Новый коллaйдер поможет физикaм восстaновить состояние, в котором нaходилaсь Вселеннaя в первые мгновения после своего возникновения. Экспериментальное открытие фундаментального физического явления — событие редкое. Однако физикам из Сколковского института науки и технологий вместе с коллегами из. Физика — метки: фундаментальные взаимодействия, четыре силы, приводящие в движение вселенную. Физика — метки: фундаментальные взаимодействия, четыре силы, приводящие в движение вселенную.
Научный семинар "Основания фундаментальной физики", заседание 13.04.2023
Многочастичная коррелированная физика — это, скорее, фундаментальные разработки, но вероятнее всего это найдет применение в сфере обработки информации. Об этом сообщает РИА Новости, ссылаясь на замдиректора по научной работе ИЯФ Ивана Логашенко. В практическом плане Бозон Хиггса — абсолютно бесполезная штука. Но для фундаментальной науки его открытие стало ключевым для понимания устройства мира. Пик, который стал фурором в фундаментальной физике.
Физики открыли пятую силу природы. Главное об эксперименте с мюоном g-2
Такие батареи будут работать вне привычной причинно-следственной логики, и обещают превзойти классические химические элементы при накоплении электрической энергии и даже тепла. Источник изображений: Chen et al. CC-BY-ND Многим наверняка известно, что при покупке некоторых недорогих аккумуляторов китайского производства логику тоже можно смело отключать. Но учёные из Токийского университета и Пекинского исследовательского центра вычислительных наук по-настоящему заинтересовались возможностью квантовых явлений в аккумуляторах. Интересно, что проблемой занялись специалисты в сфере информационных технологий, а не материаловеды.
И немудрено, затронутая проблематика тесно связана с квантовой природой информации или, по крайней мере, в значительной степени её касается. По мнению учёных, квантовые аккумуляторы могут найти применение в различных портативных устройствах с низким энергопотреблением, особенно когда возможностей для подзарядки недостаточно. На это были нацелены первые опыты, и они увенчались успехом. Одно из открытых преимуществ квантовых батарей заключается в том, что они должны быть невероятно эффективными, но это зависит от способа их зарядки.
Нас особенно интересует то, как квантовые частицы могут нарушать одно из наших самых фундаментальных ощущений — восприятие времени». Учёные провели серию экспериментов со способами зарядки квантовой батареи с использованием оптических устройств, таких как лазеры, линзы и зеркала. Представленная выше схема лабораторной установки была далека от чего-либо, напоминающего привычный аккумулятор. В конечном итоге удалось добиться зарядки батареи способом, который потребовал проявления квантового эффекта вне повседневной логики.
Заряд проходил в состоянии квантовой суперпозиции, когда условно два зарядных устройства одновременно заряжали один аккумулятор. В обычной жизни нужно было заряжать аккумулятор сначала одним, затем подключать другое зарядное устройство, а первое отключать. Опыт показал, что с учётом квантовых явлений обе зарядки могут работать одновременно. Более того, эксперимент подтвердил явную абсурдность процесса.
Оказалось, что маломощное зарядное устройство быстрее и эффективнее заряжает аккумулятор, чем более мощное. Феномен неопределенного причинно-следственного порядка или ICO, который исследовала команда, может найти применение не только для зарядки нового поколения маломощных устройств. Лежащие в их основе принципы, включая раскрытый здесь эффект обратного взаимодействия, могут улучшить выполнение других задач, связанных с термодинамикой или процессами, которые включают передачу тепла. Одним из многообещающих примеров являются солнечные панели, где тепловые эффекты могут снизить их эффективность, но вместо этого можно использовать ICO, чтобы смягчить этот негативный эффект и привести к повышению эффективности.
На создание предложений ушло свыше трёх лет, в течение которых собирались и анализировались предложения американских физиков. От выбора руководства США будет зависеть, вернёт ли американская наука себе место лидера или продолжит отставать. Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3. Предыдущий план был представлен в 2014 году и срок его исполнения истекает.
Не секрет, что после запуска Большого адронного коллайдера на территории Швейцарии и Франции центр изучения физики элементарных частиц сместился в Европу. В США собирались строить свой коллайдер, но в 1993 году Конгресс не дал на это денег. США снова вернёт себе мировое лидерство в этой сфере, если создаст на своей территории «коллайдер мечты» — ускоритель на мюонах. Мюоны в современном представлении физиков — это неделимые частицы в отличие от протонов , которые сталкивают на БАК , поэтому при столкновении мюонов будет выделяться больше энергии и, как следствие, можно будет изучать более тяжёлые частицы и искать следы тёмной материи.
В то же время следует понимать, что в течение следующих десяти лет такой проект физически неосуществим. Если по нему будет принято решение, то эти годы уйдут на проектирование и доказательство осуществимости проекта. Впрочем, рабочий проект такого масштаба — это рывок вперёд как по науке, так и по технологиям. Фактически это будет следование за инфляцией, но угрозы смелым проектам такое финансирование нести не будет, что позволит физикам в США оставаться впереди учёных в других странах.
Эти средства помогут продолжить уже реализуемые проекты, например, такие как обсерватория им. Тем самым урон может быть нанесён даже мировой фундаментальной физике, которая включает работы американских учёных. БАК близок к исчерпыванию своих возможностей. После открытия бозона Хиггса там не осталось пространства для резкого движения вперёд.
Для прорывных открытий нужно что-то новое и определённый объём старого, а именно денег. Но результат того стоит, добавил он: «Физика элементарных частиц привела к революциям в медицинских приложениях, материаловедении и даже к созданию iPhone и Всемирной паутины». Проблески в понимании вопроса уже есть , но исследования продолжаются и открывают всё новые и новые необъяснимые свойства вещества. Свежее исследование показало, что электрический ток в странных металлах течёт с нарушением известной нам физики и учёные пока не понимают, почему это происходит.
Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 2. У них уже есть свободные электроны, способные переносить электрический заряд обеспечить течение тока , но они пока ещё не становятся проводниками в полном смысле этого слова. Начать понимать природу странных металлов помог синтез квантовой и классической физики. В то же время он показал, что тот же эффект электрического тока, например, мы понимали, скорее всего, неправильно.
В основе современной теории электрического тока лежит перенос заряда квазичастицами, представленными коллективными действиями электронов. Дискретная природа электрического тока проявляется в случае так называемого дробного шума , когда ток в сети проявляется всплесками, а не в виде равномерного переноса заряда постоянной величины. Чтобы узнать, как ток течёт в странных металлах, учёные создали такие условия, чтобы можно было следить едва ли не за каждым электроном. В основе измерительного стенда лежали нанопроводники из соединения иттербия, родия и кремния YbRh2Si2 шириной 200 нм и длиной 600 нм.
Это соединение относится к странным металлам и, как и прочие странные металлы, обладает нетипичными свойствами вблизи абсолютного нуля. Если бы электрический ток тёк через этот материал так, как мы представляем — дискретно группами коррелированных электронов в виде квазичастиц, то ничего странного не произошло бы. Однако в ходе эксперимента учёные убедились, что ток продолжал течь плавно без свойственных дробному шуму флуктуаций как вода по широкому жёлобу. Говоря иначе, заряд отчасти передавался как будто без участия электронов, что представляется невероятным.
Возможно, в металлах происходит всё то же самое, и носителем заряда служит нечто другое помимо электронов. Несомненно в этом проявляются квантовые эффекты, но каким образом, физикам ещё предстоит объяснить. Ответ на этот вопрос поможет приблизить открытие сверхпроводимости при обычной температуре, ведь одним из коренных свойств странных металлов является совершенно отличное от металлов поведение удельного сопротивления вблизи абсолютного нуля. У металлов оно меняется скачком от нуля до высокого, а у странных металлов вместо скачка оно растёт постепенно и линейно.
Дотянуть бы его небольшим до высоких температур, и будет всем счастье в энергетике. Поскольку частица прилетела из войда — из пустой области Вселенной — её источником может оказаться неизвестная нам физика, что делает открытие невообразимо ценным для учёных. Ливень из вторичных частиц на массив датчиков телескопа TA в представлении художника. Она стала одной из мощнейших по величине заряда из всех зарегистрированных нашей наукой.
