logo
Crithin
Электронный науч.-поп. журнал Critical Thinking выпускается ради всего святого, во имя науки
маленький
средний
большой
О проекте Просмотр Уровни подписки Фильтры
Все проекты
Привет! Мы — Любовь и Виталий Соковиковы, авторы науч-поп журнала Crithin. Наш журнал существует с 2015 года и за это время мы написали и перевели статьи на самые разные темы — от лженауки до космоса и изменения климата. Мы – не ученые, но любим науку и любим учиться. Мы хотим больше знать о Вселенной, нашей планете, человеке и жизни как таковой.
На страницах этого издания вы узнаете про мозг и тело человека, новые технологии и космос, а также о том, как появилась Вселенная и что было до нее. Все наши статьи основаны на данных научных исследований, а иллюстрации – отдельное наслаждение
Единоразовый платёж

Единовременный платеж означает безвозмездное пожертвование указанной вами суммы без возможности возврата средств. Данный взнос не предоставляет доступ к закрытому контенту.

Помочь проекту
Для самых первых 300₽ месяц 2 880₽ год
(-20%)
При подписке на год для вас действует 20% скидка. 20% основная скидка и 0% доп. скидка за ваш 0 уровень на проекте Crithin
Осталось 18 мест

Оформить подписку
Читатель 450₽ месяц 4 320₽ год
(-20%)
При подписке на год для вас действует 20% скидка. 20% основная скидка и 0% доп. скидка за ваш 0 уровень на проекте Crithin

Ежемесячная подписка дарит доступ к эксклюзивным материалам. Посты выходят три раза в месяц

Оформить подписку
Спонсор 750₽ месяц 7 200₽ год
(-20%)
При подписке на год для вас действует 20% скидка. 20% основная скидка и 0% доп. скидка за ваш 0 уровень на проекте Crithin

Доступ к публикациям и эксклюзивным материалам, участие в конкурсах и розыгрыши призов

Оформить подписку
Печатное издание 1 500₽ месяц

Сбор средств на выпуск первого печатного номера журнала Crithin. Когда мы соберем необходимую сумму и сделаем первый номер, вы будете среди первых, кто получит выпуск с лимитированными подарками от редакции

Оформить подписку
Меценат 3 000₽ месяц 28 800₽ год
(-20%)
При подписке на год для вас действует 20% скидка. 20% основная скидка и 0% доп. скидка за ваш 0 уровень на проекте Crithin

Снимаем шляпу и в благодарность ставим в описании статей, вышедших за месяц, ваше ФИО (или псевдоним, как вам угодно) + предыдущие бонусы

Оформить подписку
logo Crithin
logo Crithin
Разблокируйте этот пост,
став подписчиком
Подписаться за 300₽ в месяц

Парадокс путешествий во времени и варианты его решения. Что нужно знать?

Сегодня путешествия во времени являются излюбленной темой как голливудских сценаристов, так и научных фантастов. Но так было не всегда.

logo Crithin

«Новая физика»: тайна мюонного эксперимента

Недавно ‎мировые‏ ‎СМИ ‎сообщили ‎о ‎ряде ‎удивительных‏ ‎открытий, ‎согласно‏ ‎которым‏ ‎Стандартная ‎модель ‎физики‏ ‎частиц ‎может‏ ‎оказаться ‎неполной. ‎Все ‎дело‏ ‎в‏ ‎магнетизме ‎субатомных‏ ‎частиц, ‎называемых‏ ‎мюонами: ‎пятнадцать ‎лет ‎назад ‎физики‏ ‎из‏ ‎Брукхейвенской ‎национальной‏ ‎лаборатории ‎обнаружили,‏ ‎что ‎мюоны ‎двигаются ‎неожиданными ‎образом,‏ ‎что‏ ‎не‏ ‎соответствовало ‎теоретическим‏ ‎предсказаниям. ‎С‏ ‎тех ‎пор‏ ‎ученые‏ ‎пытались ‎понять‏ ‎почему.

