Научные новости и сенсации

[Alexpo]

Произошло закрытие загадки "Пионеров"
Технические особенности всего-навсего.
Опять Эйнштейна не свергли.  
http://rnd.cnews.ru/tech/news/top/index_science.shtml?2012/07/20/496989

Дальнейшие исследования показали, что причиной торможения стали не какие-то неизвестные законы физики, а технические особенности самих зондов.

Оказывается, неожиданное торможение зондов Pioneer связано с небольшим, но заметным на такой скорости и временном отрезке воздействием тепла. Оно производится электрическим током научных инструментов и тепловым генератором аппаратов Pioneer. Этот процесс создает очень слабую реактивную тягу – как фотоны автомобильных фар, которые тормозят машину. В обычных условиях воздействие процесса ничтожно, и его очень сложно обнаружить.

По словам исследователей НАСА, многие ученые даже огорчились, что разгадка оказалась столь проста. 

[BETEP IIEPEMEH]

Произошло закрытие загадки "Пионеров"

Лучше здесь: http://www.nasa.gov/topics/solarsystem/features/pioneer_anomaly.html

Собственно, новость не совсем в том, что ответ оказался в аппаратных особенностях. Давно было известно, что эффект теплового излучения имеет такой порядок величины, что может полностью отвечать за наблюдаемый эффект. Было совершенно понятно, что какую-то долю вклада он будет обязательно давать. Было неизвестно - какую именно. Закроет ли излучение полностью вопрос аномалии или только ее часть, не окажется ли, что излучения даже слишком много и т.п. Все это было известно давно, и лишь требовалось, чтобы создатели аппарата, отлично знающие его конструкцию и владеющие всей информации о движении Пионеров, детально изучили данный вопрос. И это случилось. В заметке говорится, что удалось собрать более 43 Гб данных о движении кораблей, начиная аж с 1970-ых годов. Причем были прочитаны совершенно архаичные по нынешним временам носители (представьте, сколько лет назад это все было записано), дабы получить максимально полную картину движения. Данные были проанализированы, и в результате компьютерного анализа (модель включает 3300 поверхностных элементов, 3700 узлов and 8700 линейных проводников) процессов переноса тепла от всех электрических систем и распада плутония в источниках питания Пионеров был получен результат, который совпал с наблюдаемым аномальным ускорением Пионеров.

Так что основная доля новости в том, что в NASA JPL закончили очень большой объем работ и наконец смогли провести детальнейший расчет с учетом всех особенностей аппаратов. Ну и, да, результат оказался довольно таки ожидаемым.

[BETEP IIEPEMEH]

Вот, кстати, и сама статья: http://arxiv.org/abs/1204.2507

Support for the thermal origin of the Pioneer anomaly

Slava G. Turyshev, Viktor T. Toth, Gary Kinsella, Siu-Chun Lee, Shing M. Lok, Jordan Ellis
(Submitted on 11 Apr 2012)

We investigate the possibility that the anomalous acceleration of the Pioneer 10 and 11 spacecraft is due to the recoil force associated with an anisotropic emission of thermal radiation off the vehicles. To this end, relying on the project and spacecraft design documentation, we constructed a comprehensive finite-element thermal model of the two spacecraft. Then, we numerically solve thermal conduction and radiation equations using the actual flight telemetry as boundary conditions. We use the results of this model to evaluate the effect of the thermal recoil force on the Pioneer 10 spacecraft at various heliocentric distances. We found that the magnitude, temporal behavior, and direction of the resulting thermal acceleration are all similar to the properties of the observed anomaly. As a novel element of our investigation, we develop a parameterized model for the thermal recoil force and estimate the coefficients of this model independently from navigational Doppler data. We find no statistically significant difference between the two estimates and conclude that once the thermal recoil force is properly accounted for, no anomalous acceleration remains.

Comments:  5 pages, 4 figures, 3 tables, accepted to Phys. Rev. Letters

Subjects:  General Relativity and Quantum Cosmology (gr-qc); Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM); Space Physics (physics.space-ph)

Journal reference:  Phys. Rev. Lett. 108, 241101 (2012)

[yakiniku]

Поступил в рассылку отчет комитета по внешнему рецензированию Национальной установки США по лазерному зажиганию (НИФ). Документ не для печати, но и не секретный. Напомню, установка предназначена для получения зажигания в термоядерной мишени при подаче на нее порядка двух мегаджоулей лазерного излучения.