Первая подобная частица была детектирована в 1991 году, и её энергия составила 320 эксаэлектронвольт, за что она получила прозвище «Oh-My-God». В 1993 и 2001 годах были зарегистрированы ещё две частицы с энергиями, соответственно, 213 и 280 эксаэлектронвольт. Происхождение всех их остаётся невыясненным. Последняя частица была детектирована на установке Telescope Array утром 27 мая 2021 года, за что её потом назвали в честь японской богини Солнца Аматэрасу в коллективе присутствовал японец.
Телескоп TA представляет собой массив датчиков со сторонами около 700 км с шагом в 1,2 км. Считается, что космические частицы максимальных энергий прибывают на Землю с частотой менее одной в сто лет на 1 км2. И чем больше массив датчиков, тем выше вероятность засечь такую частицу.
Видео:Кирилл Половников: "Итоги 2022 года в физике" Скачать Последние открытия в области физики Сегодня, в 2023 году, ученые продолжают делать новые открытия, которые меняют наше понимание мира. Одним из современных интересных направлений в физике является изучение квантовых явлений. Квантовая физика открывает новые горизонты и помогает нам понять природу вещей на самом глубинном уровне. Одним из последних открытий в области физики является обнаружение новых состояний материи. Ученые смогли создать и исследовать новые формы материи, которые обладают уникальными свойствами. Это открывает возможности для разработки новых материалов с улучшенными характеристиками и применений в различных областях, включая электронику и медицину. Еще одним интересным направлением исследований является разработка квантовых компьютеров и квантовых сетей. Ученые работают над созданием вычислительных систем, которые будут оперировать по принципам квантовой механики. В дальнейшем это может привести к революции в области информационных технологий и решению сложных задач, которые современные компьютеры не в состоянии решить. Таким образом, физика продолжает развиваться и приводить к новым и захватывающим открытиям. Новости из мира физики всегда интересны и актуальны, ведь именно благодаря этой науке мы можем расширять наше понимание о Вселенной и создавать новые технологии, которые улучшают нашу жизнь. Видео:Физики о Нобелевской премии по физике 2023 года Скачать Новости науки физика Восхитительные новости из мира физики за последние 5 лет! Все больше открытий и прорывов в современной физике! Физика и химия в едином поле Сегодня физика и химия становятся все ближе друг к другу, образуя новые научные направления. Ученые ведут активные исследования в области физико-химических процессов, которые помогут нам лучше понять мир вокруг нас.
Кристаллографам СПбГУ в лабораторных условиях удалось синтезировать кристаллы мулуита, пригодные для рентгеноструктурного анализа, и которые возможно подробно изучить на имеющемся оборудовании. Медь является токсичным элементом, а образование нерастворимого мулуита может использоваться в технологиях биоремедиации очистки почв и вод. Для очистки почвы от меди можно использовать микроорганизмы, продуцирующие оксолаты — производные щавелевой кислоты. В промышленности мулуит используется для получения наночастиц, в частности, оксида меди. В предлагаемой публикации будет рассмотрена та основа, которая обеспечивает представление внутреннего устройства материи в форме кристалла атомной структуры, решетки.
В настоящее время физика традиционно делится на теоретическую физику и прикладную физику. Теоретическая физика занимается разработкой математических моделей, описывающих физический мир. Прикладная физика, занимается разработкой и проведением экспериментов для подтверждения или опровержения существующих физических моделей, а также создание физических моделей на основании экспериментальных данных. Физика, как теоретическая так и экспериментальная делится по типу исследуемых объектов.
Физика и космос
Объект начнет работать в 2024 году и станет первым промышленным комплексом, где… 3 Наука Ученые из Массачусетского технологического института совершили необычное открытие — они обнаружили, что вода может испаряться даже без нагревания. Для этого достаточно воздействия на нее света, который не несет тепловой энергии. Явление получило название «фотомолекулярного эффекта» и потенциально может изменить наши… 0 Компьютеры Почему кулер на базе жидкого металла — не лучшее решение для ПК В 2010 году компания Danamics изготовила и разослала в профильные издания для тестирования несколько экземпляров нового типа компьютерных кулеров LMX. В них в качестве теплоносителя использовалась не вода, а жидкий металл, смесь натрия и калия. Однако в продажу эти устройства так и не поступили. Спустя годы энтузиаст… 2 Наука Группа исследователей под руководством физика-ядерщика Йосуке Кондо из Токийского технологического института сумела получить два новых необычных изотопа: кислород-27 и кислород-28.
К их удивлению оба изотопа оказались крайне нестабильными и просуществовали всего мгновение. Но куда важнее, что это устройство очень компактное. К примеру, для подавления звука частотой 20 гц, который имеет длину волны 17 м, нужна каменная стена толщиной 4 м. Или всего 17 мм… 3 Наука Почему арахис «танцует» в бокале пива Бразильский исследователь Луис Перейра провел много времени в барах Аргентины с научной целью — он наблюдал за явлением, известным как «танец арахиса» в кружке пива. Орешки имеют большую плотность, чем жидкость, поэтому по законам физики они должны тонуть.
Однако на практике все выглядит так, будто плавучесть арахиса… 1 Космос Европейское космическое агентство и Университет Аристотеля в Салониках провели эксперимент по приготовлению жареной картошки в условиях невесомости. Это не развлечение ученых, а крайне сложный процесс, который открывает новое обширное направление в космической инженерии. Потому что температурная обработка различных… 0 Наука Ученым из Университета Огайо удалось получить рентгеновское изображение единичного атома.
Согласно этой модели сами по себе частицы обладают нулевой массой. Но тогда непонятно, как они могут взаимодействовать и объединяться — ведь частицы с нулевой массой совсем не обладают инерцией, а значит, должны носиться по всей Вселенной со скоростью света в хаотичном порядке. Ученые предположили, что по Вселенной разлито некое поле Хиггса, в котором частицы как бы вязнут и замедляются. Как пенопластовые крошечные шарики, которые при легчайшем дуновении разлетаются в разные стороны, но увязают в разлитой воде. В этой модели поле Хиггса состоит из тех самых бозонов — и если обнаружить эту частицу, то это станет доказательством существования и поля. На поиск этой частицы которой не существует в природе в обычных условиях , потратили более 50 лет и построили огромный комплекс — адронный коллайдер, который запустили в 2012 году.
Моделирование процесса рождения бозона Хиггса в детекторе CMS. Согласно теории, гравитация — это искривления пространства-времени, которые возникают под действием массивных тел. Чтобы понять, как это работает, можно представить натянутую ткань, в центре которой находится, например, шар. Другие шарики с меньшей массой, брошенные на эту ткань, будут по спирали спускаться в ту же ямку, которая образовалась под весом первого шара. Ученые предположили, что гравитация распространяется волнами, подобно ряби на воде. Проблема доказательства этой теории в том, что планеты и звезды создают недостаточно сильные гравитационные волны, чтобы их можно было заметить. Но две черные дыры или две нейтронные звезды, сливаясь вместе, создают очень мощное возмущение — по пути к Земле они почти затухают, но все-таки могут быть детектированы достаточно чувствительными приборами.
ТАСС, 18 апреля. Европейские физики разработали первую интегральную схему, которая включает в себя все ключевые компоненты источников одиночных фотонов, необходимых для создания систем...
Читать далее Физики создали первые полноценные одночиповые источники одиночных фотонов nauka. Китайский национальный регулятор в сфере ядерной энергетики дал зелёный свет опытной эксплуатации первой в мире АЭС на ториевом топливе.
Еще одним интересным направлением исследований является разработка квантовых компьютеров и квантовых сетей. Ученые работают над созданием вычислительных систем, которые будут оперировать по принципам квантовой механики. В дальнейшем это может привести к революции в области информационных технологий и решению сложных задач, которые современные компьютеры не в состоянии решить. Таким образом, физика продолжает развиваться и приводить к новым и захватывающим открытиям. Новости из мира физики всегда интересны и актуальны, ведь именно благодаря этой науке мы можем расширять наше понимание о Вселенной и создавать новые технологии, которые улучшают нашу жизнь.
