Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

Текущий

2003

2002

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

02.02.2021
18:41

Физики-теоретики сузили диапазон возможных масс частиц темной материи

02.02.2021
15:49

Астрономы отыскали долгопериодическую гигантскую экзопланету

02.02.2021
15:45

Физики поставили рекорд в измерении размера альфа-частицы

    Физики провели рекордно точное измерение зарядового радиуса ядра гелия с помощью лазерной спектроскопии. Для этого они присоединили к ядру мюон, и померили у образовавшегося иона частоту 2S-2P перехода. Работа опубликована в Nature.

    Прецизионная лазерная спектроскопия — это один из самых точных экспериментальных методов в физике на сегодняшний день. Она основана на поиске и измерении резонансов атомных переходов с очень маленьким шагом. Увеличивающаяся точность с определенного момента позволила замечать влияние размера атомных ядер на резонансные частоты, и, соответственно, измерять этот размер.

    Эта идея получила новое развитие, когда физики научились применять методы лазерной спектроскопии к мюонным атомам. Мюон — это частица, которая полностью подобна электрону, за исключением конечного времени жизни и массы, более чем в 200 раз превышающей массу электрона. Бóльшая масса означает меньший радиус орбиты, и, как следствие, волновая функция мюона перекрывается с волновой функцией ядра почти в 8 миллионов раз больше. Этот факт существенно увеличил точность в определении размеров различных ядер, что привело к обнаружению в 2010 году расхождений в радиусах протона, полученных на обычном и мюонном водородах. Подробнее об этой проблеме вы можете прочитать в нашем материале «Щель в доспехах».

    В поисках решения образовавшейся загадки радиуса протона физики начали активнее исследовать простейшие ядра, такие как протон, дейтрон и альфа-частицу. И если размеры первых двух ядер уже были измерены с помощью лазерной спектроскопии, то информацию о размере ядра гелия до недавнего времени получали только с помощью рассеяния электронов. Этот пробел решила закрыть группа физиков из девяти стран при участии Альдо Антоньини (Aldo Antognini).

    Ядро гелия — или альфа-частица — состоит из двух протонов и двух нейтронов. Оно занимает особое место в ядерной физике. Это самое легкое дважды магическое ядро, а потому оно стабильно и очень распространено во Вселенной. Бóльшая энергия связи по отношению к близким по массе немагическим ядрам приводит, к примеру, к тому, что, что размер ядра гелия на 20 процентов меньше, чем размер дейтрона, который состоит всего лишь из одного протона и одного нейтрона. Кроме того, парность всех нуклонов приводит к взаимной компенсации их орбитальных и спиновых моментов. Благодаря этому энергетические уровни атомов и ионов гелия не испытывают никакого сверхтонкого расщепления, что существенно упрощает интерпретацию спектров.

    Для получения мюонных атомов команда физиков использовала самый мощный в мире источник медленных мюонов, расположенный в Институте Пауля Шеррера, Швейцария. Пучок, интенсивностью примерно 500 мюонов в секунду, тормозился об газ атомов гелия, находящегося в камере при низком давлении (2 миллибара) и комнатной температуре. Соударяясь с атомами, мюоны теряют энергию, и, будучи захваченными ядрами гелия, останавливаются, замещая при этом электроны. В конечном итоге в камере образуются возбужденные водородоподобные ионы гелия с одним мюоном, которые через некоторое время релаксируют. Большинство ионов переходит в основное 1S состояние, однако сотая часть задерживается на метастабильном 2S состоянии, которое и использовалось в эксперименте. В частности, авторы работы измеряли частоту перехода такого атома из состояния 2S в состояния 2P1/2 (лэмбовский сдвиг) и 2P3/2, а затем сопоставляли результат с теоретическими формулами, которые задержат зарядовый радиус в качестве неизвестной переменной.

