В Германии начали эксперимент с лазером, который поможет создать и обнаружить темную материю
Ученые из немецкой DESY попытаются пропустить свет сквозь стену. Если это сработает, они, вероятно, создадут какую-то темную материю.
Ночью вы можете посмотреть вверх и увидеть тысячи звезд, но это лишь небольшая видимая часть Вселенной. Ученые считают, что большую часть Вселенной составляют темная материя и темная энергия, невидимые по самой своей природе. Новый эксперимент, начатый в Германии, может наконец-то раскрыть тайну темной материи.
Как вы можете себе представить, трудно изучать что-то невидимое, но темная материя не просто невидима — она не взаимодействует с обычной материей, кроме как посредством гравитации. Мы можем наблюдать эффекты темной материи в том, как звезды движутся в галактиках, но обнаружить эти неизвестные частицы — непростая задача. Международная команда сегодня запустила ALPS II, эксперимент на Немецком электронном синхротроне (DESY) в Гамбурге, который поможет сделать именно это.
Есть несколько теоретических кандидатов на роль темной материи, в том числе слабо взаимодействующие массивные частицы (WIMP), первичные черные дыры и аксионы. Недавнее исследование колец Эйнштейна показало, что аксионы больше соответствуют тому, что мы видим во Вселенной, и это цель ALPS II. Экспериментальная конструкция состоит из 250-метрового туннеля с оптическим резонатором, усиливающим лазер. Когда лазер движется по туннелю «Гера», он подвергается воздействию сильного магнитного поля, создаваемого 12 сверхпроводящими магнитами. Теоретическая работа по аксионам показывает, что можно превратить обычный фотон в аксион — частицу темной материи — с помощью такого сильного поля.
Команда ALPS II надеется, что по крайней мере некоторые из фотонов в лазере превратятся в аксионы, когда они столкнутся с магнитным полем. Но как это обнаружить, если темная материя ни с чем не взаимодействует? ALPS II ловко обходит этот маленький «лежачий полицейский», отфильтровывая весь непреобразованный свет с помощью сложного устройства, известного как «стена».
Итак, лазер попадает в стену, но любые фотоны, ставшие аксионами, проходят сквозь нее. С другой стороны, они могут снова трансформироваться в фотоны, чтобы их можно было обнаружить.
рекомендации
Детекторы в туннеле спроектированы так, чтобы уловить любые изменения с другой стороны стены, потому что даже самые точные оценки подтверждают, что преобразования фотонов в аксионы случаются редко. Аксель Линднер из DESY сравнивает это с вероятностью «бросить 33 кости, и все они выпадут одинаково». Тем не менее, если какой-либо свет просочится через стену, это будет убедительным доказательством того, что аксионы являются темной материей, что может серьезно повлиять на наше понимание Вселенной и помочь закрыть некоторые зияющие дыры в Стандартной модели физики элементарных частиц.
Этот материал написан посетителем сайта, и за него начислено вознаграждение.Садальский из зала вмешался в спектакль Максаковой с неожиданной репликой
Культура 16196
ПоделитьсяЛюдмила Максакова в премьерном спектакле театра продемонстрировала красивые ноги, легкие прыжки и без поддержки забралась на стул.
Вначале едва не случился казус. Когда героиня Максаковой — Реджина — пошла вдоль первого ряда со словами: «Нет мужчины, который теперь даст мне воды», с места по центру вскочил Стас Садальский и, протянув руку, горячо так сказал: «Я дам!..» Мгновенная пауза, я увидела, как Максакова и три молодых артиста на сцене чуть вздрогнули от экспромта, да и в зале было слышно легкое недоумение. Кто-то даже подумал, что так и было задумано — ведь Реджина обращалась как бы к публике. Но такого Яшиным задумано точно не было. На порыв Садальского (искренний он или из домашней заготовки?) Максакова, не моргнув глазом, ответила своей импровизацией: «Ты — артист, а артист — ребенок.
Пока же в пространстве Новой сцены много белого и черного цветов — черный низ, белый верх. Над сценой, одетой, как монашка, в черную одежду, зависли: в глубине по центру белый аэроплан, справа — воздушный шар с корзиной и штурвалом, а слева — белая акула, белее обезжиренного молока. Впрочем, сценограф Елена Качелаева в черный низ все-таки допустила элементы мебели из белых планов, обозначив геометрию постановки.