Видео:Физики о Нобелевской премии по физике 2023 года Скачать Новости науки физика Восхитительные новости из мира физики за последние 5 лет! Все больше открытий и прорывов в современной физике! Физика и химия в едином поле Сегодня физика и химия становятся все ближе друг к другу, образуя новые научные направления. Ученые ведут активные исследования в области физико-химических процессов, которые помогут нам лучше понять мир вокруг нас. Новые открытия в физике В науке физики произошло множество значимых открытий в последние годы. Ученые из разных стран работали над новейшими исследованиями, и вот некоторые из результатов: Тайна темной энергии разгадана: Ученые разработали модель, которая позволила объяснить природу темной энергии, составляющей большую часть нашей вселенной. Открытие новых элементов: Физики объявили об открытии пяти новых химических элементов, расширяющих периодическую таблицу.
Квантовые компьютеры: Были сделаны значительные шаги в разработке квантовых компьютеров, которые обещают революционизировать вычислительную технологию. И это только некоторые из самых значимых новостей в физике за последние годы. С нетерпением ждем новых открытий и исследований в физике в будущем!
Эфир существует! Российские ученые совершили прорыв в фундаментальной физике
Одна из задач Десятилетия — рассказать, какими научными именами и достижениями может гордиться наша страна. В течение всего Десятилетия при поддержке государства будут проходить просветительские мероприятия с участием ведущих деятелей науки, запускаться образовательные платформы, конкурсы для всех желающих и многое другое.
В распаде мюона лептонные числа сохраняются. Кроме того, появляется еще мюонное нейтрино — частица из второго поколения, которая имеет такое же лептонное число второго поколения, а именно, единицу, как первоначальный мюон. Этот результат не случаен — во всех известных процессах Стандартной модели соблюдаются законы сохранения лептонных чисел поколений. Интересующие нас мюоны доставляются на вторичную мишень, где они останавливаются. В течение приблизительно одной микросекунды время жизни мюона в мишени мы регистрируем частицы, вылетающие из вторичной мишени. Схема эксперимента довольно необычна. Первая особенность заключается в установке магнитного транспортного канала S-образной формы длиной несколько десятков метров между первой и второй мишенью.
Пучок протонов, попадая в первую мишень, рождает различные частицы, в основном пионы. Они, в свою очередь, распадаются на мюоны. Огромный поток частиц вылетает из мишени и движется в сторону магнитного канала. В основном все эти частицы для нас являются фоном, «шумом» - нужных нам мюонов лишь около одной тысячной от всего количества частиц. Попадая в магнитный канал, в котором частицы двигаются достаточно долго по меркам времени жизни пионов , почти все фоновые пионы распадаются. Благодаря этому ко второй мишени прилетает уже чистый пучок мюонов. Это очень важно, потому что пионный фон, оставшийся в пучке мюонов, может дать сигнал, похожий на тот, что мы ищем. Значительная часть рожденных частиц летит из первичной мишени «вперед», вдоль направления протонного пучка.
В дизайне эксперимента применяется остроумный прием, который заставляет мюоны и пионы повернуть назад — магнитное поле вдоль мишени растет, что создает магнитное зеркало. Частицы, попадая в такое поле, оказываются в магнитной пробке. Они летят по спирали, отражаются от зеркала и летят назад. Так делают только частицы с не очень большой энергией, именно такие нужны для проведения эксперимента, а энергичные мюоны и пионы пролетают сквозь магнитную ловушку. Далее для проведения эксперимента нам нужны отрицательно заряженные мюоны, а на мишени рождаются мюоны обоих зарядов. Магнитный канал устроен так, что положительно и отрицательно заряженные мюоны разводятся по вертикали, и на пути положительно заряженных фоновых мюонов устанавливается коллиматор-поглотитель. Используются и другие методы формирования пучка мюонов, но описанные — основные. В эксперименте используется импульсный пучок протонов.
Пока протоны попадают на мишень, сформированный чистый пучок мюонов летит ко вторичной мишени, там мюоны останавливаются и накапливаются. Потом протонный пучок выключается, и мы начинаем наблюдать частицы, вылетающие из вторичной мишени, в частности, распадные электроны, которые летят по направлению детекторов. Энергия электронов, рожденных в фоновых процессах например, при обычном распаде мюона , меньше энергии электронов, рожденных при конверсии мюона. Если мы в детекторе обнаружим электрон с энергией, приблизительно равной массе мюона, это будет означать, что мы зарегистрировали процесс безнейтринной конверсии мюона в электрон. Мы ищем очень редкое событие, поэтому ключевое требование эксперимента — подавление фона. Дизайн эксперимента специально оптимизирован так, чтобы все известные источники фона не производили события, которые можно было бы спутать с событиями искомого сигнала За последние два десятилетия были открыты нейтринные осцилляции — процесс превращения нейтрино одного поколения в нейтрино другого поколения. А значит, закон сохранения лептонных чисел оказался только приблизительным — переходы между поколениями без сохранения индивидуальных лептонных чисел существуют. Однако их вероятность исчезающе мала.
Например, теперь мы знаем, что в Стандартной модели существуют механизмы, которые позволяют мюону распасться только на электрон и фотон, не родив больше ничего. Частица из второго поколения исчезнет, и не будет никакой компенсации ее лептонного числа, появится только частица из первого поколения. Но в Стандартной модели это очень сильно подавленный процесс. А именно: вероятность, что это произойдет, меньше чем 10—54 — это практически невероятно, можно сказать, что практически запрещено. Цель экспериментов Mu2e и COMET заключается в том, чтобы обнаружить подобное превращение мюона в электрон в поле ядра алюминия, без испускания нейтрино. В таком превращении произойдет нарушение закона сохранения лептонного числа. Зачем же искать что-то запрещенное? Оказывается, что многие теории расширения Стандартной модели теория струн, суперсимметричные модели, теории с большими дополнительными измерениями предсказывают, что такой переход может случиться с гораздо большей вероятностью.
В экспериментах планируется измерить вероятность порядка 10—17. Конечно, это тоже маленькая вероятность, но она на много порядков больше, чем разрешено Стандартной моделью. Вероятность конверсии на уровне 10—17 предсказывается в некоторых теориях расширения Стандартной модели. Поэтому к этим двум экспериментам такой большой интерес — они уникальны. Любое наблюдение безнейтринного перехода мюона в электрон будет однозначно доказывать существование «новой физики». Только представьте, что такое 10—17. Все влияние процессов «нормальной» физики вам нужно подавить на 17 порядков, подавить весь фон нормальной физики, чтобы найти тот один случай из 1017. Это очень сложно!
Подобные эксперименты проводились и раньше. Если бы мюон переходил в электрон с вероятностью порядка 10—12, то это бы увидели в предыдущих экспериментах.
Пвнроуэ Р. Рис М. С, ЭллисДж. Уилер Дж. Ввкано М. Теория гравитации и гра- гравитационный коллапс, "Мир", 1967. Работы обзорного характера 9.
Волович И. Квантовая теория поля в асимптотически плоском пространстве-времени. Зельдович Й. Тяготение, заряды, космология и когерентность. Черные и белые дыры. МерКОВ U. УФН, 111, 3A973. Глобальные свойства вещества а коллапсированном состоянии "черные дыры". Озерной Л.
Источники энергии в квазарах и ядрах галактик. Пенрохз Р.. УФН, 109,355A973. Черные дыры. Торн К. Поиски черных дыр. Фролов В. Черные дыры и квантовые процессы в них. Швкурв ИМ.
Carter В. DeWitt, B. DeWitt, Gordon and Breach Sci. Black Hole equilibrium states. DeWitt В. Quantum field theory in curved space-time. Eardley DM. Astrophysical processes near black holes. Гинзбург В.
Space Sci. On the nature of quasars and active galactic nuclei. Braxelles, 1974, p. Search for observational evidence for black holes. Novikov I. С DeWitt, B. Black hole astrophysics. Physical processes near cosmological singularities. Oda M.
X-l — a candidate of the black hole. Parker L. Wisconsin-Milwaukee, 1977. The production of elementary particles by strong gravitational Melds. Schiama D. Black holes and their thermodynamics. Sexl R. Austriaca, B42, 303 A975. Black hole physics.