    Замечательной особенностью работы экспериментаторов стала система контроля событий, которая позволяет достоверно сказать, что физики зафиксировали именно описанные выше процессы, а не что-либо еще. Она начинается с детектора мюонов, который ставится перед камерой с гелием и позволяет регистрировать каждую влетающую частицу. После чего, система выжидает некоторое малое время, нужное, чтобы произошли все процессы с образованием мюонного иона в 2S состоянии, а затем выстреливает импульсом из перестраиваемого лазера. Если в результате этого произошел переход на 2P уровень, то через какое-то время система с помощью лавинных фотодиодов должна зафиксировать рентгеновский фотон с энергией 8,2 килоэлектронвольта, который свидетельствует о релаксации иона. Наконец, спустя еще некоторый промежуток времени должен быть зафиксирован высокоэнергетический электрон, образованный после распада мюона. Только при единовременной фиксации всех указанных частиц система считает событие состоявшимся. На практике оказалось, что даже на частоте резонанса система фиксировала в среднем восемь нужных событий в час, отличая их от почти 50 000 событий, соответствующих иным атомным процессам в установке.

    В результате эксперимента и учета всех погрешностей авторы получили значение зарядового радиуса ядра гелия, равного 1,67824(83) фемтометра. Оно находится в хорошем согласии с числом, полученным ранее в эксперименте по упругому рассеянию электронов на альфа-частицах, но превышает его в точности почти в пять раз. Уточненный радиус в свою очередь может быть использован для улучшения моделей в будущей серии экспериментов по рассеянию.

    Полученный результат, однако, важен в первую очередь для теоретической физики. Дело в том, что на сегодняшний день, у нас нет полной теории, которая позволяет связывать свойства ядер с кварковой структурой отдельных нуклонов. Это отличает ядерную физику от атомной, где главную роль играет электромагнитное взаимодействие, и свойства атомов могут быть предсказаны путем решения уравнений квантовой механики из первых принципов. Вместо этого физики используют так называемые «эффективные теории», в которых часть процессов не описывается, а заменяется несколькими ключевыми параметрами. Уточненное значение радиуса альфа-частицы дает новую информацию об этих параметрах.

    Наконец, полученный результат позволяет ограничить, либо опровергнуть новые теории, которые описывают эффекты за пределами Стандартной модели. Такие теории возникли в качестве одной из попыток решения загадки радиуса протона. Однако недавние эксперименты, уменьшившие расхождение мюонных и водородных значений этого радиуса, свидетельствуют о том, что ее решение нужно искать скорее в аппаратной части, нежели в теории.

    По информации https://nplus1.ru/news/2021/02/02/alpha-dog

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

02.02.2021
15:42

Реголит Фобоса оказался обогащен атмосферными ионами Марса

02.02.2021
14:35

Раскрыта «отвратительная» тайна эволюции Дарвина

02.02.2021
14:25

Самый сильный магнит во Вселенной подал необычные сигналы

02.02.2021
13:53

Всегда живой... (к 90-летию Б.Ельцина)

01.02.2021
21:08

Климат Земли цикличен: приближается ледниковый период

01.02.2021
20:23

У карликовой галактики обнаружили огромное гало темной материи

01.02.2021
20:17

Толстая литосфера ставит под вопрос возможность тектоники плит на Венере

01.02.2021
19:51

Обнаружена самая маленькая рептилия на планете

01.02.2021
19:48

Названа причина появления крупнейшей пустыни на Земле

31.01.2021
22:58

"Жалко нас" - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

31.01.2021
21:23

Почему украинские националисты боятся Пушкина

31.01.2021
15:23

Архискверный Достоевский

31.01.2021
13:22

"ГАПОНОВЩИНА." - новое в обозрении Маркса Тартаковского

30.01.2021
19:57

Астрономы впервые наблюдали за формированием планет у звезд малой массы

30.01.2021
19:48

Полюса Марса смещаются из-за необъяснимого колебания

30.01.2021
19:32

Найдены новые косвенные доказательства существования темной материи

30.01.2021
19:17

НАСА определилось с четырьмя будущими миссиями: Aspera, Pandora, StarBurst и PUEO

<< 191|192|193|194|195|196|197|198|199|200 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

2000-2002
Научно-популярный журнал Урания в русском переплете
(1999-200)

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList