Краткий предпраздничный выпуск.

Основной охватываемый период – апрель 2021 г.

Разделы: Физика. Биология и медицина. Психология. Путешествия во времени. Искусство.

Часть апрельских публикаций могут найти отражение в следующем выпуске.

Физика

Boulder Atomic Clock Optical Network Collaboration. Frequency ratio measurements at 18-digit accuracy using an optical clock network = Измерение отношения частот с точностью до 18 разрядов с использованием сети оптических часов . Nature, vol. 591. March 24, 2021.

См . краткое изложение содержания статьи в новостях Nature. С иллюстрациями.

Замечательная точность атомных часов делает их превосходными инструментами для хронометража и других точных измерений. Трое атомных часов, основанных на разных атомах, сравнили с рекордной точностью. Это часы, базирующиеся на ионах алюминия и иттербия, в NIST, и часы со стронцием в JILA. Измеренные частоты всех трех часов оцениваются как правильные с точностью, которая может позволить часам набирать или терять не более одной секунды за время существования Вселенной. Такие оптические часы будут в 100 раз точнее цезиевых часов.

Созданная исследователями сеть оптических часов в свободном пространстве, без необходимости использования оптоволоконной инфраструктуры, открывает возможности для приложений вне лаборатории, например, в топографической съемке.

Согласно теории относительности Эйнштейна, гравитация Земли заставляет частоту атомных часов зависеть от ее высоты. Следовательно, разница в высоте между двумя удаленными часами может быть определена путем измерения их разницы в частоте. На достигнутом уровне неопределенности измерений сравнение часов может разрешить разницу в высоте сантиметрового размера. Следовательно, часы могут предоставить новые инструменты и для долгосрочного экологического мониторинга, например, ледяного покрова или уровня океана.

Кроме того, исследователи использовали соотношение тактовой частоты для поиска признаков возможных взаимодействий между атомами и темной материей - неуловимой субстанцией, которая, по прогнозам, составляет большую часть материи во Вселенной. Согласно современным представлениям, атомы не взаимодействуют с темной материей посредством электромагнитных сил. Однако, если бы эти взаимодействия существовали, они бы вызвали крошечные изменения в частотах атомных часов. Исследователи не обнаружили таких изменений в своем эксперименте, но нулевой результат все же полезен. В сочетании с предыдущими данными это открытие показало, что максимальная сила любых электромагнитных взаимодействий между атомами и определенным типом темной материи была почти в десять раз ниже, чем было определено ранее.

Сети оптических часов можно использовать для исследования многих других аспектов физики, поскольку их точность позволяет проводить измерения окружающего нас мира с беспрецедентным разрешением. Примеры таких исследований включают проверку теории относительности Эйнштейна на все более строгих уровнях и поиск возможных изменений значений физических констант.

Дополнительно на русском языке: Юдина А. Ученые пересматривают понятие секунды . Научная Россия, 25 марта 2021 г.

Measuring space-time 'entanglement' of electromagnetic waves = Измерение пространственно-временной "запутанности" электромагнитных волн . Релиз Чанчуньского института оптики, точной механики и физики Китайской академии наук на EurekAlert! 7 апреля 2021 г.

С традиционной точки зрения, электромагнитные импульсы обычно рассматриваются как пространственно-временные (или пространственно-частотные) разделимые решения уравнений Максвелла, где пространственная и временная (спектральная) зависимости могут рассматриваться отдельно. Ученые из Саутгемптонского университета и Наньянского технологического университета (Сингапур), напротив, предлагают методологию, вдохновленную квантовой механикой, для количественной характеристики несепарабельности пространства-времени в структурированных импульсах.

Исходная публикация в Physical Review Letters находится в открытом доступе по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International .

Akash V. Dixit, Srivatsan Chakram, Kevin He, Ankur Agrawal, Ravi K. Naik, David I. Schuster, Aaron Chou. Searching for dark matter with a superconducting qubit = Поиск темной материи с помощью сверхпроводящего кубита . Physical Review Letters, 126, 141302. April 8, 2021. В открытом доступе (лицензия Creative Commons Attribution 4.0 International ).