Мюон ‎и ‎Стандартная ‎модель


Исследователи ‎регистрируют‏ ‎мюоны ‎в‏ ‎космических‏ ‎лучах ‎– ‎они‏ ‎возникают ‎в‏ ‎результате ‎распада ‎заряженных ‎пионов‏ ‎(три‏ ‎вида ‎субатомных‏ ‎частиц ‎из‏ ‎группы ‎мезонов). ‎Пионы ‎создаются ‎в‏ ‎верхних‏ ‎слоях ‎атмосферы‏ ‎и ‎имеют‏ ‎очень ‎короткое ‎время ‎распада ‎–‏ ‎несколько‏ ‎наносекунд.‏ ‎Мюоны ‎являются‏ ‎неотъемлемым ‎элементом‏ ‎космоса, ‎а‏ ‎физики‏ ‎отмечают, ‎что‏ ‎они ‎похожи ‎на ‎крошечные ‎вращающиеся‏ ‎вокруг ‎собственной‏ ‎оси‏ ‎магниты.

Мюоны ‎идентичны ‎электронам‏ ‎(за ‎исключением‏ ‎массы) ‎и ‎имеют ‎скорости,‏ ‎близкие‏ ‎к ‎скорости‏ ‎света. ‎Эти‏ ‎субатомные ‎частицы ‎генерируют ‎магнитные ‎поля,‏ ‎силу‏ ‎и ‎ориентацию‏ ‎которых ‎физики‏ ‎называют ‎магнитным ‎моментом.

Для ‎расчета ‎магнитного‏ ‎момента‏ ‎мюона‏ ‎вплоть ‎до‏ ‎2020 ‎года‏ ‎ученые ‎использовали‏ ‎смешанный‏ ‎подход. ‎Они‏ ‎собирали ‎данные ‎о ‎столкновениях ‎между‏ ‎электронами ‎и‏ ‎позитронами‏ ‎(противоположностью ‎электронов) ‎а‏ ‎затем ‎использовали‏ ‎их ‎для ‎вычисления ‎вклада‏ ‎сильного‏ ‎взаимодействия ‎в‏ ‎магнитный ‎момент‏ ‎мюона. ‎Последние ‎результаты ‎были ‎получены‏ ‎в‏ ‎прошлом ‎году‏ ‎и ‎дают‏ ‎очень ‎точную ‎оценку.

6 ‎апреля ‎в‏ ‎научном‏ ‎журнале‏ ‎Nature ‎вышло‏ ‎исследование, ‎в‏ ‎котором ‎физики‏ ‎применили‏ ‎новый ‎подход.‏ ‎С ‎его ‎помощью ‎им ‎удалось‏ ‎получить ‎оценку‏ ‎напряженности‏ ‎магнитного ‎поля ‎мюона,‏ ‎которое ‎практически‏ ‎полностью ‎соответствует ‎его ‎экспериментальному‏ ‎значению.

По‏ ‎словам ‎ведущего‏ ‎автора ‎исследования,‏ ‎профессора ‎физики ‎в ‎Пенсильванском ‎университете‏ ‎Золтона‏ ‎Фодора, ‎большинство‏ ‎явлений ‎в‏ ‎природе ‎можно ‎объяснить ‎с ‎помощью‏ ‎Стандартной‏ ‎модели‏ ‎– ‎она‏ ‎позволяет ‎предсказать‏ ‎свойства ‎частиц‏ ‎с‏ ‎удивительной ‎точностью.‏ ‎Но ‎когда ‎экспериментальные ‎результаты ‎и‏ ‎теория ‎не‏ ‎совпадают,‏ ‎существует ‎вероятность ‎открытия‏ ‎чего-то ‎нового‏ ‎– ‎чего-то, ‎что ‎лежит‏ ‎за‏ ‎пределами ‎Стандартной‏ ‎модели.

