Замечательное исследование опубликовано в свежем номер журнала Nature. Методом мюонной томографии в пирамиде Хеопса обнаружена неизвестная до того полость.

О чём идёт речь. Люди всегда хотели увидеть скрытое за непрозрачными и толстыми стенами. Для этого придумывают всякие методы томографии: с помощью ультразвука, рентгена, нейтронов, протонов и других частиц. Проблема в том, что для больших предметов нужны большие источники частиц.

С другой стороны, Земля непрерывно бомбардируется частицами космических лучей. Так почему бы не использовать для томографии их? Сказано — сделано. Ещё в 1960-е годы предложили использовать с этой целью космические мюоны. Метод получил название мюонной томографии.

Однако только недавно учёным довели технологию до рабочего состояния, и вот, наконец, большое открытие: над Большой галереей пирамиды Хеопса вроде как расположена полость площадью около 30 метров.

Чуть больше подробностей в газете.ру: https://www.gazeta.ru/science/2017/11/02_a_10968242.shtml
Ссылка на оригинал статьи (ссылка из газеты.ру пока что не работает): https://www.nature.com/articles/nature24647

Приблизительное расположение полости

Когда я только начинал всерьёз заниматься физикой — лет 15 назад — тема метаматериалов, то есть искусственно созданных сред, только начинала развиваться и будоражила моё неокрепший ум возможностью создавать «шапки-невидимки». Мой научник даже предлагал поработать в этом направлении, и я даже поразбирался в какой-то профильной литературе, но как-то не сложилось.

Сейчас, по моим ощущениям, ажиотаж в целом, спал, однако тема от этого не стала менее интересной. И хотя понятно, что никаких чудес метаматериалы в нашу жизнь не принесут, их полезность и коммерческий потенциал сомнений не вызывают.

К тому же метаматериалы действительно могут скрывать предметы, пусть и с известными ограничениями. О том, как им это удаётся, пишет N+1 в парнёрской статье совместно с МИСиС: https://nplus1.ru/material/2017/11/02/cap-of-darkness

Это один из спутников Сатурна Дафнис, вращающийся в щели Килера между кольцами Сатурна. Подробнее про это фото: https://goo.gl/WyniiN

#обои в разрешении 1920×1080

Известный специалист по экзопланетам Абель Мендез (Abel Méndez) составил «периодическую систему» открытых экзопланет. Планеты отсортированы по массе и температуре поверхности.

Больше всего на данный момент открыто горячих суперземель — спасибо «Кеплеру» за это. Несильно отстают горячие нептуны и горячие юпитеры. Вообще, горячие экзопланеты открывать проще — они ближе располагаются к своим звёздам (потому и горячие), а значит, оказывают большее воздействие на неё (вызывая небольшие колебания, которые определяют по эффекту Доплера в спектре излучения, или затенняя её свет, которое измеряют чувствительными фотометрами).

Тем не менее, открыто уже больше 50 экзопланет, относящихся к тёплым землям, то есть лежащих в температурном интервале от 0 до 100 °С и имеющих массу от 0,1 до 10 масс земель. И это то, где стоит искать внеземную жизнь за пределами Солнечной системы.

Картинку можно скачать ниже, а профессор Мендез, кстати, активно ведёт очень популярный твиттер — https://twitter.com/profabelmendez

Есть шестая гравитационная волна! https://goo.gl/qcDQos

Гравитационно-волновая астрономия становится обыденностью.

Вчера исполнилось 139 лет со дня рождения одной из самых удивительных женщин в истории — Лизы Мейтнер.

Известна она в первую очередь тем, что в 1939 году совместно с Отто Фришем опубликовала статью, в которой впервые ввела термин «деления ядра». Именно с этой работы во многом началась ядерная эра человечества.

За всю историю Нобелевской премии по физике лишь две женщины стали её лауреатами — Мария Склодовская-Кюри и Мария Гёпперт-Майер. Как считают многие, Лиза Мейтнер должна была быть в их числе, но Нобелевский комитет решил иначе.

Мейтнер стала первой в Германии женщиной-физиком, получившей учёную степень, а Альберт Эйнштейн однажды назвал её «нашей Марией Кюри». Замечательная Катя Шутова специально для моего блога написала статью о необычной судьбе этой учёной: https://goo.gl/sNYGaH

Несмотря на то, что явление квантовой телепортации изучается уже довольно давно, у людей, далёких от науки, часто отсутствует понимание того, что же это такое. В своём блоге я попытался развеять некоторые мифы, связанные с этим понятием: https://goo.gl/h9ZWc2

Физики вынуждены пересмотреть свои планы на проект ускорителя, который должен прийти на смену Большому адронному коллайдеру (БАК). Из-за недостатка финансирования и отсутствия помимо бозона Хиггса новых фундаментальных частиц, обнаруженных БАК, проект многомиллиардного Международного линейного коллайдера (англ. International Linear Collider, ILC) сократили в два раза.