Продемонстрированный метод шумоподавления позволяет ускорить будущие поиски темной материи в 1300 раз.

Понятов А. Мюоны наносят удар по Стандартной модели ? Наука и жизнь, № 4. 9 апреля 2021 г.

О возможном существовании "пятой" силы.

См. также: Marcia Wendorf. Is the Standard Model of particle physics really kaput? = Стандартной модели физики элементарных частиц действительно конец ? Interesting Engineering. April 15, 2021.

Недавний мюонный эксперимент в Фермилабе поднимает вопросы о Стандартной модели физики элементарных частиц. Что такое Стандартная модель? Обзор.

Ученые обнаружили отклонение от предсказанных скоростей, с которыми частицы, содержащие нижний кварк, распадаются на электрон и мюон. Хотя производство электронов и мюонов должно быть одинаковым, это не так.

Другие проблемы, не объясненные Стандартной моделью, включают:

Придает ли нейтрино массу бозон Хиггса?

Около 95% Вселенной состоит не из обычной материи, а из темной энергии и темной материи, которые не вписываются в Стандартную модель.

Глюоны, передающие силу тяжести, никогда не были обнаружены.

Барионная асимметрия.

Колебания нейтрино и ненулевые массы.

Почему Вселенная расширяется все быстрее?

Почему во Вселенной больше вещества, чем антивещества?

Интересно: Breakthrough in laser-cooling antihydrogen could reveal why matter dominates the universe = Прорыв в области лазерного охлаждения антиводорода может показать, почему материя доминирует во Вселенной . Physics World. April 6, 2021.

Атомы антиводорода были впервые подвергнуты лазерному охлаждению, что открыло путь для точных исследований, которые могли бы показать, почему во Вселенной гораздо больше вещества, чем антивещества. Охлаждение проводилось международной группой физиков в ЦЕРНе в Швейцарии, которые использовали новый тип лазера для охлаждения антиатомов, а затем измерили ключевой электронный переход в антиводороде с беспрецедентной точностью. Их открытие может привести к улучшенным испытаниям других ключевых свойств антивещества.

Исходная публикация в Nature.

См. также: A new map of all the particles and forces = Новая карта всех частиц и сил . Quanta. 23 окт. 2020 г.

2D-версия полной двойной симплексной модели. Описание .

Jaime Trosper. Singularity-less "dark stars" could replace our model of black holes = "Темные звезды" без сингулярностей могут заменить нашу модель черных дыр . Interesting Engineering. April 10, 2021 г.

Черные дыры - одни из самых интересных объектов в космосе, и новые исследования показывают, что мы все можем ошибаться. Обзор.

Прощай, сингулярность?

См. также: New NASA visualization probes the light-bending dance of binary black holes = Новая визуализация НАСА исследует изгибающий свет танец двойных черных дыр . NASA. April 16, 2021.

Пара вращающихся по орбите черных дыр в миллионы масс Солнца совершает удивительный танец. В фильме показано, как черные дыры искажают и перенаправляют свет, исходящий от водоворота горячего газа (аккреционного диска), который окружает каждую из них. Визуализация содержит субтитры.

Популярно на русском языке (Ин-Спейс), Популярно на русском языке (Aviation Explorer)

[ Бетельгейзе как "фабрика" темной материи ]. ХАЙТЕК+, 22 апр. 2021 г.

Paul Sutter. Will we ever know exactly how the universe ballooned into existence? = Узнаем ли мы когда-нибудь точно, как возникла Вселенная ? Live Science. April 15, 2021.

Вселенная может не позволить нам. Обзор.

