Рубрика «Matt Strassler»

в 12:00, , рубрики: d-браны, Matt Strassler, барионы, джо полчински, мезоны, Научно-популярное, теория струн, физика

В начале февраля 2018 года сообщество физиков высоких энергий – интересующихся частицами, полями, струнами, чёрными дырами, и всей Вселенной в целом – скорбило о потере одного из величайших физиков-теоретиков нашего времени, Джо Полчински. Мне чрезвычайно больно писать эти строки.

Памяти Джо Полчински, магистра бран - 1 Всем, кто знал его лично, будет не хватать его особенных качеств – мальчишеской улыбки, странноватого чувства юмора, очаровательной манеры останавливаться на половине фразы, чтобы подумать, физической формы и стремлению к дружеским соревнованиям. Всем, кто знаком с его исследованиям, будет не хватать его особенного гения, исключительных идей, уникальной комбинации способностей, которые я попытаюсь обрисовать вам далее. Те из нас, кому повезло быть знакомым с ним лично и профессионально, испытывают двойную потерю.

Полчински – а для всех его коллег просто Джо – обладал одним из тех умов, что работают волшебным образом и выдают волшебство. Научные умы разнятся так же, как и личности. У каждого физика есть уникальная комбинация навыков и талантов (и слабостей); говоря современным языком, у каждого из нас есть одна-две сверхспособности. Редко можно встретить двух учёных с одинаковыми способностями.
Читать полностью »

в 9:00, , рубрики: ligo, Matt Strassler, vigro, астрономия, гравитационные волны, Научно-популярное, нейтронные звёзды, слияние нейтронных звёзд, слияние чёрных дыр, физика, чёрные дыры

Предыдущая статья о результатах, полученных из экспериментов LIGO/VIRGO по распознаванию гравитационных волн, носила информационный характер и не ставила своей целью педагогические наставления. Сейчас я попытаюсь ответить на вопросы моих читателей и друзей по этой теме. Некоторые хотели лучше представить то, что произошло, а другие хотели уточнить, почему это открытие стало таким важным. Поэтому я написал эту статью, в которой объяснил, что такое нейтронные звёзды и чёрные дыры, и на что похоже их слияние, и уточнил, в чём важность упомянутого анонса. Его важность содержится в нескольких моментах, и их довольно сложно свести к какому-то одному. Кроме этого я даю ответы и на другие вопросы.

Для начала, оговорюсь: я не эксперт по сложной теме слияния чёрных дыр и получающихся в результате этого взрывах, известных, как «килоновые». Они гораздо сложнее слияния чёрных дыр. Некоторые детали я и сам пока узнаю. Надеюсь, что мне удалось избежать ошибок, но в некоторых случаях у меня нет всех ответов.

Базовые вопросы о нейтронных звёздах, чёрных дырах и их слиянии

Что такое нейтронные звёзды, чёрные дыры, и как они связаны?

Читать полностью »

в 7:00, , рубрики: Matt Strassler, астрономия, гравитационные волны, Научно-популярное, нейтронные звёзды, физика, чёрные дыры

Гравитационные волны стали самым важным инструментом из доступных астрономам. Они уже используются для подтверждения того, что крупные чёрные дыры (ЧД) – с массами в десять или больше раз, чем у Солнца – и слияния этих крупных ЧД, формирующие ещё более крупные ЧД, не так уж редко происходят во Вселенной. В октябре 2017 года этот инструмент совершил рывок вперёд.

Уже давно было известно, что нейтронные звёзды (НЗ), схлопнувшиеся останки звёзд, взорвавшихся и ставших сверхновыми, во Вселенной встречаются часто. И почти столько же известно, что НЗ иногда ходят парами. (Именно так были впервые опосредованно открыты гравитационные волны в 1970-х). Звёзды часто формируют пары, и иногда обе звезды взрываются и становятся сверхновыми, а их остатки в виде НЗ обращаются вокруг друг друга. Согласно теории относительности Эйнштейна, пара звёзд должна постепенно терять энергию, испуская в космос гравитационные волны, и медленно, но верно два этих объекта должны по спирали падать друг на друга. В итоге, по прошествии миллионов или даже миллиардов лет они сталкиваются и сливаются в более крупную НЗ или в ЧД. В результате этого столкновения происходят два события.

  1. Возникает некая очень яркая вспышка света – электромагнитные волны – о подробностях которой мы можем только догадываться. Некоторые из этих волн будут видимым светом, а большая их часть – невидимой, например, гамма-излучением.
  2. Возникают гравитационные волны, подробности которых легче подсчитать, из-за чего их можно различить, но нельзя было обнаружить, пока LIGO и VIRGO не начали сбор данных: LIGO за последние несколько лет, а VIRGO за последние несколько месяцев.