В этом ч/б пространстве живет Реджина, дама почтенного возраста, ходит в черных одеждах. Ответственная за костюмы Мария Данилова эту гамму в туалетах дамы не нарушила. К ней приезжает пятидесятилетний сын Альфредо, названный в честь героя оперы Верди «Травиата». Вот он как раз в белом, причем плащ, брюки, жилет, майка у него теплого тона. Он приехал к матери, как говорится, навеки поселиться, чтобы, так сказать, найти покой душевный, но она ему чуть не с порога — мол, зачем приехал, мол, покой мой нарушаешь.
Завязка психологической драмы итальянского драматурга Манлио Сантанелли (перевод Тамары Скуй) не несет радости, но, как ни странно, в зале будут много смеяться. За счет чего, становится понятно довольно быстро. Перед нами вечная тема: отцы и дети в комбинации мать–сын. Сразу вспомнились Аркадина и Треплев в чеховской «Чайке», Клитемнестра–Орест у Эсхила и Иокаста–Эдип у Еврипида (правда, последний более сложный вариант, но тем не менее) — без старика Фрейда тут не разобраться в обидах и комплексах ближайших родственников, которые физически и морально убивали и продолжают убивать друг друга. История нестареющая, в которой победителей нет, жертвы с двух сторон.
Как результат, а процесс… Вот процесс прописан в итальянской пьесе 1984 года как дуэль матери и сына. Будучи глубоко одинокими, они добивают друг друга. И кажется, что первое слово обещает лад да мир («мама, я приехал»), а второе — уже ссора, недобрая совсем — до исступления. И простые, бытовые вещи вроде чемодана, мужских трусов становятся поводом, чтобы вспомнить застарелые обиды, упрекнуть, не упустить возможности уколоть за прошлое, нанести удар, чтоб сделать больно.
Но как изящен этот удар, изыскан, исполненный то с удивлением, то с простодушием. Никакой злобы — все по-королевски снисходительно. И это вызывает смех, тут же переходящий в боль. Вот Максакова с легкостью балансирует на этих качелях: ее мать забавляется игрой в королеву и тут же страдает от содеянного над собственным ребенком. Мгновенное внутреннее раскаяние, и она сжимается от жестокости сына, в свою очередь униженного матерью сравнением с его отцом. Разумеется, не в пользу сына. И оба страдают, но… Душевная слепота, конченый эгоизм? Склонность к садизму? Это уже к доктору, писатели — показывают.
В первом акте у королевы будет монолог на тему «как меня чуть не съела акула»: невероятная встреча с будущим отцом Альфредо. Психологическое напряжение предыдущих сцен эффектно расцвечено фантазией об акуле (белая надувная хищная рыба приближается к рассказчице), но отважный герой нанес той смертельный удар и предложил юной красотке руку и сердце.
Этот монолог — отдельный дивертисмент, где Максакова демонстрирует истинно вахтанговскую игру, празднично-ироничную, и невероятную физическую форму: черный купальник только подчеркивает линии стройной фигуры, длинные ноги, она прыгает, без поддержки забирается на стул.
Партнер — Владимир Логвинов — молод, но он как раз из той редкой породы нового поколения, у которого четко просматривается большое будущее. Очень чуткий, внутренне пластичный, ироничный, с прекрасной речью. К тому же у него редкое амплуа — герой-неврастеник. Одна из лучших его ролей — Анатоль Курагин в «Войне и мире» Римаса Туминаса. На премьере, я помню, Мастер сказал, что только за один взгляд смертельно раненного Анатоля можно смело давать «Оскара».
Во втором акте у актера своя ответка матери — монолог, и тоже с фантазиями на тему «как я съел свою жену», корнями уходящий куда? Правильно — в детские комплексы. В дуэте с таким мастером, как Максакова, Логвинов, понятное дело, вторая скрипка со своей неизлечимой болью, но играет он королеву-мать.
Ну а в финале опять Садальский: на поклонах все-таки не выдержал, вышел к актерам и произнес прочувствованную речь. Попросил сказать и Максакову, но та только скромно благодарила зрителей: «Без вас мы никто».
Подписаться
Авторы:- Марина Райкина
Мария Максакова
Опубликован в газете «Московский комсомолец» №29037 от 26 мая 2023
Заголовок в газете: Максакова сыграла королевский комплекс матереи
Что еще почитать
Что почитать:Ещё материалы
В регионах
ЧВК «Вагнер» наведались в евпаторийский клуб, где участник СВО не смог исполнить гимн РФ
71325
Крымфото: МК в Крыму
22 мая – день Николая Чудотворца, что строго запрещено в большой праздник
Фото 15623
ПсковК морю на псковскую зарплату: как в Сочи «тянут деньги» из туристов.
