Я тут в связи с разблокировкой телеграма в РФ сделал в своих соцсетях небольшую подборку каналов, которые читаю. Скопирую её и сюда тоже.

Научпоп:
t.me/physh -- ну это мой канал, тут всё понятно. Физика, космос, немного личного мнения.
t.me/tirsky -- канал про астрономию и немного космонавтику, ведёт энтузиаст Игорь Тирский
t.me/astroblog -- это если хочется чего-нибудь от специалиста, про астрономию тут рассказывает Мария Боруха, аспирантка -- небесный механик из СПбГУ
t.me/alphacentaurichannel t.me/RingsandMoons -- два канала, на которых космоса ОЧЕНЬ много. Для истинных ценителей, которые боятся пропустить даже самую малозначительную новость

Околонаука:
t.me/trueresearch -- внутренняя кухня российской науки глазами рядового физика
t.me/jmultiverse -- молодой канал Евгения Буланова о зоопарке научных журналов и наукометрии
t.me/scienpolicy -- это если вы любите поржать или наоборот поплакать, или и то, и другое по настроению, над российской научно-образовательной политикой. Канал как бы экспертов, которые крутятся где-то вокруг Минобрнауки и даже, видимо, частично внутри. Специфическое чтиво

Технологии:
t.me/techsparks t.me/addmeto t.me/brodetsky -- три очень похожих канал, которые пишут не столько про технологии как таковые, а про то, как они меняют мир, и какие этические и гуманитарные проблемы при этом возникают. Каналы соответственно ведут топ-менеджеры Яндекса Андрей Себрант и Григорий Бакунов и журналист Андрей Бродецкий
t.me/groks -- попытка независимой аналитики в основном финансовой стороны новых технологий

Около четырёх лет назад я написал небольшой пост о профессоре Колумбийского университета Елене Априле и о возглавляемом ею проекте по поиску частиц тёмного вещества XENON https://physh.ru/post/поиски-тёмной-кошки-в-тёмной-комнате/

Она тогда считала, что «в течение ближайших пары лет, может, пяти-шести в общей сложности, мы или скажем наверняка, что вимпов не существует, или что-то откроем.» И вот, возможно, они, действительно что-то открыли!

XENON — самый чувствительный на данный момент детектор, нацеленный на поиск частиц тёмного вещества. Сейчас он представляет собой 3,2 тонны жидкого сверхчистого ксенона (просто чтобы понять техническую сложность эксперимента: ксенон может находиться в жидкой форме только в очень узком диапазоне температур от −108 до −111 °C). Бак с ксеноном помещён глубоко под землю в горах Италии и обнесён чувствительными датчиками.

Изначально в проекте вообще-то искали вимпы — это такие популярные гипотетические кандидаты в частицы тёмного вещества с большой массой, которые, предполагается, могут слабо взаимодействовать с ядрами ксенона. Но за более чем 10 лет (прежде, чем загрузить несколько тонн ксенона, они начинали с маленьких детекторов) ничего похожего не нашли.

И тут поняли, что на той же установке можно искать и немного другой тип гипотетических частиц, называемых аксионами. Эти частицы значительно легче, и их ищут по их воздействию на электроны. Проблема тут в том, что с электронами взаимодействует много чего вполне обычного: например, электроны от бета-распада радиоактивных атомов в горной породе. Но эти обычные события можно более-менее точно оценить, и посмотреть, нет ли в сигнале чего-нибудь ещё.

Оказалось, что вроде как есть: вместо ожидаемых 232±15 событий увидели 285 — это превышение в 3.5σ (это грубо означает, что шанс того, что превышение является случайным стечением обстоятельств, составляет что-то около 0,02%). В физике элементарных частиц это ещё не открытие, но очень близко к нему (для открытия требуется 5σ, что соответствует вероятности ошибки ~10⁻⁵ %).

