Новости науки
Физики впервые узнали размер нейтрино
Международная группа физиков из США, Франции, Португалии и других стран впервые сумела измерить пространственную протяженность нейтрино – сверхлегких частиц, которые крайне слабо взаимодействуют с материей.
Нейтрино – субатомные частицы с почти нулевой массой. Их изучение важно для понимания фундаментальных вопросов физики, таких как преобладание материи над антиматерией во Вселенной. Их называют «частицамипризраками» из-за способности легко проходить сквозь любые плотные объекты, включая тело человека.
В эксперименте команда использовала радиоактивный распад бериллия, который превращается в литий. В процессе распада электрон соединяется с протоном, образуя нейтрон и высвобождая энергию. Эта энергия толкает атом лития в одном направлении, а нейтрино – в противоположном. С помощью ускорителя частиц и высокочувствительных детекторов исследователи измерили импульс атомов лития и на его основе рассчитали размер волнового пакета нейтрино. Полученное значение в 6,2 пикометра (6,2 × 10–12 метра) отражает квантово‑механическую природу нейтрино, где «размер» относится к пространственной неопределенности их волнового пакета, а не к физическому измерению. Это открытие показывает, что нейтрино локализованы в масштабе, значительно превышающем размер атомного ядра (порядка 10–15–10–14 метра), что углубляет понимание их свойств.
Исследование открывает новые горизонты для изучения нейтрино и их роли в космологии, а также подчеркивает важность квантовой механики в понимании фундаментальных процессов мироздания, отметили специалисты.
Открытие представлено в журнале «Nature»
Объяснена главная загадка скопления галактик Феникс
Астрономы и астрофизики из Массачусетского технологического института (США) попытались найти объяснение чрезвычайно интенсивному звездообразованию внутри скопления галактик Феникс, которое открыли в 2010 году с помощью телескопа Южного полюса в Антарктиде. Оно включает в себя около 1000 галактик и находится в созвездии Феникс, давшем ему название.
Два года спустя астрономы обратили внимание на то, что центральная галактика скопления стала чрезвычайно яркой. Объяснили феномен всплеском звездообразования. Расчеты показали, что центральная галактика производила звезды с ошеломляющей скоростью – около 1000 единиц в год. До открытия скопления галактик Феникс самое активное из известных на тот момент звездообразующих скоплений галактик во Вселенной производило около 100 звезд в год, и даже это было исключением. Типичное количество – около одной звезды в год. Напрашивается вывод, что скопление галактик Феникс действительно отличается от всех остальных.
Ученые попытались найти объяснение данной аномалии. В ходе длительной работы им удалось выявить как области сверхгорячего газа, так и области чрезвычайно холодного газа. Наличие очень горячего газа было ожидаемо, поскольку большинство массивных галактик содержат в своих центрах черные дыры, испускающие потоки частиц с весьма высокими энергиями, которые могут непрерывно нагревать газ.
Зато присутствие чрезвычайно холодного газа удивило ученых. В ходе новых наблюдений с помощью космического телескопа Уэбба и других инструментов удалось получить снимки скопления Феникс в момент его экстремального охлаждения.
Как отмечает соавтор исследования, доцент кафедры физики Массачусетского технологического института Майкл Макдональд, ответ на вопрос: «Откуда взялся столь холодный газ?» не такой простой. Нельзя рассчитывать, что горячий газ когда-либо остынет, потому что может иметься обратная связь с черной дырой. Есть несколько вероятных вариантов, самый простой из них заключается в том, что холодный газ поступает в центр из соседних галактик. Другой вариант: газ каким-то образом напрямую охлаждается от горячего газа в ядре.
В новом исследовании ученые исходили из ключевого предположения о том, что холодный газ возникает в самой центральной галактике, а не поступает из окружающих галактик. В теории это означает, что в ядре должны присутствовать не только очаги очень горячего и холодного газа, но и теплый газ, находящийся в промежуточной фазе.