Вивченню антиматерії заважає те, що її неможливо створити в потрібній кількості в лабораторних умовах. Вчені створили технологію, яка дозволяє обійти обмеження.
Як повідомляють дослідники в журналі Nature, нова технологія передбачає використання двох лазерів, чиї промені стикаються в просторі. Таким чином вчені створюють умови близькі до тих, що виникають біля нейтронних зірок. Таким чином вченим вдається перетворити світло в матерію та антиматерію.
Як відомо, антиматерія – матерія, що складається з античастинок – «дзеркальних зображень» ряду елементарних частинок, які мають однакові спіни й масу, але відрізняються один від одного знаками всіх інших характеристик взаємодії: електричного і колірного заряду, баріонів і лептонних квантових чисел. Деякі частинки, наприклад фотон, не мають античастинок або, що те ж саме, є античастинками стосовно самих себе.
Проблема в тому, що нестабільність антиматерії заважає відповісти на багато питань про її природу і властивості. Крім того, відповідні частки зазвичай з’являються в екстремальних умовах – в результаті удару блискавок, поблизу нейтронних зірок, чорних дір або в лабораторіях великого розміру і потужності – на кшталт Великого адронного колайдера.
Поки новий метод не отримав експериментального підтвердження. Однак віртуальне моделювання говорить про те, що метод спрацює навіть у відносно невеликої лабораторії. Нове обладнання передбачає використання двох потужних лазерів і пластикового блоку, який пронизаний тунелями діаметром в декілька мікрометрів. Як тільки лазери потрапляють в ціль, вони прискорюють хмари електронів блоку і ті спрямовуються назустріч один одному.
Фізики створили пристрій для виявлення невидимого
Новітній квантовий інтерферометр, створений фізиками з Університету Іллінойсу, відкриває можливість точно вимірювати невидимі об’єкти навіть у складних умовах. Класичні інтерферометри втрачають ефективність, коли зразки чутливі до світла або присутній інтенсивний фоновий шум. Новий пристрій базується на явищі квантового сплутування — “феномені, коли частинки світла (фотони) залишаються пов’язаними, навіть перебуваючи на великій відстані одна від одної”. …
Яструб вчився у світлофора: нова тактика міського полювання
У місті молодий яструб Купера пристосувався до світлофорів, використовуючи їх як прикриття та сигнал для полювання. Дослідження доктора Володимира Дінеца, науковця з Університету Теннессі, демонструє приклад поведінкової інновації в умовах урбанізації. Молодий яструб Купера (Accipiter cooperii) навчився використовувати затори на перехресті як маскування для атак. Він діяв точно: злітав на дерево, чекав сигналу для пішоходів, …
Цунамі 7000 років тому перемістило валун у 1300 тонн
На острові Тонга знайдено вапняковий валун Maka Lahi вагою понад 1300 тонн, що може бути найбільшим у світі каменем, викинутим хвилею. Його розміри — 14 ? 12 ? 6,7 метра — свідчать про надзвичайну силу стародавньої природної катастрофи. Камінь знаходиться на 200 метрів углиб острова, що робить його цінним індикатором сили минулого цунамі. Як зазначає …
Новий код моделює плазму з безпрецедентною точністю
Новий метод моделювання плазми, розроблений в Принстонській лабораторії, здатен змінити підхід до ядерної енергетики та виробництва мікросхем. Прорив полягає у створенні симуляційного коду, який забезпечує стабільне збереження енергії під час обчислень, що дозволяє точно відтворювати фізичні процеси. У галузі плазмової фізики це означає більш реалістичне моделювання індуктивно зв’язаних плазм, що критично важливі у виготовленні напівпровідникових …
Сонячні солі випробують на стійкість до радіації
Атомні реактори нового покоління проходять випробування з використанням сонячних солей для подолання викликів екстремального теплового навантаження. Сонячні солі, а саме розплавлені нітратні сполуки, давно використовуються в сонячній енергетиці завдяки високій теплоємності. Проте їх поведінка в умовах інтенсивного іонізуючого випромінювання, притаманного ядерним реакторам, залишається маловивченою. Саме цю прогалину прагне заповнити дослідницька ініціатива компанії NANO Nuclear спільно …
У США створили магнітну решітку, що зменшує витрати на 80%
Нова конструкція магнітної решітки в США дозволяє зменшити енергоспоживання прискорювача на 80% і підвищити яскравість пучка в 100 разів. У Національному центрі синхротронного випромінювання II (NSLS-II) розроблено прототип вигнутої решітки, що базується на постійному магнітному квадруполі (PMQ) – пристрої, який фокусує електронний пучок без споживання енергії. За словами інженера Бернарда Косцюка, «ми хочемо усунути будь-яку …