7 ноября 2017 года специальная комиссия International Committee for Future Accelerators (ICFA) приняла решение поддержать проект укорочения ускорительных туннелей с 33,5 км до 13 км, что автоматически означает уменьшение планируемой энергии частиц в ILC с 500 до 250 ГэВ.

Это означает, что ILC придётся отказаться от планов по исследованию самого тяжёлого и самого плохо изученного кварка — так называемого топ-кварка. Энергии сталкивающихся частиц будет просто недостаточно для его рождения. Главной миссией проекта в этих условиях станет подробное изучение свойств бозона Хиггса, открытого ранее на БАК.

Планам по строительству ILC уже 25 лет, однако запустят его даже при оптимистичном сценарии не раньше 2030 года.

Физики обнаружили, что молниевые разряды инициируют ядерные реакции в атмосфере, в результате которых образуются частицы антиматерии позитроны и радиоактивный углерод-14. Это открытие было сначала предсказано российским теоретиком, а затем обнаружено экспериментально в ходе грозы в Японии.

Уже с 1990-х годов космические обсерватории наблюдали всплески гамма-излучения, приходившие со стороны Земли. Их появление связывали с некими атмосферными явлениями, но детальный механизм был неизвестен.

Детальным исследованием решил заняться астрофизик Теруаки Эното из Киотского университета в Японии, который вместе со своими коллегами установил массив гамма-детекторов вблизи одной из японских атомных электростанций. Японские зимние грозы знамениты своими мощными молниями, а малооблачная погода создала удобные условия для наблюдений.

6 февраля детекторы обнаружили необычное явление. Двойная молния вызвала приход короткого всплеска гамма-лучей длительностью всего в 1 миллисекунду. Энергия фотонов в этом всплеске достигала 10 МэВ. За ним в течение приблизительно секунды следовало небольшое послесвечение, которое заканчивалось длинным — почти минутным — гамма-сигналом с энергией квантов равной 511 кэВ. Этот сигнал однозначно указывал на то, что в атмосфере шёл процесс аннигиляции родившихся во время разряда позитронов.

Такой процесс был предсказан теоретически около 10 лет назад сотрудником Российского федерального ядерного центра в Сарове Ленидом Бабичем. Согласно его теории, молния ускоряет некоторые электроны до скоростей, близких к скоростям света. Эти электроны излучают гамма-лучи, которые при взаимодействии с ядрами азота выбивают один нейтрон, а также возбуждают ядро. Затем ядро возвращается в исходное состояние, излучая уже другой гамма-фотон — именно это излучение видели экспериментаторы в виде секундного послесвечения.

Кроме того, ядро азота, лишившись одного из нейтронов, становится неустойчивым и приблизительно через минуту распадается с испусканием позитрона. Аннигиляция позитрона с первым же встречным электроном приводит к рождению двух фотонов с энергией равной приблизительно энергии покоя позитрона и электрона — 511 кэВ.

Ещё один побочный эффект этой реакции связан с тем, что часть выбитых нейтронов через некоторое время встречается с другими ядрами азота и вызывают его превращение в радиоактивный изотоп углерода-14. Это тот самый изотоп, который используется археологами и палеонтологами для радиоуглеродного анализа.

Считается, что основным источником углерода-14 в земной атмосфере являются космические лучи. В принципе, молнии тоже могут давать свой вклад, но на данный момент его величину оценить невозможно, в первую очередь потому, что не все молнии приводят к протеканию таких ядерных реакций.

Ссылка на статью, кому интересно: http://dx.doi.org/10.1038/nature24630

А вот и схема, поясняющая цепочку протекающих реакций

Информация для нижегородцев. В понедельник буду выступать с научно-популярной лекцией в гостинице «Ока». Там открывается новый городской лекторий «Академиум».

Рассказывать буду о том, чем мы занимаемся в нашем институте и научной группе.

Начало моей лекции в 19:00, желательно пройти регистрацию.