" ... В процессе роста инфляция также сделала наш космос немного неровным. По мере развития инфляции мельчайшие случайные квантовые флуктуации - флуктуации, встроенные в саму ткань пространства-времени, - становились намного, намного больше, что означает, что одни области были более плотно заполнены материей, чем другие. В конце концов, эти субмикроскопические различия выросли до макроскопических… и даже больше, в некоторых случаях простираясь от одного конца Вселенной до другого. Миллионы и миллиарды лет спустя эти крошечные различия в плотности выросли и стали зародышами звезд, галактик и крупнейших структур в космосе ..."

"... в большинстве моделей инфляции колебания в чрезвычайно крошечных масштабах раздуваются и становятся макроскопическими различиями. Насколько крошечных? Меньше, чем планковская длина, или ... число 16, которому предшествуют 34 нуля и десятичная точка ... Это масштаб, в котором сила гравитации соперничает с силой других фундаментальных сил природы. В таком масштабе нам нужна единая теория физики, чтобы описывать реальность. У нас нет такой теории."

" ... у нас есть проблема. Большинство моделей инфляции (если не все модели) требуют, чтобы Вселенная стала настолько большой, что субпланковские различия стали макроскопическими. Но мы не понимаем субпланковскую физику. Итак, как мы могли бы построить теоретическую модель инфляции, если мы не понимаем основную физику?"

Черный В. Российский учёный Евгений Ченский создал новую теорию Вселенной . Новые известия - Наука. 6 апреля 2021 г.

"Циклическая Вселенная Евгения Ченского" подразумевает бесконечный процесс периодического изменения энергии протона и электрона.

См. о теории Евгения Ченского дополнительно .

Michio Kaku. The God Equation: The quest for a theory of everything hardcover = Уравнение Бога: поиски теории всего в твердом переплете . Penguin Books Ltd. April 6, 2021. 240 pages. В аудио версии бесплатно.

Новая книга известного японского физика-теоретика Митио Каку.

Интерпретация теории Митио Каку на сайте "Образование и Православие" .

О книге "Уравнение Бога ..." на сайте Митио Каку .

Stephon Alexander, William J. Cunningham, Jaron Lanier, Lee Smolin, Stefan Stanojevic, Michael W. Toomey, Dave Wecker. The autodidactic universe = Автодидактическая Вселенная . Препринт. 9 апреля 2021 г. 79 стр. В открытом доступе.

Физики, работающие с Microsoft, назвали Вселенную самообучающимся компьютером. В такой системе законы физики меняются со временем. Постоянно меняющиеся законы Вселенной необратимы. "Теорию всего" создать не получится.

Популярно на английском языке , Популярно на русском языке

Mike Wall. Black holes, string theory and more: Q&A with physicist Brian Greene = Черные дыры, теория струн и многое другое: вопросы и ответы с физиком Брайаном Грином . Space.com. April 21, 2021.

Интервью с известным американским физиком-теоретиком.

Некоторые вопросы.

Q "Такое ощущение, что мы действительно вступаем в золотой век астрономии черных дыр. У нас есть телескоп Event Horizon, который недавно дал нам первое прямое изображение черной дыры, и мы наблюдаем множество слияний черных дыр благодаря проекту LIGO. Вы чувствуете, что мы наконец-то лучше справляемся с этими объектами? И если да, то что это может рассказать нам о Вселенной? И Вы оптимистично настроены, что это произойдет относительно скоро? Как Вы думаете, на горизонте есть прорывы?"

A "Да ... Было время, 10 лет назад, когда еще можно было возразить, что, возможно, черные дыры не реальны; они просто вымысел математики. Но с LIGO, когда столкновение двух черных дыр дало первую рябь в ткани космоса, и с EHT - даже Нобелевская премия в этом году была присуждена за работу по физике черных дыр. Итак, черные дыры действительно стали самостоятельными.

... сейчас мы изо всех сил пытаемся объединить черные дыры и квантовую механику, чтобы получить полное понимание. А черные дыры - это главная теоретическая лаборатория, которая доводит наши идеи до предела. Я подозреваю, что когда мы сможем полностью понять черные дыры и квантовую механику, наше понимание Вселенной выйдет на новый уровень."