Статьи 30. Hawking S. Black hole explosions? Quantum particle creation by black hole. The quantum mechanics of black holes. Генерация волн вращающимся телом. Старобинский А. Усиление волн при отражении от вращающейся черной дыры. Misner C.
Interpretation of gravitational-wave observations. Unruh W. Second quantization in Kerr metric. Марков U. On black and white holes. Breakdown of predictability in gravitational collapse. Davies P. Energy-momentum tensor near an evaporating black hole. Chnstensen S.
Статья 6 настоящего сборника. Trace anomalies and the Hawking effect. Fulling S. Статья 7 настоящего сбор- сборника. Radiation and vacuum polarization near a black hole. Квантовое рождение частиц эффект Хокинга в черных дырах с перемен- переменными параметрами. Probability distribution of particles created by a black hole. Wald R. On particle creation by black holes.
Israel W. Thermo-field dynamics of black holes. Bekenstein J. Einstein A and В coefficients for a black hole. Null surface quantization and quantum field theory in asymptotically flat space-time. Gibbons G. Гитман Ц. Density matrix in quantum electrodynamics, principle of equivalence and Hawking effect. John Archibald Wheeler.
Klauder, W. Freeman, San Francisco 1972. The birth of particles and antiparticles in electric and gravitational fields. Hartle J. Статья 5 настоящего сборника. Path integral derivation of black hole radiance. Notes on black holes evaporation. Boulware D. Quantum field theory in Schwarzschild and Rindler spaces.
Hawking radiation and thin shells. Мвнский М. Рождение пар коллапсирующим телом как эффект квантовой геометрии. Новиков И. Эффекты процесса Хокинга на границе и внутри черной дыры. Alternative vacuum states in static space-times with horizons. Об определении вакуума в гравитационном поле: К-вакуум. Eardley D. Death of white holes in the early Universe.
Квентовью процессы в белых дырах. Soc, A361, 129 A976. On the origin of black hole evaporation radiation. Gerlach U. The mechanism of blaekbody radiation from an incipient black hole. G; Phys. Origin of the particles in black hole evaporation. Adler S. Axial-vector vertex in spinor electrodynamics.
Non-local con formal anomalies. Stress tensor and con formal anomalies. Brown L. Stress-tensor trace anomaly in a gravitational metric: Scalar fields. Stress-tensor trace anomaly in a gravitational metric: general theory, Maxwell fields. Washington, Seattle A977. Stress tensors and their trace anomalies in conformally flat space-times. Black holes and entropy. Generalized second law of thermodynamics in black hole physics.
Bardeen J. The four laws of black holes mechanics. ВДаск holes in general relativity. Статья 4 настоящего сбор- сборника. Black holes and thermodynamics. Soc, 177, 179 A976. Black hole thermodynamics and time asymetry. Soc, A353, 499 A977. The thermodynamic theory of black holes.
Статья 8 настоящего сборника. Action integrals and partial functions in quantum Gravity. Event horizons and gravitational collapse. Axisymmetric b-laek hole has only two degrees of freedom.
Ниже в хронологическом порядке приведены 9 других достижений, попавших в список лауреатов премии Physics World. Суть метода заключается в использовании специального геля, который впрыскивается в требуемое место, после чего содержащиеся в нем ферменты расщепляют метаболиты организма, запуская процесс полимеризации органических мономеров в геле. В результате в ткани формируются гибкие и долговечные электроды. Источник: Thor Balkhed Пока что успешные эксперименты были проведены на рыбах и пиявках, но в перспективе технология может найти применение в медицине для создания безопасных нейроинтерфейсов, позволяющих расширить возможности человеческого организма или лечить различные заболевания. Изучение структуры протона при помощи нейтрино Теджин Кай из Рочестерского университета США совместно с коллегами из проекта MINERvA Main Injector Neutrino ExpeRiment to study v-A interactions удалось получить информацию о структуре протона путем «обстрела» пластиковых мишеней, содержащих углерод и водород, пучком нейтрино. Примененный метод может быть использован для дальнейшего изучения взаимодействия нейтрино с материей. Читайте также Летящие насквозь: как физики научились охотиться на неуловимые частицы нейтрино 4. Симулирование расширения Вселенной Группа ученых из Германии, Испании и Бельгии смогла симулировать процесс расширения Вселенной на раннем этапе ее существования. Для этого исследователи использовали конденсат Бозе-Эйнштейна — такое название носит агрегатное состояние вещества из бозонов и разреженного газа, охлажденного до температур, близких к абсолютному нулю. В эксперименте конденсат имитировал Вселенную, а двигавшиеся в нем квазичастицы фононы — квантовые поля. Изменяя длину рассеяния атомов в конденсате, ученые смогли заставить «вселенную» расширяться с разной скоростью и изучить, как фононы создают в ней флуктуации плотности. Согласно существующим космологическим теориям, схожие процессы происходили после возникновения Вселенной, так что подобное моделирование может пролить свет на многие загадки, занимающие умы ученых.
Нанотехнологии. Новости физики
Мюон живет очень долго в масштабах микромира — более двух микросекунд, этого времени хватает, чтобы провести очень точные измерения. Мюоны довольно тяжелые, более чем в 200 раз тяжелее электрона, это делает их особенно чувствительными к проявлениям новой физики. В мире не так много лабораторий, в которых есть интенсивные протонные пучки. Два эксперимента, в которых участвует наша лаборатория, Mu2e и g-2, составляют мюонную программу Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми, или, как ее сокращенно называют, Фермилаб. Другая лаборатория, которая также входит в САЕ «Новая физика», лаборатория по поиску процессов с нарушением закона сохранения лептонного числа заведующий лабораторией к. С вероятностью 10—17 Мюон распадается на электрон и два нейтрино мюонное нейтрино и электронное антинейтрино — это самый обычный, полностью разрешенный в Стандартной модели процесс. На сегодняшний день надежно установлено, что многие элементарные частицы существуют в трех так называемых поколениях.
Например, электрон — частица первого поколения, мюон тяжелый аналог электрона — частица второго поколения, тау-лептон — еще более тяжелый «близнец» электрона третьего поколения. У каждого поколения лептонов есть свое лептонное число, которое равно единице. Для античастиц лептонное число равно минус единице. В распаде мюона лептонные числа сохраняются. Кроме того, появляется еще мюонное нейтрино — частица из второго поколения, которая имеет такое же лептонное число второго поколения, а именно, единицу, как первоначальный мюон. Этот результат не случаен — во всех известных процессах Стандартной модели соблюдаются законы сохранения лептонных чисел поколений. Интересующие нас мюоны доставляются на вторичную мишень, где они останавливаются.
В течение приблизительно одной микросекунды время жизни мюона в мишени мы регистрируем частицы, вылетающие из вторичной мишени. Схема эксперимента довольно необычна. Первая особенность заключается в установке магнитного транспортного канала S-образной формы длиной несколько десятков метров между первой и второй мишенью. Пучок протонов, попадая в первую мишень, рождает различные частицы, в основном пионы. Они, в свою очередь, распадаются на мюоны. Огромный поток частиц вылетает из мишени и движется в сторону магнитного канала. В основном все эти частицы для нас являются фоном, «шумом» - нужных нам мюонов лишь около одной тысячной от всего количества частиц.
Попадая в магнитный канал, в котором частицы двигаются достаточно долго по меркам времени жизни пионов , почти все фоновые пионы распадаются. Благодаря этому ко второй мишени прилетает уже чистый пучок мюонов. Это очень важно, потому что пионный фон, оставшийся в пучке мюонов, может дать сигнал, похожий на тот, что мы ищем. Значительная часть рожденных частиц летит из первичной мишени «вперед», вдоль направления протонного пучка. В дизайне эксперимента применяется остроумный прием, который заставляет мюоны и пионы повернуть назад — магнитное поле вдоль мишени растет, что создает магнитное зеркало. Частицы, попадая в такое поле, оказываются в магнитной пробке. Они летят по спирали, отражаются от зеркала и летят назад.
