Рубрика: Генетики Страница 502 из 530

Старая электронная возрожденная модель

В атомном мире ретро находится в стиле. Спустя почти век после того, как физики показали, что электроны естественно не перемещаются в простые орбиты как планеты вокруг солнца, но вместо этого оставляют пятна в волны, простая орбита делает что-то вроде возвращения: Исследователи вызвали электрон в подобную планете орбиту и сохранили его устойчивым для тысяч революций. Их подвиг показывает, что возможно точно управлять движением электрона в атоме неопределенно — уловка, которая может в конечном счете привести к лучшим лазерам.

Назад в первые годы атомистической теории, Эрнест Резерфорд и Нильс Бор предложили модель атома, показавшего электроны как частицы, вращающиеся вокруг ядра. Позже, эта модель была перестроена, когда физики решили, что имело больше смысла описывать электроны как волны, качающиеся через области, уносящие вдаль, веерообразный, от ядра. Но некоторые физики все еще настояли, что электроны могли двигаться по кругу как частицы, не просто волны. Эрвин Шродинджер думал так. Известный уравнением волны, описывающим электронные орбитали, Шродингер создал комбинации волн, двигущихся вместе как частица. Но другие физики утверждали, что это будет только работать в изобретенных ситуациях, не реальных атомах.

Теперь, физики Харука Мэеда и Томас Галлахер из Университета Вирджинии в Шарлоттсвилле показали, что и Schrodinger и его хулители были правы. Возможно вынудить электрон двигаться по кругу как частица путем управления атомом. Во-первых, они указали лазеры на литиевый атом, пока его наиболее удаленный электрон не имел очень высокую энергию. Тогда они пульсировали микроволновая область вокруг атома. Область нашла отклик у движения электрона и вынудила электрон двигаться по кругу в той же частоте как область; регулярные удары от микроволновой области сохранили электрон в этой частоте. Электрон тогда вращался вокруг ядра в эллипсе 15,000 раз, прежде чем исследователи остановили эксперимент, они сообщают в 2 апреля о Physical Review Letters.

Эксперимент является «очень чистым [и] красивым», говорит Доминик Деланд из университета Pierre & Marie Curie в Париже. «Нет абсолютно никаких двусмысленностей в том, что они наблюдали». Предыдущие исследователи попробовали подобные методы, но только преуспели для десятков орбит электрона. По словам Деланд, захватывая движение электрона с микроволновой печью дает большой контроль над атомом, и это могло бы использоваться для производства чрезвычайно чистого света для определенных типов лазеров.

Посмотрите мама, никакие ядра

Не используя атомные ядра, физики продемонстрировали странную асимметрию в слабой ядерной силе, фундаментальной силе природы. Уловка аккуратно подтверждает правящую теорию физики элементарных частиц — который может разочаровать много физиков.

В повседневном опыте любое физическое взаимодействие так же возможно как его отражение зеркала, так, чтобы для каждых часов, тикающих по часовой стрелке, вдохновленный часовщик мог построить точное зеркальное отображение, бегущее против часовой стрелки. Но то понятие здравого смысла не обязательно относится к субатомным частицам. В определенном типе ядерной порчи атомное ядро выкладывает электрон и частицу, названную антинейтрино, всегда прядущим вправо, поскольку это мчится вперед, как футбол, брошенный праворуким квотербеком. Порча зеркального отображения, в которой антинейтрино прядет налево, никогда не происходит. Та асимметрия известна как паритетное нарушение и является характеристикой определения слабой ядерной силы, вызывающей такой радиоактивный распад.

Асимметрия должна также обнаружиться во взаимодействиях между электронами. Согласно Стандартной Модели физики элементарных частиц, электромагнитная сила, с которой электроны выдвигают друг друга и слабую ядерную силу, является действительно двумя аспектами единственной основной «электрослабой» силы, кровоточащими друг в друга. Таким образом, время от времени два электрона должны спешить друг друга через нарушающую паритет слабую силу.

