Ученые прогнозируют, что до открытия антигравитации осталось всего несколько месяцев.

Ученые из CERN объявили о том, что им удалось поймать в ловушку 309 атомов антиводорода и удержать их там на протяжении 15 минут. Этого времени вполне достаточно для проведения самых разнообразных экспериментов, в частности направленных на то, что бы выяснить, подчиняется ли антивещество закону тяготения, падает ли оно под воздействием гравитации, подобно обычной материи. И ответив на этот вопрос, ученые собираются вплотную приблизиться к обнаружению явления антигравитации.

Ответ на вышеприведенный вопрос еще никогда не проверялся экспериментально, что связано с трудностями создания и сохранение антивещества длительное время. Но вероятнее всего, что антиматерия"упадет вниз"точно так же как и обычная материя. Ученые прогнозируют это исходя из того, что антивещество, несмотря на все его"анти-"свойства, наполнено обычной энергией, даже несмотря на его противоположный заряд, и должно повиноваться самым общим физическим законам. Падающее антивещество означает нарушение закона сохранения энергии.

Однако, если антивещество продемонстрирует антигравитацию, это будет иметь огромное значение для объяснения некоторых особенностей строения нашей Вселенной. Какпредполагается, во Вселенной существует равное количество вещества и антивещества, только вот во всей наблюдаемой части Вселенной мы видим только обычное вещество. Если будет обнаружено, что вещество и антивещество взаимно отталкиваются, это будет означать, что в некоторых областях космоса, до которых еще не добралось человечество, можно будет найти целые галактики из антивещества. Это так же сможет объяснить, почему Вселенная не просто расширяется, а делает это с возрастающим ускорением.

В любом случае пока ученым CERN остается лишь высказывать смелые предположения и выдвигать теории. А через два-три месяца, требующихся на подготовку, будет проведен эксперимент , в ходе которого в ловушке будет собрана целая капля антиводорода и будут проведены наблюдения за тем, в какую же сторону она будет падать. Если она будет падать вниз, то это будет означать то, что известные физические законы"остаются на месте",и, вероятнее всего, антигравитационный скейтборд когда-нибудь станет реальностью.

Источник

Новый европейский лазер будет настолько мощным, что сможет разорвать пространство и время.

Европейская комиссия одобрила строительство трех новых гигантских исследовательских лазеров и рассматривает возможность создания еще одного, самого мощного в мире лазера. Мощность импульса этого лазера в несколько сотен раз будет превышать моментальную мощность электрической энергии, вырабатываемой всей человеческой цивилизацией. Каждый из трех новых лазеров будет иметь импульсную мощность, находящуюся в диапазоне петаватта, а мощность четвертого лазера будет в два раза превосходить суммарную мощность первых трех лазеров. С помощью энергии импульсов этих лазеров ученые надеются переместить в реальный мир"виртуальные"неуловимые частицы, из которых состоит, согласно одной из теорий, вся материя и пространство Вселенной.

Пиковая импульсная мощность четвертого лазера проекта Extreme Light Infrastructure (ELI) будет получаться в результате сложения десяти лазерных лучей в один импульс, мощность которого будет составлять 200 петаватт. Это значение в 200 петаватт значительно превосходит суммарное количество энергии, производимой в настоящее время, и фактическипревосходит количество энергии, получаемой Землей от Солнца.

Конечно, такой лазер весьма существенно отличается от лазерной указки, которой балуются ваши дети. Единственный метод достичь таких значений уровня энергии импульса - сократить до безумно маленьких величин само время этого импульса. Импульс, мощностью 200 петаватт, продлиться всего 1.5x10^-14 секунды. Для сравнения, это время, требующееся свету на преодоление расстояния толщины человеческого волоса.

Первым, что будут исследовать ученые с помощью четвертого лазера - это одна из загадочных теорий квантовой физики, которая утверждает, что пространство состоит из возникающих ниоткуда частиц, которые возникают совершенно непредсказуемо, а время их существования настолько мало, что их не удается зарегистрировать никакими научными методами. Ученые надеются, что при таком уровне энергии, сосредоточенном в малой области пространства, нарушатся все законы физики и произойдет разрыв пространственно-временного континуума, разделение материи на вещество и антивещество и другие совершенно невероятные явления.

Несколько европейских стран претендовали на участие в проекте ELI в качестве места строительства новых лазеров. Один из трех первых лазеров будет строиться ЧешскойРеспублике а два других - в Венгрии и Румынии. Эти лазеры должны будут вступить в строй в 2015 году. Четвертый лазер, согласно планам, должен начать"разрывать пространство"в 2017 году, но где именно, пока это еще не решено.

Источник

Физики создали модель Большого Взрыва в лабораторных условиях.

Группа ученых-физиков из университета Мэриленда в ходе исследований создали в лаборатории университета первую"настольную"модель Большого Взрыва. Но, по этому поводу можно не волноваться, устройство, размером в 20 микрометров, всего лишь моделирует поведение света и времени в момент, сразу следующий за Большим Взрывом, момент зарождения нашей Вселенной. Использование такой установки и рассчитанной с ее помощью математической модели, по словам физика Игоря Смолянинова, позволит узнать принцип расширения пространственно-временного континуума и объяснить, почему время течет только в одном направлении.

