Connect with us

Технологии

Впервые обнаружены новые квантовые частицы: бросают вызов пониманию квантовой физики

Published

on

Физики впервые подтвердили существование нового типа квантовых частиц, которые теоретически называются дробными экситонами.

Хотя ученые давно предполагали их существование, это исследование стало первым, которое доказало их реальность. Дробные экситоны представляют собой квантовые частицы с уникальными свойствами, которые бросают вызов традиционному пониманию квантовой механики. Они могут сыграть ключевую роль в развитии квантовых компьютеров и других квантовых технологий.

В квантовой механике экситон — это частица, которая образуется при сочетании электрона и электронной дырки, которая является квазичастицей с положительным зарядом. Экситоны не имеют заряда, что делает их сложными для обнаружения. Однако дробные экситоны, которые являются подтипом экситонов, обнаружить еще труднее.

Для открытия дробных экситонов ученые использовали дробный квантовый эффект Холла. В традиционном квантовом эффекте Холла при подаче электрического тока на материал, помещенный в магнитное поле, возникает боковое напряжение, которое увеличивается скачками. Эти скачки происходят при низких температурах и сильных магнитных полях, и каждый скачок — это целое количество. В дробном квантовом эффекте Холла скачки происходят в дробных количествах. Эта концепция позволила физикам обнаружить дробные экситоны.

Для эксперимента ученые создали двухмерный наноматериал, состоящий из двух слоев графена, разделенных слоем изолирующего нитрида бора. Это помогло контролировать электрические заряды и создать экситоны в экспериментальной установке. Далее ученые подвергли наноматериал воздействию сильных магнитных полей и наблюдали за потоком дробных экситонов.

Интересно, что все элементарные частицы делятся на два класса: бозоны и фермионы. Бозоны могут находиться в одном и том же квантовом состоянии одновременно, в то время как фермионы не могут. Дробные экситоны продемонстрировали поведение, которое присуще и бозонам, и фермионам, что указывает на их принадлежность к совершенно новому классу частиц.

Физики считают, что такие частицы могут стать важными для улучшения квантовых вычислений, а также для разработки других квантовых технологий. Это открытие значительно расширяет наше понимание квантового мира и дает новые возможности для применения квантовых технологий в будущем.

Источник: Interesting Engineering

Continue Reading
Advertisement
Click to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Технологии

Разложили любовь по полочкам: ученые выяснили ее настоящую роль в отношениях

Published

on

Романтическая любовь долгое время воспринималась как важнейшая составляющая крепких и долгосрочных отношений.

Недавнее исследование подтвердило её ключевую роль в поддержании стабильности в отношениях и браках по всему миру. Оно также указало на то, что любовь служит механизмом обязательств, укрепляя связи между партнерами. Одним из главных выводов стало то, что большинство людей в разных культурах не готовы вступить в брак без любви, однако значение этой любви варьируется в зависимости от таких факторов, как пол, социально-экономический статус и уровень развития страны.

Работа, опубликованная в журнале Human Nature, стремилась понять, зачем существует романтическая любовь и каковы её функции в человеческих отношениях. Важнейшие теории в эволюции любви предполагают, что романтические чувства могут быть развитыми формами привязанности, которая изначально возникла для обеспечения выживания младенцев через их связь с воспитателями. Другие теории связывают любовь с биологической функцией удержания пар для воспитания потомства. Это объясняет, почему любовь в этих теориях рассматривается как механизм обязательства, способствующий верности и долгосрочной преданности, что помогает в успешном воспитании детей.

Чтобы проверить эти гипотезы, исследователи собрали ответы 86 310 участников из 90 стран. Респондентов спрашивали о значении романтической любви для долгосрочных отношений, используя шкалу от 0 до 100, где 0 означало “определенно не вступил бы в брак без любви”, а 100 — “определенно вступил бы в брак без любви”. Также учитывались данные о поле, социально-экономическом статусе, числе детей и уровне развития страны, в которой проживают участники.

Результаты исследования подтвердили, что романтическая любовь является важным фактором для большинства людей во всем мире, и большинство респондентов не согласились бы на брак без неё. Однако были выявлены интересные различия: люди с более низким социально-экономическим статусом придают большее значение любви, возможно, потому что верный партнер может предоставить эмоциональную и финансовую поддержку в условиях ограниченных ресурсов. Женщины также ценят любовь более, чем мужчины, что согласуется с эволюционными теориями, где предполагается, что женщины более избирательны в выборе партнера из-за биологических затрат на воспроизводство.

Кроме того, участники, имеющие детей, чаще говорили о значимости любви в браке, рассматривая её как стабилизирующую силу для воспитания детей. Исследование показало, что в более развитых странах романтическая любовь ценится больше, чем в менее развитых, что может объясняться культурными различиями в восприятии отношений.

Таким образом, это исследование подтверждает, что романтическая любовь является важным механизмом для поддержания стабильности в браке, однако она принимает различные формы и значимость в зависимости от множества факторов, таких как социальный контекст и культурные особенности.

Источник: PsyPost

Continue Reading

Технологии

В Млечном Пути может быть 12 500 цивилизаций: мы потомки пришельцев из глубокого космоса

Published

on

Учёные постоянно получают огромные объемы данных о нашей галактике и Вселенной в целом, что позволяет постепенно выстраивать теории о возможности существования других развитых цивилизаций.

Майкель Райнштедтер из Университета Макмастера, Канада, в своей статье для The Conversation рассматривает вероятность того, что за пределами Земли могут существовать технологически развитые виды, основываясь на текущих научных данных.

Определение жизни, на основе которого строятся такие гипотезы, включает самоподдерживающуюся химическую систему, способную обрабатывать информацию и поддерживать состояние низкой энтропии. Жизнь на Земле зависит от взаимодействия ДНК, РНК и белков, но учёные не исключают, что в других уголках Вселенной могут существовать формы жизни, основанные на другой биохимии. Одним из возможных вариантов является кремний, который по химическим свойствам схож с углеродом и может стать основой для других живых организмов.

Внеземная жизнь может быть основана не на углероде, а, например, на кремнии, который имеет химическое сходство с углеродом
Фото: Daily Mail

Что касается появления жизни на Земле, существует две основные гипотезы: первая предполагает, что строительные блоки жизни могли быть доставлены на Землю метеоритами и астероидами, вторая — что они сформировались спонтанно на ранней планете в результате геохимических процессов. Доказательства того, что метеориты переносят органические молекулы, поддерживают первую гипотезу.

Уже есть доказательства того, что метеориты и астероиды переносят органические молекулы, включая аминокислоты, которые необходимы для жизни
Фото: Live Science

Кроме того, существующие исследования показывают, что в космосе могут существовать тысячи разумных цивилизаций, особенно с учетом таких факторов, как скорость образования звезд, количество планет, пригодных для жизни, и вероятность возникновения разумной жизни. Уравнение Дрейка, например, на основе самых оптимистичных оценок предполагает существование около 12 500 разумных цивилизаций только в нашей галактике, Млечном Пути.

Согласно самой оптимистичной оценке, основанной на уравнении Дрейка, только в Млечном Пути может существовать 12 500 разумных инопланетных цивилизаций
Фото: Guardian

Вероятность того, что человечество — единственная технологически развитая цивилизация в наблюдаемой Вселенной, крайне мала, оцениваемая как 1 на 10 миллиардов триллионов. В наблюдаемой Вселенной есть порядка 200 миллиардов триллионов звезд, что увеличивает вероятность существования других технологически развитых цивилизаций. Это значит, что вполне возможно, что где-то в космосе, возможно даже в нашей галактике, уже существуют цивилизации, которые имеют более высокий уровень развития, чем наша. Однако есть и гипотеза, что такие цивилизации могли бы уже обнаружить нас, но предпочли бы не вступать в контакт.

Тема существования других цивилизаций остаётся одной из самых захватывающих в астрофизике и космологии, и научное сообщество продолжает поиски новых доказательств, чтобы подтвердить или опровергнуть эти гипотезы.

Источник: The Conversation

Continue Reading

Технологии

Происходит нечто странное: физики изучили частицы вокруг Солнца и обнаружили новые тайны

Published

on

Недавнее исследование данных, собранных на Международной космической станции (МКС) за 11 лет, показало, что ученые не знают о поведении частиц так много, как они предполагали. Исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, касается космических лучей, которые являются энергетическими частицами, движущимися с огромной скоростью. Эти частицы в основном состоят из протонов, а также содержат небольшое количество ядер гелия и электронов.

Когда космический луч попадает в детектор Магнитного альфа-спектрометра (AMS) на МКС, магнитные поля разделяют частицы по их электрическому заряду, а затем детектор измеряет их массу и энергию. Это разделение критически важно, поскольку помогает различить поведение частиц и их античастиц. Античастицы идентичны частицам, но имеют противоположный заряд, что помогает исследовать их взаимодействие.

Физики проанализировали данные AMS за более чем 11 лет, и, как оказалось, мы знаем гораздо меньше о поведении частиц, чем предполагалось. Исследователи обнаружили, что существует значительное количество изменений в количестве частиц и их взаимодействиях с течением времени. Хотя существующие модели могут объяснить эти изменения по отдельности, они не могут объяснить оба изменения одновременно, что указывает на пробелы в нашем понимании.

Это открытие имеет значение не только для отдельного анализа частиц, но и для более широкого понимания космоса. Космические лучи, которые ученые изучают уже более века с помощью различных детекторов, могут служить своего рода “археологическими записями”, рассказывая о происходящих событиях в истории Солнечной системы. Однако до сих пор никто не мог так подробно исследовать, как солнечный цикл влияет на эти лучи, и теперь у ученых есть уникальная возможность понять, как магнитные изменения на Солнце меняют поведение космических лучей.

Солнечный цикл длится 11 лет, и сбор данных за этот период позволяет зафиксировать все повторяющиеся изменения в солнечном магнитном поле, которые могут повлиять на космические лучи. Это исследование открывает путь к возможному использованию космических лучей как инструмента для изучения самых ранних этапов формирования Солнечной системы.

Тем не менее, главный вопрос остается: откуда берутся эти космические лучи? Частицы, которые были пойманы AMS, пришли извне Солнечной системы, и теперь ученые пытаются понять, что именно вызывает их образование. Все новые данные о поведении частиц, такие как их взаимодействие и изменения, помогают физикам строить гипотезы относительно происхождения космических лучей.

Также стоит отметить, что в ходе исследования были замечены антипротоны. Это загадочное явление связано с тем, что в нашем мире практически не существует антиматерии, а антипротоны являются частицами с противоположным зарядом. Это открытие вызывает у ученых вопросы о происхождении этих античастиц, что может быть связано с темной материей или же требовать принципиально нового подхода в изучении космоса.

Таким образом, это исследование поднимает новые вопросы, как о природе космических лучей, так и о том, что еще мы не понимаем в устройстве нашей Вселенной.

Источник: New Scientist

Continue Reading

В тренде