Астрономија

Колку од универзумот е субатомски?

Колку од универзумот е субатомски?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Колку зафаќаат простор субатомските честички, како што се фотоните, тахионите и електроните, како најголеми честички и сл. Ако се стави во топка, колку голема топка би била тоа?


Првите нешта прво…

Тахиони

Овие се целосно хипотетички и не постојат докази за нив.

Колку чини субатомските честички, како што се фотоните, тахиони, и електронот е најголемиот честички итн зафаќа простор?

Колку долго е парче жица?

Нема едноставен одговор на големината на елементарната честичка. Можете да ги прегледувате, во зависност од контекстот, како да немаат големина (како точка) или да се шират низ целиот простор (дистрибуција на бран).

Не можеме да кажеме колку слободни честички има (т.е. честички кои не се врзуваат за други честички).

Ова е многу покомплицирано од моменталното мејнстрим размислување дека темната материја и темната енергија сочинуваат најголем дел од содржината на маса / енергија на универзумот. Која и да е темната материја, ако се покаже дека е честичка или честички за кои сè уште не знаеме (многу веројатно на постојните докази), тогаш тие честички скоро сигурно ќе постојат како слободни честички (само гравитациски врзани заедно) како што е моменталното размислување таа темна материја воопшто не комуницира многу со друга материја или со самата себе. И, немаме идеја што може да биде темната енергија. Значи, со најголемиот дел од масата / енергијата е во форми што не можеме да ги идентификуваме, не можеме навистина да кажеме многу за тоа што го прашувате.

Многу, многу, многу груба проценка за количината на темна материја е околу 25% од енергијата на масата на универзумот.

Ако се стави во топка, колку голема топка би била тоа?

Во топка тоа би била (евентуално) огромна црна дупка што се состои од 25% до 95% од енергетската маса на универзумот. Јас дури и нема да се мачам да ја проценувам големината на хоризонтот на настанот бидејќи тоа е само бескорисен број.

Сепак, „колку голема топка“ може подеднакво да значи дека е распространета низ целиот универзум. Значи, совршен точен одговор е - големина на универзумот.


За жал, вашето прашање нема никакво значење, освен ако и двајцата поставите конечна големина на честичките (малку веројатно) и некој волшебен начин да ги поразите сите 3 Е-М, силни и слаби нуклеарни сили. Во спротивно, не ни дефинирате колку „тесно“ може да се постават честичките. Тоа е прилично на што алудира Стивен Г кога предлага црна дупка - самата црна дупка има недефинирана димензија; хоризонтот на настанот би бил бесмислен.


Потекло на универзумот, објасни

Најпопуларната теорија за нашиот универзум и # x27 потекнува од космичката катаклизма неспоредлива во целата историја - големиот тресок.

Потекло на универзумот 101

Најдобро поддржаната теорија за потеклото на нашиот универзум е насочена кон настан познат како голема експлозија. Оваа теорија е родена од набудувањето дека другите галаксии се оддалечуваат од нашата со голема брзина во сите правци, како сите да биле придвижувани од античка експлозивна сила.

Белгиски свештеник по име orорж Лемајр првпат ја предложи теоријата на биг бенг во дваесеттите години на минатиот век, кога теоретизираше дека универзумот започнува од еден исконски атом. Идејата доби големи засилувања од набудувањата на Едвин Хабл дека галаксиите забрзуваат далеку од нас во сите правци, како и од откривањето на космичкото микробранова радијација во 1960-тите - толкувано како одгласи на големата експлозија - од Арно Пензијас и Роберт Вилсон.

Понатамошната работа помогна да се разјасни темпото на големата експлозија. Еве ја теоријата: Во првите 10 ^ -43 секунди од своето постоење, универзумот беше многу компактен, со големина на помалку од милион милијарди милијардити дел од еден атом. Се сметаше дека во таква неразбирливо густа, енергична состојба, четирите основни сили - гравитацијата, електромагнетизмот и силните и слаби нуклеарни сили - биле фалсификувани во единствена сила, но нашите сегашни теории сè уште не сфатиле како една, обединета сила би работела. За да го повлечеме ова, треба да знаеме како работи гравитацијата на субатомската скала, но во моментов не.

Исто така се сметаше дека крајно блиските четвртини им дозволија на првите честички на универзумот да се мешаат, да се мешаат и да се сместат во приближно иста температура. Потоа, во незамисливо мал дел од секундата, целата таа материја и енергија се проширија нанадвор повеќе или помалку рамномерно, со мали варијации обезбедени од флуктуации на квантната скала. Тој модел на опасна експанзија, наречен инфлација, може да објасни зошто универзумот има толку рамномерна температура и дистрибуција на материјата.

По инфлацијата, универзумот продолжи да се шири, но со многу побавна стапка. Сè уште е нејасно што точно ја поттикна инфлацијата.