Резюме доклада - серьезные проблемы. И даже уже не столько с зажиганием, сколько с тем, что данные численного моделирования и эксперименты по попытке зажечь или хотя бы нагреть плазму мишени с помощью термоядерных альфа-частиц в принципе не согласуются друг с другом. Это означает, что кодам нельзя доверять, тем самым (это уже я домысливаю, хотя логика и простая) обоснованной стратегии получения зажигания по существу нет. 

[BETEP IIEPEMEH]

данные численного моделирования и эксперименты по попытке зажечь или хотя бы нагреть плазму мишени с помощью термоядерных альфа-частиц в принципе не согласуются друг с другом

Что так? Не первая же установка, для которой моделируют. Есть подробности?

[yakiniku]

Что так? Не первая же установка, для которой моделируют. Есть подробности?

"Турбулентное перемешивание на границе аблятор-горючее, слишком низкая скорость сжатия, недостаточная симметричное сжатие" Вообще, в докладе о НИФе есть слово failure, а это примерно как если бы в энциклиике Ватикана дева Мария была бы названа б...ю

[дiдусь]

"Турбулентное перемешивание на границе аблятор-горючее, слишком низкая скорость сжатия, недостаточная симметричное сжатие" Вообще, в докладе о НИФе есть слово failure, а это примерно как если бы в энциклиике Ватикана дева Мария была бы названа б...ю

 

[BETEP IIEPEMEH]

"Турбулентное перемешивание на границе аблятор-горючее, слишком низкая скорость сжатия, недостаточная симметричное сжатие"

Т.е. все-таки "разбрызгивание" плазмы из-за неоднородностей. От них же, как я понимаю, развитие неустойчивостей и турбулентное перемешивание с падением скорости сжатия.

И что... Это приговор?

[yakiniku]

Т.е. все-таки "разбрызгивание" плазмы из-за неоднородностей. От них же, как я понимаю, развитие неустойчивостей и турбулентное перемешивание с падением скорости сжатия.

И что... Это приговор?

Не разбрызгивание плазмы, а вбрызгивание негорючего аблятора в термоядерное горючее.
============================
Снаружи от горючего, на внешней поверхности "капсулы удержания" (по советской терминологии) находится слой вещества (аблятор), удел которого быть прогретым посредством излучения "от лазера" до высоких температур, быть отброшенным назад от мишени, так что горючее посредством реактивного давления от аблятора будет брошено вперед, к центру мишени. Где оно, горючее, и загорится от столкновения.
============================
Но это в одномерной модели, а в реальности, брызги аблятора летят внутрь мишени и загаживают термоядерное горючее, так что оно перестает быть горючим, и становится чем-то типа сырых дров. В результате на половинном уровне энергии лазера (то есть при энергии импульса 1 мегаджоуль, хотя в принципе лазер может дать 1,8 мегаджоуля) достигнуто только 10 процентов от "критерия зажигания".

Причем зажигание - это в общем-то не цифра и не процент от этой цифры, это, философски говоря, качественный скачок. Если костер загорелся, на нем можно вскипятить чай и ни у кого нет сомнения что он горел. И с этой точки зрения, нагрев одного полена из штабеля дров почти до одной десятой от температуры воспламенения за успех выдать трудно.  Хотя формально можно прикинуться, что это, мол, десять процентов успеха.

А приговор или нет - не знаю. Вообще-то зажигание должно было быть получено к концу ФИНАНСОВОГО года - то есть в сентябре. Эксперты сомневаются в том, будет ли получено хоть что-то похожее на успех к концу КАЛЕНДАРНОГО года. А главное, поскольку коды скомпрометированы и им решено не доверять, экспериментальный поиск ведется вслепую ("эмпирическим" путем). И даже если вдруг чудом что-то и получится - то это будет не наука, а рулетка.

Но вообще-то до вчерашнего дня я не то что не читал, я даже и не слышал ни от кого в Америке, что зажигание на НИФе в сентябре 2012 года может и не случиться.   

[BETEP IIEPEMEH]

Не разбрызгивание плазмы, а вбрызгивание негорючего аблятора в термоядерное горючее.

Ну я о плазме аблятора при обжатии мишени то и говорил.

Я вообще помню, что вопрос о снижении эффективности горения сферических мишеней и уменьшении нейтронного выхода на порядок и более (по отношению к численному моделированию) в результате развития гидродинамических неустойчивостей и перемешивания термоядерного горючего с веществом оболочки-аблятора изучался еще на нашей ИСКРА-5. И уж кто, а американцы при строительстве и проектировании NIF этого не могли не знать. Получается, либо оборудование еще недонастроили, либо недооценили развитие неустойчивостей?

У меня в голове картина как-то не складывается.

