Новости физики и космоса. 

Выпуск 4 (28) 15 - 21 февраля

Радиоволны зажигают северное сияние

Физики наконец "одолели" и северное сияние. Оказывается, с помощью радиоволн можно не только раскрасить зелеными сполохами это удивительное природное шоу, но и раскрыть его таинственное происхождение.

Лучший способ исследовать красоту северных лучей - воздействовать на них радиоволнами, утверждают американские ученые. Тодд Педерсен и Элизабет Геркен из Корнельского университета в Итаке "обстреляли" радиоволнами ионосферу. Они использовали передатчик мощностью 960 киловатт. Как возникает северное сияние? Слой заряженных частиц начинает сверкать в наполненной электронами, прилетевшими от Солнца, ионосфере, примерно в пятидесяти километрах от земной поверхности. Над полюсами они ускоряются, сталкиваются с молекулами кислорода и азота в воздухе, заставляют их светиться, создавая северное сияние. Педерсен и Геркен считают, что радиоволны заставили электроны качаться, подобно лодкам на море, производя при этом световые искры. Пока не ясно, насколько важно наличие самого северного сияния для такого эффекта. Вероятно, можно создавать сполохи света в ионосфере и в его отсутствие.

Источник: "Информнаука"

Ядро Земли изучат с помощью нейтрино

Американский физик предложил использовать нейтрино для изучения ядра Земли. "Невесомая" элементарная частица известна тем, что легко преодолевает тысячекилометровые слои вещества.

Существуют три разновидности частицы - электронное, мюонное и тау-нейтрино, и при взаимодействии с веществом тип нейтрино может меняться. На этой необычной "осцилляции" и основан метод, разработанный Вальтером Винтером (Walter Winter) из Принстонского исследовательского института.

Пучок нейтрино, направленный вглубь Земли, будет улавливаться детектором в диаметрально противоположной точке планеты, и по дискретной "интерференционной" картине можно будет судить о количестве электронов, встретившихся частице. Винтер утверждает, что по результатам эксперимента удастся восстановить распределение плотности вещества внутри Земли.

Корпорация Intel нашла замену кремнию в процессорах

Транзисторы на основе антимонида индия, разработанные сотрудниками Intel и Qinetiq, смогут в ближайшем будущем вытеснить кремниевые, которые используются при производстве процессоров сейчас. Об этом было заявлено в совместном пресс-релизе.

В течение последних тридцати лет инженеры непрерывно уменьшали транзисторы и увеличивали их число, что служило главным источником дополнительных мега- и гигагерц. Однако нежелательные квантовые и термодинамические эффекты рано или поздно заставят убывающую последовательность размеров оборваться. По мнению некоторых специалистов, предельная для кремния величина будет достигнута довольно скоро.

Альтернативный материал искали среди "обычных" полупроводников и производных нанотрубок. Антимонид индия InSb, двухкомпонентный полупроводник, начали исследовать около двух лет назад. Эффект квантовой "потенциальной ямы" позволил в несколько раз снизить время и напряжение, необходимые для переключения содержащего InSb транзистора.

Благодаря этому "разогрев" новых процессоров будет небольшим. Опытные образцы потребляют в десять раз меньше энергии, чем кремниевые аналоги. К сожалению, пока для нормальной работы антимонид-индиевых транзисторов необходимы температуры не выше точки кипения жидкого азота, равной -196 градусам Цельсия.

Intel разочаровался в электричестве

"Это изобретение - самый серьезный научный прорыв за последнее время. Никто не верил, что мы сможем его сделать" - заявил руководитель лаборатории фотоники Марио Паничча (Mario Paniccia).

По его мнению, металлические проводники, в которых данные переносятся электронами, уже не отвечают предъявляемым к скорости требованиям. Замену меди в микросхемах видели раньше в оптических лазерах на основе дорогостоящих полупроводниковых материалов - фосфида индия и арсенида галлия. Однако исследователям не хотелось расставаться с "дешевым" кремнием, который содержится в сделавших Intel всемирно известным процессорах.

Недорогие и удобные в производстве, кремниевые кристаллы казались непригодными для решения оптических задач. При одновременном столкновении двух фотонов с атомом кремния испускается электрон и происходит потеря данных. Это препятствие инженерам удалось обойти с помощью диодоподобной структуры, которая улавливает "заблудившийся" электрон и "замещает" его фотоном. Подобное явление известно под названием эффекта Рамана.

На Марсе обнаружено что-то похожее на лишайник

Одно из последних изображений, переданных марсоходом Spirit, содержит похожий на останки растения объект. На фотографии - участок скалы на возвышенности Колумбия, где марсоход провёл последние семь месяцев.

Темный радиально-симметричный выступ по форме напоминает земной лишайник, сообщил Барри Ди Грегорио (Barry DiGregorio), сотрудник Кардиффского астробиологического центра. Однако, по его мнению, симметрия может и обманывать: похоже выглядят, например, сколы некоторых горных пород, содержащих оксид железа, поэтому до появления спектральных данных ничего нельзя утверждать однозначно.

Менее оптимистично настроенные исследователи полагают, что на фотографии - результат неудачного соприкосновения с поверхностью скалы самого марсохода.

