Автор Тема: Общие закономерности в природе  (Прочитано 424550 раз)

0 Пользователей и 3 Гостей просматривают эту тему.

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 431
Re: Общие закономерности в природе
« Ответ #3030 : Март 07, 2021, 17:05:23 »
Турбулентное течение круче ламинарного [Veritasium]


Цитировать
Ламинарное течение, безусловно, красивый феномен. Обязательно поищите ролики на YouTube, если вы его ещё не видели. Один из больших поклонников этого явления — Дестин Сэндлин с канала Smarter Every Day, но Дерек Маллер с канала Veritasium не разделяет его восторженных взглядов и готов доказать, что турбулентное течение круче.

P.S. 14:43 - мёртвая рыбка, помещённая в вихревой след (в вихревую дорожку фон Кармана), поплывёт против течения. ::)

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 431
Re: Общие закономерности в природе
« Ответ #3031 : Март 19, 2021, 07:49:33 »
Физики подтвердили существование оддерона
https://nplus1.ru/news/2021/03/18/odderon-discovery
Цитировать
Участники экспериментов TOTEM на Большом адронном коллайдере и DØ на Теватроне в совместной работе сообщили об открытии оддерона. Эта виртуальная бесцветная частица из нечетного числа глюонов (чаще всего — из трех), которой адроны обмениваются в упругих столкновениях при высоких энергиях, была предсказана в рамках квантовой хромодинамики — теории сильных взаимодействий элементарных частиц. Такой результат в очередной раз подтверждает состоятельность этой теории и демонстрирует, что протон при упругом рассеянии на протоне и антипротоне ведет себя по-разному. Коротко об открытии сообщает CERN Courier, препринт статьи доступен на сайте arxiv.org.

Обычно на таких ускорителях, как Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе или Теватрон в Национальной Ускорительной Лаборатории Ферми (она же Фермилаб), основное внимание уделяют неупругим столкновениям частиц. Именно в результате таких столкновений, в которых два летящих навстречу друг другу протона или ядра сталкиваются почти лоб в лоб и «разваливаются» на кварки и глюоны, практически вся кинетическая энергия уходит на рождение новых частиц и экзотических состояний материи. Тем не менее интерес для ученых представляют и упругие столкновения, когда сами ускоряемые частицы в ходе взаимодействия друг с другом не разрушаются, а лишь меняют траекторию движения. Именно в упругих столкновениях можно проверить на прочность модели, которые предсказывают, как именно те или иные частицы взаимодействуют друг с другом на высоких энергиях.

Особый интерес для физиков представляют упругие столкновения протонов. Их рассеяние друг на друге при низких энергиях определяется электромагнитным и сильным взаимодействиями: первое осуществляется за счет обмена фотонами (переносчиками этого взаимодействия), а второе — за счет обмена виртуальными мезонами, в частности, пионами (которые, к примеру, отвечают и за взаимодействие протонов и нейтронов в ядрах). Но с ростом энергии сталкивающихся протонов все большее значение обретают эффекты, предсказываемые квантовой хромодинамикой. Согласно этой теории, при энергиях порядка нескольких тераэлектронвольт процесс упругого столкновения протонов осуществляется посредством обмена глюонами — переносчиками сильного взаимодействия.

Оказывается, что и в этом случае для теоретического описания такого процесса удобно предположить, что протоны обмениваются виртуальной частицей, состоящей из нескольких глюонов. При небольших значениях импульса, переданного в таком упругом столкновении, этот процесс хорошо описывается обменом между протонами бесцветной виртуальной частицей из четного числа глюонов — помероном. Сам померон — разновидность раджеонов, которые возникают в рамках теории Редже и позволяют хорошо описывать сильные взаимодействия адронов при высоких энергиях. Именно помероны, согласно предсказаниям квантовой хромодинамики, вносят основной вклад в сечения взаимодействия протонов высоких энергий. Кроме померонов теоретически могут возникать и похожие на них оддероны — тоже глюонные бесцветные виртуальные частицы, в которых, однако, нечетное число глюонов (в первом порядке — три). Существование таких частиц, в свою очередь, означало бы, что два протона и протон с антипротоном будут участвовать в упругом рассеянии по-разному: именно оддероны, в отличие от померонов, обладают отрицательной зарядовой четностью, из-за чего взаимодействуют с материей иначе чем с антиматерией.