Новий метод запліднення рятує рідкісних папуг какапо
Використання інноваційних методів штучного запліднення дало новий шанс на виживання одному з найбільш зникаючих видів папуг — какапо. Какапо (Strigops habroptilus) — великий, нелітаючий, нічний папуга, що мешкає виключно в Новій Зеландії, перебуває під загрозою зникнення через низьку плодючість та інвазивних хижаків, завезених після європейської колонізації. Історично численні, нині у дикій природі залишилося менше 250 …
У Каппадокії відтворили акустику стародавнього міста
Підземне місто Дерінкую, розташоване в турецькій Каппадокії, було інженерним шедевром із системою вентиляції, що виконувала також функції зв’язку. Його мережа з 18 рівнів сягала понад 85 метрів у глибину й могла вмістити до 20 000 мешканців. Архітектурна багатофункціональність міста створювала унікальні акустичні умови, які досі залишалися недослідженими. Як зазначає дослідниця Сезін Нас, «інтеграція функцій вентиляції …
Прорив у термоелектриці: охолодження без фреонів
Описано прорив у створенні термоелектричного охолодження без використання фреонів із досягненням 100% покращення ефективності. Система охолодження, яку розробили в Лабораторії прикладної фізики Університету Джонса Гопкінса спільно з компанією Samsung, використовує “наноструктуровані матеріали з ієрархічною структурою CHESS (Controlled Hierarchically Engineered Superlattice Structures)”. Традиційні компресорні системи з фреонами не лише громіздкі та енергоємні, але й завдають шкоди …
Вчені відтворили ДНК Леонардо да Вінчі з нащадків
Вчені простежили родовід Леонардо да Вінчі до 15-го покоління, щоб реконструювати його генетичний профіль і дослідити біологічні основи його генія. Міжнародний проект «ДНК Леонардо», започаткований 2016 року, має амбітну мету — відновити Y-хромосому Леонардо да Вінчі, яка передається строго по чоловічій лінії. Як зазначає історик Алессандро Веццозі, «Наша мета — реконструювати родовід родини да Вінчі …
Новий метаматеріал дозволяє маніпуляції у рідині
Дослідження демонструє використання акустичного метаматеріалу для безконтактного переміщення об’єктів у воді за допомогою звукових хвиль. Метаматеріали — це штучно створені композити, що завдяки своїй структурі володіють унікальними фізичними властивостями, недоступними в природних матеріалів. Даджун Чжан, аспірант Університету Вісконсіна-Медісона, створив інноваційний зразок метаматеріалу з пилкоподібним візерунком, що дозволяє впливати на об’єкти акустично. «Наш метаматеріал пропонує метод …
Пластикові дзеркала зменшать викиди CO2 у промисловості
Дослідники з Університету Південної Австралії (UniSA) розробили інноваційні дзеркала, створені з пластику зі спеціальним багатошаровим алюмінієво-кремнієвим покриттям. Ці дзеркала є не лише легшими за скляні аналоги, але й значно міцнішими та дешевшими у виробництві. Завдяки цьому їх можна ефективно застосовувати в концентраторах сонячної теплової енергії (CST — “Concentrated Solar Thermal energy”), що використовують відбивачі для …
AI допоміг фізикам з CERN виявити рідкісний розпад бозона Хіггса
Штучний інтелект допомагає фізикам CERN виявити найтонші сліди рідкісного розпаду бозона Хіггса, що веде до глибшого розуміння природи маси. У рамках експерименту Compact Muon Solenoid (CMS) на Великому адронному колайдері, дослідники CERN досягли нового рівня точності у виявленні розпаду бозона Хіггса на чарівні кварки. Бозон Хіггса — це квант збудження так званого поля Хіггса, яке, …
Нова батарея з калієм заряджається за лічені хвилини
У сучасних умовах традиційні літій-іонні батареї досягли меж своєї ефективності. Вони мають обмежену ємність, вимагають дефіцитних матеріалів і становлять загрозу безпеці. Альтернативою стали твердотільні батареї, де рідкий електроліт замінено твердим, що потенційно збільшує енергетичну щільність на 40%. Однак стабільність таких систем залежить від здатності електролітів підтримувати надійний контакт з анодом. Науковці Федерального інституту BAM розробили …
Вчені створили перших у світі павуків, які плетуть флуоресцентниий шовк