Q "Итак, вернемся к очень важным вопросам: ученые пытаются придумать теорию всего, чтобы найти такую, которая выдержит испытание временем. Вы все еще чувствуете, что это будет теория струн? Изменило ли то, что мы узнали за последние пять или 10 лет, Ваше мышление по самым важным вопросам?"

A "... хотя я известен своей работой над теорией струн ... , я никогда, никогда не говорил, что верю в теорию струн. Я всегда говорил, что уверен, что это интересная идея, достойная нашего внимания, которая в конечном итоге может стать окончательной теорией, но мы просто еще не знаем.

Так что моя оценка довольно стабильна; это почти то же самое. За последние несколько лет в теории струн произошли большие теоретические открытия. Было меньше контакта с экспериментом, чем я ожидал. Я надеялся, что Большой адронный коллайдер откроет некоторые подсказки теории струн. Этого не произошло. Но это вполне может означать, что теории нужна более крупная, лучшая и более мощная машина, чтобы исследовать ее, и в этом нет ничего неожиданного.

Поэтому я бы сказал, что теоретические разработки происходят стремительными и яростными темпами, в надежде, что у нас будет какая-то связь с экспериментом или наблюдением в не столь отдаленном будущем. Но это сложно предсказать."

Биология и медицина

Derya Ozdemir. CRISPR Breakthrough: Scientists can now turn genes on and off at whim = Прорыв CRISPR: теперь ученые могут включать и выключать гены по своей прихоти . Interesting Engineering. April 9, 2021.

Последние достижения. "Важная история здесь в том, что теперь у нас есть простой инструмент, который может заставить замолчать подавляющее большинство генов", - говорит Джонатан Вайсман, который также является профессором биологии в Массачусетском технологическом институте и исследователем в Медицинском институте Говарда Хьюза. "Мы можем сделать это для нескольких генов одновременно без какого-либо повреждения ДНК, с большой однородностью и таким способом, который можно обратить вспять. Это отличный инструмент для контроля экспрессии генов".

"Изменения CRISPR теперь полностью обратимы, и мир никогда не будет прежним."

Интересно: Giulio Marciello. [ К продолжительности жизни на Земле ]. EVERYEYE.it. 15 апреля 2021 г.

"Но во главе списка стоит нечто явно абсурдное, экземпляр, имеющий "неопределенную" жизнь: мы говорим о "Turritopsis nutricula", также называемой "Бессмертная медуза" ... Этот вид не имеет определенного жизненного цикла и способен обратить вспять процесс своего старения, каждый раз возвращаясь к форме полипа, а затем снова старея в медузу. Согласно исследованиям, процесс практически бесконечен.

Эта способность уникальна для Turritopsis, и никаких других живых существ с такой способностью не найдено. Однако, хотя их называют "бессмертными", медузы не свободны от болезней или преждевременной смерти (они часто становятся добычей других морских хищников)."

См. также: Медведев Ю. Вечно живая. Зачем природа создала бессмертную медузу . Российская газета. 28 мая 2019 г.

"Жить, не старея, а еще лучше вечно - мечта всего живого. Поэтому сегодня ученые так дотошно изучают различные феномены долгожительства. В центре внимания уже ставший знаменитым грызун голый землекоп. Он живет, фактически не болея и не старея. Разгадать его поразительный организм пытаются в ведущих лабораториях мира. [См. о голых землекопах в предыдущем выпуске ].

Еще один феномен - медуза Turritopsis nutricula. Ее называют бессмертной ... "

Очень интересно: Видеоролик на сайте National Geographic Россия " Бессмертная медуза: путь в вечность ". Морские биологи из Университета Киото рассказывают о медузе Turritopsis dohrnii, уникальной своим жизненным циклом. 23 апреля 2016 г. В переводе на русский язык.

[Возможно, существует "ген бессмертия" или способность живого организма управлять своими генами.]

См. также: [ Медузы не бывают инвалидами: "симметризация" как способ самолечения ]. National Geographic Россия. 3 июля 2020 г.