Полярное сияние Сатурна ведет себя противоестественно

Полярное сияние на Сатурне имеет иную природу, чем похожие явления на Земле и Юпитере. Так считает группа ученых из Бостонского университета, которая проанализировала серию изображений планеты, переданных космическим телескопом Hubble и аппаратом Cassini.

На Сатурне полярное сияние представляет собой кольцо, расположенное вблизи полюса планеты и наблюдаемое в основном в ультрафиолетовом диапазоне.

Главный виновник сатурнианских полярных сияний - "солнечный ветер". Cassini удалось зафиксировать его колебания, совпадающие с колебаниями кольца. Причем, когда полярное сияние становится ярче, кольцо сужается. На Земле, напротив, более интенсивное свечение делается доступным наблюдателям, находящимся ближе к экватору. Кроме того, кольцо может перемещаться по поверхности Сатурна под влиянием магнитного поля Солнца.

Чёрные дыры отвечают за рост галактик

Взаимосвязь между ростом галактик и эволюцией чёрных дыр удалось обнаружить астрофизикам в ходе компьютерного эксперимента. Результаты, полученные сотрудниками университета Карнеги Меллона, астрофизического центра имени Макса Планка и Гарвардского университета, опубликованы в журнале Nature.

Ученые пытались смоделировать столкновение двух зарождающихся галактик, в центре каждой из которых находится чёрная дыра. Под действием взаимного притяжения из двух черных дыр возникает новая, масса которой начинает стремительно расти за счет поглощения прилегающего вещества и становится в миллиарды раз больше массы Солнца. "Излишки" газа образуют вблизи черной дыры квазар - тяжелый и протяженный излучающий объект, "подпитываемый" ее энергией. Излучения квазара оказывается достаточно, чтобы "разогнать" вещество галактики на значительные расстояния от центра и инициировать процесс образования звёзд.

Некоторое время назад астрофизики установили, что между массами черной дыры и окружающей ее галактики существует корреляция. Уравнения, описывающие в новой модели динамику квазара и черной дыры, сделали взаимосвязь очевидной.

Найдена самая маленькая планета вне Солнечной системы

Астрономы из Пенсильванского (Penn State) и Калифорнийского (Caltech) университетов нашли самую маленькую планету за пределами Солнечной системы, сообщает SpaceRef. Небесное тело, в пять раз более легкое чем Плутон, обращается вокруг пульсара PSR B1257+12, удаленного от Солнца на 1,5 тысячи световых лет.

Планету "вычислили" по периодическим возмущениям посылаемого пульсаром радиосигнала. Его анализ позволил оценить расстояние от планеты до "шумной" звезды, которое оказалось сравнимым с диаметром орбиты большинства астероидов Солнечной системы.

Три другие спутника пульсара обнаружили ранее те же исследователи, а одному из них - Алексу Вольцжану (Alex Wolszczan) принадлежит открытие самой первой планеты вне Солнечной системы в 1992 году. До этого считалось, что "нездоровые" условия вблизи плотной и массивной нейтронной звезды, какой является пульсар, обрекают его на "одиночество".

Астрономы будут фотографировать Вселенную "со вспышкой"

Ученым из Калифорнийского технологического института и обсерваторий Карнеги удалось определить положение источников четырех гамма-всплесков, зафиксированных в декабре прошлого и январе нынешнего года недавно запущенным спутником Swift, сообщает Universe Today. Катаклизмы, произошедшие на периферии наблюдаемой Вселенной, американские астрономы намерены использовать в качестве космической "подсветки".

"Эхо" мощных вспышек позволит исследовать зарождающиеся галактики, которые отделяют от Большого взрыва всего несколько миллионов световых лет. Кроме того, по спектру основного сигнала, возможно, удастся восстановить химический состав газа, заполнявшего межгалактические "пустоты" в далеком прошлом.

По мнению ученых, гамма-вспышки сопровождают превращение массивных звезд в чёрные дыры. Выделяющаяся при этом энергия на много порядков больше произведенной Солнцем за весь период его существования.

Кластеры галактик оказались старше, чем предполагалось

Исследования японских астрономов отодвинули период зарождения самых ранних галактических кластеров на треть в прошлое. Крупнейшие космологические объекты начали образовываться уже спустя миллиард лет после Большого взрыва, считают в Национальной астрономической обсерватории Японии (NAOJ). Ранее предполагалось, что этот процесс начался через полтора миллиарда лет после рождения Вселенной.

Астрофизик Масами Уки (Masami Ouchi) по красному смещению оценил возраст галактик из большого скопления SXDS в созвездии Кита (Cetus), а после построил распределение их плотности в пространстве. Внимание исследователя привлекла группа из 6 объектов, заключенных в "микроскопический" по космологическим меркам объем и отделенная от Земли 12,7 миллиардами световых лет. Небольшое количество участников и малая масса - признаки "юного" кластера.

Современная космология считает, что объединяться в кластеры склонны уже сформировавшиеся галактики, тогда как найденный Уки объект - "незрелое" объединение "незрелых" участников. Автор открытия убежден, что от прежней гипотезы - о последовательном росте космологических структур возрастающей сложности - придется отказаться.