Основной охватываемый период – 2 июня - 15 сентября 2023 г.

Разделы: Физика. Биология и медицина. Путешествия во времени. Разное.

Краткий выпуск. Часть публикаций могут найти отражение в следующих выпусках.

Физика

Алексеева Н., Кийко Е. "Можно измерять в метрах": российский физик – об эффектах замедления и обратного хода времени. RT на русском - Наука. 15 июля 2023 г.

Интервью с завкафедрой теоретической физики МФТИ доктором физико-математических наук Эмилем Ахмедовым.

Из вопросов:

"Учёные подтвердили теорию, согласно которой время в первый миллиард лет после Большого взрыва текло во Вселенной медленнее, чем сейчас. Для этого исследователи изучили развитие почти 200 квазаров (сверхмассивных чёрных дыр в центрах галактик) за 20 лет. Данные косвенно подтверждаются зарегистрированными на разном расстоянии от Земли вспышками сверхновых – здесь также отмечалось изменение скорости течения времени. Что это означает для науки, для нашего понимания явления времени?"

Из ответов:

" ... В вашем вопросе речь, скорее всего, идёт об исследовании, в котором было установлено, что Вселенная расширялась с разной скоростью на разных этапах своей эволюции. Это связано с тем, что в первый миллиард лет после Большого взрыва во Вселенной доминировал один тип энергии, а потом начала доминировать тёмная энергия, что ускорило процесс расширения Вселенной. Именно тёмная энергия сейчас играет основную роль в расширении Вселенной, за её счёт Вселенная расширяется экспоненциально, то есть с ускорением.

 ... Согласно теории относительности, время является частью пространственно-временного континуума. Это значит, что оно по своей природе не сильно отличается от пространства. Во все уравнения теории относительности время входит как множитель скорости света. Произведение скорости света на время имеет такую же размерность, как дистанция. То есть в современном представлении время можно измерять в метрах, так же как расстояние.

 ... физика не призвана давать ответы на вопросы о природе времени или пространства. Дело в том, что время является фундаментальным понятием, описать которое через ещё более фундаментальную характеристику невозможно. Если же попытаетесь сделать это, то сразу же возникнет вопрос о природе этой новой фундаментальной величины.

... сжимающаяся Вселенная так же является следствием теории гравитации Эйнштейна (общей теории относительности), как и расширяющаяся. А отличаются такие вселенные друг от друга просто обращением направления течения времени.

... Вселенная, в которой время течёт вспять, – вполне себе физически реализуемая ситуация. Существа, живущие в ней, не будут бегать задом наперёд. Биологическая жизнь в такой Вселенной, если бы она реально существовала, в принципе могла бы и не отличаться от нашей. И время на любых часах в ней текло бы вперёд. Просто общая эволюция вселенских масштабов в ней текла бы не в сторону расширения, а в сторону сжатия. То есть в такой Вселенной не было бы Большого взрыва, но был бы Большой схлоп, если так можно выразиться. Так что ничего парадоксального в течении времени в обратную сторону нет."

.................................................................................................................

Geraint F. Lewis, Brendon J. Brewer. Detection of the cosmological time dilation of high-redshift quasars = Обнаружение космологического замедления времени квазаров с сильным красным смещением. Nature Astronomy. July 3, 2023.

Фундаментальное предсказание релятивистской космологии состоит в том, что из-за расширения пространства наблюдения далекого космоса должны быть замедлены во времени и, по-видимому, протекать медленнее, чем события в локальной вселенной. Хотя наблюдения космологических сверхновых однозначно показывают ожидаемое замедление времени, зависящее от красного смещения, в случае других удаленных источников этого не произошло. "Здесь мы представляем идентификацию космического замедления времени в выборке из 190 квазаров, мониторинг которых проводился в течение более двух десятилетий в нескольких диапазонах волн, путем оценки различных гипотез с помощью байесовского анализа ... " На arXiv. Прочитать онлайн.

См. также: Lucy Tu. Time flowed five times slower shortly after the Big Bang = Вскоре после Большого взрыва время текло в пять раз медленнее. Scientific American. July 19, 2023.

Впервые астрономы наблюдали замедленное течение времени в ранней Вселенной, подтверждая вековые идеи Альберта Эйнштейна об искажающих реальность эффектах расширения нашей Вселенной.

Отслеживая мерцающее свечение светящейся материи, кружащейся в галактиках, когда Вселенной был всего один миллиард лет (менее одной десятой ее нынешнего возраста), два исследователя обнаружили, что события тогда, по-видимому, развивались в пять раз медленнее, чем обычно ...

Evrim Yazgin. Quasar blinks reveal time was five times slower in early universe = Мерцание квазара показывает, что в ранней Вселенной время было в пять раз медленнее. COSMOS. July 4, 2023.

"Это расширение пространства означает, что наши наблюдения ранней Вселенной должны казаться намного медленнее, чем течение времени сегодня. В этой статье мы установили, что это произошло примерно через миллиард лет после Большого взрыва", – говорит ведущий автор, профессор Герайнт Льюис из Университета Сиднея ...

Quasar 'clocks' show the universe was five times slower soon after the Big Bang = Квазарные "часы" показывают, что вскоре после Большого взрыва Вселенная стала в пять раз медленнее. Phys.org. July 3, 2023.

Ранее астрономы подтвердили, что эта замедленная Вселенная имеет примерно половину возраста Вселенной, используя сверхновые в качестве стандартных "часов". Но хотя сверхновые чрезвычайно яркие, их трудно наблюдать на огромных расстояниях, необходимых для того, чтобы заглянуть в раннюю Вселенную.

Наблюдения за квазарами показали, что этот временной горизонт был отодвинут всего на одну десятую возраста Вселенной, подтверждая, что Вселенная, по-видимому, ускоряется по мере старения ...

Астрономы заметили, что время в ранней Вселенной текло в пять раз медленнее. Russian Traveler. 17 июля 2023 г. На русском.

"Из-за специфического эффекта, который скорость оказывает на ход времени, наши наблюдения создают впечатление, будто время текло медленнее, когда Вселенная была еще совсем малышкой ... "

Это самое отдаленное когда-либо наблюдавшееся замедление времени.

Michelle Starr. Spectacular new Einstein cross discovered warping space-time = Впечатляющий новый крест Эйнштейна обнаружил искривление пространства-времени. ScienceAlert. July 27, 2023.

Массивная галактика создала редкое искажение на пути света, который прошел миллиарды лет, чтобы достичь нас из более далекой галактики.

Это называется крестом Эйнштейна – когда искривление пространства-времени вокруг массивного объекта на переднем плане разделяет свет позади него на четыре части, как точки креста ...

Оригинальная статья с подробным описанием системы была принята The Astrophysical Journal Letters и доступна на arXiv. Кратко на русском (Поиск).

Paul M. Sutter. Will time ever stop: could there be an end to the future? = Остановится ли когда-нибудь время: может ли быть конец будущего? Discover Magazine. June 22, 2023.

.............................................................................................................

Специальная теория относительности Эйнштейна дала нам совершенно новый взгляд на космос. До Эйнштейна мы могли двигаться в пространстве и проходить во времени. Специальная теория относительности объединяет эти теории в единую структуру, называемую пространством-временем. В этой новой системе невозможно перемещаться в пространстве и времени по отдельности; вместо этого каждый объект во вселенной постоянно движется через оба одновременно.

Это означает, что - теоретически - возможно замедлить ваше продвижение в будущее. Чем быстрее вы двигаетесь в пространстве, тем медленнее вы двигаетесь во времени. Итак, если вы прыгнете на ракетный корабль и ускоритесь до 99% скорости света, вы будете путешествовать во времени примерно в семь раз медленнее, чем неподвижные наблюдатели.

Могут ли люди чувствовать замедление времени?

Здесь есть предостережение: вы никогда не испытаете этого замедления времени сами – ваше сердце будет биться с той же частотой; через столько же времени ваши волосы поседеют; и ваши наручные часы будут идти с той же скоростью, что и всегда. Но сторонние наблюдатели, заглянувшие внутрь, увидят, что вы двигаетесь и живете в замедленной съемке, в семь раз медленнее, чем они.

Звучит как противоречие, но именно это и включает относительное в специальную теорию относительности: наше восприятие расстояния и времени зависит от нашей точки зрения, и нет гарантии, что два наблюдателя придут к согласию.

Возможно ли остановить время?