Читать полностью »

в 7:00, , рубрики: Matt Strassler, двухмерные миры, дополнительные измерения, измерения, Научно-популярное, физика

Что такое дополнительные измерения? Несколько примеров - 1
Рис. 1: мелкая лодка в канале может двигаться вдоль и поперёк

Пора узнать что-либо при помощи двумерного пространства, что мы не могли узнать, используя одномерное. В частности давайте обратимся к полоске — пространству, которое выглядит, как лента, с одним очень длинным измерением (возможно, бесконечным), и одним очень коротким. Большая часть того, что относится к полоске, будет справедливо и для трубы, но я ограничусь полоской, поскольку её легче рисовать.

Во-первых, позвольте напомнить концепцию, введённую мной в конце статьи про одномерные миры. Даже если какой-либо физический мир трёхмерен, например, наш с вами привычный мир, для определённых его аспектов возможно вести себя так, будто они одномерные. К примеру, человек, идущий по канату, существует в трёх измерениях, но его движения будут по сути одномерными. В этом случае его мир делают одномерным ограничения, необходимые для его безопасности. На полоске же у нас есть ещё одна причина для того, почему этот мир может быть эффективно одномерным. У неё есть большое измерение и малое, и то, можете ли вы двигаться вдоль малого, зависит от вашей формы и размера по сравнению с расстоянием, описывающим малое измерение.
Читать полностью »

в 12:00, , рубрики: Matt Strassler, двумерные миры, дополнительные измерения, измерения пространства, физика

Из статьи по одномерным мирам вы знаете, что одномерным мир делает то, что положение в нём определяется одной единицей информации.

Также он должен быть непрерывным (или близким к непрерывному с практической точки зрения). Я описал несколько примеров размерностей: доходная линия, бесконечная, и представленная бесконечной прямой; радужная линия, конечная, с ограничивающими стенами, представленная отрезком; эолова линия направлений ветра, конечно-периодическая, представленная отрезком, у которого левый конец совпадает с правым, или, что то же самое, кругом. Вскользь я упомянул об ещё одном примере — о мире, бесконечном в одном направлении, и конечном в другом. В другой статье я сделал упор на то, что типов измерений бывает много, но у физических измерений пространства существуют уникальные и особые (а также весьма очевидные) свойства, отличающие их от измерений другого типа.

Дополнительные измерения: двумерные миры - 1
Рис. 1: двумерные миры
Читать полностью »

в 13:00, , рубрики: Matt Strassler, измерения, пространство, физика

В статье по одномерным мирам я писал о различных одномерных мирах (доходной линии, радужной линии, эоловой линии) — и у всех них измерения не были физическими измерениями пространства. В чём же разница между измерением вообще и честным пространственным измерением? То есть, что имеется в виду, когда говорят, что измерение как-то связано с физическим пространством?

Это в какой-то мере элементарный вопрос с элементарным ответом, и некоторые из вас, кто чувствует себя знакомым с такими концепциями, возможно, будет скучно. Но один из интересных фактов состоит в том, что очевидный ответ, который будет дан в этой статье, в более сложном случае будет не совсем верным. И когда мы дойдём до чудесной темы о том, как связаны между собой квантовая теория поля и теория квантовых струн, мы увидим, что этого ответа уже будет недостаточно, причём по очень хитрой причине. Так что прочтите это, но не отметайте, как слишком очевидное — поскольку в будущем могут произойти совершенно неочевидные вещи.

Вероятно, лучше всего понять эту тему на сравнениях и контрастах. Возьмём радужную линию (рис. 2 из статьи по одномерным мирам). Что делает её не пространственным измерением?
Читать полностью »

в 7:00, , рубрики: Matt Strassler, измерения, Научно-популярное, одномерные миры, физика

Когда я разговариваю с далёким от физики человеком о возможных дополнительных измерениях пространства, нам неизвестных, то один из самых частых задаваемых мне вопросов — это: «Как вы представляете себе дополнительные измерения? Я могу представить себе только три, и не понимаю, как можно идти дальше; для меня это бессмысленно».

Чем мы, физики, не занимаемся (по крайней мере никто из моих знакомых не утверждал, что занимается этим), так это не представляем себе дополнительные измерения. Мой мозг ограничен точно так же, как ваш, и хотя этот мозг легко создаёт трёхмерное изображение мира, в котором я могу двигаться, я не могу заставить его представить изображение четырёх- или пятимерного мира, как и вы. Моё выживание не зависело от возможности представлять что-либо подобное, так что, возможно, и неудивительно, что мой мозг на это не настроен.

Я вместо этого (и, судя по нашему обменами идеями, большая часть моих коллег тоже) разрабатываю интуицию на основе комбинации из аналогий, трюков с визуализацией и расчётов. Расчёты мы здесь опустим, но многие аналогии и трюки не так уж сложно объяснить.