Почём отдых в 2023 годуФото 13141
ПсковСветлана Пикалёва
20 мая – старинный праздник Купальницы: что нельзя делать, чтобы не навлечь беду
Фото 5436
ПсковСвердловское ТУ Росимущества после назначения начальником Сергея Зубенко, за спиной которого виден руководитель центрального аппарата Вадим Яковенко, напоминает магазин «для своих»
Фото 3249
ЕкатеринбургМаксим Бойков
Парк Шереметьевых оказался порезанным на куски
Евгения Григорьева
Почём отдых в 2023 годуВ регионах:Ещё материалы
MareNostrum 5 ударов лежачих полицейских; Культовая часовня для размещения квантовых систем
MareNostrum 5, суперкомпьютер нового поколения в Барселонском суперкомпьютерном центре (BSC) и одна из флагманских пре-экзафлопсных систем EuroHPC, прошел трудный путь к реальности с момента его анонса в 2020 году.
Жирона — операционный директор BSC — вчера выступил на ISC в Гамбурге, он со смехом и пожиманием плечами объявил о последних (относительно незначительных) задержках в системе — в конце концов, график MareNostrum 5 видел намного хуже, чем это. (Подробнее обо всей этой саге читайте в нашем предыдущем репортаже.)
Когда мы разговаривали с Жироной всего три месяца назад, установка MareNostrum 5 уже началась (правда, только системы хранения), и система должна была пройти окончательную приемку к концу июня. В презентации на ISC Жирона поделилась, что сроки сдвинулись: сетевые системы и системы хранения, которые ожидались в январе (и которые ожидались вскоре, когда мы говорили в феврале), с тех пор имеют некоторые компоненты, отложенные до конца этого месяца. Несмотря на это, Жирона заявила, что они начали перенос пользовательских данных на незаконченное оборудование, которое было установлено.
Универсальный раздел Linpack емкостью 35,4 петафлопса, работающий на процессорах Intel Sapphire Rapids, ожидался к концу февраля.
Теперь: «ожидается, что он будет доставлен [в] конце мая», — сказал Жирона, прежде чем театрально погрозить пальцем. «[Но] этого не будет», — признал он. «Он придет! Но, знаете ли, никогда не бывает легко получить это вовремя».
Затем гораздо более мощный ускоренный раздел: 163 петафлопса Linpack, обеспечиваемые процессорами Sapphire Rapids и графическими процессорами Nvidia Hopper. «Ожидалось, что он будет доставлен к июню», — сказал Жирона, прежде чем снова погрозить пальцем. «Нет. На данный момент нам сообщили, что, возможно, это произойдет в сентябре. Мы прилагаем все усилия, чтобы запустить систему в производство».
«Но это не единственная хорошая новость, которая у нас есть!» – пошутил Жирона. «Мы рассчитывали также предоставить дополнительные серверы и дополнительные системы на различных технологиях». Из этих двух дополнительных разделов общий — основанный на процессорах Nvidia Grace — работает «по расписанию; хороший прогресс!» Другой, однако, должен был работать на процессорах Intel Emerald Rapids и его графических процессорах Rialto Bridge.
Только одна проблема: Intel отменила Rialto Bridge.
«Наш кластер в этом разделе подвергается повторному анализу, и мы будем оценивать новые технологии, которые помогут нашим пользователям заниматься наукой, которой они занимаются», — сказал Жирона.
По крайней мере, с другой инфраструктурой все в порядке, и Жирона поделилась парой снимков прогресса в центре обработки данных. — Трудно конкурировать с часовней, ладно? — сказал он, имея в виду знаменитый центр обработки данных часовни BSC (на фото в заголовке), в котором в настоящее время размещается MareNostrum 4. «Но мы стараемся делать все возможное».
Дата-центр MareNostrum 5, снимок 22 мая. Изображение предоставлено Sergi Girona. Говоря о часовне: «Что мы будем делать дальше [после MareNostrum 5]?» Жирона продолжила. «Мы строим квантовую систему внутри часовни, поэтому часовня будет повторно использоваться для размещения квантовых систем, которые мы будем размещать в Барселоне».
«А дальше мы строим MareNostrum 6», — добавил он.
Темы: Quantum, Research, Systems
Секторы: Академия и исследования
Метки: BSC, EuroHPC, ISC, ISC2023, MareNostrum 5, суперкомпьютеры
Профессор Элисон Листер | Протыкание дыр в Стандартной модели физики элементарных частиц • scientia.global %
Наше понимание физики резко изменилось в 20 веке с появлением Стандартной модели физики элементарных частиц, основанной на квантовой механике и теории Эйнштейна. относительность – две самые успешные теории в истории науки. Однако мы знаем, что наши теории неполны, но выяснить, что находится за пределами Стандартной модели, сложно, потому что это такая успешная теория. Профессор Элисон Листер и ее коллеги из Университета Британской Колумбии и по всему миру ищут дыры в Стандартной модели, чтобы найти новую теорию, которая дает более полное описание Вселенной.