Теория относительности позволяет вам – теоретически – перейти в будущее. Если вы путешествуете достаточно быстро, то, что для вас может длиться всего несколько лет, для всех остальных может превратиться в сотни, тысячи или даже миллионы лет. К тому времени, когда вы вернетесь на Землю, она или люди, населяющие ее, могут стать совершенно неузнаваемыми.

Конец времени

Что касается окончания времени, насколько мы можем судить, время в будущем не будет иметь конца. Наша Вселенная расширяется каждый день, и, кажется, что она будет продолжать расширяться вечно. Будущее широко открыто, и всегда будет другое завтра. Конечно, в далёком будущем всё, что есть в нашей Вселенной, рассыплется в непостижимо тонкую пыль, но время ещё не подошло к концу.

Однако, похоже, что время действительно имеет начало.

.................................................................................................................

Наши знания о чрезвычайно ранней Вселенной довольно туманны; мы на самом деле не знаем, что происходило в те самые ранние моменты, поэтому мы не можем сказать об этом многого с чем-то похожим на уверенность.

См. также: Paul M. Sutter. Why can't we reverse the arrow of time? = Почему мы не можем повернуть стрелу времени вспять? Discover Magazine. April 3, 2023.

...............................................................................................................

Так как энтропия всегда возрастает, а время всегда движется вперед, здесь может быть связь. В конце концов, это единственное серьезное место в физике, где появляется конкретная "стрела времени". Но, несмотря на данную связь, физики не смогли раскрыть какие-либо подробности или объяснить, как она работает. Действительно ли течение времени зависит от статистического термодинамического процесса, и если да, то как данная связь распространяется на все наше понимание стрелы времени?

"Это вопросы без ответа. Возможно, когда-нибудь, в будущем, мы на них ответим."

Автор – космолог-теоретик, советник NASA ...

Arthur J. Parzygnat, James Fullwood. From time-reversal symmetry to quantum Bayes’ rules = От симметрии обращения времени к правилам квантового Байеса. PRX Quantum, 4, 020334. June 2, 2023. В открытом доступе.

Правило Байеса P(B|A)P(A)=P(A|B)P(B) – одно из простейших, но наиболее глубоких, распространенных и далеко идущих результатов классической теории вероятностей, которое можно применять в любой области, использующей статистический вывод. Было предпринято множество попыток распространить данное правило на квантовые системы. "В этой работе мы разрабатываем систематическую основу для определения правила Байеса в квантовой среде и показываем, что подавляющее большинство предлагаемых квантовых правил Байеса, появляющихся в литературе, являются примерами нашего определения. Более того, наше правило Байеса основано на простой взаимосвязи между понятиями состояния во времени и картой симметрии обращения времени ... "

Sergey A. Fedorov, Emil Zeuthen. Prediction-retrodiction measurements for teleportation and conditional state transfer = Измерения прогнозирования-ретродикции для телепортации и условной передачи состояний. Physical Review Letters, 131, 060801. August 7, 2023.

Регулярные измерения позволяют предсказывать будущее и задним числом прошлое квантовых систем. Нелокальные во времени измерения могут оставить будущее и прошлое неопределенными, но при этом установить связь между ними. "Мы показываем, что непрерывные нелокальные во времени измерения можно использовать для передачи квантового состояния посредством телепортации или прямой передачи. Рассматривая два осциллятора, испытываемые бегущими полями, мы аналитически определяем стратегии идеального выполнения передачи состояния в широком диапазоне линейных взаимодействий осциллятора с полем, помимо типов чистого светоделителя и двухмодового сжатия ... "

Michael P. Zaletel, Mikhail Lukin, Christopher Monroe, Chetan Nayak, Frank Wilczek, Norman Y. Yao. Colloquium: Quantum and classical discrete time crystals = Коллоквиум: Квантовые и классические кристаллы дискретного времени. Reviews of Modern Physics, 95, 031001. July 7, 2023. 13 рисунков в открытом доступе.

Кристаллы дискретного времени демонстрируют жесткие субгармонические колебания, возникающие в результате сочетания многочастичных взаимодействий, коллективной синхронизации и нарушения эргодичности. В рамках данного коллоквиума рассматриваются последние теоретические и экспериментальные достижения в изучении квантовых и классических кристаллов дискретного времени. Нарушение эргодичности рассматривается как ключ к кристаллам дискретного времени, а задержка эргодичности – как источник многочисленных явлений, которые разделяют многие свойства кристаллов дискретного времени, включая эффект Джозефсона, решетки связанных отображений и волны Фарадея. Коллоквиум завершается описанием нерешенных проблем в исследуемой области и видением новых направлений как на экспериментальном, так и на теоретическом фронтах. На arXiv.

Mingxi Yue, Zi Cai. Prethermal time-crystalline spin ice and monopole confinement in a driven magnet = Предтермический кристаллический во времени спиновый лед и удержание монополя в ведомом магните. Physical Review Letters, 131, 056502. August 3, 2023.

Предтермические (предтепловые, дотепловые) кристаллы времени.

Исследования систем, далеких от равновесия, открывают новые возможности для изучения экзотических фаз материи. В данном исследовании рассматривается управляемо-диссипативная фрустрированная спиновая система и предлагается немагнитная фаза вне равновесия, когда спины не упорядочиваются, а подчиняются правилу льда в пространстве и устанавливают дальний кристаллический порядок во времени. В отличие от обычного спинового льда, динамика монополей ограничена из-за неравновесности предложенной модели. Обсуждаются возможные экспериментальные пути её реализации. На arXiv.

Тоже интересно: Yuuya Chiba, Akira Shimizu. Key observable for linear thermalization = Ключевая наблюдаемая при линейной термализации. Physical Review Research, 5, 033037. July 20, 2023. В открытом доступе.

Для исследований по термализации изолированной квантовой системы многих тел фундаментальным вопросом является определение того, термализуется данная система или нет. Однако в большинстве исследований проверялось лишь небольшое количество наблюдаемых, и было неясно, термализуются ли другие наблюдаемые.

"Здесь мы изучаем, происходит ли "линейная термализация" для всех аддитивных наблюдаемых: мы рассматриваем квантовую систему многих тел, подготовленную в равновесном состоянии, и ее унитарную эволюцию во времени ... "

Все ли аддитивные наблюдаемые релаксируют к равновесным значениям способом, полностью совместимым с термодинамикой.

См. также: Quantum mechanics and thermodynamics can both be true, say physicists = Квантовая механика и термодинамика обе могут быть правдой, говорят физики. Physics World. July 28, 2023.

Стрела времени. Ученые из Германии и Нидерландов исследовали взаимосвязь между термодинамикой (представленной разбитым стеклом) и квантовой механикой в фотонном квантовом процессоре. Кратко Popular Mechanics.

Оригинальная статья: Quantum simulation of thermodynamics in an integrated quantum photonic processor = Квантовое моделирование термодинамики в интегрированном квантовом фотонном процессоре. В журнале Nature Communications, vol. 14. July 1, 2023. В открытом доступе.

Один из основных вопросов квантовой физики заключается в том, как совместить унитарную эволюцию квантовых состояний, сохраняющую информацию и обратимую во времени, с эволюцией, следующей второму закону термодинамики. Разрешение этого парадокса состоит в том, чтобы признать, что глобальная унитарная эволюция многочастного квантового состояния приводит к тому, что состояние локальных подсистем развивается в направлении состояний с максимальной энтропией. В данной работе указанный эффект экспериментально демонстрируется в линейной квантовой оптике, одновременно показывая сходимость локальных квантовых состояний к обобщенному ансамблю Гиббса, составляющему состояние с максимальной энтропией в точно контролируемых условиях ... Полученные результаты показывают потенциал фотонных устройств для квантового моделирования с участием негауссовских состояний.

Zi-Ang Hu, Bo Fu, Xiao Li, Shun-Qing Shen. Solvable model for discrete time crystal enforced by nonsymmorphic dynamical symmetry = Разрешимая модель кристалла дискретного времени, усиленная несимморфной динамической симметрией. Physical Review Research, 5, L032024. August 18, 2023. В открытом доступе.

Кристалл дискретного времени – это класс неравновесных квантовых систем, демонстрирующих субгармонические реакции на внешнее периодическое воздействие. "Здесь мы предлагаем класс кристаллов дискретного времени, усиленный несимморфной динамической симметрией. Мы начнем с системы с несимморфной динамической симметрией, в которой мгновенные собственные состояния становятся скрученными по Мёбиусу, что приводит к удвоению периода мгновенного состояния. Точное решение зависящего от времени уравнения Шредингера показывает, что система спонтанно демонстрирует расширение периода, не подвергаясь состояниям квантовой суперпозиции для ряда определенных частот эволюции или в пределе длительного эволюционного периода ... "

Интересно: Frank Wilczek. The exquisite precision of time crystals = Изысканная точность кристаллов времени. Scientific American. November 1, 2019.

