Новости физики и космоса. 

Выпуск 6 (57) 16 -  31 марта 

Частицы темной материи нашли в вакууме

Вакуум может вращать электромагнитные волны, установили сотрудники итальянского Национального института ядерной физики. Они пропустили линейно поляризованный лазерный луч сквозь сильное магнитное поле и получили на выходе эллиптически поляризованный пучок света. Эксперименту посвящена статья в авторитетном журнале Physical Review Letters.

Авторы статьи отмечают, что эффект крайне слаб - при оптическом пути в 1 метр свет оказался поляризован всего на половину миллиардной доли градуса. Тем не менее, ученые убеждены в правильности данных - они основаны на результатах 44 тысяч замеров.

Согласно классическим уравнениям Максвелла, описывающим распространение света, сами постоянные поля никак не влияют на поведение волн. Из квантовой теории поля, однако, известно, что в вакууме рождаются разнообразные пары "частица-античастица". Гипотетическую частицу, которая "закручивает" свет (то есть изменяет его поляризацию) назвали аксионом. По мнению физиков, аксионы взаимодействуют не со всеми фотонами, а только с теми, которые поляризованы параллельно внешнему магнитному полю, сообщается на сайте PhysicsWeb.org.

В IBM научились управлять атомными спинами

Инженеры IBM изобрели способ манипулировать магнитными свойствами отдельных атомов, сообщается в пресс-релизе компании. Изобретение, по их словам, может привести к созданию в ближайшем будущем сверхъемких модулей памяти микропроцессоров с совершенно другой архитектурой, чем у современных кремниевых.

Ученые усовершенствовали туннельный микроскоп, традиционно применяемый при сборке нанообъектов. Новая методика, известная как "спин-возбужденная спектроскопия", позволила увидеть, как группы атомов реагируют на изменение своей конфигурации или количества. На тонкую поверхность изолятора, находящуюся в сильном магнитном поле, они последовательно наносили атомы марганца и следили за тем, как изменяется спин (то есть квантовый магнитный момент) системы.

В 2004 году та же группа ученых придумала основу нынешней методики - спектроскопию "переключения спинов" (spin-flip). Тогда впервые появилась возможность исследовать атомы в качестве "элементарных магнитов", однако изменять их конфигурацию в ходе эксперимента не удавалось - внешнее воздействие было слишком сильным и "разрушало" заданное квантовое состояние.

Земля сменит магнитные полюса по плану

Смену магнитных полюсов Земли можно предсказать, утверждают итальянские геофизики. Группа под руководством профессора Винченцо Карбоне из Калабрийского университета установила, что, вопреки прежним представлениям, каждое такое событие предопределяет следующее. Земное ядро "помнит" историю магнитных переключений, а математическая формула для учета этой "памяти" хорошо известна. В частности, ее применяют спектроскописты при описании инертных газов. Об этом сообщает Physics Web со ссылкой на статью, которая будет опубликована в журнале Physical Review Letters.

Земля меняет полюса с перерывом примерно в миллион лет - по подсчетам, только за последние 160 миллионов лет это происходило около 100 раз, а со времен последнего прошло 720 тысяч лет. Раньше считалось, что переключения не связаны друг с другом и случаются спонтанно с известной вероятностью. Статистическую формулу для таких явлений называют пуассоновским распределением, и она описывает, например, число распавшихся атомных ядер или количество телефонных звонков за небольшой интервал времени. Карбоне и соавторы доказали, что для магнитных катаклизмов в земном ядре более уместно распределение Леви, учитывающее "эффект памяти". В частности, оно предполагает "серии переключений", происходящих с относительно небольшим интервалом.

В отличие от статистического вывода, физической модели явления пока нет. Поведение магнитного поля Земли объясняют течением жидких металлов - железа и никеля - на границе земного ядра с мантией. Гидродинамические процессы, происходящие там, пытаются смоделировать на 15-терафлопсовом суперкомпьютере Earth Simulator. Однако, по словам ученых, существующей мощности для расчета недостаточно, и справиться с ним сможет только следующее поколение суперкомпьютеров.

Астрономы назвали Землю источником внеземной жизни

Жизнь на других планетах могла возникнуть благодаря земным метеоритам, считают канадские астрономы. Согласно расчетам сотрудников Университета Британской Колумбии, осколки крупных тел, столкнувшихся с Землей, могли, хотя и с небольшой вероятностью, достигнуть периферии Солнечной системы. Если внутри осколков содержались бактерии, то часть из них была способна перенести и соударение, и длительное путешествие в вакууме, сообщает Nature.