Оспаривание самой успешной научной теории
Современная физика находится в странном положении.
В 20 -м -м веке наше понимание физики резко изменилось. Теории специальной и общей теории относительности Эйнштейна предоставили нам глубокие и прекрасные объяснения гравитации, пространства, времени и крупномасштабной структуры Вселенной. Между тем появление квантовой механики изменило наше понимание мельчайших структур во Вселенной.
Сочетание этих двух революций в нашем понимании привело к развитию квантовой теории поля. В сочетании с новаторскими экспериментальными результатами квантовая теория поля привела к созданию Стандартной модели физики элементарных частиц. Стандартная модель — это теория, основанная на том, что Вселенная состоит из небольшого числа фундаментальных частиц, сил и правил, управляющих их взаимодействием, что является основой нашего современного понимания физики.
Стандартная модель сделала проверяемые предсказания, которые были проверены с беспрецедентной точностью. Однако она принципиально несовместима с общей теорией относительности, и ни одна из них не является полной теорией сама по себе.
Кроме того, стандартная модель не может объяснить, почему во Вселенной существует материя. Каждая частица материи имеет дополнительную античастицу, которая, казалось бы, во всех отношениях идентична соответствующей частице, но с противоположным электрическим зарядом. Когда частица материи сталкивается со своей античастицей, они аннигилируют в чистую энергию. Эта кажущаяся симметрия между материей и антиматерией вступает в противоречие с видимой нами вселенной, которая заполнена звездами, газом и планетами, состоящими из материи. Стандартная модель предполагает, что материя и антиматерия должны были производиться в равных количествах в ранней Вселенной, но это привело бы ко Вселенной без материи и антиматерии.
Профессор Элисон Листер из Университета Британской Колумбии — ведущий мировой физик-экспериментатор и эксперт по Стандартной модели. Цель ее исследования — сломать его, чтобы создать более полную картину Вселенной.
За пределами Стандартной модели
Как утверждает профессор Листер, наш лучший способ обойти Стандартную модель и найти более глубокую теорию физики — это «проделать в ней дыры»: найти ситуации, когда теория делает неточные предсказания.
. Это дает нам представление о том, что не так со Стандартной моделью, а также позволяет ограничить теории, которые могут ее заменить. Они называются теориями «за пределами стандартной модели», или BSM, и их много, например, теории с дополнительными пространственно-временными измерениями. Вычислить наиболее многообещающую замену сложно именно потому, что текущая Стандартная модель настолько успешна, и трудно разработать эксперименты, чтобы определить, какая теория является наиболее точной.
Профессор Листер решает эту проблему по двум направлениям: точное измерение и поиск частиц за пределами Стандартной модели.
Решающее значение для обеих этих целей имеет Большой адронный коллайдер (БАК). LHC — это ускоритель частиц, расположенный в 27-километровом кольцевом туннеле между Францией и Швейцарией. Эта громадная штуковина позволяет физикам разгонять протоны почти до скорости света и сталкивать их. Этот процесс настолько энергичен, что позволяет физикам исследовать пределы наших теорий, исследуя условия, моделирующие экстремально высокоэнергетические взаимодействия или первые несколько наносекунд после Большого взрыва.
В четырех разных точках туннеля лучи сталкиваются посреди гигантских детекторов, заполненных невероятно чувствительными устройствами, что дает физикам окно в то, что именно происходит после столкновения таких высокоэнергетических частиц.
Эксперименты на БАК подтвердили многие предсказания Стандартной модели, в частности открытие бозона Хиггса. Бозон Хиггса — это частица, предсказанная физиками, разрабатывавшими Стандартную модель в 1970-х годах, но не обнаруженная экспериментально до 2012 года на БАК.
Тем не менее, многие исследователи на самом деле надеялись быть удивленными экспериментами на БАК по причинам, описанным выше: это дало бы нам заманчивое понимание теорий, выходящих за рамки Стандартной модели. До сих пор результаты точно предсказывались Стандартной моделью, но профессор Листер надеется это изменить.
Аэрофотоснимок LHC
Прецизионные измерения сверху
Измеряя экспериментальные данные, физики могут выявить отклонения между теорией и реальностью.
Однако иногда эти отклонения могут быть незначительными. Поэтому профессор Листер и ее коллеги сосредотачиваются на чрезвычайно точных измерениях, чтобы найти эти крошечные отклонения.