....................................................................................................................................

Следующий шаг в нашем понимании кристаллов происходит сейчас благодаря принципу, возникшему из теории относительности Альберта Эйнштейна: пространство и время тесно связаны и, в конечном счете, находятся на одном основании. Таким образом, естественно задаться вопросом, проявляют ли какие-либо объекты во времени свойства, аналогичные свойствам обычных кристаллов в пространстве. Исследуя этот вопрос, мы обнаружили "кристаллы времени". Эта концепция, наряду с растущим классом новых материалов, которые в нее вписываются, привела к захватывающим открытиям в области физики, а также к потенциалу новых приложений, включая часы, более точные, чем те, которые существуют сейчас.

.......................................................................................................................................

Eran Lustig, Ohad Segal, Soham Saha, Eliyahu Bordo, Sarah N. Chowdhury, Yonatan Sharabi, Avner Fleischer, Alexandra Boltasseva, Oren Cohen, Vladimir M. Shalaev, Mordechai Segev. Time-refraction optics with single cycle modulation = Оптика рефракции времени с одноцикловой модуляцией. Nanophotonics, Volume 12, Issue 12. May 31, 2023. В открытом доступе.

В частности, изучается распространение зондирующего импульса через образец, претерпевающий большое изменение показателя преломления, вызванное интенсивным импульсом модулятора. В таких системах резкое увеличение показателя преломления приводит к временной рефракции, при которой спектр всех волн, распространяющихся в среде, смещается в красную сторону, а затем смещается в синюю область, когда показатель преломления возвращается к исходному значению ... 

О данном исследовании на Phys.org: Фотонные кристаллы времени могут открыть дверь в новую отрасль оптики. Показатель преломления как отношение скорости электромагнитного излучения в среде к его скорости в вакууме можно модулировать достаточно быстро, чтобы генерировать фотонные кристаллы времени в ближней видимой части спектра ...

См. также о кристаллах времени в предыдущих выпусках.

Тоже интересно: Dali Cheng, Eran Lustig, Kai Wang, Shanhui Fan. Multi-dimensional band structure spectroscopy in the synthetic frequency dimension = Многомерная зонная спектроскопия в измерении синтетических частот. Nature - Light: Science & Applications, vol. 12. June 27, 2023. В открытом доступе.

Концепция синтетических измерений в фотонике обеспечивает универсальную платформу для изучения многомерной физики. Полученные результаты демонстрируют экспериментальные возможности полностью охарактеризовать многомерные физические явления в измерении фотонных синтетических частот.

По материалам Phys.org: В фотонно-синтетическом измерении сочетание внутренних степеней свободы фотонов, таких как частота, пространственная мода и орбитальный угловой момент, порождает дополнительные измерения в дополнение к реальному пространству. Данный подход является мощным инструментом для исследования новых физических явлений, характерных только для многомерных систем ...

Janna Levin. Quantum wormholes, explained = Объяснение квантовых червоточин. Big Think. September 4, 2023.

Квантовые червоточины (кротовые норы) математически возможны, но они могут быть невозможны физически.

Жанна Левин, профессор физики и астрономии Барнард-колледжа Колумбийского университета, объясняет знаменитый информационный парадокс Хокинга, бросая вызов давним предположениям о поведении черных дыр, сохранении информации и фундаментальной природе пространства, времени и гравитации. Она использует черные дыры, чтобы исследовать физическую осуществимость червоточин: теоретических проходов или туннелеподобных структур, соединяющих отдельные точки пространства-времени.

Стивен Хокинг предположил, что черные дыры излучают энергию, заставляя их в конечном итоге испаряться, но это ставит под угрозу сохранение информации. Голографический принцип предполагает, что информация закодирована на поверхности черной дыры, решая этот информационный парадокс.

Левин метафорически уподобляет черные дыры вышивке, сотканной из квантовых нитей. Ее квантовая точка зрения имеет глубокие последствия, потенциально изменяя наше понимание гравитации и фундаментальной природы пространства-времени и даже ставя под сомнение наше стремление к теории всего.

На YouTube.

Irene Ivanaj. MIT builds huge space-time ripple detector = Массачусетский технологический институт создает огромный детектор пульсаций пространства-времени. GreekReporter - Space. September 2, 2023. 

Ученые из Массачусетского технологического института только что начали новый поиск волн Большого взрыва, прокатившихся по Вселенной. Планируется создать огромный чувствительный детектор гравитационных волн нового поколения. В течение следующих трех лет его будет строить Национальный научный фонд. Краткий обзор.

Paul M. Sutter. Was our universe formed inside the quantum chaos of another universe’s black hole? = Была ли наша Вселенная сформирована внутри квантового хаоса черной дыры другой Вселенной? Popular Mechanics. September 8, 2023.

Мы не живем внутри черной дыры, но это не исключает возможности того, что наша Вселенная родилась из нее. Наша Вселенная имеет что-то общее с черными дырами.

В нашей Вселенной тоже есть горизонт событий. Но этот, известный как космологический, горизонт событий находится очень далеко и вызван расширением Вселенной. С каждым днем наша Вселенная становится все больше и больше, и это расширение означает, что более далекие галактики удаляются от нас быстрее, чем более близкие. Кажется, что галактики, находящиеся вдвое дальше, удаляются вдвое быстрее; галактики, находящиеся в десять раз дальше, кажутся удаляющимися в десять раз быстрее; и так далее. На определенном расстоянии, примерно в 14 миллиардах световых лет, галактики удаляются от нас со скоростью, превышающей скорость света.

Это не является нарушением предела скорости света. Вернее, что расширяется само пространство, чем движутся галактики. Что все равно ведет к горизонту событий. Мы никогда не сможем путешествовать к галактикам дальше, чем на 14 миллиардов световых лет, даже если бы у нас было все время мира. Пространство между нами расширяется настолько, что мы никогда не сможем его догнать. Эти галактики навсегда заперты от нас, так же недоступны, как внешняя Вселенная для того, кто упал в черную дыру.

В нашей Вселенной тоже есть сингулярность. Вполне возможно, что сингулярности черных дыр – не конец истории. Огромная сила гравитации в сочетании с экзотическими механизмами квантовой механики может привести к огромной нестабильности в структуре самого пространства-времени. Массивные нестабильности могут расти, приводя к образованию разветвленных "пузырей", полностью изолированных от Вселенной, в которой находилась первоначальная черная дыра. У таких пузырей будут свои Большие взрывы, свои расширения, свое всё. Отдельные вселенные, отделенные от родительской вселенной, которая их породила.

................................................................................................................................

Brian Koberlien. The case for a small Universe = Аргументы в пользу маленькой Вселенной. Universe Today. September 9, 2023.

Большинство космологов считают, что Вселенная намного больше, чем наш наблюдаемый ее уголок. То, что мы видим, – лишь малая часть невообразимо огромного, если не бесконечного творения. Однако в новой статье утверждается, что наблюдаемая Вселенная – это, по сути, все, что существует.

Обсуждаемая статья на arXiv.

Ben Kain. Probing the connection between entangled particles and wormholes in general relativity = Исследование связи между запутанными частицами и червоточинами в общей теории относительности. Physical Review Letters, 131, 101001. September 5, 2023.

ER = EPR ...

В асимптотически плоской общей теории относительности частицы в синглетном состоянии связаны непроходимой червоточиной. В модели фермионы описываются "заряженным" уравнением Дирака, минимально связанным с гравитацией. Такая система имеет статические решения для червоточин. Эти решения используются в качестве исходных данных и численно развиваются вперед во времени. Моделирование показывает, что образуются черные дыры, которые соединяются червоточиной и делают червоточину непроходимой. Также обнаружено, что горловина червоточины сжимается, в результате чего частицы оказываются в непосредственной близости друг от друга, что дает объяснение тому, как червоточина облегчает нелокальную коммуникацию, необходимую для запутанности ...

Hyun-Myung Chun. Time-reversal symmetry and thermodynamic forces = Симметрия обращения времени и термодинамические силы. Physics, 16, 142. August 16, 2023.

