Получены стабильные атомы пионного гелия

27.05.2020

После исследований, продолжавшихся почти восемь лет, группе ученых из института Квантовой оптики Макса Планка, Германия, впервые удалось получить стабильные и долгоживущие атомы экзотической материи, так называемого "пионного" гелия, атома гелия, в котором один из электронов был заменен субатомной частицей - пионом, находящимся в определенном квантовом состоянии. В таком виде пион может существовать в тысячу раз дольше, чем он существует в составе других видов материи, и это дает ученым возможность более тщательно изучить эту частицу, которая играет важную роль в деле обеспечения стабильности и распада ядер атомов, используя метод высокоточной лазерной спектроскопии.

Пионы относятся к семейству частиц, называемых мезонами. Именно мезоны несут ответственность за возникновение сильных взаимодействий между "стандартными блоками" атомных ядер, нейтронами и протонами. Протоны, обладающие одинаковым электрическим зарядом, отталкиваются друг от друга в обычных условиях, и лишь силы сильных ядерных взаимодействий способны связать и удержать их в пределах ядра атома. Мезоны, состоящие из двух кварков, существенно отличаются по структуре от протонов и нейтронов, которые состоят из трех кварков.

Возможность существования экзотических атомов "пионного" гелия была теоретически предсказана еще в 1964 году, но до последнего времени еще никому из ученых не удавалось получить такие атомы экспериментальным путем. И теперь, благодаря работе германских исследователей, у ученых всего мира появилась совершенно новая область для дальнейших исследований.

В течение восьми лет немецкие ученые пытались найти доказательства существования атомов "пионного" гелия. Для этого они использовали бак, заполненный охлажденным гелием, находящимся в жидком сверхтекучем состоянии. Основная сложность, которая повлекла за собой большую длительность экспериментов, заключалась в поиске длины волны лазерного света, при котором "получивший пинок" пион выбивает электрон из возбужденного атома гелия и занимает его место. Естественно, что такие атомы существуют какое-то время и распадаются, и именно эти "обломки" атомов стали доказательством существования экзотических атомов "пионного" гелия.

Ученые-теоретики, несмотря на массу исследований в данном направлении, так и не смогли просчитать длину волны света, при воздействии которого атомы гелия перейдут в одно из стабильных возбужденных состояний, а пион совершит "квантовый скачок" определенного типа, заменив собой электрон. Поэтому ученые использовали одну за другой три сложные лазерные системы, пока не нашли нужную длину волны путем простого перебора.

<< Назад: Синтез керамики 28.05.2020

>> Вперед: Роботы вместо астронавтов 27.05.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Общедоступная карта состояния лесов планеты 27.02.2014 20 февраля 2014 г. Институт мировых ресурсов совместно с Global Forest Watch запустил новый веб-сайт. В тандеме с этим сайтом была запущена геоинформационная система на основе технологий ArcGIS, позволяющая оперативно отслеживать потерю лесов во всем мире. Новый геоинформационный сервис позволяет вести мониторинг состояния лесов планеты в режиме времени близком к реальному и сочетает данные спутникового наблюдения, карты природоохранных зон, информацию с мобильных терминалов исследователей, а также массив информации из баз данных Esri, например Landsat. Новый геоинформационный сервис Global Forest Watch предназначен для всех, кто заинтересован в сохранении лесов нашей планеты, включая волонтеров, государственных служащих, покупателей и поставщиков древесины. По мнению специалистов Esri, оперативный мониторинг с помощью геоинформационных технологий должен повысить эффективность управления лесными ресурсами, улучшить качество жизни людей и экологическую обстановку. С помощью геоинформационного портала на платформе Esri любой желающий теперь может получить данные, собранные специалистами Global Forest Watch - информацию со спутников и из множества других источников. Более того, авторизованные пользователи могут добавить новые наборы данных и приложения для реализации своих исследовательских проектов, предполагающих анализ различных показателей, связанных с изменениями лесного покрова планеты и отдельных регионов. Global Forest Watch - это партнерство более 40 организаций во главе с Институтом мировых ресурсов. Данное сообщество традиционно интенсивно использует геоинформационные системы, предназначенные для управления лесными ресурсами. К сожалению, до сих пор мониторинг состояния лесного покрова представляет сложную проблему. Между тем, нетронутых лесов на планете остается все меньше и меньше. Так, вопреки расхожему мнению о том, что Россия - это страна огромных пространств нетронутой природы, по данным 10-летней давности только 26% российских лесных территорий избежали воздействия промышленной и сельскохозяйственной деятельности человека. Контроль за использованием лесов осложняется тем, что традиционные методы мониторинга зачастую не поспевают за темпами промышленной разработки.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026