Ранее ученые уже видели следы оддерона в экспериментальных данных по протон-протонным столкновениям на Большом адронном коллайдере, однако тогда ученым не хватило статистической точности для заявления об открытии частицы. Теперь же физики-участники двух схожих экспериментов TOTEM в ЦЕРНе и DØ в Фермилаб объединили свои данные с результатами предыдущего анализа и подтвердили существование оддерона. Благодаря тому, что TOTEM наблюдал за упругими столкновениями протон-протонных пар на Большом адронном коллайдере, а DØ — за упругими столкновениями протонов и антипротонов на Теватроне, можно сказать, что именно оддерон давал вклад в отличия между данными двух экспериментов.

Сами отличия в данных физики искали в зависимостях измеренного дифференциального сечения упругих столкновений пар протонов в зависимости от квадрата переданного импульса. Таким образом, исследователи фактически сравнивали вероятности, с которыми протон отклонится от своей начальной траектории на определенную (очень маленькую) величину при взаимодействии с протоном или с антипротоном при определенной энергии столкновения. Как можно понять, для такого анализа оба эксперимента должны были очень точно регистрировать импульсы протонов, летящих мимо точки столкновения на двух коллайдерах. На DØ для этого использовались детекторы на основе сцинтилляционных волокон, расположенные на расстоянии 23 и 31 метра по разные стороны от области перекрытия пучков протонов и антипротонов. Они позволяли измерять квадрат переданного импульса протонов и антипротонов с точностью вплоть до 0.02 квадратных гигаэлектронвольт. В случае TOTEM с теми же целями использовались так называемые Roman Pot детекторы, которые состояли из расставленных с интервалом в 66 микрометров кремниевых полосок толщиной в несколько десятых микрометра. Каждый такой детектор состоял из 10 пластин по 512 полосок в каждой, которые были поставлены перпендикулярно друг другу, и тем самым позволял регистрировать координаты пролетающих частиц.

Еще одним отличием двух экспериментов была энергия столкновения частиц. На TOTEM она лежала в промежутке между 2,76 и 13 тераэлектронвольт, в то время как на DØ столкновения проходили только при энергии 1.96 тераэлектронвольт. Чтобы сравнить данные по упругому рассеянию пар протон-протон и протон-антипротон, экспериментаторы экстраполировали результаты TOTEM на энергию DØ. В итоге оказалось, что полученная таким образом зависимость дифференциального сечения не совпадает с измерениями эксперимента DØ со статистической точностью в 3,4σ. Эта разница между измерениями для протон-протонных и протон-антипротонных столкновений и стала доказательством существования оддерона: именно он в двух рассмотренных случаях будет давать вклады разных знаков в значения амплитуды рассеяния сталкивающихся частиц и приводить к характерным отличиям в распределениях дифференциального сечения.

Но для подтверждения существования оддерона необходима статистическая точность в 5σ. Чтобы достичь такого значения, ученые учли результаты исследования упругих столкновений протонов на том же эксперименте TOTEM при энергии в 13 тераэлектронвольт. Тогда физикам удалось показать, что поведение параметра ρ, равного отношению вещественной и комплексной составляющих амплитуды упругого рассеяния протонов, нельзя объяснить только с помощью померонов. Полученные результаты расходились с теоретическими моделями без учета оддеронов со статистической точностью в 4,7σ. Таким образом, суммарная статистическая точность наблюдения оддерона в данных экспериментов TOTEM и DØ оказалась в промежутке между 5,2 и 5,7σ (в зависимости от теоретических моделей, использованных для проверки экспериментальных данных). Это значит, что ученые теперь могут официально говорить об открытии этой частицы.

Это не первое открытие, связанное с упругими событиями на Большом адронном коллайдере: ранее физики показали, что рождающиеся при упругих взаимодействиях протонов фотоны могут взаимодействовать и рождать W-бозоны. А о том, что еще ученые хотят от коллайдеров, можно почитать в нашем материале «100 ТэВ на перспективу».
P.S. Ссылка на информацию, о которой упоминается в заметке:

На Большом адронном коллайдере в столкновении фотонов родились W-бозоны
https://nplus1.ru/news/2020/08/06/lhc-photon-w

Замечание в сторону: скоро частиц станет так много, что применение понятия "элементарный" к частицам будет просто смешным...

Складывается впечатление, что теоретические модели для описания микромира постоянно эволюционируют в сторону усложнения - увеличение количества частиц, увеличение количества фундаментальных взаимодействий (ответ 2845), увеличение количества правил внутри модели (ответ 2941) и т.д. и т.п.

Попытки создать модели, сводимые к малому количеству базовых сущностей, судя по всему, не получаются (или не приветствуются? и/или игнорируются сообществом?).

Здесь упоминал об одной такой попытке:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9297.msg249893.html#msg249893

Сам пытался свести всё к одной сущности (или к двум - это, как посмотреть) - к отражению (Базовое Отражение Реальности). Но у меня модель получается, скорее, философская и метафизическая, нежели физическая. 

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 431
Re: Общие закономерности в природе
« Ответ #3032 : Март 23, 2021, 17:38:58 »
Можно ли ОСТАНОВИТЬ СВЕТ?


Цитировать
Каждый хотя бы раз мечтал остановить свет и управлять им, как супергерой! Кажется, что это недостижимая мечта, однако ученые уже манипулируют скоростью света, замедляют его и даже полностью останавливают. Как им удается провернуть такие трюки? Зачем это нужно и чем может быть полезен такой «замороженный» свет?

Таймлайны

0:00​ Таймлапс света.
0:46​ Intro.
2:05​ Минутка истории.
3:40​ Что, если весь свет остановится?
4:32​ Что, если догнать свет?
5:09​ Скорость света - не скорость света!
6:00​ Излучение Вавилова-Черенкова.
6:26​ Как замедляется свет в веществе?
8:24​ Электромагнитно-индуцированная прозрачность.
10:05​ Фазовая и групповая скорость.
11:29​ Почему уменьшается групповая скорость?
12:19​ Ускорение интернета.
13:11​ Световые компьютеры.
14:33​ Как остановить свет?
15:43​ Квантовые компьютеры.
17:10​ Outro.
P.S. 4:42 - классическая оговорка (300 000 км/час). Разумеется, должно быть 300 000 км/с. Дмитрий под видео об этом написал.

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 431
Re: Общие закономерности в природе
« Ответ #3033 : Апрель 08, 2021, 19:08:13 »
Как из хаоса рождается порядок? [Veritasium]


Цитировать
Законы термодинамики гласят, что энтропия замкнутых систем должна расти и рано или поздно всё превратится в равномерный хаос. Однако ничего не запрещает порядку возникать периодически на этом пути. Вокруг нас полно удивительных примеров подобного: синхронизирующиеся метрономы, шатающийся мост Миллениум в Лондоне, реакции Белоусова-Жаботинского и даже работа сердца. Подробнее расскажет Дерек Маллер в новом выпуске Veritasium.

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 431
Re: Общие закономерности в природе
« Ответ #3034 : Апрель 08, 2021, 19:09:19 »
Теория шести рукопожатий [Veritasium]


Цитировать
Правда ли, что с любым жителем Земли мы связаны всего через шесть человек? Как ни странно, под этой теорией скрывается гораздо больше научной базы, чем кажется на первый взгляд.

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 431
Re: Общие закономерности в природе
« Ответ #3035 : Апрель 12, 2021, 06:24:39 »
В чем секрет БЕЛОГО ШУМА?


Цитировать
Вокруг нас очень много шума: шум ремонта у соседей, звон в ушах, помехи на радио и ТВ, шум на фото или в аудиозаписях, информационный шум в интернете. Кажется, что это всегда лишнее и ненужное.

Но на самом деле, шум очень важен! И во многих ситуациях без него не обойтись. Его добавляют на изображения, в музыку, он управляет организмом. В этом выпуске мы разберемся, почему шум имеет намного большее значение в нашей жизни, чем кажется.

Таймкоды:
0:00​ Галактический шум в телевизоре?
1:36​ Intro
2:49​ Фоновый шум интернета
3:42​ Профессия Data Scientist с 0 до PRO
4:54​ Цвета шума
5:24​ Белый шум - генератор случайных чисел?
6:32​ Атмосферный шум
7:10​ Тепловой шум
8:00​ Лавовые лампы
8:32​ $ 16 500 000
9:07​ Квантовый генератор случайных чисел
10:54​ Дизеринг на изображениях
13:21​ Дизеринг в аудиозаписях
16:06​ Single-Event Upset
19:02​ Блиц
19:57​ Outro