Диссипация влияет на временную асимметрию колебаний в системах, вышедших из термодинамического равновесия. Недавно обнаруженное неравенство проясняет эту связь. Краткий обзор.

Do measurements produce the reality they show us? = Измерения создают ту реальность, которую они нам показывают? Phys.org. August 24, 2023.

Два квантовых физика из Университета Хиросимы недавно проанализировали динамику взаимодействия измерений, где значение физического свойства отождествляется с количественным изменением состояния счетчика. Это трудная проблема, поскольку квантовая теория не определяет значение физического свойства, если только система не находится в так называемом "собственном состоянии" рассматриваемого физического свойства, очень небольшом наборе особых квантовых состояний, для которых физическое свойство имеет фиксированное значение.

Исследователи решили данную фундаментальную проблему, объединив информацию о прошлом системы с информацией о ее будущем при описании динамики системы во время измерительного взаимодействия, продемонстрировав, что наблюдаемые значения физической системы зависят от динамики измерительного взаимодействия, посредством которого они наблюдаются.

В квантовой механике суперпозиция описывает ситуацию, в которой две возможные реальности кажутся сосуществующими, хотя их можно четко различить при проведении соответствующего измерения. Анализ исследования команды показывает, что суперпозиции описывают разные виды реальности при выполнении разных измерений. Реальность объекта зависит от взаимодействия объекта с его окружением.

По материалам журнала Physical Review Research.

Evolution may explain values of the fundamental constants = Эволюция может объяснить значения фундаментальных констант. Physics World. August 23, 2023.

Значения фундаментальных физических констант – казалось бы, точно настроенных для возникновения ядерной материи и, в конечном итоге, жизни – возможно, не были зафиксированы в начале существования Вселенной, а вместо этого менялись с течением времени в процессе, похожем на биологическую эволюцию. Такова гипотеза британского физика, который показал, что благоприятные для жизни ограничения на вязкость и диффузию жидкости накладывают ограничения на значения констант. Обнаружив, что эти ограничения выходят за рамки требований звездного нуклеосинтеза, он предполагает, что условия, необходимые для движения жидкости внутри и между живыми клетками, могли возникнуть позже в космической истории.

На протяжении десятилетий физики обсуждали возможное объяснение поразительного факта нашей Вселенной: значения многих физических констант кажутся подходящими для существования мира, который мы видим вокруг нас. Например, для формирования звезд требуется как водород, так и гелий. Но это условие зависит от очень специфической величины сильного ядерного взаимодействия: если бы оно было слабее, чем оно есть на самом деле, не было бы и гелия; но если бы оно было сильнее, весь водород превратился бы (в гелий).

Некоторые ученые утверждают, что эта кажущаяся тонкая настройка является доказательством замысла Вселенной, а возможно, даже существования Бога. Другие вместо этого обсуждают возможность существования множества различных вселенных – существующих одновременно или одна за другой – с очень незначительно варьирующимися от одной к другой физическими условиями. Тогда мы обязательно существовали бы во вселенной, пригодной для зарождения жизни. Другие исследователи постулировали, что окончательная теория всего, которую еще предстоит разработать, логически потребует, чтобы константы имели те значения, которые они имеют.

Об исследовании, проведенном в Лондонском университете Королевы Марии.

Оригинальная статья в журнале Science Advances. Популярно Лента.Ру - Наука, Хайтек+.

Anna Demming. Newly discovered black hole 'speed limit' hints at new laws of physics = Недавно обнаруженное "ограничение скорости" черной дыры намекает на новые законы физики. Live Science. August 22, 2023.

Исследователи определили новый предел скорости для самых экстремальных столкновений во Вселенной: "максимально возможная скорость отдачи" сталкивающихся черных дыр превышает колоссальные 63 миллиона миль в час. Далее исследователи надеются математически доказать, что данная скорость не может быть превышена, используя уравнения относительности Эйнштейна, и это потенциально может повлиять на фундаментальные законы физики.

По материалам журнала Physical Review Letters.

Songbo Xie, Daniel Younis, Joseph H. Eberly. Evidence for unexpected robustness of multipartite entanglement against sudden death from spontaneous emission = Доказательства неожиданной устойчивости многосторонней запутанности к внезапной смерти от спонтанного излучения. Physical Review Research, 5, L032015. July 28, 2023. В открытом доступе.

Известно, что запутанность распадается даже в изолированных системах, и этот эффект приписывают спонтанному излучению. Такая хрупкость запутанности может усугубляться "внезапной смертью запутанности" (entanglement sudden death, ESD), когда запутанность резко падает до нуля в течение конечного времени. Естественно предположить, что многосторонняя запутанность более уязвима к внезапной смерти, поскольку в ней участвует больше сторон, испытывающих спонтанное излучение. "В настоящей работе мы бросаем вызов данному предположению и представляем противоположное наблюдение, которое предлагает убедительные доказательства того, что многосторонняя запутанность демонстрирует повышенную устойчивость к внезапной смерти от спонтанного излучения".

Котляр П. Канадский физик предположил, что Вселенная в два раза старше, чем считалось до этого. RTVI. 12 июля 2023 г.

Возраст Вселенной может достигать почти 27 млрд лет. Совместив "теорию старения света с наблюдаемым ускоренным расширением Вселенной, становится возможным по-другому интерпретировать красное смещение как гибридный феномен, происходящий не только за счет расширения Вселенной". По материалам журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Brian Koberlein. The Universe could be twice as old if light is tired and physical constants change = Вселенная могла бы быть вдвое старше, если бы свет старел и физические константы изменялись. Universe Today. July 15, 2023.

................................................................................................................

Маловероятно, что эта новая модель опровергнет стандартную космологию, но ... нет ничего плохого в добавлении ее к куче идей.

Lucas Lombriser. Cosmology in Minkowski space = Космология в пространстве Минковского. Classical and Quantum Gravity, 40, 155005. June 29, 2023. В открытом доступе.

Менее радикальный подход к выходу за рамки стандартной модели – это простая математическая переформулировка наших теоретических основ, лежащих в ее базисе. Что может предложить новую интерпретацию и даже решение проблем, не затрагивая физические измерения. "В таком духе здесь осуществляются метрические преобразования, придающие нашей Вселенной различные геометрии. Особый интерес при этом представляет формулировка космологии в пространстве Минковского. Вместо расширения пространства, пространственной кривизны и мелкомасштабных неоднородностей и анизотропии эта система демонстрирует изменение масштабов массы, длины и времени в пространстве-времени. Альтернативно это можно интерпретировать как эволюцию фундаментальных констант ... "

Koji Hashimoto, Daichi Takeda, Koichiro Tanaka, Shingo Yonezawa. Spacetime-emergent ring toward tabletop quantum gravity experiments = Кольцо, возникающее в пространстве-времени, для настольных экспериментов по квантовой гравитации. Physical Review Research, 5, 023168. June 16, 2023. В открытом доступе.

"Мы предлагаем способ обнаружения в настольных экспериментах материалов, возникающих в пространстве-времени, то есть материалов, голографически двойственных квантовым гравитационным системам более высокой размерности в рамках AdS/CFT. Появление голографического пространства-времени подтверждается математическим преобразованием функции отклика материала. Мы рассматриваем теории одномерного кольцеобразного материала и вычисляем реакцию на скалярный источник, локально помещенный в точку кольца. Когда теория материала имеет двойную гравитацию, изображение в низкотемпературной фазе демонстрирует явное отличие от обычных материалов: материал, возникающий в пространстве-времени, может заглядывать в голографически возникающее искривленное пространство-время более высокого измерения и обеспечивает изображение, как будто там распространилась волна. Следовательно, изображение является экспериментальным свидетельством возникновения пространства-времени. Мы также оцениваем температуру, размер кольца и частоту источника, которые можно использовать в экспериментах, на примере квантово-критического материала: TlCuCl3".

Sarah Scoles. Will the Universe ever stop expanding? = Перестанет ли когда-нибудь Вселенная расширяться? Scientific American. August 29, 2023.

Замораживание или же разрыв на части. Но не все с этим согласны.

Пол Стейнхардт, физик-теоретик из Принстонского университета, говорит, что теоретические формы темной энергии могут по-другому зависеть от времени. В некоторых космологических моделях, которые исследует Стейнхардт, сжатие может снова превратиться в расширение и создать своего рода циклическую Вселенную.

Никто не знает наверняка ... 

Ученые зафиксировали сжатие и растяжение пространства-времени. Sibnet.ru - Наука. 10 августа 2023 г.

