Ο Λευτέρης Γουλιελμάκης συνέλαβε σε πραγματικό χρόνο τα εξωτικά εξιτόνια

Η ερευνητική ομάδα του έλληνα φυσικού Ελευθερίου Γουλιελμάκη στη Γερμανία σημείωσε μια ακόμη διεθνή επιτυχία, καθώς για πρώτη φορά κατάφερε να «συλλάβει» σε πραγματικό χρόνο μέσα στα στερεά υλικά -με μια δικής του κατασκευής κάμερα- την ασύλληπτα γρήγορη κίνηση των εξιτονίων, εξωτικών οιονεί σωματιδίων που αποτελούν ένα συνδυασμό ηλεκτρονίων και οπών.

Advertisements

Πρώτα σχέδια για τον διάδοχο του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων στο CERN

Αν και ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) έχει ακόμη αρκετά χρόνια λειτουργίας, οι επιστήμονες καταστρώνουν από τώρα τα πλάνα για την πειραματική διάταξη που θα τον διαδεχθεί και η οποία πρόκειται να έχει τριπλάσιο μέγεθος.

Νέα υπολογισμοί δείχνουν ότι το πρωτόνιο είναι ελαφρύτερο από όσο θεωρούσαμε και δεν ξέρουμε το γιατί

Αν αισθάνεστε σαν να έχετε χάσει λίγο βάρος πρόσφατα, φταίνε οι φυσικοί – πρόσφατοι υπολογισμοί κάνουν τη μάζα του πρωτονίου 30 δισεκατομμυριοστά του 1% ελαφρύτερο από ό,τι νομίζαμε πριν. Περιέργως, ενώ το νέο σχήμα είναι τρεις φορές πιο ακριβές από ό,τι ήταν το προηγούμενο, κανείς δεν είναι σίγουρος γιατί ο νέος αριθμός είναι διαφορετικός.

Στον LHCb του CERN μόλις ανακάλυψαν ένα νέο βαρύ σωματίδιο

Οι επιστήμονες του πειράματος LHCb του CERN ανακάλυψαν ένα νέο βαρύ σωματίδιο με την ονομασία Xicc++ (ή Ξcc++). Το νέο σωματίδιο είναι το πρώτο που βρέθηκε να αποτελείται από δύο βαριά «χαριτωμένα» κουάρκ (charm) και ένα «άνω» κουάρκ (up). Η ύπαρξή του είχε προβλεφθεί θεωρητικά, αλλά μόλις τώρα κατέστη εφικτό να επιβεβαιωθεί πειραματικά μέσω των συγκρούσεων στον επιταχυντή του CERN. Η μάζα του Xicc++ είναι περίπου 3621 MeV (μεγαηλεκτρονιοβόλτ), σχεδόν τετραπλάσια από το πιο κοινό βαρυόνιο, το πρωτόνιο.

Ο γραμμικός επιταχυντής Linac 4 θα βελτιώσει την μάχη κατά του καρκίνου

Μπορεί από την προσπάθεια να δοθεί απάντηση σε θεμελιώδη ερωτήματα της φυσικής, όπως η ύπαρξη επιπλέον διαστάσεων, να προκύψουν επίσης οφέλη στη “μάχη” κατά του καρκίνου, αλλά και τη μελέτη των καλλιτεχνικών έργων; Η απάντηση είναι καταφατική στην περίπτωση του Linac 4, της νέας εγκατάστασης που εγκαινιάσθηκε την προηγούμενη εβδομάδα στο CERN και η οποία θα διαδραματίσει κρίσιμο ρόλο στην προετοιμασία των δεσμών πρωτονίων που συγκρούονται στην κυκλική σήραγγα, περιμέτρου 27 χιλιομέτρων, του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων του Κέντρου.

Το CERN αποκάλυψε το νέο γραμμικό επιταχυντή πρωτονίων Linac 4

Μία πολύτιμη προσθήκη απέκτησε από χθες και επίσημα ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) στο CERN, στην προσπάθειά του να βρει ενδείξεις νέων φυσικών θεωριών. Ο λόγος για το Linac 4, έναν νέο γραμμικό επιταχυντή που θα τροφοδοτεί τον LHC με δέσμες πρωτονίων υψηλότερης ενέργειας, ανοίγοντας επομένως τον δρόμο για ακόμη ισχυρότερες συγκρούσεις στο εσωτερικό του.