Возможны, конечно, и другие объяснения. Например, такой же сигнал могут дать обычные нейтрино, если, однако, они обладают большим магнитным моментом — его величину у них никто не знает, и если она, действительно, окажется настолько большой, то это само по себе будет чрезвычайно интересно и неожиданно.

Ну и наиболее тривиальное объяснение — сигнал вызван загрязнением тритием. Это единственная банальная причина, которую учёные не смогли исключить полностью в связи со сложностью определения трития. Вообще-то, этот изотоп водорода в силу высокой радиоактивности встречается довольно редко: в ксеноне по оценкам его не должно остаться больше, чем 1 атом на 10²⁵ атомов ксенона, но и этого может быть достаточно для объяснения доброй половины наблюдаемого сигнала. По всей видимости, единственная возможность исключить это объяснение: найти аналогичный сигнал другими методами.

В середине апреля я писал о том, что в сообществе учёных, занимающихся экспериментальной физикой высоких энергий идёт подготовка новой стратегии развития этого направления в Европе: https://t.me/physh/768

По сути, решалось, что будет после Большого адронного коллайдера. Десять дней назад эту стратегию утвердили. Подробно о ней написал Игорь Иванов в N+1: https://nplus1.ru/material/2020/06/23/cern-gonna-fcc

С апреля ничего, по сути, не изменилось. Если коротко: на смену LHC рядом будет построен FCC (Future Circular Collider — название, видимо, будет ближе к делу изменено) диаметром 100 км и общей стоимостью в ~2,5×10¹⁰ евро. Туннель под него начнут бурить в 2030-х годах. На этом коллайдере сначала будут гонять электроны и позитроны с энергией до 250 ГэВ — этого как раз хватит для рождения бозона Хиггса, такие проекты ещё называют «хиггсовскими фабриками», а затем начнут сталкивать протоны с энергией порядка 100 ТэВ (почти в 7 раз выше, чем сейчас).

Ну и процитирую соображения Игоря Иванова, которые не вошли в заметку на N+1, и он их привёл на своей странице в фейсбуке: https://www.facebook.com/igor.ivanov.physics/posts/4209604619080474

Заметка в Nature, посвященная обновленной стратегии, приводит высказывания Фабиолы Джанотти, нынешнего Генерального директора ЦЕРНа, а также ее предшественников на этом посту. Высказывания, безусловно, положительные: «исторический день для ЦЕРНа», «большой шаг вперед». Между тем, у широкой публики наверняка застыл на губах вопрос: а точно ли нужно тратить миллиарды на эти установки? Даже если ориентироваться на чисто научные задачи, неужели это самое лучше вложение денег, если никто не может гарантировать новых громких открытий?

Эти вопросы не новы; они поднимались и при запуске Большого адронного коллайдера (см. ссылку в комментах). Более того, подобные сомнения возникают не только у широкой публики. И хотя подавляющее большинство физиков понимает важность продолжения этой программы исследования, грамотная, взвешенная дискуссия на эту тему нужна. Безотносительно к конкретным высказываниям, я хочу перечислить здесь важные моменты, которые широкой публике могут быть не совсем очевидны.

1. Мы исследователи, следопыты, первооткрыватели. Если раньше мы плавали в безопасных морях, строили ускорители, опираясь на гарантированные открытия (бозон Хиггса — одно из них), то сейчас мы вышли в открытый океан. Там впереди — неизвестное. Это неизвестное мы и исследуем, это наша задача как естествоиспытателей. Конечно, параллельно надо изобретать и новые способы изучать мир, адаптировать стратегию, но останавливаться — нельзя. Это убьет дух исследования микромира, разорвет мотивационную нить, связывающую поколения исследователей.

2. Несмотря на все эти неопределенности, физики не действуют вслепую. Хиггсовская фабрика не случайно была выбрана как главный следующий ускорительный проект — она даст нам гарантированные новые знания об окружающем мире, даже без сногсшибательных открытий. Ведь хиггсовский бозон — это новая грань нашего мира, которая открылась нам всего несколько лет назад. Многие свойства бозона — и через него, нашего мира — известны с точностью не лучше 30-50%, многие другие до сих пор ждут проверки. Есть длинный список вопросов, ответы на которые физики получат с помощью хиггсовской фабрики. Это и есть исследование окружающего мира в чистом виде. И эти сотни новых измерений — гарантированные результаты нового ускорителя, не важно, будут громкие открытия или нет.