Растяжение и сжатие пространства-времени влияет на точные ритмы пульсаров. Процесс связывается с распространением длинных гравитационных волн. Подробнее на Phys.org. Оригинальная статья в Astrophysical Journal Letter, в открытом доступе. 

Abigail Beall. Does space-time remember? The search for gravitational memory = Помнит ли пространство-время? В поисках гравитационной памяти. New Scientist. August 2, 2023.

Обнаружение постоянных отпечатков, оставленных сталкивающимися черными дырами, откроет Вселенную, насыщенную бесконечными симметриями, и сузит возможности теории квантовой гравитации.

Когда черные дыры сталкиваются в отдаленных уголках Вселенной, они выделяют энергию в виде гравитационных волн. Вы можете представить себе, как они проходят сквозь пространство-время, как рябь, которую создает упавший камешек на поверхности пруда.

"В пруду после того, как рябь проходит, вода возвращается на прежний уровень", – говорит Дэвид Гарфинкл, космолог из Оклендского университета в Мичигане. Вы можете себе представить, что после прохождения гравитационной волны ткань Вселенной тоже возвращается в нормальное состояние. "Но это не так". Фактически, общая теория относительности Альберта Эйнштейна, утверждающая, что гравитация возникает в результате массового искажения пространства-времени, предсказывает, что гравитационные волны должны очень тонко смещать структуру пространства-времени на своем пути. Другими словами, Вселенная помнит.

Этот эффект "гравитационной памяти" настолько слаб, что его можно с таким же успехом считать "гомеопатическим". Но в последние годы несколько оптимистичных астрофизиков взяли на себя задачу попытаться продемонстрировать его существование. "Они делают ставки на то, когда именно", – говорит Эндрю Строминджер, физик-теоретик из Гарвардского университета, – "но никто не говорит, что мы не можем это измерить". И теперь, когда накатывают новые гравитационные волны, мы можем оказаться на пороге прорыва.

Последствия такого открытия будут далеко идущими. Гравитационная память могла бы стать свидетельством скрытой формы симметрии, которая, как полагают, пронизывает всю Вселенную. Это, в свою очередь, даст жизненно важные и потенциально решающие подсказки о квантовой теории гравитации и о том, из чего в конечном итоге состоит пространство-время.

......................................................................................................................

Munshi G. Mustafa. An introduction to thermal field theory and some of its application = Введение в теорию теплового поля и некоторые ее применения. The European Physical Journal Special Topics, vol. 232. July 24, 2023. В открытом доступе.

89 страниц. В частности, раздел 3 "Формализм мнимого времени".

"В данной обзорной статье подробно обсуждаются некоторые основы теории теплового поля в рамках формализма мнимого времени. Формализм мнимого времени был введен двумя методами: операторным и методом интеграла по траекториям ... "

На Phys.org: Взаимодействия многих тел ощущают тепло: введение в теорию теплового поля.

Yuping Mao, Manish Chaudhary, Manikandan Kondappan, Junheng Shi, Ebubechukwu O. Ilo-Okeke, Valentin Ivannikov, Tim Byrnes. Measurement-based deterministic imaginary time evolution = Детерминированная эволюция в мнимом времени, основанная на измерениях. Physical Review Letters, 131, 110602. September 13, 2023.

"Мы представляем метод, позволяющий выполнить эволюцию в мнимом времени в управляемой квантовой системе с использованием измерений и условных унитарных операций ... "

Giovanni Amelino-Camelia, Maria Grazia Di Luca, Giulia Gubitosi, Giacomo Rosati, Giacomo D’Amico. Could quantum gravity slow down neutrinos? = Может ли квантовая гравитация замедлять нейтрино? Nature Astronomy, vol. 7. June 12, 2023.

См. также: Neutrinos could hold the key to proving the quantization of spacetime = Нейтрино могут стать ключом к доказательству квантования пространства-времени. Nature - Research Briefing. June 12, 2023.

Квантование пространства-времени можно было выявить косвенно, через его отпечаток на распространении частиц ...

Samuel Jarman. Study offers a broader approach to quantum walks = Исследование предлагает более широкий подход к квантовым блужданиям. Phys.org. July 14, 2023.

Квантовые блуждания широко изучались из-за их способности моделировать реальные физические явления. Физики ранее изучали два различных типа квантового блуждания, но до сих пор они не задумывались о том, как могут быть связаны их математические описания.

Новое исследование показывает, как квантовые блуждания "в дискретном времени" и "в непрерывном времени" можно описать, используя более общий математический язык. Полученные результаты могут позволить исследователям моделировать еще более широкий спектр явлений с помощью квантовых блужданий.

При классическом блуждании частица движется, делая шаги в разных случайных направлениях, каждому из которых соответствует определенная вероятность. Напротив, частица, совершающая квантовое путешествие, может выбрать движение одновременно в нескольких направлениях в соответствии с принципами квантовой суперпозиции.

В прошлом физики изучали исключительно два разных типа квантовых ходоков. При блуждании в дискретном времени система развивается дискретными шагами, в ходе которых частица выполняет операцию, обновляющую ее состояние. Напротив, состояние квантового странника, действующего в непрерывном времени, постоянно развивается. До сих пор оба типа квантовых ходоков в основном изучались в рамках отдельных направлений исследований. Однако недавно ученые показали, что эти оба типа ходоков можно описать одним и тем же математическим языком. Расчеты привели их к новому семейству под названием "пластичные" квантовые ходоки, которые допускают поведение как в дискретном, так и в непрерывном времени.

Представленное исследователями более общее семейство названо "искривленными" квантовыми ходоками – в честь изменения доступных им вариантов выбора, которые при правильных условиях принимают форму пластичных квантовых ходоков.

По материалам The European Physical Journal D.

Riccardo Della Monica, Ivan De Martino, Mariafelicia De Laurentis. Testing space–time geometries and theories of gravity at the Galactic centre with pulsar’s time delay = Проверка геометрии пространства-времени и теории гравитации в центре Галактики с задержкой пульсара. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 524, Issue 3. September 2023.

"Мы разработали численную методологию для расчета полностью релятивистского времени распространения фотонов, испускаемых пульсаром на орбите вокруг массивного компактного объекта, такого как сверхмассивная черная дыра Стрелец А* в центре Галактики, гравитационное поле которой описывается обычным сферически-симметричным пространством-временем ... "

Bob Yirka. Using an atomic clock to help find evidence of dark matter = Использование атомных часов для поиска доказательств существования темной материи. Phys.org. September 4, 2023.

Объединенная группа физиков из Университета Сассекса и Национальной физической лаборатории Великобритании разрабатывает эксперименты по идентификации сверхлегких частиц темной материи.

О попытках использования высокой точности атомных часов для обнаружения "ударов" сверхлегких частиц темной материи, которые могли бы привести к вариациям во времени, что могло бы свидетельствовать о наличии темной материи.

Идея в том, что точность атомных часов может немного пострадать, если, как предполагает теория, частицы сверхлегкой темной материи способны очень слабо взаимодействовать с обычной материей, например, с используемыми атомами в качестве основы атомных часов. Если бы такие крошечные изменения в частоте колебаний данных атомов произошли, то это можно было бы наблюдать и, возможно, измерить. И если бы это удалось сделать, у ученых были бы доказательства существования темной материи.

Оригинальная статья: Analysis of atomic-clock data to constrain variations of fundamental constants = Анализ данных атомных часов для ограничения изменений фундаментальных констант. В New Journal of Physics, Volume 25. September 2023. В открытом доступе.

"Мы представляем новую основу для изучения изменения фундаментальных констант во времени независимым от модели способом. Независимость модели подразумевает больше свободных параметров, чем предполагалось в предыдущих исследованиях. Используя данные атомных часов на основе⁸⁷Sr, ¹⁷¹Yb⁺ и ¹³³Cs, мы установили границы параметров, контролирующих изменение постоянной тонкой структуры α и отношения масс электрона к протону µ. Рассматриваются вариации сроков от минуты до почти суток. Кроме того, мы используем наши результаты, чтобы вывести некоторые из самых жестких на сегодняшний день ограничений на пространство параметров моделей сверхлегкой темной материи и аксионоподобных частиц."

Emily D. Caldwell, Jean-Daniel Deschenes, Jennifer Ellis, William C. Swann, Benjamin K. Stuhl, Hugo Bergeron, Nathan R. Newbury, Laura C. Sinclair. Quantum-limited optical time transfer for future geosynchronous links = Квантово-ограниченная оптическая передача времени для будущих геосинхронных связей. Nature, vol. 618. June 21, 2023.