Дали научниците можат повторно да ја создадат големата експлозија?

Според теоријата на биг бенг, пред милијарди години целиот универзум се протегаше на површина со нула волумен и бесконечна густина. Потоа, оваа област се прошири, двојно се зголеми во големина стотици пати за помалку од една секунда. Во тие најрани моменти, универзумот беше исполнет со енергија, голем дел од неа во форма на силна топлина. Како што универзумот растеше и ладеше, дел од оваа енергија се трансформираше во материја.

Кога зборуваме за градежните блокови на материјата, ние обично се концентрираме на атоми. Атомите се состојат од а јадро што содржи барем една позитивно наелектризирана субатомска честичка наречена А. протон. Јадрото исто така може да содржи една или повеќе неутрално наелектризирани честички наречени неутрони. Се нарекуваат негативно наелектризирани честички електрони го опкружуваат јадрото, движејќи се брзо околу него во границите на ан енергетска обвивка.

Но, во најраните фази на големата експлозија, атомите не можеле да се формираат. Универзумот беше премногу густ и врел. Всушност, во раните моменти на првата секунда од големата експлозија, дури и протоните и неутроните не можеа да се формираат. Теоретичарите за голема експлозија веруваат дека универзумот бил полн со субатомски честички како неутрини, честички без маса, или кваркови, елементарни честички кои се спојуваат заедно и создаваат поголеми честички како протони или неутрони.

Научниците ја нарекуваат силата што ги држи кварците заедно за да формираат поголеми честички силна нуклеарна сила. Толку е силно што во нормални услови, воопшто не можеме да наб obserудуваме кваркови. Тоа е затоа што кварковите се врзуваат толку цврсто што не можеме лесно да ги разделиме. За многу години, единствениот доказ дека кварковите дури постоеле потекнувале од математички модели за тоа како функционира универзумот. Моделите бараа присуство на честички како кваркови за да има смисла.

Денес, научниците успеаја да земат честички како протони и неутрони и да ги разградат во кваркови и глуони - честички без маса што посредуваат во силата помеѓу кварковите. Кварковите и глуоните остануваат одделени само дел од секундата пред да се распаднат, но тоа е доволно долго за научниците да ги набудуваат со помош на моќна опрема.

Како го прават ова научниците и дали тие навистина го пресоздаваат големиот тресок? Продолжете да читате за да дознаете.

Светот на студии на субатомски честички е парадоксален. Научниците користат некои од најголемите машини во светот за да проучат некои од најмалите честички за кои знаеме. Уредите што ги користат се крајно софистицирани и прецизни, но сепак се потпираат на скоро насилен пристап. Овие методи и уреди им овозможуваат на научниците да разгледаат како изгледал раниот универзум.

Начинот на кој научниците гледаат на малите честички на материјата што сочинуваат субатомски честички како протони и неутрони е и елегантен и примитивен. Тие навистина силно ги разбиваат субатомските честички едни против други и ги гледаат остатоците од парчињата. За да го направат ова, тие треба да користат моќни машини наречени забрзувачи на честички.

Забрзувачите на честички пукаат спротивставени зраци на субатомски честички како протони едни на други. Некои забрзувачи се кружни, додека други се линеарни. Тие можат да бидат многу големи - кружните забрзувачи можат да измерат милји преку дијаметар. Забрзувачите користат банки магнети за забрзување на протонските зраци додека патуваат низ ситни цевки. Штом зраците на протонот достигнат одредена брзина, забрзувачот ги води во тек на судир. Кога честичките се судираат, тие се распаѓаат во нивните составни делови - како што се кварковите.

Овие субатомски честички се распаѓаат во дел од секундата. Само со употреба на моќни компјутери, научниците можат да се надеваат дека ќе откријат присуство на кварк. Во 2006 година, тим научници од Универзитетот во Калифорнија, Риверсајд, објавија дека откриле а врвен кварк, најмасовниот од шесте видови кваркови. Тимот користел забрзувач на честички за да предизвика судир помеѓу протонот и ан анти-протон. Тие откриле присуство на кваркот откако тој веќе се распаднал. Процесот на распаѓање остави идентификуван електронски потпис [извор: Универзитет во Калифорнија, Риверсајд].

Дали ова значи дека научниците можат да го пресоздадат големиот удар? Не баш. Наместо тоа, научниците се надеваат дека ќе можат да симулираат состојба на најраните моменти на универзумот. Тоа вклучува создавање на топла, густа област на материја и енергија. Со проучување на овие услови, научниците би можеле да научат повеќе за тоа како се развил нашиот универзум. Но, тие не можат да го пресоздадат периодот на брза експанзија што ние го нарекуваме голема експлозија.

За да дознаете повеќе за големата експлозија и другите научни теории, погледнете ги линковите на следната страница.