Основным объектом исследования команды для этих точных измерений являются частицы, называемые «верхними кварками». Кварки — это тип фундаментальных частиц, которые наряду с лептонами, такими как электроны, составляют основу всей атомной материи во Вселенной. Кварки бывают шести разновидностей, или «ароматов», вызывающих воспоминания названий «верхний», «нижний», «очаровательный», «странный», «верхний» и «нижний».
Наиболее распространены верхние и нижние кварки, поскольку они составляют протоны и нейтроны внутри атомов. Остальные четыре аромата более экзотические, и профессор Листер изучает самый тяжелый из них: топ-кварк. В то время как верхний и нижний кварки весят намного меньше атома водорода, каждый топ-кварк имеет массу атома золота.
Из-за своей большой массы топ-кварки образуются только в экстремальных условиях, таких как высокоэнергетические столкновения.
Они происходят естественным образом, например, когда космические лучи высокой энергии сталкиваются с частицами в атмосфере Земли, но там они не могут быть хорошо проанализированы. Вместо этого физики используют LHC для генерации топ-кварков, чтобы измерить их свойства и посмотреть, что происходит, когда они распадаются.
Топ-кварки имеют невероятно короткую продолжительность жизни, распадаясь в среднем всего через полтриллионной триллионной доли секунды после своего рождения. Вы можете подумать, что это затрудняет изучение топ-кварков, но на самом деле это скрытое благословение, поскольку это означает, что это единственные кварки, которые можно наблюдать напрямую. Их короткая продолжительность жизни означает, что они не успевают соединиться с другими кварками, как это очень быстро делают остальные пять кварков. Это означает, что топ-кварки — единственные кварки, которые можно изучать изолированно.
Кроме того, масса фундаментально связана с полем Хиггса и, следовательно, с бозоном Хиггса.
Поле Хиггса имеет решающее значение для нашего понимания того, как и почему частицы имеют такие массы. Таким образом, большая масса топ-кварков делает их непосредственно обнаруживаемыми и позволяет физикам косвенно изучать свойства бозона Хиггса, предоставляя больше возможностей для проверки Стандартной модели и ограничения теорий за ее пределами.
Профессор Листер впервые провел этот тип эксперимента по точному измерению на БАК с использованием ATLAS. Ее цель — повысить чувствительность и точность данных, повысив нашу точность правильного определения топ-кварков и скорректировав влияние детектора на данные. Более десяти лет она использует и разрабатывает инструменты машинного обучения, чтобы улучшить нашу чувствительность к физике BSM.
Детектор ATLAS на БАК
Поиск долгоживущих частиц
Вторым направлением работы профессора Листера является поиск так называемых долгоживущих частиц.
Как мы уже говорили ранее, мы знаем, что Стандартная модель не является полной теорией.
Мы знаем, что одна область, в которой она не соответствует действительности, — это объяснение «темной материи».
Когда астрофизики начали изучать далекие галактики, они обнаружили странное явление: казалось, что они вращаются быстрее, чем позволяет их кажущаяся масса. Звезды на краю галактики, казалось, движутся по орбите так быстро, что должны были быть выброшены за пределы галактики, и тем не менее их орбиты стабильны. Это говорит о том, что галактики содержат гораздо больше массы, чем мы можем видеть, что удерживает эти звезды на орбите.
Астрономы представили множество объяснений и усовершенствовали свои измерения и теории, но так и не смогли найти обычный источник этой невидимой массы. Большинство физиков теперь согласны с тем, что эта масса должна быть связана с какой-то экзотической материей. Это называют темной материей, поскольку она, по-видимому, не взаимодействует со светом.
Однако Стандартная модель не предлагает ни одной частицы, подходящей под это описание.
Это означает, что понимание и объяснение темной материи будет иметь решающее значение для разработки теорий, выходящих за рамки Стандартной модели.
Профессор Листер и ее коллеги подошли к этому, пытаясь синтезировать потенциальных «кандидатов на темную материю» с помощью БАК. Если они смогут произвести и обнаружить частицу, которая соответствует свойствам, ожидаемым для темной материи, это будет первое в истории прямое обнаружение чего-то за пределами Стандартной модели, что положит начало совершенно новой эре исследований в области физики элементарных частиц.
Многие теории, выходящие за рамки Стандартной модели, предсказывают наличие частиц, которые могли бы объяснить темную материю, но делают они это совершенно по-разному. Некоторые предсказывают одну частицу, в то время как другие предсказывают целый «темный сектор» неизвестных в настоящее время частиц. Принятие или отклонение этих теорий может кардинально изменить наше понимание Вселенной и переориентировать исследования в области глобальной физики.