Сочетание оптической передачи времени и оптических часов открывает возможность создания крупномасштабных сетей в свободном пространстве, которые соединят как наземные оптические часы, так и будущие оптические часы космического базирования. Такие сети обещают более качественную проверку общей теории относительности, поиск темной материи и обнаружение гравитационных волн.

.......................................................................................................

На расстоянии более 300 км между вершинами гор на Гавайях при мощности запуска всего 40 мкВт удаленные объекты синхронизируются с частотой 320 аттосекунд. Эта почти квантово-ограниченная операция имеет решающее значение для линий связи в свободном пространстве на большие расстояния, когда фотонов мало, а усиление дорогое: при мощности передачи 4,0 мВт данный подход может поддерживать потери в линии связи 102 дБ, что более чем достаточно для будущего перевода времени на геостационарные орбиты.

Gabriela D. Martinez, Chao Li, Alexander Staron, John Kitching, Chandra Raman, William R. McGehee. A chip-scale atomic beam clock = Атомно-лучевые часы в масштабе чипа. Nature Communications, vol. 14. June 13, 2023. В открытом доступе.

"Мы демонстрируем построенные атомно-лучевые часы в масштабе чипа с использованием атомно-лучевого устройства Rb с пассивной накачкой ... "

На Phys.org: "Новые крошечные часы с атомным лучом могут обеспечить стабильное время в местах, недоступных для GPS".

Биология и медицина

Audrey Mat. Biological clocks: How does the body know that time goes by? = Биологические часы: откуда организм узнает, что время идет? Phys.org. August 31, 2023.

Как изолированные люди могут регулярно следить за временем, даже если они оторваны от окружающей среды? Все очень просто, потому что биологические ритмы лежат в основе жизни, регулируя ее на всем пути от молекулярного уровня до уровня всего тела. К ним относятся не только наши циклы сна/бодрствования, но и температура тела, гормоны, обмен веществ и сердечно-сосудистая система, и это лишь некоторые из них.

......................................................................................................

Ритмы также влияют на то, как мы взаимодействуем с другими видами. Например, африканский трипаносомоз, также называемый сонной болезнью, представляет собой нарушение нашего суточного ритма, вызванное паразитом Trypanosoma brucei, метаболизм которого также является ежедневным, как и наш иммунитет.

Гены: великие часовщики

Вращение Земли, Луны и Солнца порождает экологические циклы, которые благоприятствуют выбору биологических часов.

Биологические часы – внутренний механизм организма, который при отсутствии сигнала окружающей среды работает на своей собственной частоте. Регулярное чередование дня и ночи, например, способствовало развитию циркадных часов (circa, что означает "приблизительно", и diem, "день").

Механизм циркадных часов был впервые обнаружен у плодовой мушки, также известной как дрозофила, в 1970-х годах. Он основан на петлях обратной связи при транскрипции и трансляции нескольких генов: ген А способствует экспрессии гена В, который, в свою очередь, ингибирует экспрессию гена А, создавая колебания. В течение дня свет вызывает уменьшение определенных факторов петли через фоторецептор, называемый криптохромом. Интересно, что ключевые факторы в этом механизме по существу включают лишь несколько генов, названных period, timeless, clock и cycle. Однако точная настройка и регулирование часов основана на сложной молекулярной и нейронной сети, которая обеспечивает их синхронизацию и точность.

..............................................................................................................

Циркадные часы – не единственный часовой механизм, существующий в природе. Многие биологические процессы носят сезонный характер, например миграция множества птиц и насекомых, размножение и спячка многих видов животных, цветение растений. Эта сезонность обычно диктуется несколькими факторами, в том числе так называемыми окологодовыми часами в случае многих видов. Механизм данных часов еще не определен.

Механизмы часов у морских видов также неизвестны, отчасти из-за сложной временной структуры океанов.

............................................................................................................

Автор – морской биолог.

Lydia Denworth. Adjusting your body clock may stave off cancer = Настройка биологических часов может предотвратить рак. Scientific American. July 1, 2023.

Исследования показывают, что нарушение циркадного ритма организма повышает риск рака, а его восстановление может снизить этот риск.

Nathan Ni. Circadian signaling affects T cell responses to vaccination = Циркадная сигнализация влияет на реакцию Т-клеток на вакцинацию. The Scientist. August 9, 2023.

Хроновакцинация: исследовательская группа выявила, как регулируемый циркадными ритмами метаболизм митохондрий влияет на активность презентации антигена дендритных клеток. Краткий обзор. Версия перевода на русский (Дзен).

Интересно: Fumiya Sawatani, Kaoru Ide, Susumu Takahashi. The neural representation of time distributed across multiple brain regions differs between implicit and explicit time demands = Нейронное представление времени, распределенное по нескольким областям мозга, различается в зависимости от неявных и явных (вос)требований времени. Neurobiology of Learning and Memory, vol. 199. March 2023, 107731.

Восприятие времени, осознание непрерывной связи прошлого, настоящего и будущего, позволяет людям оптимизировать поведение, начиная от добывания пищи до социальных взаимодействий. Человек может вольно или невольно действовать в нужный момент, используя поток времени и временные интервалы; следовательно, у нас, вероятно, есть функция хронометража, которую можно рассматривать как "внутренний таймер".

Основные моменты

- Кодирование на уровне одного нейрона или на уровне популяции отражает ход времени.

- В восприятии времени участвуют несколько областей мозга.

- Типы представления возникают для временного восприятия длительности события.

- Динамические структуры нейронных цепей помогают рассчитать прошедшее время.

Животные, по-видимому, обладают внутренним таймером во время действия, основанным на течении времени. Однако нейронные основы восприятия времени в пределах от секунд до минут остаются неясными.

"Здесь мы рассмотрели нейронное представление времени на основе растущих данных о нейронных коррелятах восприятия времени.

Течение времени в мозге представлено двумя типами нейронного кодирования, а именно: (i) модуляцией частоты импульсов в отдельных нейронах и (ii) последовательной активностью в нейронных ансамблях. Они возникают в нескольких областях, включая гиппокамп, медиальную и латеральную энторинальную кору, медиальную префронтальную кору и дорсальное полосатое тело. Более того, они задействуют разные области мозга в зависимости от неявной или явной продолжительности события. Таким образом, два типа внутренних таймеров, распределенных по нескольким областям мозга, одновременно участвуют в восприятии времени в ответ на неявные или явные (вос)требования времени."

Можно получить полный текст статьи.

Saugat Bolakhe. The usefulness of a memory guides where the brain saves it = Полезность памяти указывает, где мозг ее сохраняет. Quanta. August 30, 2023.

Система мозга для хранения воспоминаний частично основана на том, насколько полезным может быть опыт в качестве руководства к будущим событиям. Новое исследование показывает, что воспоминания, полезные для будущих обобщений, хранятся в мозге отдельно от тех, которые фиксируют необычные события.

Многие воспоминания о предсказуемых вещах, начиная от фактов и заканчивая полезным повторяющимся опытом (например, о том, что вы регулярно едите на завтрак или идете на работу), сохраняются в неокортексе мозга, где они могут способствовать обобщениям о мире. А воспоминания, которые вряд ли могут оказаться полезными (например, вкус того уникального напитка, который вы выпили на той вечеринке), хранятся в банке памяти в форме морского конька, называемом гиппокампом. Такое активное разделение воспоминаний на основе их полезности и обобщаемости может повысить надежность воспоминаний, помогая нам ориентироваться в новых ситуациях.

..................................................................................................................................

Тоже интересно: Стасевич К. Мозг хранит память в электрическом поле. Наука и жизнь, 2023, № 9.

Любая информация превращается в мозге в электрохимические импульсы, бегущие от нейрона к нейрону ... Электрическое поле возникает вокруг любого проводника с электрическим током, и нейронные цепочки – не исключение ...

Elizabeth Finkel. What a contest of consciousness theories really proved = Что на самом деле доказало состязание теорий сознания. Quanta. August 24, 2023.

Пять лет назад Всемирный благотворительный фонд Темплтона инициировал серию "конфронтационного сотрудничества". В июне этого года были получены результаты первого из совместных проектов, в ходе которого противопоставлялись друг другу две громкие теории: теория глобального нейронного рабочего пространства (GNWT) и теория интегрированной информации (IIT). Ни один из подходов не стал абсолютным победителем. Обзор.