Размышлениям о дополнительных измерениях можно научиться в два этапа.
1. Простой этап — научиться представлять или описывать мир с дополнительными измерениями. Вам уже известно несколько способов для этого, даже если вы это и не осознаёте — и вы можете выучить ещё немного.
2. Этап посложнее — научиться тому, как в мире с дополнительными измерениями всё работает. Как работать иглой в четырёх измерениях, а не в трёх; будут ли планеты двигаться по орбитам вокруг Солнца в шести пространственных измерениях; сформируются ли протоны и атомы? Тут вам нужно будет узнать незнакомые трюки, представляя различия между миром с только одним или двумя измерениями и трёхмерным, известным нам, миром, и работая по аналогии.
Читать полностью »

в 9:00, , рубрики: Matt Strassler, квантовая физика, квантовое туннелирование, Научно-популярное, физика, электроны

Начну с двух простых вопросов с достаточно интуитивными ответами. Возьмём чашу и шарик (рис. 1). Если мне нужно, чтобы:
• шарик оставался неподвижным после того, как я помещу его в чашу, и
• он оставался примерно в том же положении при перемещении чаши,

то куда мне его положить?

Процесс квантового туннелирования - 1
Рис. 1

Конечно, мне нужно положить его в центр, на самое дно. Почему? Интуитивно ясно, что если я положу его куда-то ещё, он скатится до дна, и будет болтаться туда и сюда. В итоге трение уменьшит высоту болтаний и затормозит его внизу.

В принципе можно попробовать уравновесить шарик на краю чаши. Но если я немного потрясу её, шарик потеряет равновесие у падёт. Так что это место не удовлетворяет второму критерию в моём вопросе.
Читать полностью »

в 8:37, , рубрики: Matt Strassler, поля, пространство, физика

Важной концепцией, играющей большую роль в современном понимании Вселенной являются вакуумы, или vacua по-латыни, множественная форма слова «вакуум».

Вы, возможно, знаете, что физики называют вакуумом пустое пространство, в котором ничего нет — ни воздуха, ни даже залётных элементарных частиц. Но тогда есть нечто странное в идее вакуума во множественном числе. Явно к этому понятию добавлено ещё что-то! Именно это я и попытаюсь объяснить.

Теория может предложить описание пустого пространства

Для начала позвольте напомнить вам о том, что такое теория в физике. Это не рассуждения и не идея; это нечто более определённое. Теория — это набор уравнений и сопутствующих концепций, позволяющий учёным делать предсказания поведения физических объектов. Некоторые теории должны описывать реальный мир; большинство теорий описывают воображаемые миры; но любая разумная теория делает согласованные предсказания и описывает аспекты возможного мира.

К примеру, теория гравитации Ньютона, в которой сила гравитации между двумя объектами, находящимися на расстоянии r, пропорциональна 1/r2, примерно описывает происходящее в реальном мире. Могла бы быть и другая теория гравитации, в которой сила пропорциональна 1/r3. Это по-прежнему была бы физическая теория, поскольку она делает чёткие предсказания того, как объекты должны притягиваться друг к другу благодаря гравитации, но она описывала бы воображаемый мир, а не наш, реальный. Это совершенно нормальная физическая теория, но она не описывает природу нашего мира.
Читать полностью »

в 9:37, , рубрики: jet, Matt Strassler, адроны, глюоны, кварки, Научно-популярное, струи, физика

Кварки, глюоны и антикварки — это составные части протонов, нейтронов и (по определению) других адронов. Удивительным физическим свойством нашего мира является то, что когда одна из этих частиц выбивается из содержащего её адрона, и летит с большой энергией движения, она остаётся ненаблюдаемой макроскопически. Вместо этого кварк высокой энергии (или глюон, или антикварк) превращается в «брызги» адронов (частиц, состоящих из кварков, антикварков и глюонов). Эти брызги называют «струёй». Отметим, что это справедливо для пяти самых лёгких цветов кварка, но не для верхнего кварка, распадающегося на W-частицу и нижний кварк до того, как может появиться струя.

В статье я примерно опишу как и почему из обладающих высокой энергией кварков, антикварков и глюонов появляются струи.

Это поведение кварков, отличное от поведения заряженных лептонов, нейтрино, фотонов и прочих, происходит из того факта, что кварки и глюоны подвержены действию сильного ядерного взаимодействия, в то время как другие частицы ему не подвержены. Большая часть взаимодействий между двумя частицами становится слабее с увеличением расстояния. К примеру, гравитационное взаимодействие между двумя планетами падает обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. То же выполняется для электрического взаимодействия между двумя заряженными объектами, оно также падает как квадрат расстояния. Вы самостоятельно можете потереть надувной шарик, зарядив его статическим электричеством, а потом поднести к голове. Если поднести его ближе, ваши волосы встанут дыбом, но этот эффект быстро исчезает, если отодвинуть шарик дальше.
Читать полностью »

123
Главная   |  Архив новостей  |   Android  |   Google  |   Apple  |   Microsoft  |   Информационная безопасность  |   Веб – разработка
Публикации RSS  |  Комментарии RSS
https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js