Научниците ги категоризираат кварковите во шест различни вкусови:

Колку што можат да утврдат научниците, кварковите се спојуваат само во комбинација на два, три или пет кварка. Различни комбинации на врски со кварк создаваат различни видови на материја.


Пребарување на навестувања за нова физика во субатомскиот свет

Заплетот покажува како се менуваат својствата на распаѓање на мезон направен од тежок кварк и лесен кварк кога растојанието на решетката и тешката маса на кваркот се разликуваат според пресметката. Кредит: А.Базавов (Мичиген Стејт), Ц.Бернард (Вашингтон, Сент Луис), Н. Браун (Вашингтон, Сент Луис), Ц.Детар (Јута У.И.), А.Х. Ел-Кадра (Илиноис У., Урбана и Фермилаб) и др.

Erирнете подлабоко во срцето на атомот отколку што дозволува кој било микроскоп и научниците претпоставуваат дека ќе најдете богат свет на честички кои излегуваат и излегуваат од вакуумот, се распаѓаат во други честички и додаваат на чудноста на видливиот свет. Овие субатомски честички се управуваат од квантната природа на Универзумот и наоѓаат опиплива, физичка форма во експерименталните резултати.

Некои субатомски честички беа откриени за прв пат пред повеќе од еден век со релативно едноставни експерименти. Меѓутоа, неодамна, настојувањето да се разберат овие честички предизвика најголеми, најамбициозни и сложени експерименти во светот, вклучително и оние во лабораториите за физика на честички, како што се Европската организација за нуклеарни истражувања (ЦЕРН) во Европа, Фермилаб во Илиноис и организацијата за истражување на високоенергетски забрзувачи (КЕК) во Јапонија.

Овие експерименти имаат мисија да го прошират нашето разбирање за Универзумот, карактеризиран најхармонично во Стандардниот модел на физика на честички и да гледаат подалеку од Стандардниот модел за сè уште непозната физика.

„Стандардниот модел објаснува толку многу од она што го набудуваме во елементарната физика на честички и нуклеарно ниво, но остава многу прашања без одговор“, рече Стивен Готлиб, истакнат професор по физика на Универзитетот во Индијана. „Се обидуваме да ја разоткриеме мистеријата за тоа што е над Стандардниот модел.

Уште од почетокот на студијата за физика на честички, експерименталните и теоретските пристапи се надополнуваа едни со други во обидот да се разбере природата. Во изминатите четири до пет децении, напредниот компјутер стана важен дел од двата пристапа. Постигнат е голем напредок во разбирањето на однесувањето на зоолошката градина на субатомски честички, вклучително и бозони (особено долго бараниот и неодамна откриен Хигсов бозон), разни вкусови на кваркови, глуони, муони, неутрини и многу држави направени од комбинации на кваркови или анти -перти врзани заедно.

Квантната теорија на поле е теоретска рамка од која е конструиран Стандардниот модел на физика на честички. Комбинира класична теорија на поле, специјална релативност и квантна механика, развиена со придонес од Ајнштајн, Дирак, Ферми, Фејнман и други. Во рамките на Стандардниот модел, квантната хромодинамика, или QCD, е теорија за силната интеракција помеѓу кварковите и глуоните, основните честички што сочинуваат некои од поголемите композитни честички, како што се протонот, неутронот и пионот.

Peиркајќи низ решетката

Карлетон ДеТар и Стивен Готлиб се двајцата водечки современи научници за истражување на QCD и практичари на пристап познат како решетка QCD. Решетка QCD претставува континуиран простор како дискретно множество на точки на просторот (наречено решетка). Тој користи суперкомпјутери за да ги проучува интеракциите на кварковите и што е поважно, да утврди попрецизно неколку параметри на Стандардниот модел, со што се намалуваат несигурноста во неговите предвидувања. Тоа е бавен и интензивен ресурс пристап, но се покажа дека има широка применливост, давајќи увид во делови од теоријата недостапни со други средства, особено експлицитните сили кои дејствуваат помеѓу кварковите и антиварците.

ДеТар и Готлиб се дел од соработката со MIMD решетката пресметка (MILC) и соработуваат многу тесно со соработката на решетката Фермилаб на огромното мнозинство од нивната работа. Тие исто така работат со соработка со висока прецизност QCD (HPQCD) за проучување на аномалниот магнетен момент на муоните. Како дел од овие напори, тие ги користат најбрзите суперкомпјутери во светот.

Од 2019 година, тие ја користат Frontera во Тексас напредниот компјутерски центар (TACC) - најбрзиот академски супер компјутер во светот и вкупно 9-ти најбрз - за да ја придвижат својата работа. Тие се меѓу најголемите корисници на тој ресурс, кој е финансиран од Националната фондација за наука. Тимот исто така го користи Самитот во Националната лабораторија Оук Риџ (бр. # 2 најбрзиот супер компјутер во светот) Кори во Националниот научен компјутерски центар за истражување на енергијата (# 20) и Стампедо2 (# 25) во TACC, за пресметките на решетката.