См. также: Clare Wilson. Theory of consciousness branded 'pseudoscience' by neuroscientists = Теорию сознания нейробиологи назвали "лженаукой". New Scientist. September 19, 2023.

Теория интегрированной информации (IIT) рассматривается некоторыми как ведущая теория сознания, но теперь более 100 нейробиологов подписали открытое письмо, назвав ее непроверяемой лженаукой ...

Медведев Ю. Кто кем управляет, мы мозгом или он нами? Интервью с ведущим научным сотрудником Международной лаборатории социальной нейробиологии НИУ ВШЭ Василием Ключаревым. РГ - Наука. 18 июля 2023 г.

Мозг принимает решение примерно на восемь секунд раньше, чем мы его сами осознаем ... Есть много экспериментов, показывающих, что большинство наших решений принимается не осознанно, но когда мы их осознаем, то интерпретируем как собственные ...

Decoding lifespan: new DNA research unveils secrets of aging = Расшифровка продолжительности жизни: новое исследование ДНК раскрывает секреты старения. SciTechDaily. August 12, 2023.

Исследователи из Калифорнийского университета обнаружили сильную корреляцию между характером метилирования ДНК и продолжительностью жизни млекопитающих. Благодаря обширному анализу они обнаружили, что метилирование ДНК, эпигенетическая модификация, играет ключевую роль в старении, причем его последствия заметны у разных видов и тесно связаны с процессами эволюции и развития. По материалам журналов Science и Nature Aging.

Ученые оживили червей, которые провели 46 тыс. лет в сибирской вечной мерзлоте. ТАСС - Наука. 28 июля 2023 г.

Размороженные особи прожили только несколько дней, но успели оставить потомство. По материалам журнала PLOS Genetics.

Маслова С. Экспериментальная терапия возвращает клетки в молодое состояние за неделю. Хайтек+. 13 июля 2023 г.

Новый способ омоложения базируется на коктейле химических соединений, обращая вспять клеточное старение и возвращая клетки в состояние молодости за неделю. "До сих пор лучшим достижением было замедление старения. Теперь появляется надежда, что мы можем обратить его вспять". Краткий обзор.

Ген долголетия голых землекопов пересадили мышам. Лента.Ру - Наука. 25 августа 2023 г.

Пересадка гена HMW-HA голых землекопов продлила жизнь мышам. Предполагается, что схожего эффекта можно добиться у людей. По материалам журнала Nature.

Российские ученые синтезировали препараты, предотвращающие старение клеток. Юность Сибири - Российская наука. 8 сентября 2023 г. 

В Институте исследований старения Российского геронтологического научно-клинического центра РНИМУ им. Н.И. Пирогова экспериментально получены соединения, препятствующие старению клеток: производные таких препаратов, как берберин и уролитин ... 

Blood factor can turn back time in the aging brain = Фактор крови может повернуть время вспять в стареющем мозге. Medical Xpress. August 16, 2023.

Ученые обнаружили, что один и тот же фактор крови отвечает за улучшение когнитивных функций, возникающее в результате переливания молодой крови, гормона долголетия клото (Klotho) и физических упражнений.

В трех статьях, опубликованных в журналах Nature, Nature Aging и Nature Communications, две исследовательские команды идентифицируют тромбоцитарный фактор 4 (PF4) как общий посредник каждого из этих вмешательств.

Краткий обзор.

Unlocking the secrets of aging: squishy sea creature rewrites science = Раскрытие секретов старения: мягкое морское существо переписывает науку. SciTechDaily. September 14, 2023.

Исследователи из Национального института здравоохранения и их партнеры сделали новые открытия в области исцеления и старения, изучая крошечное морское существо, способное регенерировать все свое тело, используя только "рот". Они проанализировали последовательность РНК Hydractinia symbiolongicarpus, маленького трубчатого животного, обитающего в панцирях раков-отшельников.

По материалам журнала Cell Reports.

Путешествия во времени

Conor Feehly. Could we ever take advantage of a time-warping black hole? Black hole time machine = Можем ли мы когда-нибудь воспользоваться преимуществами искажающей время черной дыры? Машина времени черной дыры. Discover Magazine. June 22, 2023.

Вход в черную дыру сопряжен с определенными проблемами безопасности. Но можем ли мы воспользоваться его возможностями искажения времени на расстоянии?

Общая теория относительности Эйнштейна предсказывает наличие сингулярности в центре черной дыры. Это точка бесконечной плотности, лежащая за пределами нашего обычного пространства-времени. Однако данное предсказание сингулярности не обязательно означает, что она существует. Сингулярности имеют тенденцию возникать на самых границах нашего понимания, например, внутри черных дыр и при Большом взрыве, а также на стыке общей теории относительности и квантовой механики.

С другой стороны, теоретики, работающие над объединением квантовой механики с общей теорией относительности, предположили, что в центре черных дыр может происходить что-то еще: вместо образования сингулярности материя и энергия могут всасываться, а затем выплескиваться когда-нибудь в далеком будущем. Да, верно, машина времени.

Популярно.

Mike Mcrae. Physicists just figured out how wormholes could enable time travel = Физики только что выяснили, как червоточины позволяют путешествовать во времени. ScienceAlert. July 16, 2023.

Кольцевые червоточины и машины времени.

Данное исследование доступно на arXiv и было принято к публикации в журнале Physical Review D.

Разное

Очень интересно: Открытие нового космического объекта поставило под сомнение теорию тёмной материи. Атомная энергия 2.0. 18 сентября 2023 г.

Открытое астрономами гигантское событие выглядит несовместимым с представлением о темной материи как об особых невидимых холодных частицах. По материалам Naked Science. С отсылкой к статье: Elena Asencio, Indranil Banik, Pavel Kroupa. The El Gordo galaxy cluster challenges ΛCDM for any plausible collision velocity = Скопление галактик Эль-Гордо бросает вызов ΛCDM при любой вероятной скорости столкновения. The Astrophysical Journal, Volume 954, Number 2. September 4, 2023. В открытом доступе.

David Ehrenstein. Self-organized zigzags from fluid flow = Самоорганизующиеся зигзаги из потока жидкости. Physics, 16, 138. August 11, 2023.

Зигзагообразное расположение, самопроизвольно возникающее в скоплении магнитных частиц и некоторых других коллоидов, объясняется обтеканием каждой частицы потоком жидкости.

Когда молекулы или бактерии организуются в структуру дальнего действия, исследователи хотят понять, как микроскопические взаимодействия приводят к макроскопическому порядку.

Пьетро Тьерно из Барселонского университета и его коллеги наблюдали такую самоорганизацию в магнитных частицах, взвешенных в жидкости и подвергнутых осциллирующему магнитному полю. С помощью экспериментов и моделирования команда показала, что полученная зигзагообразная структура объясняется потоком жидкости, генерируемым вокруг колеблющихся частиц, а не какими-либо деталями частиц или приложенным полем. Подобные зигзагообразные узоры также наблюдались в заряженных коллоидах, подвергнутых колеблющимся электрическим полям, поэтому объяснение может охватывать целый ряд систем частиц ... Краткий обзор.

Шарман Е. У металлов впервые нашли способность к самовосстановлению. МИР24 - Наука. 20 июля 2023 г.

Куски металла могут трескаться и самовосстанавливаться без участия человека. Открытие было сделано случайно.

"Ученые отслеживали, как образуются и распространяются трещины в наноразмерном куске платины. Для этого металл растягивали до 200 раз в секунду. Наблюдения показали, что примерно через 40 минут после начала эксперимента повреждения стали затягиваться. Наноразмерные трещины зарастали, не оставляя следов.

Ученые отметили, что эксперимент проводился с нанокристаллическими металлами в вакууме. Неизвестно, будут ли такие процессы происходить с обычными металлами на открытом воздухе."

По материалам журнала Nature.

Darren Orf. For the first time, scientists have tunneled sound through a vacuum = Ученые впервые туннелировали звук через вакуум. Popular Mechanics. August 23, 2023.

Так как космос почти лишен частиц, представляется, что звук не может проходить через его огромную пустоту. Однако ученые из Университета Ювяскюля успешно "туннелировали" звук через такой вакуум посредством электромагнитного эффекта.

Поскольку на атомном уровне вибрации ядер могут распространяться посредством их электрических взаимодействий через вакуум, то не могут ли акустические фононы передаваться через вакуумные промежутки масштаба большего, чем атомный, с помощью какого-то электромагнитного механизма ...