[yakiniku]

Ну я о плазме аблятора при обжатии мишени то и говорил.

Я вообще помню, что вопрос о снижении эффективности горения сферических мишеней и уменьшении нейтронного выхода на порядок и более (по отношению к численному моделированию) в результате развития гидродинамических неустойчивостей и перемешивания термоядерного горючего с веществом оболочки-аблятора изучался еще на нашей ИСКРА-5. И уж кто, а американцы при строительстве и проектировании NIF этого не могли не знать. Получается, либо оборудование еще недонастроили, либо недооценили развитие неустойчивостей?

У меня в голове картина как-то не складывается.

Те доклады с Искр - 4,5, что я слышал, были по прямому сжатию: лазер бил по мишени. А здесь речь идет о мишенях непрямого нагрева, во-первых. То есть непосредственно на мишень действует не лазер, а хольраумный рентген - по идее, достаточно однородный. Неустойчивость не совсем гидродинамическая: она радиационно-гидродинамическая, развивается на внешней поверхности аблятора, во-вторых. Такие неустойчивости в принципе тоже известны и изучались и на Омеге, и на Найке - но существенно позже, чем Рихтмайер-Мешковская и Рэлей-Тейлоровская неустойчивости прошлого века.

Совсем странные вещи касательно модового состава - это квадрупольная неустойчивость, плотность на полюсах больше, чем плотность по экватору. Вы только поймите - я пересказываю председателя экспертной комиссии (причем не-эксперта), который на пяти страницах текста пересказывает экспертные заключения, - а оригинальных данных и даже оригинальных заключений я и близко не вижу.

Но главное, и неустойчивости и турбулентное перемешивание вообще-то в кодах для НИФа заложены, я и сам не понимаю (да и никто, вероятно, не понимает), почему же коды врут, да еще так сильно, что им вообще верить нельзя - даже не в цифрах, а в трендах. То есть проблема даже не в том, что коды неправильно предсказывают нейтронный выход - они неправильно предсказывают, в каком направлении его искать.   

[BETEP IIEPEMEH]

Те доклады с Искр - 4,5, что я слышал, были по прямому сжатию: лазер бил по мишени.

Не, дай бог не соврать, но, помнится, и с мишенями непрямого нагрева они тоже экспериментировали. В студенческие годы мне довелось побывать на ИСКРА-5, и мне хорошо запомнилось как раз обсуждение различных вариантов оболочек (удивило применение золота ).

Сейчас с ходу трудно что-то детальное найти, но вот быстро нарыл:

http://www.jetpletters.ac.ru/ps/997/article_15160.pdf (как раз есть про симметризацию рентгеновского потока)
http://ufn.ru/ufn06/ufn06_10/Russian/r0610_conf.pdf (здесь смотреть второй доклад, там есть и про NIF-like мишени)

То есть, если я ничего не напутал по старой памяти, то американцы "пристреливались" к особенностям будущих мишеней как раз у нас. И, соответственно, вслепую ничего не делалось. Потому с моей стороны и такой интерес к теме - что там такое явилось неожиданностью.

Совсем странные вещи касательно модового состава - это квадрупольная неустойчивость, плотность на полюсах больше, чем плотность по экватору. Вы только поймите - я пересказываю председателя экспертной комиссии (причем не-эксперта), который на пяти страницах текста пересказывает экспертные заключения, - а оригинальных данных и даже оригинальных заключений я и близко не вижу.

Да, я понимаю. Просто я вообще ни председателя, ни каких-то бумажек не вижу, а любопытство разбирает.

Но главное, и неустойчивости и турбулентное перемешивание вообще-то в кодах для НИФа заложены, я и сам не понимаю (да и никто, вероятно, не понимает), почему же коды врут, да еще так сильно, что им вообще верить нельзя - даже не в цифрах, а в трендах.

Вот-вот...

[Король Альтов]

Темная материя: Xenon100 не хватает чувствительности
http://www.rnd.cnews.ru/natur_science/news/line/index_science.shtml?2012/07/26/497599
Детектор XENON100 снова не нашел темную материю. Существующие теории и гипотезы, учитывающие ее в расчетах, оказались под угрозой.
Таким образом, одна из самых многообещающих попыток найти загадочную темную материю вновь провалилась. Разумеется, эксперименты на XENON100 будут продолжены, к тому же строится новый детектор под названием XENON1T. Однако теоретикам придется либо найти доказательства существования вимпов и определить их характеристики более точно, либо искать другие формы существования темной материи.

