«Пришествие» частицы Бога: долгие годы ожиданий, бурные овации открытия и перспективы дальнейших исследований

В среду, 4 июля 2012 года в Европейском центре ядерных исследований на долгожданном семинаре было объявлено об открытии новой фундаментальной частицы – бозона, претендующего на роль хиггсовской частицы. «Эта частица очень похожа по своим свойствам на бозон Хиггса, но по некоторым параметрам она не совсем точно соответствует ожидаемому… Это может быть не частица Хиггса Стандартной модели, а похожая на нее частица», – заявил официальный представитель коллаборации CMS Джо Инкандела.

Физики Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) утром в среду подвели итоги полувековых поисков бозона Хиггса, сообщив о новых результатах, полученных на Большом адронном коллайдере. Но преждем чем говорить о результатах исследований поясним кратко на пальцах суть проблемы.

О физике элементарных частиц на пальцах

Рассказать о том, что нельзя не то чтобы увидеть невооруженным взглядом, но даже представить себе, – немыслимо трудно. Здесь не обойтись без всяких аналогий и упрощений. И тем не менее, основную идею можно изложить так.

Если в химии есть своя система, которая называется Периодической и приоритет открытия которой принадлежит Д.И.Менделееву, то в физике элементарных частиц есть своя Стандартная модель, которая описывает весь мир элементарных частиц и их взаимод ... Читать дальше »

Микроскоп на основе наноантенн бьет очередные рекорды

Совместная группа исследователей из Германии и США разработала новую технику изучения поверхности при помощи фототока. Предложенная методика базируется на идеологии сканирующей микроскопии и принципах плазмоники; она позволяет визуализировать одномерные материалы, такие как углеродные нанотрубки, с непревзойденной точностью – с разрешением до 30 нм.

Сканирующая фототоковая микроскопия (Scanning photocurrent microscopy, SPCM) является мощным инструментом для визуализации наноэлектронных устройств, таких как углеродные нанотрубки, пластины графена или полевые транзисторы, построенные на основе неорганических нанопроводов.

Техника подразумевает сканирование поверхности при помощи сфокусированного лазерного луча с одновременным измерением фототока. Она была предложена ранее и широко используется для визуализации объектов в рамках научных экспериментов.

Единственный недостаток сканирующей фототоковой микроскопии заключается в недостаточном пространственном разрешении. Однако совместная группа ученых из Германии и США преодолела эту проблему. Новая техника, предложенная в последней работе учеными из Ludwig-Maximilians-University Munich (LMU, Германия), Karlsruhe Institute of Technology (KIT, Германия) и IBM Research (США), получила название улучшенной с помощью наноантенн фототоковой микроскопии.

Она уже сейчас позволяет «рассмотреть» поверхность с разрешением ... Читать дальше »

Канал обмена данных генетиков между США и Китаем со скоростью 10 гигабит в секунду уже в эксплуататции

Организация BGI, одна из самых крупных в мире организаций, занимающихся исследованиями в области генетики, продемонстрировала новый канал передачи данных, который связал американские и китайские исследовательские и образовательные компьютерные сети. Новый канал позволяет обмениваться информацией со скоростью 10 гигабит в секунду, что позволит в сутки передавать больше 100 миллионов мегабайт данных и что эквивалентно объему более 5400 дисков blu-ray.

Демонстрация возможностей нового канала состоялась 22 июня в Пекине. На первом этапе канал стал мостом между следующими сетями – Internet2, китайской образовательной и научно-исследовательской сетью (China Education and Research Network, CERNET), сетью американского Национального научного фонда (National Science Foundation, NSF) и сетью университета Индианы.

Новый канал позволит эффективно обмениваться генетическими данными трем ведущим научным организациям мирового класса.

К примеру, передача файла, содержащего генетическую информацию объемом 24 гигабайта, из Пекина в Калифорнийский университет в Дэвисе была произведена всего за 30 секунд времени. Несколькими днями ранее, используя обычные Интернет-каналы, на такую передачу было бы потрачено несколько часов времени.

Следует отметить, что генетика в ... Читать дальше »

Магнитную информацию записали в индивидуальную молекулу

Переключение магнитных состояний с помощью атомно-силового микроскопа и структура железно-органического комплекса.

Ученые показали, что благодаря использованию органической оболочки носителями магнитной информации могут быть индивидуальные атомы железа. Работа опубликована в журнале Nature Communication, ее краткое содержание приводится на сайте Технологического института Карлсруэ.

Современные технологии записи на магнитные носители ограничены минимальным размером площади, который занимает один бит информации. Чем она меньше, тем выше вероятность самопроизвольного изменения магнитного состояния под воздействием тепловых флуктуаций. В результате таких переключений информация может быть потеряна.

Физики из Карлсруэ решили применить другой подход – использовать в качестве носителей информации индивидуальные атомы железа в комплексе с органической молекулой.

Такая оболочка позволяет изолировать отдельный атом от окружающей среды. Кроме того, магнитное состояние железа влияет на органическую часть комплекса, и молекула изменяет свои свойства проводимости. В результате,

магнитное состояние атома железа можно узнать по проводимости органической молекулы, что, по словам ученых, гораздо проще и надежней, чем прямое измерение спина железа.

Информация в индивидуальные молекулы записывалась при помощи электрических импульс ... Читать дальше »

«Квантовая левитация» поможет наноэлектромеханическим устройствам

Физики из Швеции, Норвегии и Австралии выяснили, как наноэлектромеханические устройства могут противостоять нежелательному эффекту слипания их компонентов, вызванному действием сил Казимира — Лифшица.

Обычно возникновение этих сил связывают с квантовыми флуктуациями электромагнитного поля в вакууме — не абсолютной пустоте, а «океане» постоянно рождающихся и исчезающих виртуальных частиц, в число которых входят и фотоны. Если рассмотреть, к примеру, две проводящие незаряженные параллельные пластины, расположенные рядом, то в зазоре между ними рождение виртуальных фотонов будет ограничиваться.

В результате внешнее давление, создаваемое фотонами, превысит давление в зазоре, и пластины, как показал голландский теоретик Хендрик Казимир, начнут притягиваться.

Известна и другая формулировка, в которой сила, заставляющая пластины сближаться, выводится без привлечения квантовых флуктуаций и считается аналогом давно известного ван-дер-ваальсова взаимодействия. Согласно этому определению, силы Казимира — Лифшица действуют на тех расстояниях, где эффекты запаздывания электромагнитного взаимодействия становятся существенными.

Если же расстояние между телами невелико (~10 нм), а эффекты запаздывания роли не играют, специалисты говорят о силах Ван-дер-Ваальса.

... Читать дальше »