Экспериментальная установка, созданная Смоляниновым и его коллегой Ю-Джу Хунгом, моделирует условия Большого Взрыва, используя свойства экзотических метаматериалов, имеющих сложное строение, состоящих из частей разных простых материалов. Эти метаматериалы, которые в будущем будут использоваться для изготовления плащей-невидимок, могут взаимодействовать со светом, отклонять и преломлять его самыми необычными способами. Работая с этими метаматериалами в течении многих лет физики обнаружили то, что взаимодействие света с метаматериалом может подражать некоторым космологическим событиям, вращению планеты вокруг звезды, захват фотонов света черной дырой и многим другим.

Большинство физических законов не зависит от течения времени, поэтому они будут неизменными вне зависимости от того, течет ли время вперед или назад. Но это совершенно неверно для второго закона термодинамики, который определяет, что энтропия, т.е. беспорядок, должен увеличиваться со временем. Из-за этого время не может потечьназад, люди не могут молодеть и фильм"День сурка"-всего лишь беллетристика.

Чтобы создать"Большой Взрыв в бутылке"исследователи использовали полосы акрилового полимера и золота, расположенные таким образом, что бы лазерный свет, падающий на золото, возбуждал волны свободных электронов, так называемые плазмоны. Законы, определяющие движение плазмонов по поверхности метаматеиалов являются теми же законами, описывающими движение массивных тел по плоской версии пространства Минковского, которая содержит два измерения - пространство и время.

Когда метаматериал освещали светом зеленого лазера, на его поверхности наблюдались треугольники плазмонов, исходящих из единственной точки,"игрушечного Большого Взрыва",которые двигались по расширяющимся линиям, которые в реальном мире отождествляются с линиями жизни элементарных частиц, вырисованным на плоскости пространство-время. Поскольку поверхность метаматериала далека от совершенства, отраженные световые лучи искажаются и взаимодействуют друг с другом. В созданной модели это служит в качестве примитивного представления энтропии.

Используя эту модель, исследователи изучили вопрос, возможно ли передвижение по времени. Начиная эксперименты, Смолянинов предполагал, что им будет легко найти ответ на этот вопрос, предполагая, что круговое движение фотонов света идентично с математической точки зрения перемещению частиц во времени. На самом деле все оказалось намного сложнее. Свет определенной длины волны, согласно математической модели Смолянинова может перемещаться в пространстве-времени, но фотоны света, которыеведут себя подобно частицам, неспособны двигаться по устойчивой круговой орбите."Похоже, что путешествия во времени в этой модели невозможны"-сказал Смолянинов.

Смолянинов сам признает, что его модель весьма ограничена."Это никогда не даст реальный и окончательный ответ о реальном Большом взрыве и реальной природе времени"-сказал он. -"Но если Вы изучаете эту область, Вы можете наткнуться на что-то, и после этого Вы будете в состоянии задать более сложные и интеллектуальные вопросы".

Источник

Исследования свойств графена могут помочь физикам проникнуть в тайны бозона Хиггса.

Согласно новым исследованиям, графен, новый, многообещающий в разных областях, материал, может помочь ученым-физикам ответить на некоторые вопросы, связанные с бозоном Хиггса, самой загадочной и неуловимой частицей нашей Вселенной. Когда графен, представляющий собой материал из углерода, толщиной в один атом, подвергается сжатию или растяжению, он начинает колебаться. Эти колебания связаны с изменением энергетического потенциала самого графена. В результате этих колебаний происходитнарушение симметрии кристаллической решетки графена, а результатом этих колебаний становятся устойчивые волновые эффекты.

Пабло Сан-Хосе (Pablo San-Jose), Франсиско Гинея (Francisco Guinea) и Хосе Гонсалес (Jose Gonzalez) из Мадридского института материальных наук (Madrid's Institute for Material Science), считают, что нарушения симметрии при колебаниях графена являются аналогичными нарушениям симметрии пространства и материи, имевшим место во время Большого взрыва. Ученые предполагают, что в ранние моменты, непосредственно предшествующие Большому взрыву, все четыре фундаментальных силы, существующие в современном материальном мире, были единой силой. Но горячее и чрезвычайно плотное состояние вещества в момент взрыва вызвало нарушение симметрии, в результате которого вышеупомянутая единая сила разбилась на силу гравитации, силы электромагнетизма, силы слабых и сильных ядерных взаимодействий.

Согласно Discovery News, это явление называется областью Хиггса (Higgs field), которая имеет непосредственное отношение к бозону Хиггса, а сутью этой области является переходный период, когда материя переходит из высокоэнергетического состояния к обычному, материальному состоянию. В мире физики вышеупомянутые эффекты называются"Эффектом сомбреро"или"Эффектом мексиканской шляпы".

Так вот, вернемся опять к графену. Результат реакции графена на растяжение или сжатие, подобна тому, что происходит когда сжимается область Хиггса, вызывая нарушение симметрии Вселенной, только в локальном микроскопическом масштабе. Изучение волновых эффектов, возникающих в графене, может дать ученым некоторые намеки и подсказки об области Хиггса и о бозоне Хиггса. Ведь физики уже сейчас знают, что волновые эффекты в графене возникают не только в результате физического воздействия. Колебания и эффекты меньшей амплитуды возникают даже и при незначительных температурных колебаниях.

Все вышесказанное не значит того, что изучение крошечных графеновых пленок может заменить огромный Большой Адронный Коллайдер (БАК) в деле обнаружения бозона Хиггса. Но эти исследования могут помочь в решении некоторых загадочных физических уравнений из области квантовой физики и квантовой механики.

Источник