Психология

Gabrielle S. Adams, Benjamin A. Converse, Andrew H. Hales, Leidy E. Klotz. People systematically overlook subtractive changes = Люди систематически игнорируют субтрактивные изменения . Nature, vol. 592. April 7, 2021.

См. краткое изложение содержания статьи в новостях Nature. С иллюстрациями. В открытом доступе.

Серия экспериментов по решению проблем показывает, что люди с большей вероятностью будут рассматривать решения, которые добавляют компоненты, чем решения, которые их удаляют, даже если удаление компонентов более эффективно.

Популярно на русском языке

Alexandra Libby, Timothy J. Buschman. Rotational dynamics reduce interference between sensory and memory representations = Вращательная динамика уменьшает помехи между сенсорными представлениями и представлениями в памяти . Nature Neuroscience. April 5, 2021.

" ... Преобразованию сенсорной информации в память способствовала комбинация "стабильных" нейронов, которые сохраняли свою избирательность с течением времени, и "переключающих" нейронов, которые со временем меняли свою избирательность ..."

Популярно на английском языке

Тоже интересно: Преадаптациогенез как направление эволюции развивающихся систем . Психологическая газета. 23 сентября 2020 г.

Тезисы выступления Асмолова А.Г., академика РАО, зав. кафедрой психологии личности МГУ, директора Школы антропологии будущего при РАНХиГС на Всероссийской научной конференции "Творчество в современном мире: человек, общество, технологии" (Институт психологии РАН, 26-27 сентября 2020 г.).

К ответам на вопросы: "Каким образом система, оставаясь собой, может развиваться?" и "Как преадаптации, нацеленные на непредсказуемое будущее, формируются и сохраняются в той среде, в которой организмы жили прежде и живут сейчас?"

Путешествия во времени

Elise Takahama. Neil deGrasse Tyson talks time travel, teleportation and space in interview for South King County student podcast = Нил деГрасс Тайсон рассказывает о путешествиях во времени, телепортации и космосе в интервью для студенческого подкаста округа Кинг (Южный) . The Seattle Times. April 10, 2021.

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

"Студенты также спросили [известного американского астрофизика] о реальности телепортации, о последствиях путешествий во времени и о том, какой совет он мог бы дать будущим ученым и математикам ..."

"Если где-то в одной стране бабочка машет крыльями, этот дополнительный порыв воздуха может стать турбулентным и вызвать атмосферные явления, которые перерастут в шторм", - пояснил он. "Никогда не знаешь, что может случиться".

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

См. также: Michael Tothman . 'Back to the future' 30th anniversary: Neil deGrasse Tyson talks time travel = 30-летие фильма "Назад в будущее": Нил деГрасс Тайсон рассказывает о путешествиях во времени . ABC News. July 3, 2015.

"ABC: Возможно ли путешествие во времени?"

"Д-р Тайсон: У нас есть способы двигаться в будущее. То есть, для вас время идет медленнее, чем для других, к которым вы вернетесь позже. Мы знаем об этом с 1905 года, из специальной теории относительности Эйнштейна, которая дает точный рецепт того, как время замедлится для вас, если вы пришли в движение. Влияние движения на скорость отсчета времени - это не то, что вы заметили бы в повседневной жизни. Вам придется двигаться со скоростью, очень высокой по сравнению со скоростью света.

Итак, 88 миль в час с конденсатором магнитного потока не справится. Это не считается даже близким к путешествию со скоростью света. Даже в этом случае, теория относительности Эйнштейна - рецепт для путешествия в собственное будущее. Вы все равно будете считать секунды между тем, когда вы инициировали это, и когда вы его закончили, просто другие будут считать еще много-много секунд. Вы бы присоединились к ним позже на их временной шкале ... В каком-то смысле вы идете в будущее, но это делаете вы. Вы оставили свой маленький мир, чтобы отправиться в это путешествие."