Подробности на официальном сайте: http://www.akademium.info

Свежая статья в Nature. Учёные впервые измерили количество нейтрино со сверхвысокой энергией, поглощаемых нашей планетой каждую секунду. В будущем такие измерения могут стать важным инструментом для геологов, изучающих внутренности Земли.

Рассказывая о нейтрино, популяризаторы часто упоминают такой удивительный факт: около 100 триллионов этих частиц проходят сквозь человеческое тело каждую секунду, однако сила их взаимодействия с остальным веществом столь мала, что мы их никак не замечаем.

Чтобы поймать нейтрино строят специальные детекторы. Один из них — IceCube — расположен в Антарктиде и его рабочим телом является кубический километр льда. Именно на IceCube были проведены измерения, о которых идёт речь.

Когда нейтрино сталкивается с ядром, оно обычно исчезает, а его энергия рождает целый ливень разных частиц. И чем выше энергия нейтрино, и чем плотнее вещество, в котором оно летит, тем выше вероятность такого столкновения. Теория предсказывала, что для нейтрино с энергией выше нескольких ТэВ (то есть 10¹² эВ) вероятность пройти сквозь Землю равна практически нулю. Нейтрино с такой энергией пока что невозможно получить в земных условиях — даже на Большом адронном коллайдере рождаемые нейтрино имеют энергию не больше сотен ГэВ (1 ТэВ = 1000 гэВ).

В общем на IceCube, действительно, таких нейтрино, идущих «из-под Земли», не обнаружили. Правда, были использованы данные только за 2010—2011 годы. Последние шесть лет пока что не обработаны, и, возможно, в них есть какие-то сюрпризы, но это может показать только будущий анализ.

Ссылка на статью для интересующихся: https://goo.gl/ae77M8

А тем временем IBM обещает вскоре открыть онлайн-доступ к своему новому квантовому компьютеру, состоящему из 20 сверхпроводящих кубитов, и утверждает, что у неё ещё и готов прототип системы из 50 кубитов.

Новая система принадлежит семейству IBM Q и основана на так называемых кубитах-трансмонах. В них информация хранится на небольших кусочках сверхпроводниках в виде куперовских электронных пар.

Впервые доступный через интернет квантовый компьютер IBM запустила в 2016 году, и сейчас доступны для использования 5- и 16-кубитные системы.

Помимо того, что новая система будет иметь большее количество кубитов, по заверению IBM, в ней увеличено время когерентности до 90 микросекунд — это в два раза выше, чем в прошлых устройствах IBM.

Если IBM и вправду создала прототип 50-кубитного компьютера, то по оценкам специалистов он может на некоторых задачах обойти все существующие классические компьютеры, продемонстрировав тем самым «квантовое превосходство».

Подробнее об облачных квантовых компьютерах IBM можно узнать на их сайте: https://www.research.ibm.com/ibm-q/

Это активная область звёздообразования Chamaeleon I. Изображение получено при помощи телескопа «Гершель» в дальнем ИК диапазоне. Подробнее: https://goo.gl/GfnhMk

#обои в разрешении 2006×1585

Помните в июле была новость с конференции о создании квантового компьютера из рекордных 51 кубит в группе Михаила Лукина? Только что статья с этим результатом вышла в журнале Nature. А вместе с ней ещё одна — о создании 53-кубитного компьютера в группе Кристофера Монро.

Оба вычислителя были созданы на основе атомов (у Лукина) или ионов (у Монро), пойманных в оптическую ловушку и управляемых с помощью лазерных импульсов. Обе группы для демонстрации возможностей своих компьютеров использовали задачи симулирования — то есть аналоговое моделирование неких физических систем. В группе Лукина исследовали образование ридберговских кристаллов, а в группе Монро — перемагничивание в цепочке из магнитов.

В обоих случаях были получены решения для систем, которые было бы невозможно получить на классических компьютерах просто из-за недостатка необходимой для этого памяти. Теперь перед учёными стоит задача на основе этих систем создать универсальный решатель — который мог бы моделировать не только какую-то конкретную систему, но и решать произвольные уравнения.

По оценкам, 50 кубит — это как раз тот порог, после преодоления которого универсальный квантовый компьютер продемонстрирует «квантовое превосходство» на отдельных задачах. В частности, он должен быстрее любого существующего суперкомпьютера решать задачу о разложении числа на простые множители. Эта задача (вернее сложность её выполнения) лежит в основе всей современной криптографии, поэтому квантовые компьютеры могут в перспективе сделать её устаревшей.

Больше подробностей про вышедшие статьи читайте в N+1: https://nplus1.ru/news/2017/11/29/53-qubit-record