Стандартная ‎модель‏ ‎является ‎самой ‎успешной ‎на ‎сегодняшний‏ ‎день‏ ‎квантовой ‎теорией,‏ ‎которая ‎описывает‏ ‎слабые, ‎электромагнитныее ‎и ‎сильные ‎взаимодействия.

Частицы‏ ‎Стандартной‏ ‎модели‏ ‎объединяются ‎друг‏ ‎с ‎другом‏ ‎четырьмя ‎фундаментальными‏ ‎силами.‏ ‎Три ‎описанных‏ ‎выше ‎взаимодействия ‎доступны ‎квантовой ‎физике,‏ ‎но ‎четвертое‏ ‎–‏ ‎гравитационное ‎взаимодействие ‎–‏ ‎не ‎согласуется‏ ‎с ‎квантовой ‎теорией, ‎поэтому‏ ‎его‏ ‎рассматривают ‎отдельно.

В‏ ‎ходе ‎нового‏ ‎исследования ‎ученым ‎удалось ‎привести ‎теорию‏ ‎в‏ ‎соответствии ‎с‏ ‎измерениями. ‎Для‏ ‎этого ‎они ‎построили ‎оценку ‎с‏ ‎нуля,‏ ‎начав‏ ‎с ‎довольно‏ ‎простых ‎уравнений.

Читайте‏ ‎также: ‎Альтернативная‏ ‎история‏ ‎Большого ‎взрыва

Полученные‏ ‎данные ‎существенно ‎сокращают ‎разрыв ‎между‏ ‎теорией ‎и‏ ‎экспериментальными‏ ‎измерениями ‎и, ‎если‏ ‎являются ‎верными,‏ ‎подтверждают ‎главенство ‎Стандартной ‎модели,‏ ‎которая‏ ‎десятилетиями ‎руководила‏ ‎физикой ‎элементарных‏ ‎частиц. ‎Но ‎это ‎– ‎далеко‏ ‎не‏ ‎самые ‎интересные‏ ‎новости.


Кто ‎и‏ ‎почему ‎говорит ‎о ‎«Новой ‎физике»?

Несмотря‏ ‎на‏ ‎описанные‏ ‎выше ‎результаты,‏ ‎существует ‎все‏ ‎больше ‎свидетельств‏ ‎того,‏ ‎что ‎крошечная‏ ‎субатомная ‎частица, ‎похоже, ‎не ‎подчиняется‏ ‎известным ‎законам‏ ‎физики.‏ ‎Так ‎7 ‎апреля‏ ‎в ‎журнале‏ ‎Physical ‎Review ‎Letters ‎вышло‏ ‎исследование,‏ ‎результаты ‎которого,‏ ‎по ‎мнению‏ ‎его ‎авторов, ‎открывают ‎дверь ‎в‏ ‎неизвестность‏ ‎в ‎нашем‏ ‎понимании ‎Вселенной.


Как‏ ‎говорится ‎в ‎пресс-релизе ‎исследования, ‎ученые‏ ‎из‏ ‎Национальной‏ ‎ускорительной ‎лаборатории‏ ‎имени ‎Энрико‏ ‎Ферми ‎(Fermilab,‏ ‎США)‏ ‎в ‎ходе‏ ‎эксперимента, ‎который ‎получил ‎название ‎Muon‏ ‎g-2 ‎хотели‏ ‎получить‏ ‎точные ‎измерения ‎колебания‏ ‎магнитных ‎мюонов‏ ‎при ‎прохождении ‎через ‎магнитное‏ ‎поле.

«Если‏ ‎экспериментальное ‎значение‏ ‎магнитного ‎момента‏ ‎мюонов ‎отличается ‎от ‎теоретического ‎предсказания‏ ‎–‏ ‎мы ‎называем‏ ‎это ‎аномалией‏ ‎– ‎это ‎отклонение ‎может ‎быть‏ ‎признаком‏ ‎новой‏ ‎физики, ‎в‏ ‎которой ‎на‏ ‎мюон ‎влияет‏ ‎тонкая‏ ‎и ‎неизвестная‏ ‎частица ‎или ‎сила», ‎– ‎пишут‏ ‎авторы ‎научной‏ ‎работы.

