Пара частица-античастица из вакуума. Новость Бесплатной технической библиотеки

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ
Бесплатная техническая библиотека / Лента новостей

Пара частица-античастица из вакуума

18.02.2022

Ученые из Манчестерского университета впервые в истории провели прямые экспериментальные наблюдения за так называемым эффектом Швингера (Schwinger effect), неуловимым эффектом, который может происходить только в области высокоэнергетических космических событий, таких, как взрывы сверхновых, столкновения нейтронных звезд и черных дыр. Прикладывая электрические токи с очень высоким потенциалом к специально разработанным графеновым устройствам, ученым удалось получить пары частица-античастица буквально из ничего, из глубокого вакуума.

Согласно существующим теориям вакуум является совершенно пустым пространством, в котором отсутствует любая материя и даже элементарные частицы. Однако, 70 лет назад Нобелевский лауреат Джулиан Швингер предсказал, что сильнейшие электрические и магнитные поля могут сломать основу вакуума (пространственно-временного континуума), что приведет к спонтанному появлению пар частица-античастица, так называемых пар Швингера.

Такой эффект требует участия сил поистине космологических масштабов - магнитных полей, сравнимых по силам с полями магнетаров, или электрических потенциалов, возникающих при столкновениях высокоэнергетических компактных космических объектов. Исследование таких процессов и явлений является одним из главных направлений в современной физике и для реализации таких исследований уже запланировано строительство новых высокоэнергетических установок-коллайдеров.

Однако исследовательская группа из Манчестера, возглавляемая еще одним Нобелевским лауреатом - профессором сэром Андреем Геймом, использовала графен для получения производства пар позитрон-электрон при помощи эффекта Швингера.

Ученые изготовили из графена ряд устройств, таких, как узкие переходы и суперрешетки, при помощи которых были получены сильнейшие электрические поля в пределах достаточно простой установки, помещающейся на обычном рабочем столе. И ученым удалось четко наблюдать появление пар электронов и электронных дырок, которые являются своего рода твердотельным аналогом позитрона. При этом, все характеристики процесса производства частиц и античастиц полностью согласовывались с существующими теоретическими прогнозами.

<< Назад: Внедорожный электросамокат RX200 19.02.2022

>> Вперед: Сверхэластичный сплав, сохраняющий жесткость при высоких температурах 18.02.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Электронный шлем для водителей грузовиков 14.04.2024

Безопасность на дорогах, особенно для водителей тяжелой строительной техники, является приоритетной задачей инженеров и ученых. В свете этого немецкий Институт структурной прочности и надежности систем имени Фраунгофера представил новый продукт - электронный шлем, который предназначен для защиты водителей от серьезных травм при вождении строительных машин. Новый электронный шлем, разработанный командой инженеров из Института Фраунгофера, открывает новые перспективы для безопасности водителей грузовиков и строительной техники. Устройство способно контролировать уровень тряски в кабине автомобиля и предупреждать водителя о возможной опасности. Основой работы шлема является встроенный пьезоэлектрический датчик, который генерирует электричество при физической деформации. Этот механизм позволяет устройству реагировать на интенсивные вибрации, характерные для работы строительной техники. Когда уровень деформации превышает безопасные значения, на шлеме включается сигнальная система, пре ...>>

Антивитамины вместо антибиотиков 13.04.2024

Проблема бактериальной резистентности к антибиотикам становится все более серьезной, создавая угрозу для эффективного лечения инфекций. В свете этого исследователи ищут новые пути борьбы с супербактериями. Одним из перспективных направлений является использование антивитаминов, способных оказывать антибактериальное действие. Антивитамины, хоть и известные как вещества, противоположные витаминам, оказались перспективным инструментом в борьбе с бактериальной резистентностью к антибиотикам. Исследование, проведенное учеными из Геттингенского университета в Германии, подтвердило их потенциал в создании новых препаратов для борьбы с опасными инфекциями. В связи с распространением супербактерий, стойких к антибиотикам, появляется необходимость в поиске альтернативных методов лечения. Антивитамины представляют собой молекулы, аналогичные витаминам, но способные подавлять активность бактерий без вреда для организма человека. На данный момент науке известны всего три антивитамина: розе ...>>

Случайная новость из Архива

Скоростное путешествие на Марс 26.01.2023

В NASA выбрали несколько новых космических проектов для возможной реализации в будущем. Среди них и проект американских ученых, заключающийся в том, что нужно использовать новый тип ядерного двигателя в космической ракете, чтобы она смогла долететь до Марса за 45 дней.

NASA сейчас имеет очень далеко идущие планы по освоению космоса, а потому активно привлекает ученых для разработки новых технологических проектов, которые можно реализовать в космосе. Фокус уже писал о некоторых из них, которые касаются, например, создания кислородного трубопровода на Луне и нового самолета для полетов на Титане. На этом этапе NASA выбрало 14 проектов, первоначально получивших финансирование для дальнейших разработок. То есть это только первая фаза изучения, а к третьей фазе достанутся всего несколько проектов.

NASA уже через несколько лет собирается взорвать астронавтов на Луну, а затем в конце десятилетия начать строительство первой лунной базы. Следующим этапом в освоении космоса будет высадка на Марс, которая может уже состояться в следующем десятилетии. Поэтому проекты, относящиеся к Красной планете, особенно интересны космическому агентству США.

Среди таких проектов есть новая концепция ядерного двигателя для космической ракеты от Райана Госсе из Университета штата Флорида в США. На самом деле, концепция не совсем новая, хотя и является инновационной технологией, которая, возможно, получит дальнейшее финансирование. Еще в 20 веке США уже занимались созданием ядерного теплового двигателя и ядерного электрического двигателя для космических ракет. Но эти проекты не получили дальнейшего развития.

Госсе предложил объединить два типа ядерного двигателя в один, который будет состоять из двух частей, то есть тепловой и электрической. Это позволит, по словам ученого, добраться до Марса за 45 дней. Данный ядерный двигатель, как уже было сказано выше, будет состоять из двух компонентов, которые будут дополнять друг друга.

Например, ядерно-тепловой двигатель состоит из ядерного реактора, который нагревает жидкое водородное топливо, превращает его в ионизированный газообразный водород, который затем создает тягу. С другой стороны, ядерно-электрический двигатель состоит из ядерного реактора, обеспечивающего электроэнергией двигатель на эффект Голла, то есть ионный двигатель, генерирующий электромагнитное поле. Это поле ионизирует и ускоряет инертный газ, например ксенон для создания тяги.

Оба этих двигателя имеют значительные преимущества по сравнению с обычным химическим двигателем в космических ракетах. Новый двигатель, по словам Госсе, будет сочетать преимущества обоих ядерных ракетных двигателей - теплового и электрического.

Такая двойная конструкция сможет обеспечить скорый полет к Марсу за 45 дней, и так люди смогут быстро летать и к другим, более далеким планетам Солнечной системы.

Сегодня обычные ракетные двигатели способны доставить на Марс астронавтов за 9-12 месяцев. Поэтому такое короткое путешествие в течение 45 дней значительно снизит риски пилотируемого полета, а также будет более безопасным для здоровья астронавтов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте