименты помогли ученым понять, что за свойства делают этот материал уникальным и как его характеристики можно применять в механике.

Группа ученых из Сколтеха поделилась новыми результатами исследования поляритонных конденсатов. Исследователи пришли к выводу, что при оптическом возбуждении поляритонный конденсат может занимать сразу два близко расположенных энергетических уровня, что позволяет формировать массивы квантовых вихрей. Результаты исследования могут быть полезны для совершенствования оптических пинцетов, увеличения ширины канала передачи данных в линиях оптической связи и в других сферах.

Международный коллектив физиков показал, что определенная форма позволяет наночастицам быть в электромагнитном смысле больше своих геометрических размеров. Обнаруженный эффект поможет в создании биологических сенсоров, материалов для солнечных батарей и элементов оптических квантовых компьютеров.

Ученые лаборатории физики высоких энергий МФТИ разработали алгоритм генерации новых квантовых теорий поля, который позволяет получать семейства новых теорий из заданной. Так получаемые новые теории почти всегда имеют меньше суперсимметрий, чем начальная теория, что является предпочтительным свойством для феноменологических приложений.

Ученые Научно-образовательного центра (НОЦ) НЕВОД НИЯУ МИФИ подвели итог десятилетнего эксперимента по изучению космических лучей сверхвысоких энергий, в результате которого обнаружили анизотропию этих лучей и определили ее параметры.

Для обогащения железных руд используется в основном мокрая магнитная сепарация: руда измельчается, классифицируется (пропускается через систему сит), а затем при помощи магнитных методов обогащения очищается от посторонних примесей. В Горном институте Кольского научного центра разработали экологически сбалансированные технологические схемы обогащения, позволяющие получать концентрат с высоким содержанием железа и сравнительно низкой себестоимостью на основе применения магнитно-гравитационной сепарации.

Ученые из МФТИ промоделировали на суперкомпьютере процесс термического разложения сажи. Понимание механизмов образования и разложения сажи важно для снижения вредных выбросов при сжигании углеводородов. Полученные в работе данные должны помочь в развитии теоретических моделей, которые широко используются для интерпретации экспериментов по изучению сажеобразования.

Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Института ядерной физики СО РАН имени Будкера проводят исследование взаимодействия нуклонов — частиц, из которых состоит атомное ядро. Задача ученых — объяснить природу сил, удерживающих их вместе. Предварительные результаты в области, где нуклоны взаимодействуют на близком расстоянии, говорят о том, что разница между теоретическими предсказаниями и экспериментальными данными достигает 250 процентов. Возможно, это свидетельствует о серьезном недостатке нашего понимания механизмов взаимодействия нуклонов.

Ученые ИТМО предложили универсальный способ для генерации квантовых корреляций и запутанных состояний. Он позволяет динамически влиять на параметры системы и задавать желаемые характеристики фотонов, например, явления группировки или антигруппировки. Исследование открывает возможности для кодирования запутанных состояний в сверхпроводящих кубитах и обработки квантовой информации в оптических чипах нового поколения.

Один из важнейших параметров вещества — его плотность. Понять, что это такое, очень просто: при одном и том же объеме более плотное вещество имеет большую массу, чем менее плотное. Но вот от чего эта плотность зависит, пока не совсем ясно. Ведущий научный сотрудник Геологического института Кольского научного центра Феликс Горбацевич проанализировал отношения между параметрами атомов различных химических элементов и их плотностью.

Физики Уральского федерального университета с коллегами из Института электрофизики УрО РАН и Института ионно-плазменных и лазерных технологий Академии наук Республики Узбекистан разработали технологию роста несферических наночастиц, которые синтезируются в процессе ионной имплантации. С помощью новой методики можно выращивать наночастицы разной формы и таким образом получать необходимые свойства, управлять ими. Технология применима для различных металлов, как благородных — золота, серебра, платины, так и «обычных», уверяют ученые.

Ученые из МФТИ нашли математически обоснованное и вычислительно эффективное решение проблемы дальнодействия в плазме. Им впервые удалось выполнить моделирование взаимодействия миллиона частиц в такой системе.

Биологи и физики Тюменского государственного университета и национального исследовательского ядерного университета МИФИ исследуют возможность манипулировать микрочастицами не только за счет нагрева несущей среды, но и за счет понижения ее температуры. Это открывает большие перспективы для применения предлагаемого метода в биологических исследованиях и медицине, где важно не разрушать термически живые объекты.

Слушатели узнают, что такое квантовые объекты, их свойства и поведение.

Завершились испытания крупнейшего и самого чувствительного в мире детектора, призванного наконец уловить загадочные частицы темной материи — вимпы. Вот только существуют ли они вообще? Вместе с Naked Science разбираемся в аргументах за и против.

Ученые из Научно-учебной лаборатории методов анализа больших данных (LAMBDA) факультета компьютерных наук НИУ ВШЭ создали систему мониторинга, которая используется на LHCb (Large Hadron Collider beauty experiment) Большого адронного коллайдера. Она позволяет отслеживать, насколько качественны собранные данные, а также помогает операторам быстро находить поломки.