Рубрика «физика»

Кому какое дело до частиц? Почему физики, специализирующиеся на них, так ими интересуются?

На самом деле нам интересны не частицы сами по себе.

Вот вам аналогия: представьте, что вас заинтересовали города римской империи и то, как они функционировали. Из-за этого вы можете начать изучать римскую архитектуру. Возможно, вас заинтересует, как они строили свои здания и акведуки. Затем, вероятно, вы перейдёте к надёжности их арок и фундаментов, а с них – на свойства кирпичей и строительного раствора. Но интересуют вас не кирпичи и раствор – это только средства для достижения цели. Вы хотите рассматривать их как часть более общих вопросов разработки и постройки римских зданий, их красоты и их надёжности, позволившей им пережить столетия.

Природа – самый плодотворный и древний архитектор. Мы живём в окружении красоты и загадок – дубов и вулканов, закатов и бурь, красивой луны и неисчислимых песчинок на пляже. Пару столетий назад учёные сделали вывод, что разнообразие этой архитектуры можно лучше понять, если принять, что материя состоит из различных атомов – «элементов». Так они и начали интересоваться атомами, «элементарными» строительными кирпичиками природы, как о них тогда думали.
Читать полностью »

Умная соковыжималка Juicero выжала $120 млн из воздуха - 1

На что только ни пойдут предприниматели, чтобы добиться успеха и заработать десятки миллионов долларов! Иногда аферистов быстро разоблачают, но иногда им удаётся всё-таки обмануть публику и, главное, инвесторов — и получить заветные инвестиции.

Один из самых перспективных фудтех-стартапов 2016 года под названием Juicero оказался самой высококлассной аферой. Смотрите и учитесь.
Читать полностью »

Когда интуиция нас подводит: о том, как одну олимпиадную задачу по физике десятилетиями решали неправильно - 1

«Имеются два одинаковых шарика, находящихся при одной и той же температуре. Один из них лежит на горизонтальной поверхности, другой подвешен на нити. Обоим шарикам сообщают одинаковое количество теплоты. Будут ли после этого температуры шариков одинаковыми или нет? (Любыми видами тепловых потерь можно пренебречь.)»

Такую задачу иногда можно встретить на олимпиадах по физике или в соцсетях. Общепринятый ответ интуитивно понятен: из-за затрат энергии на тепловое расширение при наличии силы тяжести шарик, лежащий на горизонтальной поверхности, окажется холоднее висящего на нити. В недавней статье было показано, что этот ответ неправильный. На самом деле, результат будет обратным: лежащий шарик окажется теплее висящего. Разберемся, почему традиционный метод решения этой задачи приводит к неправильному ответу, и почему интуиция в этом случае нас подводит.

Читать полностью »

image

В очередной раз сообщество мейкеров собралось в нашем московском офисе на Do It Yourself Meetup 4 марта. Мы поговорили об авиации, научили кота пользоваться контроллером сенсора, узнали, что такое секвенатор, прокатились на электробайке и сделали еще много всего. Под катом вы найдете все материалы с прошедшего митапа, а видео c предыдущего можно посмотреть на youtube-канале.
Читать полностью »

image

Чёрные дыры – одни из самых экстремальных объектов Вселенной: концентрация массы настолько огромной, что та коллапсирует в сингулярность в её центре, в полном согласии с общей теорией относительности. Атомы, ядра и даже фундаментальные частицы сминаются до произвольно малой толщины в нашем трёхмерном пространстве. В то же время всё, что падает в неё, обречено никогда не появляться обратно, а просто дополнять её гравитационное притяжение. Что это означает для тёмной материи? Наш читатель спрашивает:

Как тёмная материя взаимодействует с чёрными дырами? Засасывает ли её в сингулярность, как обычную материю, и дополняет ли это массу чёрной дыры? Если так, что случается с ней после того, как чёрная дыра испаряется посредством излучения Хокинга?

Отличный вопрос, и начать следует с того, что же такое чёрные дыры.
Читать полностью »

image
Исследователи обклеивают фольгой стороны сверхчувствительного детектора, призванного захватывать свет

Первые частицы во Вселенной сформировались после того, как взорвался горячий и плотный комок. Физики считают, что в экстремальных условиях Большого взрыва свет превратился в материю: электроны, протоны и нейтроны, которые позже стали частью нас с вами.