По мнению ученых, только за последние 5 миллионов лет около 100 фрагментов с Земли достигли спутника Юпитера Европы, и еще около 30 - Титана, спутника Сатурна. Об этих "планетоподобных" спутниках известно, что они обладают атмосферой, причем в случае Европы она состоит преимущественно из кислорода. Кроме того, еще несколько спутников, возможно, пригодны для обитания живых организмов. В первую очередь это относится к Энцеладу, спутнику Сатурна, где недавно обнаружили жидкую воду.

Эксперимент, проверяющий способность простейших микроорганизмов выжить при столкновении, был проведен в исследовательском центре NASA Ames. Небольшим шариком, летящим со скоростью 5 километров в секунду, "выстрелили" в пластинку с бактериальной культурой, имитировав таким образом падение метеорита. Анализ разлетевшихся осколков показал, что примерно каждая десятитысячная бактерия осталась в живых.

Телескоп Spitzer нашел "космическую ДНК" в центре Галактики

Инфракрасный космический телескоп Spitzer сфотографировал туманность в форме двойной спирали, расположенную вблизи центра Млечного Пути, сообщает Science Blog со ссылкой на статью, опубликованную в журнале Nature. Ученые говорят, что прежде не сталкивались с газовыми структурами во Вселенной, геометрия которых была бы настолько сложной.

Марк Моррис, профессор Лос-Анджелесского университета и один из авторов статьи, заявил: "Мы увидели нити, переплетенные, как в молекуле ДНК". Космическая спираль длиной около 80 световых лет, по предварительным оценкам, находится всего в 300 световых годах от сверхмассивной центральной черной дыры Галактики - и, соответственно, удалена от Земли примерно на 25 тысяч световых лет.

Астрофизики предполагают, что необычная форма связана с "переплетающимися" линиями магнитного поля, которые проходят сквозь разогретый газ. Поведение поля объясняют особой "закручивающей" волной, фронт которой движется со скоростью около тысячи километров в секунду. Этого недостаточно, чтобы разглядеть ее динамику на расстоянии, отделяющем Землю от галактического центра.

Марсоходы обучат азам фотомастерства

Марсоходы Spirit и Opportunity оснастят новым модулем искусственного интеллекта, сообщает Nature. Программное обеспечение собираются обновить в июне этого года. Зонды получат возможность самостоятельно анализировать фотографии - и выявлять на них такие объекты, как облака или "пылевые смерчи".

Усовершенствование нужно для того, чтобы сократить трафик, которым марсоходы обмениваются с Землей. Предполагается, что вместо громоздких "полноразмерных" фотографий зонды будут посылать на Землю предварительно откадрированные участки, где сосредоточены наиболее интересные детали.

Из "усеченных" снимков астрономы собираются извлечь информацию об устройстве марсианской атмосферы. По словам представителя NASA, в сезон бурь улучшенные зонды смогут снимать чаще и пересылать больше полезных сведений.

Аппараты, которые сделали уже более 100 тысяч снимков, вынуждены обмениваться громоздкими данными с Землей по сравнительно узкому каналу. Первые сеансы связи с ними прошли со скоростью, не большей нескольких сотен бит в секунду. Затем скорость увеличили, используя в качестве ретранслятора Mars Odyssey, находящийся на околомарсианской орбите. Ширина канала возросла до 256 килобит в секунду, однако периоды обмена были очень короткими.

Марсоход Spirit потерял колесо

Марсоход Spirit лишился одного из шести колес, сообщается на сайте NASA. Приводящий его в движение мотор вышел из строя после того, как совершил более 13 миллионов оборотов. Ученые собираются отвести Spirit от места аварии - с целью убедиться, что проблема в самом механизме и не связана со случайным препятствием.

Астрономы отмечают, что "странности" в поведении колеса наблюдались и раньше. Так, когда было замечено, что мотор расходует избыточную энергию, координаторам миссии пришлось предпринять специальный маневр, чтобы перераспределить смазку внутри колеса. Тем не менее, сейчас такой способ применять не будут.

В момент поломки марсоход находился в 120 метрах от "пункта назначения" - склона холма Мак-Кул, где он должен был провести марсианскую зиму. Согласно расчетам, в этот период энергии, накапливаемой солнечными батареями марсохода, хватает не более чем на час активного движения. На склоне батареи будут ориентированы таким образом, что на них будет падать достаточно света. В отличие от марсохода Spirit, аппарат Opportunity, находящийся ближе к экватору, в специальной подготовке к зиме не нуждается.