Необходимо‏ ‎отметить, ‎что ‎поиски‏ ‎подобной ‎аномалии‏ ‎(и ‎«Новой ‎физики» ‎в‏ ‎частности)‏ ‎ведутся ‎не‏ ‎один ‎год‏ ‎– ‎ученые ‎ищут ‎ее, ‎чтобы‏ ‎разгадать‏ ‎тайну ‎темной‏ ‎материи, ‎темной‏ ‎энергии ‎и ‎других ‎явлений. ‎Дело‏ ‎в‏ ‎том,‏ ‎что ‎несмотря‏ ‎на ‎успех‏ ‎Стандартной ‎модели,‏ ‎она,‏ ‎увы, ‎описывает‏ ‎Вселенную ‎не ‎до ‎конца, ‎так‏ ‎как ‎не‏ ‎учитывает‏ ‎четвертое, ‎гравитационное ‎взаимодействие.

Новая‏ ‎сила ‎природы

Так‏ ‎как ‎признаки ‎Новой ‎физики‏ ‎можно‏ ‎обнаружить ‎благодаря‏ ‎аномалиям, ‎исследователи‏ ‎изучают ‎их ‎очень ‎внимательно, ‎особенно‏ ‎когда‏ ‎экспериментальные ‎результаты‏ ‎расходятся ‎с‏ ‎теоретическими ‎предсказаниями.

Именно ‎это ‎и ‎произошло‏ ‎в‏ ‎ходе‏ ‎работы ‎физиков‏ ‎из ‎Fermilab‏ ‎– ‎результаты‏ ‎эксперимента‏ ‎показали, ‎что‏ ‎полученное ‎значение ‎магнитного ‎момента ‎мюона,‏ ‎когда ‎тот‏ ‎проходит‏ ‎через ‎магнитное ‎поле,‏ ‎отклоняется ‎от‏ ‎теории ‎на ‎ничтожную ‎величину‏ ‎–‏ ‎0,00000000251 ‎–‏ ‎и ‎имеет‏ ‎статистическую ‎значимость ‎4,2 ‎сигма. ‎Для‏ ‎полной‏ ‎уверенности ‎физикам‏ ‎нужно ‎достичь‏ ‎показателя ‎в ‎5 ‎сигма. ‎Но‏ ‎даже‏ ‎такая‏ ‎крошечная ‎величина‏ ‎может ‎сильно‏ ‎изменить ‎направление‏ ‎физики‏ ‎элементарных ‎частиц.


Мюонное‏ ‎кольцо ‎g-2 ‎в ‎Национальной ‎ускорительной‏ ‎лаборатории ‎имени‏ ‎Энрико‏ ‎Ферми ‎(Fermilab, ‎США),‏ ‎работает ‎при‏ ‎температуре ‎минус ‎450 ‎градусов‏ ‎по‏ ‎Фаренгейту ‎и‏ ‎изучает ‎колебания‏ ‎мюонов ‎при ‎прохождении ‎через ‎магнитное‏ ‎поле.

К‏ ‎сожалению, ‎несмотря‏ ‎на ‎столь‏ ‎вдохновляющие ‎результаты, ‎при ‎такой ‎статистической‏ ‎значимости‏ ‎сигма‏ ‎нельзя ‎сказать,‏ ‎что ‎ученые‏ ‎совершили ‎открытие.‏ ‎Но‏ ‎доказательства ‎существования‏ ‎новой ‎физики ‎в ‎мюонах, ‎как‏ ‎пишет ‎Scientific‏ ‎American,‏ ‎в ‎сочетании ‎с‏ ‎аномалиями, ‎недавно‏ ‎наблюдавшимися ‎в ‎эксперименте ‎Большого‏ ‎адронного‏ ‎коллайдера ‎Beauty‏ ‎(LHCb) ‎в‏ ‎ЦЕРН ‎близ ‎Женевы ‎– ‎впечатляют‏ ‎и‏ ‎раззадоривают ‎исследователей.