Так делают только частицы с не очень большой энергией, именно такие нужны для проведения эксперимента, а энергичные мюоны и пионы пролетают сквозь магнитную ловушку. Далее для проведения эксперимента нам нужны отрицательно заряженные мюоны, а на мишени рождаются мюоны обоих зарядов. Магнитный канал устроен так, что положительно и отрицательно заряженные мюоны разводятся по вертикали, и на пути положительно заряженных фоновых мюонов устанавливается коллиматор-поглотитель. Используются и другие методы формирования пучка мюонов, но описанные — основные. В эксперименте используется импульсный пучок протонов. Пока протоны попадают на мишень, сформированный чистый пучок мюонов летит ко вторичной мишени, там мюоны останавливаются и накапливаются. Потом протонный пучок выключается, и мы начинаем наблюдать частицы, вылетающие из вторичной мишени, в частности, распадные электроны, которые летят по направлению детекторов.
Энергия электронов, рожденных в фоновых процессах например, при обычном распаде мюона , меньше энергии электронов, рожденных при конверсии мюона. Если мы в детекторе обнаружим электрон с энергией, приблизительно равной массе мюона, это будет означать, что мы зарегистрировали процесс безнейтринной конверсии мюона в электрон. Мы ищем очень редкое событие, поэтому ключевое требование эксперимента — подавление фона. Дизайн эксперимента специально оптимизирован так, чтобы все известные источники фона не производили события, которые можно было бы спутать с событиями искомого сигнала За последние два десятилетия были открыты нейтринные осцилляции — процесс превращения нейтрино одного поколения в нейтрино другого поколения. А значит, закон сохранения лептонных чисел оказался только приблизительным — переходы между поколениями без сохранения индивидуальных лептонных чисел существуют. Однако их вероятность исчезающе мала. Например, теперь мы знаем, что в Стандартной модели существуют механизмы, которые позволяют мюону распасться только на электрон и фотон, не родив больше ничего.
Частица из второго поколения исчезнет, и не будет никакой компенсации ее лептонного числа, появится только частица из первого поколения. Но в Стандартной модели это очень сильно подавленный процесс. А именно: вероятность, что это произойдет, меньше чем 10—54 — это практически невероятно, можно сказать, что практически запрещено. Цель экспериментов Mu2e и COMET заключается в том, чтобы обнаружить подобное превращение мюона в электрон в поле ядра алюминия, без испускания нейтрино. В таком превращении произойдет нарушение закона сохранения лептонного числа. Зачем же искать что-то запрещенное?
Фактически можно считать все остальные естественные науки подразделами физики. Физика неразрывно связана с математикой , В некоторых случаях невозможно провести четкую грань разделяющую эти две науки, так например математическая физика создает математические модели описывающие физический мир. В настоящее время физика традиционно делится на теоретическую физику и прикладную физику. Теоретическая физика занимается разработкой математических моделей, описывающих физический мир.
Панов «Проблема поиска внеземного разума в XXI веке» 23. Ломоносова Александр Дмитриевич Панов. Московский Планетарий Научные сенсации - 2018 Большой скачок Научные сенсации, итоги 2018. RTVI Новости Институт физических проблем имени Капицы отмечает юбилей - Россия 24 Свой юбилей отмечает знаменитый Институт физических проблем, который носит имя выдающегося советского ученого Петра Капицы. Россия 24 Квантовый компьютер в России существует? Отвечает физик Станислав Страупе Квантовый компьютер в России существует? Квантовый компьютер 2020. Симон Шноль. Эфир от 26. Телеканал Культура Что не так с Теорией Относительности? Антон Бирюков. Ученые против мифов Z-7 Теория Относительности запрещает движение быстрее скорости света? Илья Моисеев.
После конференции в Москве в октябре 1981 года Хокинг и Гэри Гиббонс [50] организовали летом 1982 году трехнедельный семинар Наффилда по теме «Очень ранняя Вселенная» в Кембриджском университете, семинар, посвященный в основном теории инфляции [32] [51]. Хокинг также начал новое направление исследований квантовой теории происхождения Вселенной. В 1981 году на конференции в Ватикане он представил работу, предполагающую, что границ может и не быть. Впоследствии Хокинг разработал исследование в сотрудничестве с Джимом Хартлом [50] , и в 1983 году они опубликовали модель, известную как состояние Хартла-Хокинга. Он предположил, что до эпохи Планка Вселенная не имела границ в пространстве-времени; до Большого Взрыва времени не существовало и концепция начала Вселенной бессмысленна [52]. Исходная сингулярность классических моделей Большого взрыва была заменена областью, похожей на Северный полюс. Нельзя путешествовать севернее Северного полюса, но там нет границы — это просто точка, где сходятся и заканчиваются все линии, идущие на север [53] [35]. Первоначально предложение об отсутствии границ предсказывало замкнутую вселенную , что имело последствия для существования Бога. Как объяснил Хокинг: «Если Вселенная не имеет границ, но является самодостаточной… тогда у Бога не было бы никакой свободы выбирать, как Вселенная началась» [32]. Хокинг не исключал существования Творца, спрашивая в «Краткой истории времени »: «Является ли единая теория настолько убедительной, что она приводит к собственному существованию? В той же книге он предположил, что существование Бога не обязательно для объяснения происхождения Вселенной. Более поздние обсуждения с Нилом Туроком привели к осознанию того, что существование Бога также совместимо с открытой Вселенной [55]. Дальнейшая работа Хокинга в области стрел времени привела к публикации в 1985 году статьи, в которой теоретизировалось, что если утверждение об отсутствии границ верно, то когда Вселенная перестанет расширяться и в конце концов схлопнется, время пойдет вспять [32]. Статья Дона Пейджа и независимые расчеты Раймонда Лафламма побудили Хокинга отказаться от этой концепции [32]. Награды продолжали присуждаться: в 1981 году он был награжден американской медалью Франклина [35] , а в 1982 году в новогодних наградах назначен кавалером Ордена Британской империи CBE [33] [32]. Эти награды существенно не изменили финансовое положение Хокинга, и мотивированный необходимостью финансировать образование своих детей и домашние расходы, он решил в 1982 году написать популярную книгу о Вселенной, которая была бы доступна для всех. Вместо того, чтобы публиковаться в академической прессе, он подписал контракт с Bantam Books, массовым издателем, и получил большой аванс за свою книгу [32] [35]. Первый вариант книги под названием "Краткая история времени " был завершен в 1984 году [32]. Одним из первых сообщений, которые Хокинг произвел с помощью своего устройства для генерации речи, была просьба к своему помощнику помочь ему закончить написание «Краткой истории времени» [32]. Питер Гуззарди, его редактор в Bantam, настаивал на том, чтобы он ясно объяснял свои идеи нетехническим языком, процесс, который требовал многих исправлений от все более раздражаемого Хокинга [32]. Книга была опубликована в апреле 1988 года в США и в июне в Великобритании и имела невероятный успех, быстро поднявшись на вершину списков бестселлеров в обеих странах и оставаясь там в течение нескольких месяцев [32] [35] [56]. Книга была переведена на многие языки [32] , и по состоянию на 2009 год было продано около 9 миллионов копий [56]. Внимание средств массовой информации было интенсивным [32] , и на обложке журнала Newsweek , и в телевизионном выпуске он описывался как «Владыка Вселенной» [32]. Успех привел к значительным финансовым вознаграждениям, но также и к проблемам, связанным со статусом знаменитости [32]. Хокинг много путешествовал, чтобы продвигать свою работу, и наслаждался вечеринками и танцами до утра [32]. Трудность отказа от приглашений и посетителей оставляла ему мало времени для работы и его учеников [32]. Некоторые коллеги были возмущены тем вниманием, которое получил Хокинг, полагая, что это было связано с его инвалидностью [32] [35]. Он получил дальнейшее академическое признание, включая еще пять почетных степеней [32] , Золотую медаль Королевского астрономического общества 1985 [33] , медаль Поля Дирака 1987 [32] и совместно с Пенроузом престижную премию Вольфа 