И это, что происходит, сообщает бригада 59 физиков, работающих в Стэнфордском центре линейного ускорителя (SLAC) в Менло-Парке, Калифорния. Бригада стреляла в луч электронов, прядущих так или иначе в камеру, заполненную водородным газом, и измерила уровень в который приточные электроны, выброшенные от электронов в атомах водорода. Исследователи искали тонкие различия в вероятности, что вращение права и электроны лево-вращения срикошетят немного. Стандартная Модель предсказывает небольшой уклон в этих вероятностях, и после простых 90 миллионов испытания, бригада нашла его: лево-прядущие электроны были на 0,0000175% более вероятны richochet, чем прядущие право, столь же предсказанные. Бригады сообщают, что результаты в газете издаются в Physical Review Letters.

«Это — действительно хорошее подтверждение Стандартной Модели», говорит Уильям Маркиано, теоретический физик в Брукхевене Национальная Лаборатория в Аптоне, Нью-Йорк. И это не такие большие новости для физиков, надеющихся на несоответствие, которое могло бы указать на новые частицы, говорит Кришна Кумар из Массачусетского университета, Амхерст, представитель экспериментальной бригады. «Нет никакого вопроса, что я был разочарован».

Исследование силы тяжести B стартует

Это произошло на день позже, чем запланированный, но Исследование Силы тяжести B наконец продвигается для испытания пока еще неподтвержденного предсказания общей теории относительности Эйнштейна. Сильные ветры вчера задержали запуск с Авиационной базы ВВС Vandenberg в Калифорнии, но сегодня экстраординарного спутникового выстрела за $700 миллионов на орбиту на борту Дельты II ракет.

Когда для судов, спутников и космического корабля нужен постоянный пункт для регулирования, они нацеливаются на звезды. Исследование силы тяжести B не является никаким исключением. В этом случае, тем не менее, для спутника было бы более подходяще вести guidestar. Ремесло собирается сделать измерение столь точным, что бесконечно малый дрейф его guidestar — набора из двух предметов в совокупности Пегас — разрушил бы эксперимент. Для ориентации ремесла астрономы на земле должны будут измерить движение звезды и принять его во внимание. Только тогда может Исследование Силы тяжести B выполнять его миссию: измерять пока еще невидимое последствие общей теории относительности Эйнштейна, известной как «перемещение структуры».

Согласно теории относительности, Земля вращения тянет ткань пространства и времени вместе с ним. В конце 1950-х, ученые поняли, что гироскопы в орбитальном спутнике будут чувствовать тот поворот также. Больше чем 4 десятилетия спустя Исследование Силы тяжести B является тем спутником. Его сердцем является Термос размера бетономешалки, заполненный жидким гелием. В Термосе четыре невероятно гладких, прядущих, кварцевых сферы размера мяча для гольфа — ближе всего совершенные сферические объекты, когда-либо созданные людьми. Эти сферы действуют как гироскопы, которые, отсутствующие внешние влияния, будут всегда указывать в том же направлении. «Гироскопы являются одним миллионом раз лучше, чем лучшие инерционные навигационные гироскопы», используемые на транспортных средствах, таких как ракеты и самолеты, говорит физик Стэнфорда Фрэнсис Эверитт, co-научный-руководитель Исследования Силы тяжести B миссия.

Эта точность сделала спутник дорогим и спорным, тем более, что немного ученых ожидают любое отклонение от того, что предсказывает теория Эйнштейна. «Если это не согласится с Общей теорией относительности, то в сообществе будет чрезвычайное волнение», говорит Кип физика Калифорнийского технологического института Торн. Однако он говорит, даже отсутствуйте удивление, эксперимент является важным прямым испытанием предсказания относительности, никогда не определявшейся прежде. С удачей Исследование Силы тяжести B должно привести к результату через немного больше чем 18 месяцев. Говорит Энн Кинни, директор астрономии НАСА и отделения физики, «Мое ожидание состоит в том, что это будет во всех учебниках».

