Биометрика — технологии идентификации личности

Лента всех новостей ресурса

Разум и мозг — самые "интеллектуальные" новости и статьи

Роботы — автоматические автономные машины

Новости из разных
уголков земного
шара —
География

Компьютеры
неотъемлемая часть современной жизни
Космос
Астрономия, планеты, ракеты...

Контактная информация
Информация о владельце ресурса

Нанотехнологии — наука и технология коллоидных систем

Обратная связь
с администрацией ресурса

Авторы и редакторы
Люди работающие над ресурсом

О проекте
более подробная информация о нас

Суперкомпьютер просчитал Темную материю

Темная материя. В ее поисках физики использовали сложные компьютерные расчеты, чтобы моделировать очертания частиц этой неизвестной формы материи.

Для этого ученые расширили успешную стандартную модель физики элементарных частиц. Это позволило им, помимо всего прочего, предсказать массу так называемых аксионов, предтече темной материи.

Немецко-венгерская команда исследователей под руководством профессора Золтана Фодорома из Университета Вупперталь, Университета Этвеша в Будапеште и Forschungszentrum Юлих проводят свои расчеты на суперкомпьютере JUQUEEN Юлих (в BlueGene / Q) и представляют отчеты в журнале Nature.

«Темная материя является невидимой формой материи, которая до сих пор проявляла себя только через гравитационные эффекты. То, из чего она состоит остается полной загадкой», – объясняет соавтор исследований доктор Андреас Рингуолд.

Доказательства существования этой формы материи идет, среди прочего, от наблюдения астрофизических галактик, которые вращаются слишком быстро, чтобы быть удерживаемыми только гравитацией видимой материи. Высокоточные измерения с использованием европейской спутниковой системы «Планка», говорят за то, что почти 85 процентов всей массы Вселенной состоит именно из темной материи. Все звезды, планеты, туманности и другие объекты в космосе, которые сделаны из обычного вещества, по подсчетам ученых, весят не более 15 процентов от массы Вселенной.

Прилагательное «темный» не просто означает, что она не излучает видимый свет. Она не испускают любые другие длины волн, либо происходит чрезвычайно слабое взаимодействие с фотонами. На протяжении десятилетий физики искали частицы этого типа материи. Совершенно ясно, что они должны находиться за пределами стандартной модели физики элементарных частиц. Модели, которая так успешно описывает все, что касается известной нам материи. Но это не более 15 процентов материи из которой состоит Вселенная. Нужно более глубокое понимание Вселенной и конкретные подсказки в каком диапазоне энергий стоит искать.

Темная материя

Темная материя

Неизвестная форма материи может состоять либо из сравнительно небольших, но очень тяжелых частиц, либо из большого количества легких.

Прямые поиски “тяжелых кандидатов” темной материи с использованием больших детекторов в подземных лабораториях и косвенные их поиски с помощью больших ускорителей заряженных частиц все еще продолжаются. Но до сих пор какие-либо темные частицы не обнаружены.

Ряд физических соображений делают ставку на существование чрезвычайно легких частиц, получившей название аксионов. Очень перспективных кандидатов. Используя умные экспериментальные установки, ученые расчитывают обнаружить прямые доказательства их существования.

«Вместе с тем, чтобы найти такого рода доказательства, было бы крайне полезно знать, какие массы мы ищем? В противном случае поиск может занять несколько десятилетий, так как придется сканировать слишком большой диапазон», – подчеркивает физик-теоретик Рингуолд.

Существование аксионов предсказывается расширением к квантовой хромодинамике (КХД), квантовой теории, которая управляет сильным взаимодействием, ответственным за ядерную силу. Сильное взаимодействие является одной из четырех фундаментальных сил природы наряду с гравитацией, электромагнетизмом и слабой ядерной силой, которая отвечает за радиоактивность.

«Теоретические соображения указывают на то, что в КХД существуют так называемые топологические квантовые флуктуации, что должно привести к наблюдаемому нарушению симметрии обращения времени», – объясняет Рингуолд.

Это означает, что определенные процессы должны отличаться в зависимости от того, являются ли они прямыми или обратными. Тем не менее, ни один эксперимент до сих пор не продемонстрировал этот эффект.

Расширение квантовой хромодинамики (КХД) восстанавливает инвариантность временных разворотов, но в то же время предсказывает существование очень слабо взаимодействующей частицы, аксион, свойства которой, в частности, его масса, зависящая от силы топологических квантовых колебаний. Тем не менее, принимает современные суперкомпьютеры (JUQUEEN Julich) для расчетов в температурном диапазоне, который имеет отношение к прогнозированию относительного вклада аксионов в материи, составляющие вселенную.

«Помимо этого, мы должны были разработать новые методы анализа, чтобы достичь требуемого диапазона температур», – говорят исследователи.

Результаты показывают, если аксионы составляют основную часть темной материи, они должны иметь массу от 50 до 1500 микро-электронвольт (в обычных единицах физики элементарных частиц). Таким образом это до десяти миллиардов раз легче, чем электроны.

Чтобы было понятно, каждый кубический сантиметр Вселенной должен содержать в среднем десять миллионов таких ультра-легких частиц. Темная материя не распространяется во Вселенной равномерно, а образует сгустки и ветви. Из-за этого, наша локальная область Млечного Пути должна содержать около одного триллиона аксионов на кубический сантиметр.

Открытие не только может решить проблему темной материи во Вселенной, но и ответить на вопрос, почему сильное взаимодействие настолько удивительно симметрично относительно обращения времени.

Ученые ожидают, что в течение нескольких ближайших лет они смогут точно опровергнуть или подтвердить существование аксионов.

Форма для комментариев

Имя:
E-mail:
Комментарий:

Последние новостина главную

Дело ООО «Аквамарин» против ФНС России

Дело ООО «Аквамарин» против ФНС России(0)

В Верховном Суде Российской Федерации 25 октября 2017 года был рассмотрен спор по жалобе ООО «Аквамарин», оспаривающего право вышестоящего налогового…

Астероид определенно собирается попасть на Землю, предупреждает эксперт

Астероид определенно собирается попасть на Землю, предупреждает эксперт(0)

Космос — опасное место, и, поскольку Земля находится в космосе, каждое живое существо на планете рискует однажды почувствовать это на…

В океане недалеко от Австралии исследователи обнаружили…

В океане недалеко от Австралии исследователи обнаружили…(0)

Говорят, что океанские глубины на земле изучены учеными меньше, чем космическое пространство. И подтверждения тому, как мало мы знаем о…

Гигантская дыра на Марсе. Ученые гадают о ее происхождении

Гигантская дыра на Марсе. Ученые гадают о ее происхождении(0)

Два полных десятилетия роверы находятся на Марсе. И ученые знают о Красной планете довольно многое. Достаточно широк спектр знаний о…

Обучение чтению глубоко трансформирует наш мозг

Обучение чтению глубоко трансформирует наш мозг(0)

Чтение – изобретение современной культуры. Ученые обнаружили, что в нашем мозге нет определенного отдела, который бы “отвечал” за это умение.…

Смотреть все
Читайте нас Присоединяйтесь
на Яндекс на Rambler в Новотеке в Инфороторе в LiveInternet в Google+ в Facebook в Twitter ВКонтакте в LiveJournal
При полном или частичном копировании материалов с сайта, прямая не закрытая от индексации ссылка на www.scienceplanet.ru обязательна! © 2012 SciencePlanet.ru