1988 [35]. В 1989 году в честь дня рождения он был назначен почетным товарищем CH [32]. Сообщается, что он отказался от рыцарского титула в конце 1990-х годов в знак возражения против политики финансирования науки в Великобритании [57] [58]. Хокинг продолжил свою работу в области физики: в 1993 году вместе с Гэри Гиббонсом редактировал книгу о евклидовой квантовой гравитации и опубликовал сборник своих собственных статей о чёрных дырах и Большом взрыве [32]. В 1994 году в Кембриджском институте Ньютона Хокинг и Пенроуз прочитали серию из шести лекций, которые были опубликованы в 1996 году под названием «Природа пространства и времени» [32]. В 1997 году Хокинг признал публичное научное пари 1991 года, заключенное с Кипом Торном и Джоном Прескиллом из Калифорнийского технологического института. Хокинг поспорил, что предложение Пенроуза о «гипотезе космической цензуры» — что не может быть «голых сингулярностей», обнаженных внутри горизонта — был правильным [32]. После того, как выяснилось, что его уступка могла быть преждевременной, было сделано новое и более тонкое пари. При этом указывалось, что такие сингулярности будут возникать без дополнительных условий [32]. В том же году Торн, Хокинг и Прескилл сделали еще одну ставку, на этот раз касающуюся информационного парадокса черной дыры [59] [60]. Торн и Хокинг утверждали, что, поскольку общая теория относительности не позволяет черным дырам излучать и терять информацию, масса-энергия и информация, переносимые излучением Хокинга, должны быть «новыми», а не изнутри горизонта событий черной дыры. Поскольку это противоречило квантовой механике микропричинности, теорию квантовой механики необходимо было бы переписать. Прескилл утверждал обратное: поскольку квантовая механика предполагает, что информация, испускаемая черной дырой, связана с информацией, которая попала внутрь в более раннее время, концепция черных дыр, данная общей теорией относительности, должна быть каким-то образом изменена [61]. Хокинг также поддерживал свой публичный профиль, в том числе знакомил с наукой более широкую аудиторию. Премьера киноверсии «Краткой истории времени» режиссера Эррола Морриса и продюсера Стивена Спилберга состоялась в 1992 году. Хокинг хотел, чтобы фильм был научным, а не биографическим, но его убедили в обратном. Фильм, хотя и имел успех у критиков, не получил широкого распространения [32]. Популярный сборник эссе, интервью и докладов под названием «Черные дыры, детские вселенные и другие эссе» был опубликован в 1993 году [32] , а в 1997 году появился телесериал из шести частей « Вселенная Стивена Хокинга » и сопутствующая книга. Как настаивал Хокинг, на этот раз внимание было полностью сосредоточено на науке [32] [33]. Хокинг продолжил писать для широкой публики, опубликовав в 2001 году «Вселенную в двух словах» [32] и «Краткую историю времени», которую он написал в 2005 году вместе с Леонардом Млодиновым, чтобы обновить свои ранние работы и сделать их доступными для более широкой аудитории. Вместе с Томасом Хертогом из ЦЕРН и Джимом Хартлом, с 2006 года Хокинг разработал теорию нисходящей космологии, в которой говорится, что у Вселенной было не одно уникальное начальное состояние, а много разных, и, следовательно, неуместно формулировать теорию, которая предсказывает текущую конфигурацию Вселенной из одного конкретного начального состояния [62]. Нисходящая космология утверждает, что настоящее «выбирает» прошлое из суперпозиции многих возможных историй. При этом теория предлагает возможное решение вопроса тонкой настройки [63] [64].
Новости и проблемы фундаментальной физики : журнал Института физики высоких энергий. 2008, № 3 (3)
Фундаментальная физика. Осенью 2023 года стало известно, что физикам из ЦЕРНа удалось совершить интересное открытие в рамках проекта ALPHA, посвященного изучению антиматерии. В Университете Шарджи открыли совместную со Сколтехом Лабораторию ИИ для биомедицины BIMAI-Lab. Физики решили одну из последних фундаментальных проблем сверхпроводимости.
Описание документа
- Физика, Новости физики
- Фундаментальная наука
- Новости науки и технологий - МК
- Физика — Наука об окружающем нас мире / Хабр
- Последние комментарии
Что это за сообщество?
Сборник содержит статьи крупных зарубежных ученых по классической и квантовой физике черных дыр. Физика. Читайте последние новости на тему в ленте новостей на сайте РИА Новости. В стране полным ходом прокладывают сети квантовой связи. Серия: Новости фундаментальной физики: Современная, букинистическая, популярная, научная литература. Учебники и монографии, самоучители и энциклопедии. Сообщество экспертов-физиков — общаемся, обсуждаем новости и отвечаем на самые интересные вопросы современной науки. Оптимисты уже говорят, что будет дан старт новой физике, как это произошло в XX веке, когда "рядом" с физикой Ньютона была создана квантовая.
Ученые ГНЦ РФ – ФЭИ получили награды за научное открытие в области фундаментальной физики
Эфир от 15. Телеканал Культура 2018. Передача 6. Единицы материи, важнейшие проблемы строения атоиов Физика в современном мире: возможное и невозможное в природе. Людмила Глушецкая. Образование для всех.
Первый образовательный канал. Нелли Мотрошилова. Телеканал Культура Ответы на вопросы о лауреате нобелевской премии по физике 2020 Роджере Пенроузе Одним из лауреатов нобелевской премии по физике 2020 стал Роджер Пенроуз за "открытие, связанное с тем, что образование черной дыры является... Фонд Траектория Липунов В. А дальше?
Дальше - Великое Молчание! Сколько планет во Вселенной?
Obese neutron stars. Hanle J. The equation of state and bounds on the mass of non-rotating neutron stars.
Joss P. Observational constrains on the masses of neutron stars. Rosen ]. The maximum mass of a cold neutron star. Надвжин Д.
Физико-математическая постановка задачи о колпапсе железных звезд и метод расчета. Гравитационный коллапс железных звезд с массами г и 10 Mq- 98. Wyller А. Observational aspects of black holes in globular clusters. Peebles P.
Gravitational collapse and related phenomena from an empirical point of view. Lynden-Bell D. Galactic nuclei as collapsed old quasars. Soc, 152, 461 A971. On quasars, dust and the galactic centre.
Гипотеза задержавшихся в расширении ядер и горячая космологическая модель. Soc, 152, 75 A971. Gravitationally collapsed objects of very low mass. Can B. Soc, 168, 399 A974.
Black holes in the early Universe. The primordial black holes mass spectrum. Some cosmological consequences of primordial black holes evaporation. Chapline G. Hadron physics and primordial black holes.
Гидродинамика образования первичных черных дыр. Возможность существования черных дыр малой массы и фундаменталь- фундаментальная длина. О возможности холодной космологической сингулярности и спектре первичных черных дыр. Наблюдаемые следствия испарения первичных черных дыр малой массы. Первичные черные дыры и проблема дейтерия.
Quarks in the early Universe. Cosmological effects of primordial black holes. Page D. Gamma rays from primordial black holes. Porter N.
An upper limit to the rate of y-ray bursts from primordial black holes explosions. Rees M. A better way of searching for black-hole exlosions? Meikle W. Upper limits for the radio pulse emission rate from exploding black holes?
Lin D. Soc, 177, 51 A976. The growth of primordial black holes in a Universe with a stiff equation of state. Black holes emission process in the high energy limit. Марков М.
О возможности космологического подхода к теории элементарных частиц. Мартов U. Cosmology and elementary particles Lecture notes , 123. Метрика закрытого мира Фридмана, возмущенная электрическим заря- зарядом. К теории электромагнитных "Фридмонов".
О минимальных размерах частице иОщеи i ыории относительности. Маркое U. Can the gravitational field prove essential for the theory of elementary particles? Элементарные частицы максимально больших масс: кварки, максимоны. Delbugo R.
The gravitational correction to PCAC. Бвпввин А. А, Бурпанков R. The renormalizable theory of gravitation and the Einstein equations. Egachi Т.
Quantum gravity and world topology. Quantum gravity and path integrals. Gravitational instantons. Шьяма Sciama D. Если кто- нибудь указывает вам, что ваша любимая теория вселенной находится в несоответствии с уравнениями Масквелла-тем хуже для уравнений Максвелла.