[AlexW]

Новая премия по физике
http://www.newsru.com/finance/31jul2012/milner.html
http://www.gazeta.ru/science/2012/07/31_a_4704409.shtml?incut1

Совладелец Mail.Ru Group учредил премию по физике размером 3 млн долларов

Лауреаты премии Fundamental Physics Prize

Нима Аркани-Хамед награжден за разработку оригинальных подходов к решению ряда задач физики частиц, включая гипотезы о дополнительных измерениях, природе бозона Хиггса, суперсимметричные расширения Стандартной модели, теории темной материи, а также разработку математического аппарата амплитуд рассеяния в калибровочной инвариатности.

Алан Гут награжден за изобретение инфляционной космологии и его вклад в теорию генерации флуктуаций космологической плотности, возникающих из-за квантовых флуктуаций в молодой Вселенной, а также за продолжающиеся работы по определению вероятностей в постоянно расширяющемся пространстве-времени.

Алексей Китаев награжден за теоретическую гипотезу внедрения квантовой памяти и устойчивых квантовых вычислений с помощью топологических фаз с непарными майорановскими модами.

Максим Концевич получил награду за обширный вклад в исследования на стыке современной теоретической физики и математики, поднявший их на новый уровень, включающий разработку гомологической зеркальной симметрии и исследования явлений узлов пересечений стены.

Андрей Линде получил премию за развитие инфляционной космологии, включая теорию новой инфляции, бесконечной хаотической инфляции и теорию множественных вселенных, а также за вклад в развитие механизмов квантовой стабилизации в теории струн.

Хуан Мальдасена получил премию за разработку теории, связывающей гравитационную физику в пространстве-времени с квантовой теорией поля. Его работы показывают, что черные дыры могут сосуществовать с квантовыми механизмами, тем самым разрешая парадокс информации в черной дыре. Его работы также проливают свет на существование необычных квантовых систем, в том числе в ядерной материи высокой температуры и высокотемпературных сверхпроводниках.

Натан Сайбер награжден за значительный вклад в наше понимание квантовой теории поля и теории струн, фундаментальных приложений физики и математики. Его точный анализ суперсимметричных квантовых теорий поля привел к появлению нового более глубокого понимания их динамики.

Ашоке Сен получил премию за открытие поразительного свидетельства дуализма слабых и сильных взаимодействий в ряде суперсимметричных теорий струн и идеи калибровочной инвариантности. Его работы открыли путь к осознанию того, что все теории струн — это лишь различные уровни одной и той же фундаментальной теории.

Эдвард Уиттен награжден за вклад в развитие новых топологических подходов в физике, моделей физики частиц, полученных из теории струн, методов регистрации темной материи и твисторного подхода к амплитуде рассеяния частиц, а также развитие многочисленных приложений квантовой теории поля в математике.

[Гришин Станислав Григорьевич]

Закручивание лазерных лучей ускорило передачу информации
 http://lenta.ru/news/2012/08/10/twistedlaser/
Кое-какие разъяснения:
http://igorivanov.blogspot.com/2011/04/oam.html

[Бергсон]

http://medportal.ru/mednovosti/news/2012/08/17/toxsuic/
      Ученые из США подтвердили связь попыток самоубийства с токсоплазмозом. По результатам исследования, зараженные инфекцией шведы пытались совершить суицид в среднем в семь раз чаще, чем здоровые члены контрольной группы. Кроме того, тяжесть течения инфекции соответствовала количеству набранных баллов по шкале оценки склонности к суицидальному поведению.

[Бергсон]

http://www.lenta.ru/news/2012/08/23/chrono/
      Американские ученые выяснили, какие ограничения накладывает общая теория относительности на хронологии, состоящие из более чем двух событий. Статья ученых пока не принята к публикации, однако ее препринт доступен на сайте arXiv.org. Известно, что в общей теории относительности отсутствует понятие последовательности событий - в разных системах координат два события A и B могут быть одновременными, A может происходить раньше B или B - раньше A. В рамках работы ученые рассматривали произвольное число событий больше двух. В некоторых случаях им удалось аналитически описать все возможные перестановки событий (которые сами исследователи назвали возможными хронологиями), которые допускают разные системы координат, в некоторых - они представили алгоритм решения задачи. Отдельно ученые разобрали случай трех событий в четырехмерном пространстве-времени общей теории относительности. В результате они установили, что, если касательные к сторонам треугольника, в вершинах которого расположены события, не пересекают изотропный конус (множество векторов с нулевой длиной в смысле псевдоевклидовой метрики), то возможны все 6 перестановок событий, а также их попарная одновременность и одновременность всех трех. Примечательно, что ученые также рассмотрели обратную задачу - по данному набору хронологий восстановить возможную геометрию пространства-времени. В частности, ученые выяснили, что набор хронологий тесно связан с знаком так называемой скалярной кривизны пространства.