Живые нейтроны укрепляют закон R-Squared

ДЕНВЕР — Галилео, легенда идет, уроненные шары от Пизанской башни для изучения результатов силы тяжести. В наше время физики являются намного более искушенными: Они уронили нейтроны. На встрече здесь американского Физического Общества, физики показали, как эти крошечные частицы показывают силу силы тяжести по vanishingly коротким расстояниям.

Со времени Ньютона ученые знали, что сила тяжести между двумя органами уменьшается, как квадрат расстояния между ними [Делает что? Увеличения?]; это — «r-squared» закон. Путем наблюдения планет, перемещающих солнце и тяжелые массы здесь на Земле, привлекающей другие близлежащие массы, физики довольно уверены, что r-squared закон держится от астрономических шкал расстояний вниз к нескольким долям метра. Но недавно, теоретики предположили, что при определенных обстоятельствах, r-squared закон не мог бы обладать полной юрисдикцией по наноразмерному миру.

Чрезвычайно трудно сделать эксперименты, измеряющие силу тяжести в тех весах. Сила тяжести является очень слабой силой, таким образом, трудно измерить привлекательность между крошечными массами, когда другие силы, такие как электростатическое отвращение, настолько более сильны. Эксперименты с маятниками показали, что r-squared закон удерживает к весам одной десятой миллиметра. Но 1 мая на встрече здесь, физик Стефан Бэесслер из университета Майнца, Германия, представил результаты на, увеличивается к в 100,000 раз меньшему все еще.

Бэесслер и его коллеги уронили очень медленные, очень холодные нейтроны на поверхность. Когда нейтрон совершает нападки, говорит Бэесслер, он подпрыгивает как теннисный шар. В отличие от теннисного шара, нейтрон является квантовым объектом, и квантовый объект, удержанный силой, может подпрыгнуть только на фиксированных шагах. Нахождение высоты самого маленького из этих шагов показывает — с большой точностью — гравитационная сила на нейтроне. Если существует даже крошечное отклонение от r-squared закона, минимальная высота сильного удара должна отличаться, чем ожидаемый. Это не было, найденная бригада Бэесслера.

Физик Эрик Адельбергер из университета Вашингтона, Сиэтла, назвал нейтронную работу «очень интересным экспериментом» и подчеркивает важность исследования пределов r-squared закона о таких крошечных весах: «Вопросы о силе тяжести в основе физики». Дальнейшие обработки к методу должны сделать его еще более чувствительным.

Темная материя, все еще неуловимая

ДЕНВЕР — Темная материя только что стала более темным оттенком. Физики представили первые результаты высоких технологий, ищут невидимые частицы темной материи, которой верят теоретики, составляют большую часть массы во вселенной. Даже при том, что новый инструмент намного более чувствителен к темной материи, чем предыдущие, это не получило даже крошечный проблеск неуловимой частицы темной материи. Гвозди открытия закрывают гроб на спорном требовании определить темную материю, но это делает частицу неявившегося еще большим количеством беспокоящегося отверстия в понимании ученых нашей вселенной.

Почти все астрофизики уверены, что темная материя существует. Много линий доказательств предполагают, что приблизительно 85% массы вселенной невидимы. Незнакомец все еще, эти наблюдения подразумевают, что эта масса не является обычным видом вопроса, составляющего звезды и планеты и людей. Это должно быть сделано из совершенно другого типа частицы. Ведущий кандидат безусловно известен как МЕЩАНИН: слабо взаимодействие, крупная частица.