Ученые‏ ‎также ‎сообщили,‏ ‎что ‎вероятность ‎того, ‎что ‎полученные‏ ‎измерения‏ ‎могут‏ ‎быть ‎случайностью,‏ ‎равняются ‎одному‏ ‎из ‎40‏ ‎000.‏ ‎Этого, ‎однако,‏ ‎недостаточно ‎для ‎объявления ‎официального ‎открытия,‏ ‎но ‎ученые‏ ‎отмечают,‏ ‎что ‎в ‎ближайшие‏ ‎годы ‎мюонные‏ ‎эксперименты ‎продолжатся, ‎а ‎значит‏ ‎данных‏ ‎будет ‎значительно‏ ‎больше.

Интересно, ‎что‏ ‎сам ‎эксперимент ‎Fermilab ‎закончился ‎в‏ ‎середине‏ ‎2018 ‎года,‏ ‎но ‎исследовательская‏ ‎команда ‎по-прежнему ‎занимается ‎анализом ‎полученных‏ ‎данных,‏ ‎включая‏ ‎дополнительные.

Если ‎эти‏ ‎данные ‎окажутся‏ ‎похожи ‎на‏ ‎те,‏ ‎что ‎опубликованы‏ ‎в ‎новом ‎исследовании, ‎их ‎может‏ ‎быть ‎достаточно,‏ ‎чтобы‏ ‎сделать ‎аномалию ‎полномасштабным‏ ‎открытием ‎к‏ ‎концу ‎2023 ‎года ‎–‏ ‎то‏ ‎есть ‎подтвердить‏ ‎наличие ‎новой,‏ ‎неизвестной ‎науке ‎силы ‎природы ‎(или‏ ‎частицы),‏ ‎которая ‎оказывает‏ ‎влияние ‎на‏ ‎мюоны. ‎Так ‎что ‎ждем, ‎2023‏ ‎не‏ ‎за‏ ‎горами.

Материал ‎подготовлен‏ ‎специально ‎для‏ ‎crithin.ru ‎

Статистика

2 читателя
2 100 ₽ всего собрано
Отслеживать

Метки

наука 9 критическое мышление 6 научные исследования 6 crithin 4 физика 4 вселенная 3 квантовая механика 3 квантовая физика 3 лженаука 3 астрология 2 астрономия 2 вояджер 2 депрессия 2 зомби 2 космос 2 научно-популярное 2 пандемия 2 послание Аресибо 2 Facebook 1 Альберт эйнштейн 1 болезни 1 борьбасдепрессией 1 будущее 1 вирус 1 время 1 гороскоп 1 Джимми картер 1 динамит 1 звёзды 1 зомби олени 1 инопланетяне 1 инстаграм 1 инфекции 1 история 1 Карл Саган 1 климат 1 климатические модели 1 ковид 1 коронавирус 1 космические аппараты 1 критическое 1 машина времени 1 мозг 1 мракобесие 1 мультивселенная 1 мюон 1 нобелевская премия 1 Нобель 1 общество 1 парадокс 1 пвсевдонаука 1 пионер 1 планеты 1 послание вояджеров 1 прионы 1 психотерапия 1 радиоастрономия 1 радиоволны 1 сила природы 1 сложные системы 1 солнечная система 1 социальные сети 1 стандартная модель 1 тревога 1 уравнение Дрейка 1 фильм ужасов 1 Фрэнк Дрейк 1 Футурама 1 экстрасенсы 1 элементарные частицы 1 Показать еще тегов

Подарить подписку

Будет создан код, который позволит адресату получить бесплатный для него доступ на определённый уровень подписки.

Оплата за этого пользователя будет списываться с вашей карты вплоть до отмены подписки. Код может быть показан на экране или отправлен по почте вместе с инструкцией.

Добавить карту
0/2048