Если обнаруживается, что она противоречит результатам наблюдения-ничего, экспериментаторы тоже иногда ошибаются. Но если обнаружится, что ваша теория противоречит второму закону термо- термодинамики, вам не на что надеяться, вашей теории не остается ничего другого, как погибнуть в глубочайшем смирении. ВВЕДЕНИЕ За последние несколько лет сильно возросло наше понимание теоретических вопросов, связанных с черными дырами, увеличились также и экспериментальные возможности для их обнаружения. Боль- Большая часть достижений теории связана с самой теорией гравитации, то есть с общей теорией относительности Эйнштейна. Однако среди этих результатов особое место по достоинству занимают результаты, тес- тесно связанные с другими разделами физики.
К последним относятся термодинамические свойства черных дыр. Поскольку термодинамика имеет фундаментальный и универсальный характер в "негравитаци- "негравитационной" физике, большое научное значение имеет то, что область ее "Department of Astrophysics, Oxford University. ШЬЯМА применимости оказывается настолько широкой, что включает в себя процессы, в которых участвуют черные дыры. По этой причине, а так-. При этом термо- термодинамика предполагается известной читателям, незнакомым с общей теорией относительности.
Они тогда обратят внимание на то, с какими предосторожностя- предосторожностями вводились идеи термодинамики в физику черных дыр. В 1973 г. В частности, считали, что если черная дыра действительно черная и, следовательно, ничего не излучает, то ее яркостная температура равняется абсолютному нулю и достижение ею состояния равновесия, скажем с чернотельным излучением, невозможно. Теперь, огляды- оглядываясь назад, можно сказать, что если бы в свое время отнеслись с достаточным доверием к термодинамике, ее могуществу и универ- универсальности, то могли бы уже тогда предположить, что "черная дыра" излучает. Фактически же формулу для квантового излучения черной дыры получил Стивен Хокинг в 1974 г.
Согласно Хокингу, это излучение имеет тепловой характер, причем оказалось, что температура излучения черной дыры в точности совпадает с величиной, которую ранее назы- называли "аналогом" температуры для черной дыры. Если это открытие подтвердится более подробными вычислениями! Более подробное обсуждение вопросов, касающихся аффекта Хо- кинга, а также ссылки на соответствующие работы содержатся ао вступи- вступительной статье. Эту цепочку выводов можно найти в основ- основных работах [1, 3, 4, 20 - 22, 25], там же содержатся ссылки на более ранние статьи и диссертации, в которых можно обнаружить первые намеки на термодинамическое поведение черных дыр. Замечательной особенностью этого развития является то, что, как уже было известно в течение долгого времени, термодинамиче- термодинамические рассмотрения непосредственно не применимы к явлениям, вклю- включающим ньютоновскую гравитацию.
Например, самогравитирующая система может обладать отрицательной теплоемкостью. Другими словами, диссипация при трении может привести к возрастанию кине- кинетической энергии тела. Другой пример, известный астрономам, — физическая система, коллапсирующая под действием собственного притяжения. По мере того как она излучает свою энергию связи на бесконечность, она все более сжимается и становится при этом го- горячее. Более того, при определенных условиях этот коллапс может продолжаться до тех пор, пока не будет достигнута сингулярность, и в этом случае отсутствует конечное состояние равновесия, для ко- которого характерны либо минимум подходящим образом определенной свободной энергии, либо максимум соответствующим образом опре- определенной энтропии см.
К счастью, мы увидим, что в случае образова- образования черной дыры энтропия коллапсирующей системы действительно стремится к конечному максимальному значению. План статьи следующий. Во втором разделе мы кратко напом- напомним те свойства черных дыр, которые потребуются при обсуждении термодинамики. В частности, отметим необратимый характер пове- поведения площади поверхности классической черной дыры, которая в раз- различных динамических процессах является строго возрастающей функ- функцией времени. Серьезное обсуждение термодинамики начинается в разд.
Рассматривая коэффициент полезного действия тепловой машины, в которой черная дыра выступает в роли резервуара, погло- поглощающего тепловую энергию, то есть "холодильника", мы, следуя Бекен- штейну [3], вводим термодинамические определения температуры 33 Д. ШЬЯМА 1. Мы увидим, что кванто- квантовые свойства вещества и излучения играют ключевую, роль в этом выводе. Принятые определения обеспечивают выполнимость второ- второго закона термодинамики для этой тепловой машины. В разд.
Вследствие то- того, что можно превратить кинетическую энергию вращения черных. Принцип возрастания площади поверхности чер- черных дыр по-прежнему остается справедливым. В конце разд. Этот процесс не является процессом Хокинга; в част- частности, отношение излучаемой энергии к угловому моменту излучения именно таково, что обеспечивается принцип возрастания площади. Впервые мы встретимся с процессом Хокинга в разд.
Для вычисле- вычисления скорости этого процесса необходимо использовать скорее техни- технические и еще не вполне противоречивые доводы, связанные с форма- формализмом квантовой теории в искривленном но неквантованном про- пространстве-времени. Мы не будем рассматривать здесь эти доводы, а ограничимся эвристическими соображениями, предполагая, что вы- вычисление Хокинга дает правильный ответ. Наконец, в разд. Полезно различать с самого начала два свойства черной дыры, которые иногда путают между собой, а именно, существование а поверхности бесконечного красного смещения, б горизонта событий. Бесконечное красное смещение испытывает свет от источника, покоя- покоящегося на шварцшильдовском радиусе.
Пробная частица в подобном пространстве-времени покоит- покоится, если ее четырехмерная скорость параллельна вектору Киллинга в точке, где находится частица. Поверхность бесконечного красного смещения расположена там, где векторы Киллинга становятся свето- подобными. В статическом пространстве-времени невращающейся черной дыры горизонт событий совпадает с цоверхностыо бесконечного красного смещения. Однако это не так в нестатическом, но стационарном пространстве-времени равномерно вращающейся черной дыры. Для того чтобы векторное поле?
Векторы Киллиига являются генера- генераторами бесконечно малых преобразований симметрии. ШЬЯМА за исключением расположенных на оси вращения точек, где эти две поверхности касаются друг друга. В последнем случае по- поверхность бесконечного красного смещения не является светоподоб- ной гиперповерхностью и, следовательно, не может быть горизонтом событий [43]. Внут- Внутри поверхности все частицы вовлекаются во вращение вокруг вращаю- вращающейся черной дыры. Область между горизонтом событий и поверхностью статическо- статического предела вращающейся черной дыры называется зргосферой; назва- название отражает тот факт, что процессы, происходящие в эргосфере, мо- могут привести к переносу кинетической энергии вращения черной дыры к физическим системам, находящимся на произвольно больших рас- расстояниях.
Этот факт был обнаружен Пенроузом 134] и соответствую- соответствующий процесс теперь называют процессом Пенроуэа. В подобном рас- рассмотрении используется то, что частица, покоящаяся на поверхности статического предела, имеет энергию связи, равную «« массе покоя. Эвристически это можно понять из того, что энергия тела есть вре- менная компонента ее четырехмерного импульса. Она обращается в нуль из-за бесконечного растяжения времени, связанного с беско- бесконечным красным смещением. Величина Е постоянна вдоль времениподоб- ной геодезической.
Следовательно, на этой поверхности Е обращается в нуль. Пробной части- частицей называют частицу, вкладом которой в общее гравитационное поле 36 1. В некоторых случаях движение частицы приводит к тому, что она вылетает из эргосферы во внешний мир. Соответствую- Соответствующая энергия связи должна быть меньше массы частицы потому, что только при этом условии частица может двигаться в знакомом нам мире вне эргосферы. Поскольку полная энергия есть интеграл движе- движения, данное неравенство выполняется для этих частиц и также внутри эргосферы, несмотря на то что энергия связи может равняться мас- массе на ее внешней поверхности.
Дело в том, что последнее свойство имеет место только для покоящихся частиц, в то время как только частицы, движущиеся в эргосфере в направлении вращения черной дыры, могут обладать достаточной энергией, чтобы достичь беско- бесконечности. По-видимому, не следует удивляться тому, что "вращение про- пространства-времени" помогает частице улететь на бесконечность. Бо- Более удивительно то, что для некоторых орбит внутри эргосферы энер- энергия связи превосходит массу. Именно существование подобных орбит приводит к тому, что мо- может происходить процесс Пенроуза.
Braxelles, 1974, p. Search for observational evidence for black holes.