Перші в світі павуки, змінені за допомогою технології CRISPR-Cas9, почали виробляти червоний флуоресцентний шовк, демонструючи прорив у генно-інженерному редагуванні павуків. Інструмент CRISPR-Cas9, який використовують для точкового редагування генів, раніше не застосовували до павукоподібних через їхню складну геномну структуру. Канібалізм, генетична варіативність та складність вирощування потомства обмежували їх дослідження. Вчені з Університету Байройта вирішили цю проблему, …
У Канаді знайшли понад 8000 кісток динозаврів
У провінції Альберта, Канада, виявлено масове поховання понад 8000 кісток пахіринозаврів, що стало унікальним відкриттям у палеонтології. Розкопки в районі Піпстоун-Крік, прозваному «Річкою смерті» завдяки драматичному масштабу події, тривають з 1974 року. Науковці вважають, що стадо травоїдних пахіринозаврів, що належать до родини Ceratopsidae, загинуло миттєво під час природного катаклізму приблизно 72 мільйони років тому. «Це …
Винахід з кухні змінює майбутнє виробництва чипів
Технологія DirectDrive, результат двадцятирічних досліджень, здійснила прорив у точності плазмового травлення для виробництва мікросхем. У процесі мініатюризації електроніки надвисока точність є критично важливою. Саме цю потребу задовольняє DirectDrive — перше в галузі твердотільне джерело плазми, яке радикально змінює виробничі можливості. Розроблена на основі роботи Патріка Прібила з UCLA, ця технологія дозволяє керувати плазмою з реакцією …
Японія запустила найпотужніший квантовий суперкомп’ютер
Японія стала епіцентром інновацій у квантових обчисленнях, запустивши найпотужніший у світі суперкомп’ютер ABCI-Q, створений на базі графічних процесорів NVIDIA. Суперкомп’ютер ABCI-Q, розроблений Національним інститутом AIST, містить 2020 графічних процесорів NVIDIA H100, об’єднаних через мережу NVIDIA Quantum-2 InfiniBand. Його архітектура поєднує гібридні обчислення – квантові технології та штучний інтелект. Платформа CUDA-Q™, яка лежить в основі системи, …
Функція легень починає знижуватись раніше, ніж думали
Масштабне європейсько-австралійське дослідження, опубліковане в журналі The Lancet Respiratory Medicine, кардинально змінює наше розуміння того, як функція легень змінюється від дитинства до похилого віку, відкриваючи нові перспективи для діагностики та профілактики респіраторних захворювань. Вчені з Барселонського інституту глобального здоров’я провели комплексний аналіз. Вони використали унікальну методологію “прискореного когортного дизайну”. Дослідження охопило понад 30 000 осіб …
Мікроби, що поглинають CO2, можуть зупинити клімат
Дослідники з Університету штату Колорадо виявили унікальні мікроорганізми, здатні швидко поглинати вуглекислий газ, що відкриває нові перспективи для вирішення проблеми зміни клімату через біологічну секвестрацію парникових газів. Науковці зосередили увагу на мікробі під назвою Чонкус. Він належить до типу ціанобактерій. Ці одноклітинні організми живляться вуглекислим газом через фотосинтез. Унікальність виявлених мікроорганізмів полягає в їхній надзвичайній …
Молоді капуцини масово крадуть дитинчат ревунів
Капуцини на острові Джикарон почали масово викрадати дитинчат іншого виду – ревучих мавп, що спантеличує науковців. Перший випадок, зафіксований у 2022 році, здався науковцям випадковою аномалією, однак подальший аналіз записів із фотопасток виявив сталий міжвидовий тренд. Молоді самці білолицих капуцинів не лише не шкодили дитинчатам, а й постійно носили їх на собі, іноді поєднуючи це …
Вчені пояснили, чому піна стікає швидше, ніж думали
Токійські вчені здійснили прорив у розумінні механізму дренажу пін, спростувавши десятиліття усталеної теорії та пояснивши чому рідина витікає з пін на значно меншій висоті, ніж передбачали традиційні моделі. Дослідники з Токійського університету Метрополітен провели ґрунтовне вивчення процесу. Вони створили набір різноманітних пін з контрольованими параметрами. Піни містили бульбашки різних розмірів та різні фракції рідини. Результати …
Вашингтон спрощує правила для уранових проектів
США вирішили прискорити процес ліцензування уранового видобутку в Юті задля зміцнення енергетичної незалежності та безпеки. У відповідь на геополітичні ризики, викликані залежністю від імпортного урану, США активізують розробку власних родовищ. Проект Velvet-Wood у штаті Юта стане однією з перших ланок нової стратегії. Його реалізацію планують здійснити за прискореною процедурою, скоротивши терміни екологічного розгляду до 14 …
Вчені навчили мікробів виживати в екстремальних умовах
