Астрономы выдвинули новую теорию о происхождении самой маленькой и близкой к Солнцу планеты Солнечной системы — Меркурия. Согласно исследованиям, опубликованным на сервере препринтов arXiv, Меркурий мог образоваться в результате масштабного столкновения двух каменистых тел схожего размера.

Это столкновение, как предполагают ученые, было обычным явлением в ранней Солнечной системе, составляя около одной трети всех столкновений.

Меркурий — планета с уникальной геологией и экстремальными условиями: температура на его поверхности колеблется от −180°C ночью до +430°C днем. Несмотря на близость к Солнцу, в его затененных кратерах могут находиться водяные льды. Планета совершает полный оборот вокруг Солнца за 88 земных дней, а её вращение вокруг оси происходит очень медленно.

Меркурий имеет необычно большое железное ядро, которое занимает почти 85% диаметра планеты, что значительно больше, чем у других каменистых планет Солнечной системы. Ранее учёные выдвигали гипотезу, что Меркурий мог потерять свои внешние слои после гигантского столкновения с более крупным телом. Однако, по новым данным, такие масштабные столкновения были редкостью.

Новое компьютерное моделирование показало, что более вероятным сценарием является так называемое «скользящее столкновение» двух объектов схожего размера, что было гораздо более частым явлением в ранней Солнечной системе. Эти столкновения могли приводить к тому, что большая часть каменистой мантии планеты исчезала, а ядро становилось преобладающим. Моделирование показало, что в ходе такого столкновения Меркурий потерял большую часть своей мантии, что привело к его уникальному составу: ядро планеты стало состоять на 65-75% из железа, что совпадает с текущим значением в 70%.

Эти данные поддерживают гипотезу о том, что Меркурий был сформирован в результате такого столкновения, что могло бы объяснить его текущие характеристики, включая массу и состав.

Источник: EarthSky

Физики на Большом адронном коллайдере (БАК) сделали важное открытие, которое может помочь разгадать одну из самых больших загадок Вселенной: почему материя доминирует над антиматерией.

Результаты исследования, опубликованные на сервере препринтов arXiv, показали, что лямбда-барион, частица, родственная протону и нейтрону, распадается с другой скоростью, чем её аналог из антиматерии. Это открытие может дать новые ключи к пониманию того, как материя могла преобладать над антиматерией после Большого взрыва.

Эффект, который физики наблюдали, называется нарушением CP-симметрии. Это явление объясняет, почему частицы материи и антиматерии, хотя и имеют одинаковую массу, но ведут себя по-разному. Нарушение CP-симметрии предполагает, что в ранней Вселенной существовал некий дисбаланс, который позволил материи выжить, в то время как антиматерия уничтожалась. Без этого дисбаланса космос не существовал бы в том виде, в котором мы его знаем.

Стандартная модель физики предсказывает, что нарушение CP-симметрии должно быть слишком малым, чтобы объяснить столь значительное преобладание материи. Однако исследование на БАК показало, что лямбда-барионы и их античастицы ведут себя по-разному, что может быть свидетельством более глубокого нарушения симметрии, не предсказанного стандартной моделью.

В ходе эксперимента физики изучили распады лямбда-барионов и анти-лямбда-барионов. Разница в количестве распадов этих частиц составила 2,45%, что является значительным результатом, отклоняющимся от нуля на 5,2 стандартных отклонения — это превышает порог, необходимый для объявления нового открытия в физике.

Это открытие свидетельствует о том, что возможно существуют новые источники нарушения CP-симметрии, что в свою очередь предполагает существование новой физики за пределами стандартной модели. Физики планируют продолжить исследования и собирать дополнительные данные для более глубокого понимания механизма, который мог бы объяснить, как Вселенная избежала самоуничтожения в ранние моменты её существования.

Источник: Live Science

Национальная лаборатория Айдахо (INL) сделала важный шаг на пути к практическому применению ядерного реактора поколения IV, преодолев ключевое препятствие в разработке технологий для реакторов на расплавленных солях.

Группа ученых разработала эффективный метод обработки топлива для таких реакторов, что является значительным достижением в области ядерной энергетики.

Как сообщает newatlas.com, реакторы на расплавленных солях, являющиеся частью поколения IV, представляют собой новые конструкции, которые лишь несколько десятилетий назад казались экспериментальными и имели ограниченные перспективы реализации. В этих реакторах топливные стержни из обогащенного урана или плутония и водяной замедлитель/охладитель заменяются смесью ядерного топлива и расплавленной соли. Эта концепция обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с традиционными реакторами, работающими на воде под давлением, используемыми сегодня.

Основные преимущества реакторов на расплавленных солях включают более высокие рабочие температуры и атмосферное давление, что делает их более эффективными и снижает механические нагрузки. Это также устраняет угрозу неконтролируемого расплавления, поскольку ядерная реакция в таких реакторах является самоограничивающейся. Кроме того, с помощью простых химических процессов можно удалять опасные газы, такие как водород и ксенон. Реакторы могут работать при температуре около 600°C, что на 50% повышает их эффективность, а также они способны непрерывно перерабатывать топливо, что снижает количество ядерных отходов.

Реакторы на расплавленных солях могут использовать различные виды топлива, и их конструкции могут быть модульными, что позволяет адаптировать их для различных применений, включая добычу нефти, производство водорода, опреснение воды, плавучие электростанции и даже судоходство.

Основной проблемой в разработке таких реакторов является нахождение подходящего соединения урана и обеспечение его массового производства с высокой эффективностью. В рамках эксперимента MCRE (реактор на расплавленном хлориде) группа INL с 2020 года пытается решить эту задачу. В сотрудничестве с компаниями Southern Company и TerraPower ученые планируют построить первый в мире критический реактор на расплавленной соли с быстрым спектром, с целью продемонстрировать его работу к 2028 году и создать коммерческую версию к 2035 году.

Сначала в 2020 году INL удавалось производить лишь 57–85 г топлива за раз, в то время как для достижения критичности реактору необходимо 3,5 тонны топлива. Однако, благодаря использованию денатурированного урана, который химически идентичен расщепляемому урану, но дешевле, лаборатория смогла увеличить производство до 18 кг за партию. В настоящее время лаборатория работает над созданием еще пяти партий топлива к октябрю 2025 года для демонстрации потенциала полномасштабного производства и запуска экспериментов на реакторе MCRE.

Источник: newatlas.com