Сайт учителя физики и технологии
Аносова Георгия Алексеевича
О Физике
Физика - это наука, изучающая фундаментальные основы и закономерности строения и эволюции мира. В область интересов физики попадает как вещество, материя, так и энергия. 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. 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. Механика - описывает законы движения и взаимодействия физических объектов; Термодинамика - изучает превращения и преобразования энергии в различных физических процессах; Оптика - изучает поведение электромагнитных излучений, в том числе и света; Электродинамика - наука изучающая общие принципы поведения электромагнитных волн; Статистическая физика - изучает поведение ансамблей частиц с использованием вероятностных методов; Физика конденсированного состояния - описывает поведение больших групп частиц с сильной связью между частицами; Квантовая физика - исследует квантовые состояния вещества; Ядерная физика - занимается изучением строения и взаимодействия ядер атомов; Физика высоких энергий - раздел физики который занимается изучением частиц, энергия которых существенно превышает их массу; Физика элементарных частиц - раздел физики изучающий элементарные частицы.
Тетракварки существуют. В результате экспериментов на Большом адронном коллайдере (БАК) подтверждено существование экзотической частицы Z(4430), состоящей из четырех кварков. Это первый тетракварк, существование которого было подтверждено экспериментально. Экзотические адроны не вписываются в традиционную классификацию, согласно которой все адроны (субатомные частицы, принимающие участие в сильном взаимодействии) подразделяются на барионы, состоящие из трех кварков, и мезоны, включающие в себя кварк и антикварк. В числе таких «нестандартных» частиц, обнаруженных физиками - Z(4430), первые свидетельства существования которой были получены в 2007 году. Z(4430) представляет собой тетракварк и состоит из двух кварков и двух антикварков.Однако достоверность результатов, полученных в ходе эксперимента Belle, когда Z(4430) была замечена впервые, показалась научному сообществу сомнительной: замеченный физиками пик, свидетельствующий, что на детектор попала частица массой 4430 MэВ, вполне мог появиться в результате ошибки при анализе данных. Позже результаты Belle Corporation были подтверждены со статистической значимостью 5.2 σ (в физике частиц статистическая значимость определяется как величина, кратная сигма), а недавние эксперименты на LHCb окончательно доказали – тетракварк Z(4430) существует.Международная группа ученых проанализировала более 25 000 распадов B-мезонов, выбранных из данных о 180 триллионах протон-протонных столкновений в БАК. Статистическая значимость сигнала Z (4430) составила как минимум 13,9, что более чем достаточно для подтверждения существования этой частицы.По пресс-релизу CERN
Надутый водородом фуллерен рискует лопнуть
При произнесении слов водородная энергетика очень часто приходят на ум топливные элементы, созданные на основе углеродных аллотропов. Нанотрубки, графен и фуллерены - попытки эффективно заполнить их водородом не прекращались никогда.В работе [1] авторы проанализировали возможность внедрения молекулярного водорода внутрь фуллерена C50. Выбор именно C50 в качестве соединения-хозяина они объясняют экспериментальными достижениями химического синтеза. В частности, уже получено хлорпроизводное соединение C50Cl10, которое вполне может служить прекурсором для создания чистых фуллеренов, а дальнейшее развитие методов “молекулярной хирургии” в скором времени позволит, по мнению авторов, синтезировать и эндоэдральные соединения на основе C50. С помощью программного пакета Gaussianисследователи рассмотрели инкапсуляцию одной и двух молекул водорода в фуллереновую клетку (см. рис.) в рамках теории возмущений Меллера-Плессе второго порядка (MP2) с различными базисными наборами. Расчет энергий комплексообразования, которые определялись как разность полной энергии эндоэдрального комплекса и энергий изолированных фуллерена и молекул водорода, показал, что только соединение H2@C50 является термодинамически устойчивым (см. рис.), в то время как размещение в фуллерене двух молекул водорода – процесс энергетически невыгодный.Общий вид фуллерена C50 (слева) и эндоэдральных комплексов H2@C50 (в центре) и 2H2@C50 (справа). Расчет выполнен авторами на уровне теории MP2(fc)/6-311G(d,p). Указанные на рисунке длины межатомных связей приведены в ангстремах.Дальнейшее, более детальное, рассмотрение внутримолекулярных отношений “хозяин-гость” (учет ван-дер-ваальсового взаимодействия, расчет кулоновских сил) для обоих комплексов H2@C50 и 2H2@C50 подтвердило этот результат. Таким образом, вместе двум молекулам водорода становится тесно в фуллереновой полости, поэтому вряд ли С50станет реальным эффективным объектом водородных топливных элементов, однако почему бы не попробовать для этой роли более объемные фуллереновые шары, возможно, они окажутся перспективнее.
Редкий канал рождения одиночного t-кварка
1 апреля 2014Коллаборациями CDF и DZero (Национальная лаборатория им. Э. Ферми, США) идентифицированы события s-канального рождении одиночного (но не свободного) t-кварка при p-анти-p-столкновениях. Чаще всего t-кварки рождаются в парах t-анти-t в сильных взаимодействиях, а редкие события рождения одиночных t-кварков в s-канале происходят за счет слабых взаимодействий, когда два кварка из состава сталкивающихся p и анти-p превращаются в W-бозон, который затем распадается на t- и анти-b-кварки. В данных, собранных за 2001-2011 г., найдено 40 таких событий. На достигнутом уровне точности измеренное сечение рождения одиночного t-кварка в s-канале 1,36+0,37-0,32 пбн согласуется с рассчитанным в рамках Стандартной модели сечением 1,05 ± 0,05 пбн. В 1960-х годах (до установления конфайнмента кварков) Я.Б. Зельдович и его коллеги исследовали различные астрофизические и физико-химические аспекты гипотезы существования свободных кварков,
Нейтринные осцилляции в веществе Земли
1 апреля 2014С помощью детектора Супер – Камиоканде (Япония) впервые получены данные о влиянии вещества Земли на осцилляции нейтрино ν по механизму Михеева – Смирнова – Вольфенштайна. Осцилляции ν — превращение одних типов ν в другие — происходят из-за отличия их флейворных и массовых состояний. Невзаимодействующие ν могут осциллировать за счёт изменения со временем разности фаз состояний — такие осцилляции называют вакуумными. Но осцилляции νe могут резонансно усиливаться при взаимодействия с заряженными частицами в веществе (эффект Михеева – Смирнова – Вольфенштайна). Земли достигают лишь примерно половина νe, родившихся в ядерных реакциях в Солнце, а остальные νeпревращаются по пути в νμ и ντ. Часть этих νμ и ντ осциллируют обратно в νe при прохождении ночью через толщу Земли, что и было обнаружено детектором Супер – Камиоканде на уровне достоверности 2,7σ. Согласно данным, накопленным за 18 лет наблюдений, ночью детектор регистрировал на 3,2 ± 1,1(стат.) ± 0,5(сист.) % больше νe, чем днём. В других экспериментах, в том числе с атмосферными ν, влияние вещества Земли на нейтринные осцилляции пока выделить не удается. Источник: Phys. Rev. Lett. 112 091805 (2014)