3. Новые технологии — душа и сердце будущих ускорительных проектов. Ставя перед новым поколением физиков, техников, инженеров грандиозные задачи, мы зажигаем в них огонь и стимулируем их изобретать решения. Развитие технологий сугубо ради технологий идет гораздо медленнее и приносит меньше результатов, чем ради светлой научной цели.

4. Отказавшись от грандиозных ускорительных экспериментов сейчас, удовлетворившись нынешними установками, мы рискуем разорвать технологическую преемственность. Если нынешнее поколение ускорительщиков, детекторщиков, электронщиков не обучит молодежь всем неписанным премудростям, через 50 лет это знание будет исключительно трудно восстановить. Как человек должен всегда поддерживать себя в подтянутом теле — мало ли, что случится в жизни! — так и человечество должно быть готово к неожиданным техническим и научным вызовами.

5. Ради бога, не стоит переоценивать миллиарды! Проект строительства FCC-ee оценивается примерно в 10 млрд евро. Но эти расходы не одномоментные, а растянуты на 20 лет; условно говоря, это одна чашка кофе в год(!) в расчете на каждого жителя Европы. При этом деньги эти не проедаются и не сгорают. Они идут на подготовку кадров, на образование грамотных специалистов, на создание новых технологий, которые могут найти неожиданные практические применения, на поддержку наукоемкого производства и информационных компаний, на научное образование школьников и всего населения. Это тот тип расходов, которым человечество может гордиться!

6. Все насчет тех же миллиардов: не стоит думать, что ЦЕРН эти деньги отдельно запросит у стран-членов ЦЕРНа. Вовсе нет. Страны будут так же платить свои взносы в бюджет ЦЕРНа, как и сейчас, но только если сейчас значительная часть бюджета тратится на LHC, то, начиная с 2030-х годов, такая же часть будет тратиться на строительство нового ускорителя и на возврат кредитов в банки (да-да, ЦЕРН планирует взять крупный займ в европейских банках сроком на несколько десятков лет). Ну и, разумеется, сегодняшние реалии таковы, что эти расходы — смехотворны по сравнению с финансовыми потерями во время крупных военных конфликтов.

Так или иначе, подавляющее большинство физиков в этой области науки вполне понимает, зачем нужна физика, зачем нужны коллайдеры, почему надо и дальше ставить перед собой вызовы и строить уникальные установки. Конечно, несколько странновато планировать сейчас, что делать в 2050-х или 2070-х годах, но что поделать, таковы масштабы этой сферы человеческой деятельности.

А это картинка, которая поможет понять, что и когда планируется запустить в Европе, Китае и Японии в разных сценариях. В США, кстати, больших ускорителей не планируют.

После того, как на Большом адронном коллайдере обнаружили бозон Хиггса, главной задачей стал поиск на нём «Новой физики»: отклонений от предсказаний Стандартной модели элементарных частиц. Самым перспективным наблюдением в этом направлении стали зафиксированные в 2016 году редкие распады B → K*μ+μ− (распад B-мезона на каон и пару мюон-антимюон).

Статистическая значимость, того, что вероятность этого распада отличается от предсказаний Стандартной модели, составила около 3σ. То есть вероятность, что расхождение вызвано просто случайными факторами составляла около 0,3%. Этого всё ещё недостаточно для однозначного утверждения о совершённом открытии, которое в области экспериментальной физики высоких энергий, как правило, требует, как минимум, 5σ, что соответствует вероятности ошибки ~10⁻⁵ %.