"ABC: Как "Назад в будущее" может работать?"

"Д-р Тайсон: Вам нужно, чтобы одновременно существовало несколько вселенных. Это будет вопрос того, к какой из них вы присоединились. Фактически, в конце фильма он [герой фильма] видит себя на парковке в Lone Pine Mall (ранее Twin Pines), и поэтому он существует дважды в одной и той же вселенной на одной временной шкале. Это необычно, но это забавная история ... "

"ABC: Вы говорили о том, чтобы отправиться в будущее. Можем ли мы вернуться в прошлое?"

"Д-р Тайсон: Есть уравнения, которые можно решить ... у коллег, которым я доверяю. Один из них, его зовут профессор Ричард Готт - несколько лет назад он написал книгу под названием "Путешествие во времени во вселенной Эйнштейна". В нем он проходит всевозможные пути, чтобы идти вперед во времени и назад во времени. Есть способ сделать это, но он требует крайнего искажения ткани пространства и времени. Подобно двум черным дырам рядом друг с другом и упражнению по траектории вокруг одной и обратной петле вокруг другой, вы действительно можете войти в момент времени, который был раньше, чем когда вы уходили.

Возможно, уравнения позволяют это, но мы не знаем, как это сделать на практике. И мы не знаем, есть ли еще не открытый закон физики, который предотвратил бы это."

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

" ... Итак, если вам удалось изменить временную шкалу, то была выдвинута гипотеза, что в данный момент вселенная должна была разделиться, потому что все, что было до этих двух вселенных, было идентично. В тот момент, когда событие изменится, вселенная разделится, и тогда из этого одного момента времени будут исходить две разные мировые линии. Тогда вы сможете создать любое будущее, которое было следствием ваших изменившихся действий ...

Итак, в "Назад в будущее" он возвращается во времени, меняет ключевые события, а затем он прыгает вперед во времени, но он прыгает вперед во времени во вселенную, которую он изменил ... "

Приобрести упомянутую книгу Ричарда Готта с возможностью предварительного просмотра и поиска по содержанию

Приобрести некоторые другие книги Нила деГрасса Тайсона - в переводе на русский язык

Искусство

Групповая художественная выставка " Пересекая пространство ". В галерее "Царская башня" Казанского вокзала, Москва, 14 апреля - 15 сентября 2021 г. (Из сообщения Дороговой А. для FOXTIME, 13 апреля 2021 г.)

Задача выставки - осмысление ключевых идей кинетизма через метафору пути. Она продолжает серию институциональных проектов о кинетическом искусстве, подготовленных при участии галереи "Триумф".

Разделы выставки: Движение. Пространство. Бесконечность.

"Экспозиция предлагает новый взгляд на укоренившийся в русской культуре примат пространства над временем - именно время, "хронос", здесь первично и рассматривается как самостоятельная категория."

"Выставка ... многослойна и становится тем, что зритель готов принять и интерпретировать, будь то развлечение или возможность погружения в большие вопросы мироздания."

Пластический спектакль " Время бежит наверх ". Интегрированная театральная студия "Круг". Постановка Натальи Поповой. Инклюзивный театр, Москва, ИТС Круг, ЦИМ. Премьера - 28 апреля 2021 г. (Из сообщения Нестеровой С. для журнала "Театр", 5 апреля 2021 г.)

Создание при помощи движения мозаики из фрагментов времени и пространства: водного потока, механических часов, детства, эмоциональных масок и жизненных стратегий, снова и снова стираемых бесконечными повторениями.

"Время и пространство - абстрактные категории, но почему бы не попробовать измерить время конкретными действиями в пространстве? Как движением передать свойства времени - текучесть, колебание, цикличность? Как и куда движется само время - бежит, идет, ползет, падает, летит? Всегда ли ощущение времени индивидуально - или мы можем почувствовать одно и то же время, находясь вместе в одном пространстве?"

О другом спектакле с участием Натальи Поповой: "Футуроны. Единицы будущего".

И.Зерчанинова