Connect with us

Технологии

4 главных этапа: физики создали самое точное описание деления атома на две части

Published

on

Ученые показали с точностью до секунды, что существует четыре этапа разделения атома и, по их словам, это самое точное описание момента разрыва атомного ядра.

Американские физики-теоретики разработали моделирование, которое позволило обнаружить первую полностью микроскопическую характеристику процесса, при котором атом делится на две части. Это открытие предоставляет новые возможности для понимания важного энергетического события, оказавшего огромное влияние на науку и технику в 20 веке. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, сообщает ScienceAlert.

Физики утверждают, что создали самое точное теоретическое описание разделения атома на две части, обойдя стороной любые упрощения и предположения. Они впервые получили точное предсказание этого процесса, которое до сих пор отсутствовало. Используя уравнения движения из ядерной физики и квантовую механику, ученые исследовали, что именно происходит в момент деления атома.

Слово “атом” происходит от латинского термина, означающего “неделимый”. Однако уже в конце 30-х годов прошлого века физики выяснили, что это определение не соответствует действительности. Эксперименты показали, что при бомбардировке нейтронами ядра атома урана они разделяются на две части, что доказывает, что атом не является неделимым. Теперь же физики раскрыли еще больше секретов ядерного деления.

По словам исследователей, если убрать упрощенные модели атома с сгруппированными протонами и нейтронами, то ядро атома представляет собой бурное море квантовой активности. Понять, как ведут себя и взаимодействуют между собой отдельные нуклоны (основные частицы, составляющие ядро атома), сложно, а еще сложнее осознать, что происходит в момент, когда атом изменяется.

Чтобы прояснить процесс разделения атомов, физики разделили его на четыре этапа. Моделирование было проведено с использованием суперкомпьютера и основывалось на атомах изотопов уран-238, плутоний-240 и калифорнияй-252 с различными начальными условиями.

Моделирование показало, что в первые (10^{-14}) секунд введение медленно движущегося нейтрона заставляет ядро атома выпячиваться и изменяться, достигая так называемой седловой точки, что делает его похожим на арахис. На втором этапе возникает седловой разрыв, где формируются фрагменты процесса деления; этот этап длится примерно (5 \times 10^{-21}) секунд.

На третьем этапе происходит полный разрыв ядра атома, и оно официально делится на две части в течение (10^{-22}) секунд. На четвертом этапе, продолжающемся (10^{-18}) секунд, осколки деления принимают форму и ускоряются, что приводит к высвобождению нейтронов и гамма-лучей. Этот последний этап также инициирует другие процессы распада после короткой задержки.

Физики подчеркивают, что их квантовое моделирование представляет собой наиболее точное на сегодняшний день описание того, что происходит в момент разрыва, когда мост, соединяющий две половины большого атомного ядра, сжимается и разделяется.

Источник: ScienceAlert

Continue Reading
Advertisement

Технологии

Первый модуль готов: у Луны появится своя орбитальная станция, как она будет выглядеть

Published

on

Главный модуль для лунной орбитальной станции Gateway, под названием HALO, был доставлен в США из Европы.

Этот модуль для лунной космической станции NASA был построен компанией Thales Alenia Space и прибыл на борту грузового самолета из Италии. Модуль HALO был отправлен в испытательный центр компании Northrop Grumman в штате Аризона, где будет проходить финальную комплектацию. Компания Northrop Grumman является одним из подрядчиков, работающих над лунной программой NASA “Артемида”.

Этот модуль станет основой будущей лунной орбитальной станции Gateway, которая будет служить важным транспортным узлом для перемещения астронавтов между Землей и Луной. С помощью Gateway NASA планирует сделать пилотируемые полеты на Луну проще, а также подготовиться к пилотируемым полетам на Марс. Модуль HALO будет служить жилым и рабочим помещением для астронавтов, которые будут лететь на Луну или возвращаться с неё.

Так будет выглядеть лунная орбитальная станция Gateway

На борту модуля HALO будут размещены несколько ключевых систем: пункт управления космической станцией, система связи, а также система обеспечения энергией. Как внутри, так и снаружи модуля HALO можно будет проводить различные научные эксперименты. После завершения работы над модулем HALO, его отправят в Космический центр NASA имени Кеннеди во Флориде, где на модуль будут установлены солнечные панели, а также двигательная установка, которая обеспечит маневренность станции на орбите.

Модуль HALO отправили в испытательный центр компании Northrop Grumman в штате Аризона, где он проходит финальную комплектацию
Фото: NASA

Главный модуль лунной станции Gateway планируется отправить на орбиту вокруг Луны с помощью ракеты-носителя Falcon Heavy компании SpaceX в 2027 году. Ранее NASA планировало, что первые астронавты прибудут на станцию Gateway в 2028 году, когда станция должна быть уже полностью собрана. Хотя точные сроки не были обновлены, возможно, NASA удастся реализовать этот план в намеченные сроки.

Станция Gateway сможет работать в автономном режиме, когда на ней нет астронавтов. Это особенно важно для периодов, когда NASA не проводит очередную пилотируемую миссию на Луну в рамках программы “Артемида”. Студенты, ученые и инженеры смогут также проводить эксперименты в автономном режиме, с минимальным вмешательством астронавтов.

Известно, что станция Gateway сможет работать в автономном режиме, пока на ней нет астронавтов
Фото: NASA

По плану, астронавты на космическом корабле будут прибывать на лунную станцию Gateway и затем перемещаться с неё на поверхность Луны. После завершения миссии они будут возвращаться на станцию и затем отправляться обратно на Землю. Станция будет вращаться по вытянутой орбите вокруг Луны, которая будет варьироваться от 3000 до 70 000 километров от поверхности Луны. Модуль HALO будет соединён с другими модулями, которые будут использоваться как жилые и грузовые помещения.

Планируется, что на борту станции смогут находиться одновременно максимум четыре астронавта, что позволит проводить длительные и продуктивные исследования.

Источник: Space

Continue Reading

Технологии

Китай заменяет экипаж станции на орбите, установивший мировой рекорд

Published

on

Китай продолжает активно развивать свою космическую программу: ракета-носитель “Чанчжэн-2F” готова к запуску космического корабля “Шеньчжоу-20”, который доставит новый экипаж на орбитальную станцию “Тяньгун”.

Это будет очередная ротация астронавтов, где новый экипаж заменит команду “Шэньчжоу-19”, находящуюся на орбите уже полгода.

Ракету уже доставили на стартовую площадку космодрома Цзюцюань. Перемещение ракеты высотой 62 метра заняло около двух часов. Сейчас специалисты занимаются финальной проверкой всех систем перед запуском, дата которого пока не объявлена, но ожидается в ближайшие дни — при условии благоприятной погоды и технической готовности.

Трое новых астронавтов, чьи имена традиционно будут объявлены непосредственно перед стартом, пробудут на станции около шести месяцев. Их основная задача — продолжение научных экспериментов и техническое обслуживание станции.

Тем временем экипаж “Шэньчжоу-19” — Цай Сюйчжэ, Сун Линдун и Ван Хаоцзэ — завершает свою миссию. Они прибыли на “Тяньгун” в октябре 2024 года и провели значительное количество исследований, включая три выхода в открытый космос. Особенно выделяется декабрьский выход, длившийся 9 часов 6 минут — это новый мировой рекорд по продолжительности нахождения в открытом космосе, превзошедший предыдущий рекорд NASA 2001 года (8 часов 56 минут).

С момента завершения строительства “Тяньгун” в 2022 году Китай осуществляет регулярные пилотируемые миссии, превращая станцию в полноценную платформу для долгосрочных научных исследований в космосе.

Источник: Space

Continue Reading

Технологии

Астрономы не могут объяснить, как появилась эта странная звезда с самым сильным магнитным полем

Published

on

Магнетары остаются одними из самых загадочных объектов во Вселенной, и новое исследование, посвящённое магнетару SGR 0501+4516, только усилило интерес к ним.

Ранее считалось, что этот магнетар возник в результате взрыва сверхновой HB9. Однако данные, полученные с космических телескопов Хаббл и Gaia, показали, что он может не иметь никакого отношения к этому взрыву. Расположение и движение объекта не совпадают с остатками сверхновой, что ставит под сомнение ранее принятую теорию его происхождения.

Взрыв сверхновой. Иллюстрация
Фото: space.com

Исследователи предположили, что магнетар мог образоваться не после гибели массивной звезды, а в результате слияния двух белых карликов. Белые карлики — это останки менее массивных звезд, подобных Солнцу. Обычно, если белый карлик набирает критическую массу, он взрывается как сверхновая типа Ia. Но в некоторых случаях, если масса увеличивается не слишком резко и условия особые, белый карлик может сжаться до нейтронной звезды — и даже до магнетара.

Белые карлики могут создавать магнетары, когда они своей гравитацией притягивают к себе вещество звезды-компаньона. Иллюстрация
Фото: NASA

Это открытие расширяет представления ученых о возможных путях образования магнетаров. Оно также может помочь в понимании природы быстрых радиовсплесков — мощных, но кратковременных выбросов радиоволн, происхождение которых до сих пор остается загадкой. Теперь астрономы планируют изучить больше магнетаров, чтобы понять, насколько распространён альтернативный сценарий их появления и какую роль он может играть в других астрофизических явлениях.

Источник: Space

Continue Reading

В тренде