Но физики не уверены насчёт того, как именно произошла такая трансформация. В 90-х физики показали, что они могут преобразовывать свет в материю, сталкивая два пучка излучения чрезвычайно большой энергии. Также они обнаружили, что свет в то же время создаёт равное количество антиматерии. Самые первые частицы материи должны были встретиться с их родственниками из области антиматерии и аннигилировать. Взрыв – и нет больше материи.
Читать полностью »

image

Природа сознания – уникальная загадка среди всех тайн науки. Нейробиологи не просто не могут дать фундаментального объяснения тому, каким образом оно появляется из физических состояний мозга – мы даже не уверены, что мы когда-нибудь сможем это объяснить. Астрономам интересно, что есть тёмная материя, геологи ищут истоки жизни, биологи пытаются понять рак – и это всё, разумеется, сложные задачи, но, по крайней мере, мы более-менее представляем себе, в каком направлении нам нужно копать, и у нас есть грубые концепции того, как должны выглядеть их решения. А наше собственное «я», с другой стороны, лежит за пределами традиционных научных методов. Вслед за философом Дэвидом Чалмерсом, мы называем его "трудной проблемой сознания".

Но, возможно, сознание – не одна такая уникальная по сложности задача. Философы науки, Готфрид Лейбниц и Иммануил Кант, сражались не с такой известной, но с настолько же сложной задачей, как материя. Что есть по сути физическая материя, если отвлечься от математических структур, описываемых физикой? И эта проблема, судя по всему, лежит за пределами традиционных научных методов, поскольку мы можем лишь наблюдать воздействие материи, но не её сущность – «ПО» Вселенной, но не её «железо». На первый взгляд эти проблемы кажутся совершенно отдельными. Но если приглядеться, окажется, что они глубоко связаны между собой.
Читать полностью »

image
Чёрная дыра с джетами и аккреционным диском

Дорогой доктор Би,

Почему физики так сильно переживают из-за исчезновения информации в чёрной дыре, ведь существуют и другие необратимые процессы, причём довольно рутинного свойства. Один очевидный пример – увеличение энтропии в изолированной системе, другой – измерения в квантовой механике.

С уважением, Петтери.

Дорогой Петтери,

Это очень хороший вопрос. Путаница тесно связана с информационным парадоксом как аккреционный диск со сверхмассивной чёрной дырой. Несколько недель назад я обнаружила, что даже мой муж на самом деле не понимает этой проблемы, а у него не просто докторская степень по физике, он ещё и выносил мою болтовню по поводу этого вопроса в течение 15 лет!
Читать полностью »

Едем вниз — растём вверх, или ось Z за недорого - 1

Доброго вам времени суток, уважаемые гики и сочувствующие!
Эта публикация — продолжение описания конструкции моего самодельного 3D принтера. Ось Z — один из самых противоречивых узлов принтера.
Что выбрать — ультимативную точность или хорошую масштабирование? Перемещать ось Х или рабочий стол принтера?
Два подхода — два решения.

Читать полностью »

Если вы когда-нибудь пытались постричься самостоятельно, вы знаете, как тяжело достичь идеальной симметрии. Мы так высоко ценим симметрию в частности потому, что её трудно достичь.

Предлагаем вашему вниманию пять самых симметричных объектов, когда-либо созданных человеком, и объяснение того, почему их так сложно создавать.

Кварцевый ротор гироскопа для Gravity Probe B

В 2004 году американская космическая миссия Gravity Probe B (GP-B) была запущена в космос на ракете Delta II. Она должна была проверить общую теорию относительности. На спутнике, находящемся на земной орбите, в числе прочего находился набор гироскопов, способный измерить два явления, предсказанных ОТО: кривизну пространства-времени (геодезическую прецессию) и искривление пространства-времени крупными объектами (увлечение инерциальных систем отсчёта). Для измерения этих явлений гироскопы должны были быть невероятно точными. Ошибка большая, чем одна стомиллиардная доля градуса в час, испортила бы эксперимент. Точность стандартных гироскопов, используемых на подводных лодках и военных самолётах, в 10 миллионов раз хуже.

image
Читать полностью »