Το πείραμα LHCb βρίσκει νέα στοιχεία για μια πιθανή απόκλιση από το Καθιερωμένο Πρότυπο

Το πείραμα LHCb βρίσκει προκλητικές ανωμαλίες στον τρόπο με τον οποίο διασπώνται ορισμένα σωμάτια. Εάν επιβεβαιωθούν, θα είναι ένα σημάδι νέων φυσικών φαινομένων που δεν προβλέπονται από το Καθιερωμένο Πρότυπο της σωματιδιακής φυσικής. Τα σήματα που παρατηρήθηκαν είναι ακόμη σε οριακή στατιστική σημαντικότητα, αλλά ενισχύουν παρόμοια στοιχεία από προηγούμενες μελέτες. Προσεχή δεδομένα και αναλύσεις ελέγχου θα εδραιώσουν εάν αυτές ο ενδείξεις είναι πράγματι ρήγμα στο Καθιερωμένο Πρότυπο ή μια στατιστική διαταραχή.

Ανακαλύφθηκαν πέντε νέες μορφές του βαρυόνιου Ωμέγα-c στο CERN

Οι επιστήμονες του πειράματος LHCb (Large Hadron Collider beauty) του μεγάλου επιταχυντή του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN) ανακάλυψαν πέντε νέα υποατομικά σωματίδια, διεγερμένες καταστάσεις του Ωc0 . Το σωματίδιο Ωc0 ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά το 1994, Τα σωματίδια «κρύβονταν σε κοινή θέα εδώ και χρόνια», σύμφωνα με μία ερευνήτρια. Ο Greig Cowan του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου δήλωσε πως η ανακάλυψη «θα ρίξει φως στο πώς τα κουάρκ ενώνονται. Μπορεί να έχει επιπτώσεις όχι μόνο στο να κατανοήσουμε καλύτερα τα πρωτόνια και τα νετρόνια, αλλά και πιο εξωτικές καταστάσεις, όπως τα πεντακουάρκ και τα τετρακουάρκ. Η έρευνα απαίτησε 250 τρισεκατομμύρια συγκρούσεις πρωτονίου-πρωτονίου.

Η θεωρία SMASH λύνει ταυτόχρονα πέντε από τα μεγαλύτερα μυστήρια της φυσικής

Πέντε από τους πιο σημαντικούς και επίμονους» γρίφους της φυσικής θα λύσει μία καινούρια προτεινόμενη θεωρία, στην περίπτωση που επαληθευτεί πειραματικά. Διατυπωμένο από ερευνητές, όπως ο Γάλλος Guillermo Ballesteros, από πανεπιστήμιο και ινστιτούτα στη Γαλλία, την Ισπανία, τη Γερμανία και την Αγγλία, το καινούριο μοντέλο υπόσχεται να δώσει απάντηση στους «γρίφους» της φύσης της σκοτεινής ύλης, του μηχανισμού πίσω από τον πληθωρισμό του σύμπαντος, της επικράτησης της ύλης έναντι της αντιύλης, των ταλαντώσεων των νετρίνων και το πρόβλημα της μη παραβίασης της συμμετρίας CP από την ισχυρή πυρηνική δύναμη.

Από τι μπορεί να αποτελείται η σκοτεινή ύλη;

Αν πάρουμε υπ’ όψιν και τη σκοτεινή ενέργεια η σκοτεινή ύλη αποτελεί το 23% του περιεχομένου του σύμπαντος, η σκοτεινή ενέργεια (ή ενέργεια του κενού) το 73%, η μη φωτεινή ύλη όπως είναι τα νετρίνα το 0.1%, το διαγαλαξιακό αέριο το 3,6%, οι μεγάλες μαύρες τρύπες το 0.04%, ενώ η υπόλοιπη ορατή φωτεινή ύλη (άστρα, πλανήτες κλπ) μόλις το 0.4%. Τέλος η ακτινοβολία είναι μόλις το 0.005%. Δηλαδή τα κάθε είδους άτομα αποτελούν το 12% της συνολικής μάζας του Σύμπαντος.