На прошедшей неделе были опубликованы обновлённые данные по наблюдению того же распада, которые в целом подтвердили наличие отклонения, увеличив его статистическую значимость до 3,3σ. Этого всё ещё недостаточно для однозначного вывода, но замечательно, что с увеличением обработанных данных, отклонение по крайней мере не уменьшилось.

Если через какое-то время удастся достигнуть значимости в 5σ, то самым вероятным объяснением станет существование неких новых частиц. При этом теоретических кандидатов довольно много, так что история на этом не закончится.

Статья: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.011802

И ещё новости с Большого адронного коллайдера. На нём открыта новая экзотичная частица — тетракварк, состоящий только из тяжёлых кварков.

Небольшой поясняющий ликбез.

Все известные элементарные частицы делятся на две большие группы: бозоны, которые переносят взаимодействие (это, например, фотоны), и фермионы, которые образуют то, что принято называть веществом (это, например, электроны). Все фермионы, в свою очередь, делятся на лептоны (это те же электроны, а также, например, нейтрино) и кварки.

Кварки обладают интересной особенностью: они не могут существовать сами по себе. Более-менее стабильной может быть только частица, имеющая, как минимум, два кварка (вернее, кварк и анти-кварк) в своём составе. В обычном веществе кварки содержатся в протонах и нейтронах: каждый из них состоит из трёх кварков.

Частицы, состоящие из кварков, называются адронами. На данный момент их известно сотни — когда вы слышите, что на коллайдере открыли новую частицу, это в 99% случаях какой-то новый адрон (исключение — например, бозон Хиггса).

При этом возможность образовывать более-менее стабильные частицы является отличительной особенностью кварков. Лептоны такой возможностью, фактически, не обладают: в лучшем случае они образуют квазистабильные системы типа позитрония (связанная пара электрона и позитрона) или мюония (пара антимюона и электрона), но связь лептонов в них значительно слабее, чем связь кварков в адронах.

Ну и ещё один момент. Оказалось, что все известные элементарные частицы можно разбить на три группы, которые называют поколениями. При этом для каждой частицы из одного поколения существует аналогичная по своим свойствам частица из другого поколения. Отличаются только их массы. Например, у электрона есть более тяжёлый аналог, называемый мюоном (массой более, чем в 200 электронов), и ещё более тяжёлый тау-лептон.

Протоны и нейтроны состоят из двух типов кварков, условно называемых верхними и нижними. И у них тоже есть более тяжёлые аналоги с ещё более забавными названиями: странные и очарованные, а также прелестные и истинные (всё это, конечно, просто условные имена, выбранные такими по довольно случайным причинам).

Так вот, подавляющее большинство открытых адронов состоят из кварка и антикварка (их называют мезонами) или трёх кварков или антикварков (их называют барионами). Однако теоретики давно уже предсказали существование и более экзотичных образований из двух кварков и антикварков (называемых тетракварками) и 4-х кварков и антикварка (это уже пентакварки).

Собственно, подтверждение существования открытых ранее тетракварков в 2014 году и обнаружение пентакварков в 2015 году стали одними из главных достижений LHC после открытия бозона Хиггса. Ранее известные тетракварки, однако, состояли из смеси лёгких кварков (как в протонах и нейтронах) и тяжёлых. И вот, сейчас впервые обнаружен тетракварк, состоящий только из тяжёлых кварков.

Надо, однако, сказать, что теория взаимодействия кварков — она называется квантовой хромодинамикой — чрезвычайно сложна. Хотя вроде бы все исходные уравнения известны и хорошо проверены, но их конкретное решение не поддаётся точному вычислению. Поэтому до сих пор идут, например, споры, являются ли тетракварки действительно отдельными частицами, или всё же правильнее их рассматривать как своеобразные «молекулы», состоящие из двух мезонов. Учёные строят различные приближённые модели ядерных сил, чтобы ответить на этот вопрос, и изучение свойств тетракварков поможет понять, какие из этих моделей лучше работают.

Ссылка на препринт: https://arxiv.org/abs/2006.16957

Фотографировал вчера комету Neowise. Нам, с одной стороны, немного не повезло, поскольку мы живём в паре километров от города, и комета как раз попала на его фон. Так что засветка мешала довольно сильно. С другой стороны, повезло, поскольку комета оказалась в узком интервале неба, который виден с нашей веранды.

Снимал на простую зеркалку Canon 1000D с объективом 50 мм. Так что ничего особенного не получилось, но все равно интересно.

Если вы не понимаете о чём речь, то отсылаю вас к посту со всеми подробностями от AsroAlert: https://vk.com/astro.nomy?w=wall-727032_224245

Сегодня у меня не очень обычная публикация. Эту ссылку мне прислали из школы Алгоритм, ученица которой взяла интервью у космонавта Сергея Рязанского. Интервью получилось живым и весьма мотивирующим (что неудивительно, учитывая, что сейчас Рязанский зарабатывает в том числе и как мотивационный спикер), так что рекомендую: https://www.instagram.com/tv/CCqW2R0BUGl/

Важным событием на прошедшей неделе стал релиз первых фотографий, полученных аппаратом Solar Orbiter Европейского космического агентства.

Как понятно из названия, его задача — наблюдать за Солнцем. Главная новизна заключается в том, что им получены изображения с самого близкого доступного на данный момент расстояния. Хотя аппарат Parker Solar Probe летает ближе к Солнцу, но он не имеет технической возможности делать фотографии высокого разрешения и заточен в основном на измерение магнитных полей и концентрации плазмы в солнечной короне.

Solar Orbiter был запущен в феврале и в июне прошёл свой первый перигелий (точку наибольшего сближения с Солнцем), находившийся на расстоянии 77 млн км от Солнца. Это в два раза меньше, чем радиус орбиты Земли. Именно тогда и были сделаны выпущенные сейчас фотографии. А вообще, на операционную орбиту аппарат будет выходить постепенно в течение 3 лет. Его цель — вытянутая орбита с максимальным сближением с Солнцем в 0,28 а. е. (41 млн км).

И надо сказать, первые данные не разочаровали. На фотографиях учёные уже рассмотрели кое-что новое: мини-вспышки, не различимые с большего расстояния (помечено стрелкой). Их назвали «campfires», то есть кострами. По уже выдвинутой гипотезе, они могут быть одной из причин высокой температуры солнечной короны. Тем не менее, природа этих минивспышек пока непонятна.

Ещё одно примечательное достижение в астрономии. Впервые удалось получить прямое изображение экзопланетной системы у звезды солнечного типа. На картинке звезда слева сверху, закрыта коронографом, а две её планеты видны яркими точками.

Вообще, прямая фотография экзопланет — редкость. До этого удавалось заснять звёзды солнечного типа с одной видимой экзопланетой, а системы планет удавалось наблюдать только у звёзд, сильно отличающихся от Солнца.

Эта система очень молодая — ей всего 17 млн лет (Солнцу — 4,5 млрд лет). Две видимые планеты — газовые гиганты с орбитой в 160 и 320 а.е., что в десятки раз больше радиуса орбит Юпитера и Сатурна.

Главный вопрос, ответ на который сейчас ищут астрономы: где всё же преимущественно образуются такие большие планеты, на большом расстоянии от звезды, и потом постепенно мигрируют к ней, или же наоборот недалеко от звезды, и потом выбрасываются от неё подальше.

Недавний опрос на моём канале показал, что больше половины из вас здесь ради статей о космосе. Но пишу я об астрономии и астрофизике не очень регулярно и, возможно, вам этого не хватает. Специально для вас моя сегодняшняя рекомендация.

На канале Задний двор Айлашкерского автор старается выкладывать посты каждый день, и здесь вы найдёте всё то, что так любите: от астрофотографии (которой автор, кстати, занимается сам) до статей по современным проблемам астрофизики и космологии. Полезны будут и статьи-ликбезы с ответами на вопросы, которые можно задать автору в чате или личке.