Напорите на решетката QCD заедница со децении донесоа поголема точност на предвидувањата на честичките преку комбинација на побрзи компјутери и подобрени алгоритми и методологии.

„Можеме да правиме пресметки и да правиме предвидувања со голема прецизност за тоа како функционираат силните интеракции“, рече ДеТар, професор по физика и астрономија на Универзитетот во Јута. "Кога започнав како дипломиран студент на крајот на 1960-тите, некои од нашите најдобри проценки беа во рамките на 20% од експерименталните резултати. Сега можеме да добиеме одговори со точност под-процентно".

Во физиката на честички, физичкиот експеримент и теоријата патуваат во тандем, се информираат едни со други, но понекогаш произведуваат различни резултати. Овие разлики сугерираат области на понатамошно истражување или подобрување.

„Постојат некои тензии во овие тестови“, рече Готлиб, истакнат професор по физика на Универзитетот во Индијана. „Тензиите не се доволно големи за да се каже дека тука има проблем - вообичаеното барање е најмалку пет стандардни отстапувања. Но, тоа значи дека или ќе ја направите теоријата и ќе експериментирате попрецизно и ќе откриете дека договорот е подобар или го правите тоа и дознавте: 'Почекајте малку, што беше три напнатост на сигма, сега е тензија на пет стандардни отстапувања и можеби навистина имаме докази за нова физика.' "

Заговор на триаголникот на унитарноста, добар тест на Стандардниот модел, покажува ограничувања на рамнината ρ, ¯ η¯. Засенчените области имаат 95% CL, статистички метод за поставување на горните граници на параметрите на моделот. Кредит: А. Цекучи (ЦЕРН), З. Лигети (ЛБНЛ) и Ј. Сакаи (КЕК)

ДеТар ги нарекува овие мали несовпаѓања помеѓу теоријата и експериментот „тантализирање“. „Можеби ќе ни кажат нешто.

Во текот на последните неколку години, ДеТар, Готлиб и нивните соработници ги следеа патеките на кварците и антикварците со сè поголема резолуција додека се движеа низ облак од позадини на глуони и виртуелни парови кварк-антикварк, како што е пропишано точно со QCD. Резултатите од пресметката се користат за да се утврдат физички значајни количини како што се маси на честички и распаѓање.

Еден од актуелните најсовремени пристапи што го применуваат истражувачите го користи таканаречениот високо подобрен формализиран влечен кварк (HISQ) за да симулира интеракции на кваркови со глуони. На Фронтера, ДеТар и Готлиб во моментов симулираат на решеткаст растојание од 0,06 фетометри (10 -15 метри), но тие брзо се приближуваат до нивната крајна цел 0,03 феммометри, растојание каде што решетката е помала од брановата должина на најтешкиот кварк , следствено отстранување на значителен извор на несигурност од овие пресметки.

За секое удвојување на резолуцијата, потребни се околу два реда поголема големина на компјутерска моќ, ставајќи растојание од 0,03 фемтометри на решетката во брзо-приближувачкиот режим на „ескаскала“.

„Трошоците за пресметки постојано растат додека го правиш решетката на решетката помала“, рече ДеТар. „За помало растојание на решетки, размислуваме за идните машини на Одделот за енергетика и за компјутерската установа Водечка класа [идниот систем на планирање на TACC]. Но, сега можеме да се справиме со екстраполациите“.

Аномалниот магнетски момент на муонот и другите извонредни мистерии

Меѓу феномените со кои се справуваат ДеТар и Готлиб е аномалниот магнетски момент на муонот (во суштина тежок електрон) - кој, во теоријата на квантното поле, произлегува од слаб облак на елементарни честички што го опкружуваат мионот. Истиот вид облак влијае на распаѓање на честичките. Теоретичарите веруваат дека сè уште неоткриените елементарни честички потенцијално може да бидат во тој облак.

Голема меѓународна соработка наречена Ионцијатива за теорија Muon g-2 неодамна го разгледа сегашниот статус на Стандарден модел за пресметка на аномалниот магнетски момент на муон. Нивниот преглед се појави во Извештаи за физика во декември 2020 година. ДеТар, Готлиб и неколку нивни соработници на Фермилаб Латис, HPQCD и MILC се меѓу коавторите. Тие наоѓаат 3,7 стандардна разлика во отстапување помеѓу експериментот и теоријата.

". процесите што беа важни во најраната инстанца на Универзумот вклучуваат исти интеракции со кои работиме овде. Значи, мистериите што се обидуваме да ги решиме во микрокосмосот може многу добро да дадат одговори на мистериите за космолошкиот скала исто така “.