Νέα πηγή ασυμμετρίας μεταξύ ύλης-αντιύλης σε βαρυόνια στον επιταχυντή LHCb

Από την περιγραφή της ιστορίας του σύμπαντος, σύμφωνα τουλάχιστον με την καθιερωμένη θεωρία, λείπει ένα σημαντικό «κεφάλαιο», στο οποίο ούτε λίγο ούτε πολύ χρωστά την ύπαρξή του ο κόσμος που μας περιβάλλει, αλλά και εμείς οι ίδιοι. Το «κεφάλαιο» αυτό αφορά τις πρώτες στιγμές της δημιουργίας του σύμπαντος όπου, σύμφωνα με το Καθιερωμένο Πρότυπο της φυσικής, θα έπρεπε να παράγονται ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης. Κάτι που, αν όντως συνέβαινε, τότε τα σωματίδια με τα αντισωματίδια θα εξαϋλώνονταν όταν θα συγκρούονταν, με συνέπεια ο κόσμος να παραμείνει μία «θάλασσα» φωτονίων.

Οι ταλαντώσεις των νετρίνων ίσως ρίξουν φως στην σκοτεινή ύλη

Τρισεκατομμύρια νετρίνα, ή «σωματίδια-φαντάσματα» όπως είναι το παρατσούκλι τους, περνούν μέσα από το σώμα μας κάθε δευτερόλεπτο. Παρά το γεγονός αυτό, όμως, δεν είναι ακόμη γνωστός ο ρόλος που παίζουν στο σύμπαν, επειδή είναι πολύ δύσκολο να ανιχνευθούν και να μελετηθεί η συμπεριφορά τους. Τώρα όμως νέες μετρήσεις, από το Παρατηρητήριο Νετρίνων IceCube στον νότιο…

Το Νόμπελ Φυσικής του 1949 για την ανακάλυψη του πιονίου και ο Hideki Yukawa

Ο Χίντεκι Γιουκάβα που γεννήθηκε στις 23 Ιανουαρίου 1907 ήταν Ιάπωνας φυσικός. Είναι κυρίως γνωστός για τη θεωρητική πρόβλεψη της ύπαρξης του πιονίου, σαν σωμάτιο ανταλλαγής των ισχυρών πυρηνικών δυνάμεων. και για το δυναμικό Γιουκάβα (Yukawa potential), που περιγράφει την ισχυρή εξάρτηση της ισχυρής πυρηνικής δύναμης από την ακτίνα δράσης της. Για τη συνεισφορά του αυτή στη θεωρητική φυσική έγινε ο πρώτος Ιάπωνας που τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ το 1949.

Οι επιστήμονες στο CERN παρατήρησαν για πρώτη φορά φάσμα φωτός αντιύλης – Διαφέρει από το φάσμα της ύλης

Τα άτομα συνίσταται από ηλεκτρόνια που (σύμφωνα με το γνωστό απλό μοντέλο Bohr) περιφέρονται γύρω από έναν πυρήνα. Όταν τα ηλεκτρόνια κινούνται [μεταβαίνουν] από μια τροχιά σε μια άλλη, απορροφούν ή εκπέμπουν φως σε συγκεκριμένα μήκη κύματος, διαμορφώνοντας έτσι το φάσμα του ατόμου. Κάθε στοιχείο έχει ένα μοναδικό φάσμα, που αποτελεί και την ταυτότητά του. Ως επακόλουθο, η φασματοσκοπία είναι ένα κοινά χρησιμοποιούμενο εργαλείο σε πολλές περιοχές της φυσικής, της αστρονομίας και της χημείας. Αυτό βοηθάει για να χαρακτηριστούν τα άτομα και τα μόρια και οι εσωτερικές τους καταστάσεις. Για παράδειγμα, στην αστροφυσική, η ανάλυση του φάσματος του φωτός από απομακρυσμένα άστρα επιτρέπει τους επιστήμονες να προσδιορίσουν την σύστασή τους.

Το πείραμα ALPHA στο CERN παρατήρησε για πρώτη φορά το φάσμα ενός αντι-υδρογόνου

Οι επιστήμονες που εργάζονται στο πείραμα ALPHA ανέφεραν την πρώτη μέτρηση στο οπτικό φάσμα ενός ατόμου αντιύλης. Το επίτευγμα αυτό ανοίγει μια εντελώς νέα εποχή στην υψηλής ακρίβειας έρευνα της αντιύλης. Είναι το αποτέλεσμα μιας εργασίας που κράτησε πάνω από 20 χρόνια στην επιστημονική κοινότητα της αντιύλης στο CERN.