[BETEP IIEPEMEH]

Не знаю куда, вставлю сюда.

Очень нравятся работы Климонтовича (Юрия Львовича). Его вклад вклад в теорию неравновесных процессов, неидеальных эффектов, турбулентности и т.д. и т.п. просто неоценим. Но, к сожалению, его курсы и книги по статфизике и гидродинамике далеко не столь известны, как ЛЛ. Так что, для затравки, ссылка на одну его достаточно интересную статью (так случилось, что перечитывал сегодня):

http://www.mathnet.ru/php/getFT.phtml?jrnid=tmf&paperid=1720&what=fullt&option_lang=rus

К статистическому обоснованию уравнения Шредингера

Ю. Л. Климонтович

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, физический факультет

Аннотация: На примерах “простых систем” – атом водорода или свободный электрон в электромагнитном поле – рассматривается переход от обратимых микроскопических операторных уравнений к необратимым уравнениям для детерминированной матрицы плотности. В результате перехода система из частицы и осцилляторов поля заменяется сплошной средой. Уравнение Шредингера для детерминированной волновой функции также описывает эволюцию сплошной среды, но без учета диссипативных членов. В этом смысле существует аналогия между уравнением Шредингера в квантовой механике и уравнением Эйлера в гидродинамике. Наименьший размер “точки” сплошной среды определяется классическим радиусом электрона re. Он определяет также эффективное сечение Томсона при рассеянии фотонов свободными электронами. Длина re и соответствующий временной интервал τe=re/c играют роль “скрытых параметров” в квантовой механике. Рассмотрены два способа расчета эффективного сечения Томсона через коэффициент экстинкции. Первый из них основан на уравнении движения свободного электрона в поле с учетом радиационного трения. Это уравнение приводит к известным трудностям. Более того, проведенный на его основе расчет флуктуаций скорости приводит к противоречию со вторым законом термодинамики. Второй способ основан на введении постоянного коэффициента трения Γ=τ−1e, наличие которого отражает потерю информации при сглаживании по объему “точки” сплошной среды. Такой способ расчета приводит к тому же выражению для эффективного сечения, но позволяет избежать противоречия со вторым законом термодинамики. При выводе квантовых кинетических уравнений физически бесконечно малые масштабы определяются длиной Комптона λC и соответствующим временным интервалом. Введение этих масштабов позволяет выделить и исключить мелкомасштабные флуктуации, через корреляторы которых выражаются “интегралы столкновений”.

[Бергсон]

http://lenta.ru/news/2012/08/24/indoeuropean/
      Международная группа лингвистов и биологов установила, что родиной индоевропейских языков является Анатолия (Турция).

[abrashinigor]

Не знал где разместить... Ладно, Алекспо с Аидом потом "подметут"...

http://vladimir.kp.ru/daily/25861/2828939/
Вселенная оснащена системой навигации.
В роли маяков - пульсары

"...О навигации для космических кораблей будущего уже подумали немецкие ученые из Института Макса Планка (German's Max Planck institute). Они разработали систему, которая позволяет ориентироваться по рентгеновским пульсарам. Точность определения координат - километр.

Пульсары - это быстро вращающиеся нейтронные звезды. Они подают мощные электромагнитные сигналы строгой - своей - периодичности. Этим и предлагают воспользоваться немецкие ученые.

По замыслу разработчиков межзвездной GPS, достаточно "привязаться" к трем известным пульсарам, как к маякам. Стартуя к другим мирам, нужно определить время задержек импульсов двух маяков относительно третьего. А дальше - останется сравнивать параметры аналогичных измерений с исходными. И тем самым определять удаление от "дома" и текущее местоположение.

Удивительно, но пульсары словно бы специально расставлены по Вселенной - для удобства ориентации в ней. И если инопланетяне существуют, то они наверняка пользуются именно такими маяками.

Кстати, межзвездной навигацией занимались и российские ученые. И тоже предполагали использовать рентгеновские пульсары. Но иначе, чем немцы. По замыслу, родившемуся в Институте, навигаторы должны определять положение звездолета по допплеровскому смещению – изменению частоты сигнала пульсара в зависимости от приближения или удаления от него."

Мне никто не подскажет, почему заложены такие принципы навигации? Зачем такие сложности?
Не проще ли, по расположению космического корабля относительно трех пульсаров?