NASA высадит астронавтов на обратную сторону Луны

Американское аэрокосмическое агентство NASA раскрыло планы по высадке экспедиции астронавтов на обратную сторону Луны, пишет британское издание The Sunday Times.

Для этого, сообщили представители агентства на конференции в Хьюстоне (штат Техас), потребуется постройка возможно самой большой ракеты в истории космонавтики. Ракета доставит космическую базу и модуль для посадки на Луну на орбиту Земли, где ее будет ожидать корабль меньшего размера с командой астронавтов.

В рамках программы, названой "Возвращение на Луну" и получившей одобрение президента Буша два года назад, до четырех астронавтов одновременно будут высажены на обратную сторону Луны для сбора образцов лунной породы и проведения других исследований. В том числе астронавтам предстоит заняться поисками воды, которая понадобится в будущем для обитаемой лунной базы.

Программой предусмотрена и высадка астронавтов в неизвестных областях на освещенной стороне луны, а также на ее полюсах. По словам руководителя "лунного" проекта NASA Джона Конноли (John Connolly), новые корабли смогут доставить людей практически в любую точку на поверхности Луны.

До осуществления пилотируемых миссий на орбиту Луны будут запущены зонды, которые помогут детально изучить поверхность спутника Земли и с помощью лазерных высотомеров создать ее трехмерную карту. На этом этапе будут выбраны потенциальные места для посадки. Первый зонд, Lunar Reconnaissance Orbiter, будет запущен в 2008 году.

Затем возможные места посадки астронавтов изучат луноходы-роботы, первые из которых отправятся на Луну в 2010 году. Заключительной частью подготовки к пилотируемой миссии станет создание системы спутников связи, которую в агентстве окрестили "лунный интернет". Они позволят астронавтам поддерживать связь с Землей, находясь на любой точке лунной поверхности.

Британские академики помешают аукционистам продать рукопись Гука

Британские академики выступили против продажи с аукциона рукописи естествоиспытателя Роберта Гука, найденной недавно в графстве Хэмпшир, пишет The Guardian. Рукопись, полагают ученые, могла быть выкрадена из архивов Лондонского Королевского общества около 300 лет назад, и теперь ее намерены туда вернуть.

Как сообщает Times, ученые собираются обратиться в Верховный суд Великобритании, чтобы предотвратить торги, назначенные на 28 марта. По словам юристов, архивных документов, свидетельствующих о законной передаче рукописи новому владельцу, не найдено, так что формально записи Гука все еще находятся в собственности академии.

В 520-страничном документе, датированного концом 17-го века, запротоколированы заседания Королевского общества с участием Гюйгенса, Ньютона и других его членов, а также эксперименты, которые Гук был обязан регулярно проводить в качестве куратора Общества (после его смерти эту должность занял Ньютон). В частности, полагают эксперты, манускрипт содержит пионерские исследования по микроскопии, теории упругости и гравитации.

Первая частная ракета разрушилась в первую минуту полета

24.03.06 первый полет частной низкобюджетной ракеты-носителя Falcon-1, созданной на средства создателя системы интернет-платежей PayPal Элона Маска, завершился неудачно, передает агентство Reuters.

Двухступенчатая 20-метровая ракета стартовала с тихоокеанского атолла Кваджалейн, относящегося к Маршалловым островам, в 0:30 субботы по московскому времени (17:30 пятницы по местному), но ее полет длился не более минуты.

По невыясненным причинам Falcon-1 разрушилась в воздухе. Однако представители компании SpaceX (Space Exploration Technologies) сообщили, что, несмотря на неудачу, исследования будут продолжены.

Вместе с ракетой, отмечает агентство, был потерян спутник Министерства обороны США FalconSat 2 стоимостью 750 тысяч долларов, предназначенный для изучения влияния космической плазмы на связь и системы позиционирования.

SpaceX продает Falcon-1 за 6,7 миллиона долларов, то есть всего за треть стоимости других аппаратов того же класса. Ракета в отличие от своих предшественников является "частично многоразовой" - ее первая ступень рассчитана на приводнение с парашютом и дальнейшее использование. В течение ближайшего года компания намерена осуществить еще три тестовых запуска, в том числе испытать большегрузную ракету Falcon-9.