Так что, если любишь всё, что начинается на «астро-», подписывайся: @iluniverse

У меня снова рекомендация отличного образовательного проекта PopMath, который проводит занятия по математике для всех желающих.

Напомню, что я уже рекламировал этот проект, который пытается обучать привычному школьному предмету по-новому.

Основные принципы обучения:
- полный курс математики от начальной школы до конца 11-го класса
- понимать, а не заучивать
- активное общение преподавателя с обучаемыми

Основная целевая группа — это, конечно, старшеклассники и первокурсники, но интересно будет и тем, кто школу закончил давно, а в математике так по-хорошему и не разобрался.

Никаких начальных знаний и навыков, кроме умения читать, не требуется. А ещё не понадобится страдать над тысячей однотипных примеров и пытаться запомнить километры непонятных алгоритмов. Только абсолютно ясные понятия, запоминающиеся иллюстрации и полное прояснение всех этапов.

Сейчас открыт набор на 3,5-месячный платный онлайн-курс по базовой математике. 15 недель, 30 занятий. Примеры лекций, программа, стоимость и прочие детали по ссылке: http://popmath.ru/going_online/

В телеграме свои вопросы можно задать здесь: @sowinaya_dusha

Никак не вернусь в рабочий режим после отпуска, поэтому на канале пока пустовато, но, наверное, будет совсем неправильно, если не напишу про последнюю громкую новость.

Вы уже её, конечно, слышали: на Венере обнаружили возможный биомаркер — молекулы фосфина (гидрида фосфора PH3). Наиболее взвешенно об этом написал Саша Войтюк в N+1: https://nplus1.ru/news/2020/09/14/venus-phosphine

Если в двух словах: фосфин считается одним из самых перспективных биосигнатурных веществ, поскольку быстро разрушается, и довольно сложно синтезируется. То есть если вы его видите, то значит где-то его недавно синтезировали каким-то нетривиальным образом. На Земле фосфин является продуктом деятельности анаэробных бактерий. Это, однако, не означает, что на Венере, на поверхности которой вообще-то плавится свинец и давление как на глубине в 1 км, существует что-то похожее, но такую возможность пока не исключают. В любом случае, источником фосфина должно быть что-то весьма нестандартное.

Ну и в качестве бонуса поделюсь с вами занимательной информацией от астрохимика Дмитрия Вибе:
«Такая линия вообще-то не обнаруживается случайно. Она обнаруживается, потому что её ищут. Забавность состоит в том, что авторы действительно искали эту линию, но при этом нашли её неожиданно для себя. Как они пишут в статье, мотивацией для исследования стали работы, в которых фосфин предлагался в качестве биомаркера для планет с твёрдой поверхностью. Изначально идея наблюдений на JCMT состояла только в отработке методики и в установлении верхних пределов на содержание фосфина в атмосфере Венеры, потому что больше с этой идеей наблюдать пока нечего. А он там реально оказался.»

А вот вам свеженький Юпитер от Хаббла! На фотографии помимо знаменитого «Большого красного пятна», виден зарождающийся шторм в северном полушарии (белое пятно левее центра), а также спутник Юпитера Европа, на которой, напомню, по всей видимости присутствует подлёдный океан и теоретически возможно наличие простейшей жизни. Учёные также отметили, что начал изменяться цвет пятна Овал BA ещё чуть южнее Большого красного. В 2006 году это пятно тоже было красным, но затем побелело, а теперь начало темнеть, и по прогнозам вскоре снова станет красным. Правда, детальные механизмы этих изменений до сих пор непонятны.

#обои 1663х1663

Только что объявили лауреатов Нобелевской премии по физике. Роджеру Пенроузу за теорию чёрных дыр и Райнхарду Генцелю и Андреа Гез за открытие чёрной дыры в центре нашей Галактики.

Неожиданно. Второй год подряд премию дают за астрофизику. Да и гравитационные волны от чёрных дыр были всего три года назад.