Карлетон ДеТар, професор по физика, Универзитет во Јута Додека некои делови од теоретските придонеси може да се пресметаат со крајна точност, хадронските придонеси (класата на субатомски честички кои се составени од два или три кварка и учествуваат во силни интеракции) се најтешки да пресметаат и се одговорни за скоро целата теоретска несигурност. Решетскиот QCD е еден од двата начина за пресметување на овие придонеси.

„Експерименталната неизвесност наскоро ќе се намали до четири пати со новиот експеримент што тече во Фермилаб, а исто така и со идниот експеримент J-PARC“, напишаа тие. „Ова и изгледите за понатамошно намалување на теоретската несигурност во блиска иднина. Направете ја оваа количина едно од најперспективните места за барање докази за нова физика“.

Готлиб, ДеТар и соработниците го пресметале хадронскиот придонес во аномалниот магнетски момент со прецизност од 2,2 проценти. „Ова ни дава доверба дека нашата краткорочна цел да постигнеме прецизност од 1 процент на хадронскиот придонес кон аномалниот магнетски момент на муон, сега е реална“, рече Готлиб. Тие се надеваат дека ќе постигнат прецизност од 0,5 проценти неколку години подоцна.

Другите „тантализаторски“ навестувања на новата физика вклучуваат мерења на распаѓањето на мезоните Б. Таму, различни експериментални методи доаѓаат до различни резултати. „Својствата на распаѓање и мешавините на мезоните Д и Б се клучни за попрецизно одредување на неколку од најмалку познатите параметри на Стандардниот модел“, рече Готлиб. „Нашата работа ги подобрува определувањата на масите на горни, долу, чудни, шарм и кварки на дното и како тие се мешаат под слаби распаѓања. Мешањето е опишано со таканаречената матрица за мешање CKM за која Кобајаши и Маскава ја добија Нобеловата награда за физика во 2008 година.

Одговорите што ги бараат ДеТар и Готлиб се најсуштинските во науката: Од што е направена материјата? А од каде потекнува?

„Универзумот е многу поврзан на многу начини“, рече ДеТар. "Ние сакаме да разбереме како започна Универзумот. Сегашното разбирање е дека тој започна со Биг Бенг. И процесите што беа важни во најраната инстанца на Универзумот ги вклучуваат истите интеракции со кои работиме овде. Значи, мистериите што се обидуваме да ги решиме во микрокосмосот може многу добро да дадат одговори на мистериите и во космолошката скала “.


Изненадувачки, нема смисла да се прават пресметки со аголот подвлечен од предметите. Тие едноставно не ја „блокираат“ светлината на предните предмети. Универзумот е посуптилен од тоа и, кога ќе забележите галаксија, во повеќето случаи можете да бидете прилично сигурни дека нема ништо зад него, барем нешто што би можеле да го видите ако се отстрани галаксијата.

Покрај тоа, фактот дека два предмети лежат по иста линија на гледање е среќна коинциденција, што помага да се види најоддалечениот, како резултат на засилување на гравитационата леќа. Обично, заднинскиот објект би бил премногу слаб за да не се открие поинаку. Цел д-р. тезата се пишува секоја година поради овие извонредни совпаѓања. Погледнете ја оваа прекрасна слика, наречена Потковица, каде што сликата на далечна сина галаксија, што лежи далеку зад елиптичната црвена преден план, не само што не е блокирана, туку е и засилена:

Овој ефект се случува и со одделни starsвезди, а во денешно време телескопите сè уште не се во можност да ги решат сликите во тој случај, но сепак можеме да забележиме зголемување на осветленоста (на тој начин се откриваат многу вонсончеви планети). Погледнете на http://en.wikipedia.org/wiki/Microlensing. Покрај тоа, типичните попречни брзини на starsвездите прават нереално дека aвезда може да сокрие друга послаба за многу време.

Друг факт е дека, скоро за сите практични цели, галаксиите се транспарентни. Во најлошото сценарио на кое можете да помислите, барем различните црвени смени во редовите ќе овозможат да се прави разлика помеѓу две пренаменети слики. Познат пример е галаксијата ngc7603. Два преден план предмети со црвени смени

0,4 се гледаат низ самата галаксија при црвено-поместување

(Слика од http://quasars.org/ngc7603.htm)

Друг познат пример е Q2237 + 030 (познат како „леќа Хукра“ или „Ајнштајн крст“), квазар во позадина што се гледа низ самиот центар на галаксијата. Како дополнителен ефект, гледаме четири слики од квазарот во позадина, благодарение на најголемата маса на галаксијата во преден план што делува како леќа:

И, конечно, сликата на aвезда не е мал круг, туку дифузно место, во идеален случај со слаби прстени (т.н. Воздушна шема на дифракција, невозможна да се избегне дури и за HST), но обично е заматена од атмосферата и просторно се прошири темелно на рамнината на CCD. Затоа е толку тешко да се забележи месечината на Плутон. Не затоа што аголот го потчинуваат предметите, туку поради техничките оптички ограничувања (и замаглувањето на атмосферата). Во некои случаи, софистицираните алгоритми на деконволуција дозволија да се видат дополнителни предмети што беа вградени во матната слика на вездата. Така може да се видат три планети околу HR8977, aвезда оддалечена 140 светлосни години:

Зоната на избегнување е само вознемиреност ако сакате да имате податоци од одреден објект во одреден интервал на бранова должина, но тоа не е важно за нашето разбирање на Универзумот, бидејќи во големи размери Универзумот е хомоген и изотропен. Размислете исто така дека, ако не се ограничиме на малиот дел од спектарот наречен видлива светлина, зоната на избегнување не е толку лоша како што изгледа. Сè уште сум изненаден од овој инфрацрвен филм на starsвезди кои кружат околу централната црна дупка во нашата галаксија, што е направено гледајќи директно низ зоната на избегнување:

Голем напредок се постигнува и кај детекторите за гама и х-зраци. Не е целосно нереално да се помисли дека, во иднина, може да има неутрински телескопи кои ја постигнуваат истата резолуција на денешните оптички инструменти (радио-астрономијата со оптичка резолуција беше премногу фантазија на почетокот). Тоа ќе открие нови региони, на пример, ќе ни овозможи да погледнеме директно во центарот на Сонцето.


Колку од универзумот е субатомски? - Астрономија

Погледнете го Млечниот пат на 10 милиони светлосни години од Земјата. Потоа движете се низ вселената кон Земјата во последователни редови на големина додека не стигнете до високо дабово дрво непосредно пред зградите на Националната лабораторија за високо магнетно поле во Талахаси, Флорида. После тоа, започнете да се движите од вистинската големина на листот во микроскопски свет што ги открива cellидовите на лисните клетки, клеточното јадро, хроматинот, ДНК и, конечно, во субатомскиот универзум на електрони и протони.

Откако упатството ќе се преземе целосно, ќе се појави збир на стрели што му овозможуваат на корисникот да ја зголеми или намали големината на прегледот во рачен режим. Кликнете на копчето Автоматско за да се вратите во автоматскиот режим.

ВНИМАНИЕ!
Secret Worlds: The Universe Within сега е достапен како заштитник на екранот Виндоус кој работи на ист начин како и упатството. Купете го софтверот сега во продавницата за молекуларни изрази.
-->

Забележете како секоја слика е всушност слика на нешто што е 10 пати поголемо или помало од онаа што му претходи или ја следи. Бројот што се појавува долу десно веднаш под секоја слика е големината на објектот на сликата. Долу лево е ист број напишан во моќност од десет, или експоненцијална нотација. Експоненцијалната нотација е пригоден начин научниците да напишат многу големи или многу мали броеви. На пример, споредете ја големината на Земјата со големината на растителната клетка, што е трилион пати помала:

Земја = 12,76 х 10 +6 = 12 760 000 метри ширина
(12,76 милиони метри)

Растителна ќелија = 12,76 x 10 -6 = 0,00001276 метри ширина
(12,76 милионити дел од метар)

Научниците ги испитуваат работите на посебни начини користејќи комбинација на многу софистицирана опрема, секојдневни инструменти и многу малку веројатно алатки. Некои феномени што научниците сакаат да ги набудуваат се толку ситни што им треба лупа, па дури и микроскоп. Другите работи се толку далеку што мора да се користи моќен телескоп за да се видат. Важно е да се разберат и да можат да се споредат големината на работите што ги проучуваме. За да дознаете повеќе за релативната големина на нештата, посетете ја нашата страница „Перспективи: Моќи на 10 активности“.

Белешка: - Редоследот на слики во ова упатство е оптимизиран за максимално визуелно влијание. Поради фактот што дискретните експоненцијални зголемувања не се секогаш најзгодниот интервал за илустрација на овој концепт, нашите уметници и програмери направија димензионални приближувања во некои случаи. Како последица на тоа, релативната големина и позиционирање на неколку објекти во упатството го одразуваат овој факт.

Оригиналниот концепт што се крие под ова упатство беше унапреден од холандскиот инженер и едукатор Кис Буке, кој прв ги искористи овластувањата за да помогне во визуелизација на голем број во публикацијата од 1957 година под наслов „Космички поглед, универзумот во 40 скокови“. Неколку години подоцна, во 1968 година, архитектот Чарлс Имс, заедно со неговата сопруга Реј, режираа филм „груба скица“ од истиот концепт и конечно ја завршија работата (насловена како „Силите на десетте“) со помош на Филип Морисон во 1977 година Други значајни соработници на овој напор се сопругата на Филип, Филис, која помогна во преводот на концептот во неколку прекрасно илустрирани книги, кои сеуште се достапни преку продавачите на книги.

Купете го календарот на Nikon Small World 2017 - Календарот Nikon Small World 2017 е отпечатен во целосна боја на 8,5 x 11 полу-сјајна хартија и спирала врзана за монтирање на идот. Вклучени во календарот се најдобрите 20 добитници на награди и сликички од сите 15 почесни споменувања. Победничките записи вклучуваа неврони, кристали Квантна точка, растителни ткива и влакна, клетки во културата, рекристализирани хемикалии, делови од животинско ткиво, тенија и неколку микроскопски без'рбетници. Овогодинешниот натпревар привлече учесници од над 50 земји, како и од разновиден спектар на академски и професионални дисциплини. Победниците дојдоа од области како хемија, биологија, истражување материјали, ботаника и биотехнологија.

Дејвид А. Хан, Кристофер А. Бурдет и Мајкл В. Давидсон - Национална лабораторија за високо магнетно поле, 1800 година д-р Источен Пол Дирак, Државниот универзитет во Флорида, Талахаси, Флорида, 32310.


Простор на граѓаните: Како да се проучува универзумот без да се напушти домот

Астрономијата не добива многу попрактична работа отколку да изградите сопствен радио телескоп. Мрежа на граѓански научници helping помагаат на НАСА да ги проучи рачните емисии од Јупитер и Сонцето со помош на комплет радио телескоп од НАСА, вреден 125 долари. Кога наелектризираните субатомски честички во атмосферата на Јупитер се движат низ магнетното поле на планетата, полето ги забрзува честичките на начин што ги предизвикува да емитуваат радио бранови што можат да се детектираат на Земјата. Всушност, научниците од НАСА открија како да се следи ротацијата на Јупитер врз основа на времето на радио емисиите. Проверете ја веб-страницата на програмата за да научите како да препознаете и анализирате рафал и користете го софтверот на комплетот за да предвидите рафали од Јупитер и да го нацртате интензитетот на рафалите со текот на времето.

ГЛОБ во текот на ноќта

Загадувањето на светлината го отежнува gazвездувањето со starвезди, особено во урбаните области. Претставува вистински предизвик за астрономите, па дури може да му наштети и на животинскиот свет, како што се лилјаците.

Програмата GLOBE at Night се обидува да го измери загадувањето на светлината ширум светот. За да ви помогнеме, само пронајдете ја вашата географска ширина и должина (лесна задача во оваа доба на Google Maps и паметен телефон GPS) и, во зависност од вашата локација, најдете ги со theвездијата Орион, Лав или Крукс. Забележете колку е светла со theвездието помеѓу 20 и 22 часот по локално време, и споредете го тоа со графиконот со големина на програмата. Пријавете го вашето набудување и споредете го со загадувањето на светлината на друго место во светот.

Преземете ја апликацијата Загуба на ноќта за Android за да ја направите работата побрза и поедноставна. Апликацијата обезбедува стрелка за да се насочи кон референтна starвезда и ги испраќа вашите податоци анонимно до ГЛОБЕ во текот на ноќта. Корисниците на Apple можат да учествуваат во еден поинаков, но поврзан проект преку апликацијата Dark Sky Meter, која споредува фотографија од нешто сосема темно, како внатрешноста на џебот, со фотографија од вашето ноќно небо за да се пресмета небото на светлината. Потоа може да ги достави вашите податоци до Меѓународната асоцијација за темно небо.

Здраво

Можете да ги водите научните цели на НАСА без да го напуштите вашиот компјутер. Проектот HiWish ги повикува членовите на јавноста да изберат цели за системот за сликање HiRISE (Научен експеримент за сликање со висока резолуција) на орбитарот за откривање на Марс. Прелистајте ја архивата на проектот со детални слики во боја на Марсовиот пејзаж, од кои многу се во стерео парови и ги подготви вашите старомодни 3Д очила. Make sure to check out the list of pending suggestions so you know which areas of Mars interest other citizen scientists, then create an account and suggest an area or feature that interests you. There are no guarantees you'll get the images you ask for, but you can improve your odds by backing up your suggestion with a good argument.

Zooniverse

You need only a computer and some free time to get involved in some real space science with Zooniverse, a suite of projects built around the same basic concept: Volunteer citizen scientists work through thousands of images to find and identify interesting features. For instance, you can classify features on the lunar surface with Moon Zoo or NASA's Lunar Impacts project, map the Martian landscape with Planet Four or NASA's Be a Martian project, detect and track solar storms with Solar Stormwatch, search for exoplanets with Planet Hunters, or spot newly forming stars in our galaxy with The Milky Way Project.

Ask Your Own Questions

If you want to ask your own scientific questions, you may not need to build anything or design your own experiment. Many of these projects offer access to thousands of images of the surface of Mars, the heart of the Milky Way, and distant galaxies radio JOVE and GLOBE at Night both offer access to the observations of other participants. You could study changes, geographical patterns, or seasonal variations in light pollution, or you could be the first to spot an interesting pattern in Jupiter's radio emissions. Additionally, the MY NASA DATA (Mentoring and inquirY using NASA Data for Atmospheric and earth science for Teachers and Amateurs) program has a plethora of raw information on patterns in atmospheric radiation, Earth's weather patterns and variation in temperature over time, solar activity, and other phenomena.


Hexaquarks, condensed

Immediately following that event, the universe was a cooling sea of subatomic particles, "a big pot of soup with quarks," Bashkanov said.

Bashkanov and co-author, University of York professor Daniel Watts, said in this new study that, during this super early period of the universe, d-star hexaquarks could have cooled and expanded into what is known as a Bose-Einstein condensate (BEC).

A BEC is an exotic, fifth state of matter that forms when a cloud of atoms or subatomic particles cools to temperatures approaching absolute zero, or 0 Kelvin (minus 459.67 degrees Fahrenheit, or minus 273.15 degrees Celsius). At these extreme temperatures, the particles (or atoms) clump together into a single entity that can be described by a wave function. In other words, the particles coalesce and behave like a single particle (or atom).

While hexaquarks decay quickly in a lab, Bashkanov explained that they are much more stable and long-lasting within a neutron star and, the researchers think, possibly also in a BEC.

So, as Bashkanov explained, the scientists think that, shortly after the universe began with the Big Bang, hexaquarks could have condensed into a BEC &mdash and that unique BEC could be dark matter.

"Our first calculations indicate that condensates of d-stars are a feasible new candidate for dark matter, and this new possibility seems worthy of further, more detailed investigation," Watts said in a statement. "The result is particularly exciting since it doesn't require any concepts that are new to physics."

This early work hasn't solved the dark matter question for good. But Watts and Bashkanov plan to continue studying hexaquarks to better understand the strange particles and further explore whether they really could be good candidates for dark matter.

As Bashkanov explained, the researchers going forward will perform experiments to study the properties of hexaquarks, like their size and how they interact with both other hexaquarks and normal, or nuclear matter (protons and neutrons inside a nucleus). While the researchers said (as they explored in this paper) that hexaquarks could condense into a BEC, they hope to show that this is true through further study and experimentation.

This work was published Feb. 12 in the Journal of Physics G Letters.

Editor's Note: A correction was made to show that the universe is likely made up of 27 percent dark matter and that hexaquarks are bosons.

All About Space magazine takes you on an awe-inspiring journey through our solar system and beyond, from the amazing technology and spacecraft that enables humanity to venture into orbit, to the complexities of space science.View Deal

Придружете се на нашите Вселенски форуми за да продолжите да зборуваме за најновите мисии, ноќното небо и повеќе! И, ако имате информација за вест, корекција или коментар, известете ни на: [email protected]

Researchers think that a newly identified subatomic particle may have formed the universe's dark matter right after the Big Bang, approximately 13.8 billion years ago.

Did this newfound particle form the universe's dark matter? : Read more

This report appears to have some experimental means of verification. "Now, in a new study, nuclear physicists have suggested that dark matter could be made from a newly identified particle: the d-star hexaquark. This early work hasn't solved the dark matter question for good. But Watts and Bashkanov plan to continue studying hexaquarks to better understand the strange particles and further explore whether they really could be good candidates for dark matter. As Bashkanov explained, the researchers going forward will perform experiments to study the properties of hexaquarks, like their size and how they interact with both other hexaquarks and normal, or nuclear matter (protons and neutrons inside a nucleus). While the researchers said (as they explored in this paper) that hexaquarks could condense into a BEC, they hope to show that this is true through further study and experimentation."

Recently axions were proposed as a dark matter solution too, https://www.livescience.com/axion-found-in-weyl-semimetal.html

The search continues now with the d-star hexaquark, "Despite many decades of study the physical origin of "dark matter" in the Universe remains elusive. In this letter we calculate the properties of a completely new dark matter candidate - Bose-Einstein condensates formed from a recently discovered bosonic particle in the light-quark sector, the d∗(2380) hexaquark. In this first study, we show stable d∗(2380) Bose-Einstein condensates could form in the primordial early universe, with a production rate sufficiently large that they are a plausible new candidate for dark matter. Some possible astronomical signatures of such dark matter are also presented. ", ref https://arxiv.org/abs/2001.08654
WIMPS are proposed too, https://phys.org/news/2013-02-scientists-breakthroughs-dark-matter-mystery.html There are some important observations supporting dark matter in astronomy, this report said "The dark matter theory was born 80 years ago when Swiss astrophysicist Fritz Zwicky discovered that there was not enough mass in observable stars or galaxies to allow the force of gravity to hold them together."

Holding spiral galaxies together is critical for the long time scales used in the Big Bang model of origins.