Η συνεργασία θεωρητικών με πειραματικούς φυσικούς στο CERN

Μέσα στα τεράστιους υπόγειους χώρους του CERN εξελίσσονται πειραματικές διαδικασίες με βαθμό δυσκολίας που προκαλεί δέος. Στον μεγαλύτερο επιταχυντή του κόσμου, υποατομικά σωματίδια ελάχιστης διαμέτρου καταφέρνουν να συγκρουστούν με τεράστια ταχύτητα μεταξύ τους, παράγοντας πολύ χρήσιμες πληροφορίες για την φύση και την λειτουργία τους.

Ζυγίζοντας τα νετρίνα με το πείραμα KATRIN

Το νετρίνο είναι ένα ουδέτερο στοιχειώδες σωματίδιο, δηλαδή ένα απειροελάχιστα μικρό σωμάτιο που δεν αποτελείται από άλλα, μικρότερα. Η κρατούσα θεωρία που περιγράφει τη Φυσική τέτοιου είδους σωματιδίων ονομάζεται Καθιερωμένο Πρότυπο και ερμηνεύει με πολύ μεγάλη επιτυχία όλα τα γνωστά φαινόμενα της Φυσικής στη μικρότερη δυνατή κλίμακα. To Καθιερωμένο Πρότυπο δέχεται ότι το νετρίνο δεν έχει μάζα, υποθέτει δηλαδή κάτι ανάλογο με αυτό που συμβαίνει με το φωτόνιο, το οποίο είναι γνωστό ότι έχει μηδενική μάζα. Την τελευταία δεκαπενταετία όμως διαρκώς πληθαίνουν οι πειραματικές ενδείξεις ότι αυτή η θεώρηση δεν είναι σωστή και ότι το νετρίνο έχει μη μηδενική μάζα. Η οριστική επιβεβαίωση αυτών των ενδείξεων θα σημάνει την ανάγκη βελτίωσης του Καθιερωμένου Προτύπου, το οποίο – έτσι όπως είναι σήμερα – θα ισχύει πια μόνο προσεγγιστικά.

Νέος υπολογισμός της μάζας του αξιονίου του υποθετικού συστατικού της σκοτεινής ύλης

Χάρη σε εξελιγμένους αλγόριθμους που έτρεξαν σε υπερυπολογιστή, ευρωπαίοι ερευνητές υπολόγισαν ότι η μάζα που μπορεί να έχει το «αξιόνιο», ένα υποθετικό συστατικό της μυστηριώδους σκοτεινής ύλης η οποία αντιστοιχεί στο 85% της μάζας του Σύμπαντος, είναι δεκαπλάσια από ότι νόμιζαν. Μόνο που ο μεγαλύτερος ανιχνευτής για την ανίχνευση αξιονίων δεν είναι σχεδιασμένος να λειτουργεί σε αυτό το εύρος μάζας.

Μηχάνημα 200 τόνων θα «ζυγίσει» το νετρίνο, το ελαφρύτερο σωματίδιο στο σύμπαν

Μία πειραματική διάταξη που σχεδιάστηκε ειδικά για τη μέτρηση της μάζας του νετρίνου, του ελαφρύτερου σωματιδίου στο σύμπαν, έθεσαν σε λειτουργία την περασμένη Παρασκευή επιστήμονες στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καρλσρούης. Με αυτό τον τρόπο, ξεκίνησαν τη δοκιμαστική φάση του πειράματος KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino), η οποία αναμένεται να ολοκληρωθεί μέσα στην επόμενη χρονιά, ώστε στη συνέχεια να αρχίσουν να λαμβάνουν κανονικά μετρήσεις.

Πείραμα DIRAC: Ανιχνεύθηκε παράξενο άτομο που συγκροτείται από δυο μεσόνια

Ένα άτομο κανονικά είναι ένας πυρήνας που περιβάλλεται από ηλεκτρόνια. Όμως οι φυσικοί παρατήρησαν διάφορα εξωτικά άτομα που συγκροτούνται από άλλα σωματίδια, όπως μεσόνια (σωματίδια με δυο κουάρκ). Ακολουθώντας προηγούμενα στοιχεία, μια νέα ανάλυση δεδομένων από το πείραμα DIRAC στο CERN βρήκε τα πρώτα αδιάσειστα στοιχεία ενός ατόμου που διαμορφώνεται από ένα π μεσόνιο (που περιέχει up και down κουάρκ) και από ένα Κ μεσόνιο (που περιέχει up και strange κουάρκ). Επιπλέον μελέτη αυτών των παράξενων διμεσονίων θα πρέπει να παράσχει βαθύτερη γνώση στο πώς τα κουάρκ αντιδρούν σε σχετικά χαμηλές ενέργειες.