По материалам журнала Nature - Communications Physics.

Квантовая механика: физики впервые разделили фононы (звуковые частицы). Новая наука. 19 июня 2023 г.

Фонон может быть временно разделен. Эксперимент включал в себя использование влияния квантового расщепителя луча на фононы. По материалам журнала Science.

John M. Martyn, Khadijeh Najafi, Di Luo. Variational neural-network ansatz for continuum quantum field theory = Вариационный нейросетевой анзац для континуальной квантовой теории поля. Physical Review Letters, 131, 081601. August 24, 2023.

Ввод квантовых состояний поля нейронной сети (анзац глубокого обучения) позволяет применять вариационный принцип к нерелятивистским квантовым теориям поля в континууме. Данный анзац использует архитектуру нейронной сети Deep Sets. Аппроксимируются основные состояния различных теорий поля, включая неоднородную систему и систему с дальнодействующими взаимодействиями, демонстрируя новый мощный инструмент для исследования квантовых теорий поля.

В МФТИ предложили метод построения новых квантовых теорий поля. Naked Science. 13 июня 2023 г.

Ученые разработали алгоритм генерации новых квантовых теорий поля, позволяющий получать семейства новых теорий из заданной ...

Оригинальная статья: Edvard T. Musaev, Timophey Petrov. Tri-vector deformations on compact isometries = Трехвекторные деформации на компактных изометриях. European Physical Journal C, 83, 399. May 12, 2023. В открытом доступе.

... При таких деформациях изометрии пространства-времени AdS сохраняются.

Sarah Scoles. Will scientists ever find a theory of everything? = Смогут ли ученые когда-нибудь найти теорию всего? Scientific American. August 19, 2023.

Физики постоянно стремятся найти более полное понимание того, что движет космосом, и это то, что они называют теорией всего. Направления поисков.

... Существует также довольно мрачная точка зрения, которую поддерживают Николаидес и другие, что Теория всего, которая даже шире, чем определение такой теории физиками, должна существовать где-то там, но люди, возможно, никогда ее не найдут. И даже если бы мы это сделали, "всё" всё равно не было бы по-настоящему всем. "Мы могли бы, по крайней мере, в принципе, знать причину каждого явления, кроме одного. Мы не могли бы знать или объяснить самое интересное из явлений: почему существует нечто, а не ничто, почему вообще существует "природа" или "Почему эта природа с этими законами? Почему не какой-то другой тип? Наука не может ответить на этот вопрос".

..........................................................................................................................

"Подход, который физики применили к Вселенной, – это "упрощать, упрощать, упрощать" ...

David L. Chandler. Could the Universe be a giant quantum computer? = Может ли Вселенная быть гигантским квантовым компьютером? Nature (Essay), 620. August 25, 2023. В открытом доступе.

Вычислительные правила могут описать эволюцию космоса лучше, чем динамические уравнения физики, но только если им придать квантовый поворот. Кратко на русском (Planet Today).

Deborah Byrd. 1st dark stars?! Maybe, say astrophysicists = Первые темные звезды?! Возможно, говорят астрофизики. EarthSky. July 16, 2023.

Астрофизики Техасского университета в Остине заявили 14 июля 2023 года, что теперь они идентифицировали три ярких объекта, которые могут быть "темными звездами" ...

Paul Sutter. Could white holes actually exist? = Могут ли белые дыры существовать на самом деле? Space. August 13, 2023.

Согласно общей теории относительности, белые дыры математически возможны. Но значит ли это, что они действительно существуют?

.........................................................................................................

Таким образом, какими бы забавными и умопомрачительными ни казались белые дыры, они не кажутся особенностями реальной Вселенной – просто призраками, преследующими математику общей теории относительности.

Stephanie Pappas. 'Quantum superchemistry' observed for the 1st time ever = "Квантовая суперхимия" обнаружена впервые в истории. Live Science. August 10, 2023.

Новый тип химии, выполняемый при очень низких температурах с использованием очень мелких частиц, обеспечивает быстрые и точные реакции. Давно предсказанная теоретически, но никогда ранее не наблюдавшаяся суперхимия представляет собой явление, при котором атомы или молекулы в одном и том же квантовом состоянии химически реагируют быстрее, чем атомы или молекулы, находящиеся в разных квантовых состояниях. По материалам Nature Physics.

Кратко об исследовании на русском (Techinsider).

Isabelle Dume. New 2.5-dimensional structures observed in twisted graphite hybrids = Новые 2,5-мерные структуры обнаружены в скрученных гибридах графита. Physics World. August 30, 2023.

Команда под руководством Вашингтонского университета обнаружила, что, укладывая лист графена на объемный графит под небольшим углом скручивания, можно получить "экзотические" свойства ...

Zentropy and the art of creating new ferroelectric materials = Центропия (дзентропия) и искусство создания новых сегнетоэлектриков. Phys.org. August 11, 2023.

Системы во Вселенной стремятся к беспорядку, и только приложенная энергия сдерживает хаос. Эта концепция называется энтропией, и примеры можно найти повсюду: таяние льда, горение костра, кипение воды. Теория "центропии" ("дзентропии"), однако, добавляет к этой смеси еще один уровень.

Теорию разработала исследовательская группа в Пенсильванском университете. Буква "Z" в предлагаемом термине означает немецкое слово Zustandssumm, что означает "сумма состояний" энтропии. В качестве альтернативы можно рассматривать игру с термином "дзен" из буддизма и энтропией для понимания природы системы. Идея в том, чтобы рассмотреть, как энтропия может возникать в различных масштабах внутри системы, чтобы помочь предсказать потенциальные результаты работы системы под влиянием ее окружения.

"Мы можем начать точно предсказывать результат еще до эксперимента ... "

По материалам журнала Scripta Materialia.

Philip Ball. From time crystals to wormholes: When is a quantum simulation real? = От кристаллов времени к червоточинам: когда квантовое моделирование реально? New Scientist. August 8, 2023.

Предполагаемая червоточина – не единственное, что, как говорят, было недавно создано квантовыми компьютерами. Существуют также кристалл времени с заманчивым названием, странные частицы нонабелионы [вибрации, которые действуют как частицы и помнят часть своей истории]. Но является ли все это примерами истинного творения или нет – вопрос, который уводит нас в глубокие воды. Это новый поворот в загадке, которая преследовала физиков с момента изобретения квантовой механики в начале 20-го века: что действительно реально?

...........................................................................................................................

Caroline Delbert. Are we living in a simulation? Welp, scientists say there’s a 50/50 chance = Мы живем в симуляции? Упс, учёные говорят, что вероятность 50/50. Popular Mechanics. August 29, 2023.

Ученые и философы встречаются на переднем крае теории симуляции. Поскольку вопрос настолько велик, многие эксперты подходят к нему с самых разных точек зрения. Взвешенный байесовский расчет включает в себя множество допущений.

Diana Kwon. How the brain creates your physical sense of self = Как мозг создает ваше физическое ощущение себя. Scientific American. July 12, 2023.

Новое открытие пришло из исследования области, известной как переднее предклинье, которая заставляет людей чувствовать себя оторванными от своего тела ...

Psyfactor.org на русском по материалам Scientific American.

How could science be different? = Как наука может быть другой? Эссе-победители одноименного конкурса Института фундаментальных вопросов (FQxI). 2023. 

Например: Аманда Гефтер "Как разделить мир: квантовая механика, когнитивная наука и субъект-объектное разделение".

"Различие между субъектом и объектом настолько укоренилось в основах современной науки, что редко подвергается сомнению. Но субъектно-объектное разделение имеет свою историю. Это было случайно, это была вина Декарта, и наука не должна была идти по его следу. Тот факт, что это произошло, глубоко повлиял на эволюцию науки в целом. Это привело к, казалось бы, неразрешимым загадкам и парадоксам – таким как проблема измерения в квантовой механике и сложная проблема в когнитивной науке – с катастрофическими побочными эффектами для отношения человечества к окружающей среде. Признав разделение субъекта и объекта ошибочной основой науки, мы можем начать переосмысливать наши основные предположения и прокладывать новые пути вперед. Интерпретация квантовой механики QBist и активный подход к когнитивной науке дают примеры того, как мы можем преодолеть раскол."

Найдена связь между временем пробуждения и размером заработной платы. UfacityNews.ru. 30 августа 2023 г.

Люди с вечерним хронотипом имеют больше вредных привычек, что негативно сказывается на их здоровье и доходах ...

И. Зерчанинова