Novikov I. С DeWitt, B. Black hole astrophysics. Physical processes near cosmological singularities. Oda M. X-l — a candidate of the black hole.
Parker L. Wisconsin-Milwaukee, 1977. The production of elementary particles by strong gravitational Melds. Schiama D. Black holes and their thermodynamics. Sexl R.
Austriaca, B42, 303 A975. Black hole physics. Статьи 30. Hawking S. Black hole explosions? Quantum particle creation by black hole.
The quantum mechanics of black holes. Генерация волн вращающимся телом. Старобинский А. Усиление волн при отражении от вращающейся черной дыры. Misner C. Interpretation of gravitational-wave observations.
Unruh W. Second quantization in Kerr metric. Марков U. On black and white holes. Breakdown of predictability in gravitational collapse. Davies P.
Energy-momentum tensor near an evaporating black hole. Chnstensen S. Статья 6 настоящего сборника. Trace anomalies and the Hawking effect. Fulling S. Статья 7 настоящего сбор- сборника.
Radiation and vacuum polarization near a black hole. Квантовое рождение частиц эффект Хокинга в черных дырах с перемен- переменными параметрами. Probability distribution of particles created by a black hole. Wald R. On particle creation by black holes. Israel W.
Thermo-field dynamics of black holes. Bekenstein J. Einstein A and В coefficients for a black hole. Null surface quantization and quantum field theory in asymptotically flat space-time. Gibbons G. Гитман Ц.
Density matrix in quantum electrodynamics, principle of equivalence and Hawking effect. John Archibald Wheeler. Klauder, W. Freeman, San Francisco 1972. The birth of particles and antiparticles in electric and gravitational fields. Hartle J.
Статья 5 настоящего сборника. Path integral derivation of black hole radiance. Notes on black holes evaporation. Boulware D. Quantum field theory in Schwarzschild and Rindler spaces. Hawking radiation and thin shells.
Мвнский М. Рождение пар коллапсирующим телом как эффект квантовой геометрии. Новиков И. Эффекты процесса Хокинга на границе и внутри черной дыры. Alternative vacuum states in static space-times with horizons. Об определении вакуума в гравитационном поле: К-вакуум.
Eardley D. Death of white holes in the early Universe. Квентовью процессы в белых дырах. Soc, A361, 129 A976. On the origin of black hole evaporation radiation. Gerlach U.
The mechanism of blaekbody radiation from an incipient black hole. G; Phys. Origin of the particles in black hole evaporation. Adler S. Axial-vector vertex in spinor electrodynamics. Non-local con formal anomalies.
Stress tensor and con formal anomalies. Brown L. Stress-tensor trace anomaly in a gravitational metric: Scalar fields. Stress-tensor trace anomaly in a gravitational metric: general theory, Maxwell fields. Washington, Seattle A977. Stress tensors and their trace anomalies in conformally flat space-times.
Black holes and entropy. Generalized second law of thermodynamics in black hole physics. Bardeen J. The four laws of black holes mechanics. ВДаск holes in general relativity. Статья 4 настоящего сбор- сборника.
Black holes and thermodynamics. Soc, 177, 179 A976. Black hole thermodynamics and time asymetry. Soc, A353, 499 A977. The thermodynamic theory of black holes. Статья 8 настоящего сборника.
Action integrals and partial functions in quantum Gravity. Event horizons and gravitational collapse. Axisymmetric b-laek hole has only two degrees of freedom. Robinson D. Ck, Phys. Uniqueness of the Kerr black hole.
Дорошкевич А. Пространство-время и физические поля внутри черной дыры. Massive vector fields and black holes. Penrose R. Gravitational collapse and space-time singularities. Soc, A314, 529.
The singularities of gravitational collapse and cosmology. Waterloo, Canada, 1977. Conformal off-mass-shell extension, asymptotic freedom and hypothesis on global renonhalizability in quantum gravity. Испарение черных дыр и фундаментальная дыра. Rhoades С. Maximum mass of a neutron star.
Dennis J. Chitre D. Stationary configurations and the upper bound on the mass of nonrotating, causal neutron stars. Brecher K,, Caporaso G. Obese neutron stars. Hanle J.
The equation of state and bounds on the mass of non-rotating neutron stars. Joss P. Observational constrains on the masses of neutron stars. Rosen ]. The maximum mass of a cold neutron star. Надвжин Д.
Физико-математическая постановка задачи о колпапсе железных звезд и метод расчета. Гравитационный коллапс железных звезд с массами г и 10 Mq- 98. Wyller А. Observational aspects of black holes in globular clusters. Peebles P. Gravitational collapse and related phenomena from an empirical point of view.
Lynden-Bell D. Galactic nuclei as collapsed old quasars. Soc, 152, 461 A971.
Некоторые фигуры оказались настолько мудреной формы, что с их изготовлением… 22 Технологии Команда исследователей из Массачусетского технологического института опытным путем подобрала форму тороидального винта, который создает наименьшую громкость звука в диапазоне частот 1—5 кГц. Это наиболее чувствительная для человеческого уха область — на такой частоте плачут младенцы и визжат противные моторчики… 1 Наука Первый в своем роде лазерный громоотвод позволит управлять молниями Европейские ученые приступили к работам по созданию лазерного молниеотвода повышенной эффективности, который должен формировать зону безопасного притягивания молний радиусом до 500 м. Его более скромный предшественник с показателем в 60 м успешно прошел испытания летом 2021 года. Тогда было на практике доказано, что… 0 Наука Ионный кондиционер оказался в несколько раз эффективнее традиционных устройств Затраты энергии на охлаждение обычно превышают затраты на обогрев, но ввиду роста стоимости энергоносителей оба процесса в последнее время стали чрезвычайно важным экономическим фактором. В поисках более дешевых альтернатив американские ученые из Беркли занялись изучением новых типов хладагентов.
Одна из любопытных… 0 Космос Как далеко можно бросить обычный мяч на разных планетах Казалось бы, чего проще — взять и бросить мячик. Очевидно, что дальность броска будет зависеть от его силы, гравитации, техники, начальной скорости, веса мяча, наличия ветра и других условий. Самое интересно, что вода при этом не перестает быть проводником, как мы привыкли думать, но ее проводимостью теперь можно управлять. Причем на огромных скоростях — никакие… 1 Технологии Международное собрание приняло решение навсегда отказаться от високосной секунды Для обычного человека время течет размерено, и большинство людей практически не задумываются о том, как оно может влиять на их жизнь. Чтобы уравнять обе системы, с… 2 Наука Кветтабайты и роннаграммы: новые названия для невероятно больших и очень малых чисел На прошедшей на днях Генеральной конференции по мерам и весам впервые за тридцать лет научное сообщество проголосовало за добавление четырех новых префиксов для обозначения особо больших и особо малых чисел. С одной стороны это результат естественного развития науки и систем вычислений, с другой — насущная… 2 Наука Физики Клеменс Бехингер и Ли Тиан из Университета Констанца в Германии открыли наличие у стекла интересного феномена, который получил условное название эффект «жидкой кожи». В науке он именуется «поверхностным таянием», когда на внешней поверхности кристаллического материала образуется тончайшая пленка квазижидких… 3 Наука Чешские ученые сумели превратить чистую воду в металл Группа ученых под руководством Павла Юнгвирта из Чешской академии наук сумела наделить чистую воду свойством металла — из идеального изолятора она превратилась в проводник электрического тока. Ранее такое удавалось сделать только при невероятном давлении в 48 мегабар, что крайне сложно реализовать, а потому… 2 Наука Диоксид ванадия показал прежде неизвестный физикам эффект памяти Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны совершили фундаментальное открытие при работе с материалом под названием диоксид ванадия.
Это приводит к… 1 Наука В ходе первого испытания ядерной бомбы человечество создало «невозможные» квазикристаллы Группа ученых во главе с геологом Лукой Бинди из Флорентийского университета в Италии отыскала и изучила редчайшее вещество на земле — квазикристалл красного тринитита.
Фундаментальная наука
- Химия, физика, исследования материи — Новости, публикации и прогнозы
- Занимательная физика
- Спасибо БАКу — найдены экзотические X-частицы
- Что это за сообщество?