Науковці з Університету Колорадо в Боулдері та Національної лабораторії Оук-Рідж розробили інноваційний метод виявлення генетичних змін, що допомагають мікроорганізмам виживати у екстремальних умовах. Дослідники зосередили увагу на ціанобактеріях виду Synechococcus sp. PCC 7002. Ці мікроскопічні організми мешкають в океані та здійснюють фотосинтез подібно до рослин. Вони продукують значну частку кисню на нашій планеті. Розуміння їхньої …
Квантова машина показала хімію у реальному часі
Квантове моделювання в реальному часі вперше дозволило вченим побачити атомарну динаміку під дією світла на прикладі реальних молекул. Дослідники з Університету Сіднея здійснили революційний прорив: змоделювали поведінку молекул у світлових процесах за допомогою квантової машини з уловленими іонами. Це дозволило їм спостерігати динаміку хімічних реакцій, яка відбувається у фемтосекундному (10??? с) масштабі, з коефіцієнтом уповільнення …
Серійна кремнієва батарея перевершила стандарти
Американсько-німецьке партнерство представило серійно готову кремнієву батарею, яка поєднує високу енергетичну щільність, довговічність і швидку зарядку, перевищуючи сучасні промислові стандарти. Спільна розробка компаній BASF і Group14 стала результатом хімічної синергії зв’язувального матеріалу Licity 2698 X F та кремнієвого композиту SCC55. Ця комбінація забезпечує більше 1000 циклів збереження ємності на рівні 80% при стандартному температурному режимі. …
Німці не виявили шкоди шкірі від випромінювання 5G
Клітини шкіри людини не зазнають значущих змін під впливом інтенсивного випромінювання 5G, згідно з новим німецьким дослідженням. Мета науковців з Університету Конструктор — визначити, чи впливають високочастотні хвилі 5G на генетичну стабільність клітин шкіри людини. Для цього фахівці протестували два типи клітин — фібробласти (структурні клітини сполучної тканини) та кератиноцити (основні клітини епідермісу). Їх піддали …
Нове фото «Габбла» показало туманність у трьох спектрах
Космічний телескоп «Габбл» зробив нове барвисте зображення частини туманності у Великій Магеллановій Хмарі — супутниковій галактиці Чумацького Шляху. Ця карликова галактика, розташована на відстані 160 000 світлових років, є унікальним астрономічним полігоном для досліджень. Використовуючи камеру широкого поля WFC3, телескоп зібрав світло у трьох спектральних діапазонах — ультрафіолетовому, видимому та інфрачервоному. «Цей вид пилових газових …
Японці змусили нанотрубки світитися сильніше за світло
Дослідники з Японії відкрили механізм, за якого вуглецеві нанотрубки випромінюють світло з більшою енергією, ніж поглинають, без структурних дефектів. Центр передових фотонічних технологій RIKEN продемонстрував, що одношарові вуглецеві нанотрубки (англ. single-walled carbon nanotubes, SWCNTs), здатні до фотолюмінесценції з підвищенням енергії (upconverted photoluminescence, UCPL). Це рідкісне явище дозволяє матеріалу випромінювати світло з вищою енергією, ніж поглинута, …
Астроцити допомагають боротись з деменцією
У дослідженні, опублікованому в журналі Aging Cell, вчені з Бразилії встановили, що молекула гевін може зворотньо впливати на когнітивні порушення, пов’язані зі старінням та деменцією. Зокрема, виявлено, що гевін, білок, який природно продукується астроцитами — клітинами, що підтримують нейрони, — сприяє відновленню якості синапсів у старих мишей. «Гевін — це добре відома молекула, що бере …
На змодельованих зображеннях показано, як змінюється щільність плазми (чорно-біла) при попаданні на неї потужних лазерів з обох сторін. Кольори представляють різні енергії гамма-випромінювання, що виникає при зіткненні.
Таке зіткнення виробляє багато гамма-променів, і через надзвичайно вузькі канали фотонів з більшою ймовірністю також зіткнуться один з одним. Це, своєю чергою, викликає потоки речовини й антиречовини, зокрема електронів і їх еквівалента антиречовини, позитронів. Нарешті, спрямовані магнітні поля фокусують позитрони в промінь і прискорюють його, надаючи неймовірно високу енергію.
Дослідники заявляють, що нова технологія дуже ефективна. Автори впевнені, що потенційно вона здатна створювати в 100 тис. разів більше антиматерії, ніж вдалося б з використанням одного лазера. Крім того, потужність лазерів може бути відносно низькою. При цьому енергетика променів антиматерії буде такою, яка в умовах Землі досягається тільки у великих прискорювачах частинок.
Автори роботи стверджують, що технології, що дозволяють реалізувати її, вже існують на деяких об’єктах.
Дослідження опубліковане в журналі Communications Physics.
Натхнення: hightech.fm