Несмотря на годы попытки, ученые должны все же поймать МЕЩАН. Итальянский эксперимент, Темная материя (DAMA), который, как утверждают, видел их слабую подпись (ScienceNOW, 29 февраля 2000), но никто больше не видел самый тонкий намек мимолетного МЕЩАНИНА. Вчера, на встрече здесь американского Физического Общества, ученые представили первые данные от улучшенного Криогенного Поиска Темной материи. Это в четыре раза более чувствительно, чем какой-либо другой эксперимент, говорит Бернард Сэдулет, CDMS II членов команды и физик в Калифорнийском университете, Беркли. Тем не менее, CDMS II не определил МЕЩАНИНА за 53 дня управления. Говорят физик Стэнфорда и CDMS II членов команды Бласа Кабреры: «Если бы были события МЕЩАНИНА в наборе данных, мы вполне убеждены, что видели бы их».

Несмотря на то, что приводя в уныние, результаты действительно, по крайней мере, противоречат спорному требованию DAMA. Если бы результатом DAMA было подлинное наблюдение, а не экспериментальная ошибка, говорит Сэдулет, «мы наблюдали бы что-то как 150 событий». Ученые все еще надеются счесть частицу ответственной за темную материю. Бригада планирует увеличить чувствительность инструмента путем добавления большего количества датчиков и путем управления им в течение многих лет.

Вселенная футбольного мяча за пределы

Новый анализ радиации реликтового излучения не нашел доказательств, что вселенная формируется как футбольный мяч — спорная мысль, предложенная прошлой осенью. Несмотря на то, что это не полностью исключает возможность, что вселенная является маленькой и конечной, она действительно делает его значительно менее вероятно.

Полная форма вселенной зависит, конечно ли это или бесконечно. Большинство астрономов думает, что это бесконечно. Но вопрос потянул новую жизнь в прошлом году, когда Исследование анизотропии микроволновой печи Уилкинсона (WMAP) возвратило самые подробные измерения все же микроволновой радиации, перенесенной от большого взрыва. Результаты подтвердили, что, несмотря на то, что космические микроволновые печи имеют много горячих и холодных пятен в мелких масштабах, их температура не колеблется очень по крупным масштабам, указывая на возможность, что конечная вселенная могла ограничивать их длины волны.

В октябре группа указала, что результаты казались соответствующими относительно маленькой, конечной вселенной, сформированной как футбольный мяч (ScienceNOW, 8 октября). Если вселенная будет конечным, легким происхождением от пункта, то в конечном счете вернется к тому же вопросу от многих направлений, как Pac-человек, уходящий край экрана видеоигры и возвращающийся другая сторона. Этот всеобъемлющий результат создал бы повторенные изображения вселенной как зал зеркал, приведя к сигналам в микроволновых данных, что исследователи могли идентифицировать.

Интенсивный компьютер ищет такие образцы, не поднял ничего до сих пор, космологов отчета в предстоящем выпуске Physical Review Letters. Группа искала пары одинаково широких кругов, сосредоточенных в противоположных сторонах неба, имея идентичные образцы горячих и холодных пятен вдоль их окружностей. Поиск был кропотлив, потому что они должны были проверить круги всех размеров и центров, и составлять образцы, вращаемые друг относительно друга. Они утверждают, что, если вселенная имеет какой-либо из многих «простых», гладко изгибающиеся конечные формы, включая додекаэдр или форму футбольного мяча, это должно быть наименее в 10 раз больше, чем космологи думали, говорит соавтор Нил Корниш из Университета штата Монтана в Бозмене.

«Они сделали большую работу», говорит теоретический физик Дженна Левин из Колумбийского университета в Нью-Йорке. «Это испытание должно было быть выполнено». Но вселенная могла быть конечной в бесконечном числе путей, и признаки ограниченности будет легко пропустить по статистическим причинам, она отмечает, таким образом, почти невозможно исключить каждый выбор. «Это — такая тонкая, трудная вещь. Я думаю, что люди собираются расслабиться и думать о том, что было бы другим убедительным испытанием» для исключения еще более возможных форм.


Страница 502 из 530

создано с помощью WordPress & Автор темы: Anders Norén