Всякий сигнал можно скрыть, но не этот! По следам гравитационных волн

12 октября, в субботу, Дмитрий Горбунов, главный научный сотрудник Института ядерных исследований РАН, доктор физико-математических наук, профессор, член-корр. РАН, прочитает лекцию «Всякий сигнал можно скрыть, но не этот! По следам гравитационных волн» на Фестивале НАУКА 0+ в Москве.

Прямое обнаружение гравитационных волн открывает перед нами доселе невиданные перспективы исследования Вселенной: принципиально мы можем изучить любой процесс в ней, как бы давно и как бы далеко от нас он ни происходил. Дело в том, что рождаемые в любом динамическом процессе гравитационные волны нельзя скрыть, рассеять или отклонить – они долетят до любой точки Вселенной и расскажут о происходившем.

Это в теории. Практическая реализация, конечно, потребует решения традиционной проблемы: как выделить потенциально очень слабый сигнал на современной, но всегда несовершенной аппаратуре. Зато сигнал этот универсален – все компоненты материи, участвующие в процессе, делают в него вклад. И даже если мы их не видим как источники света (радиоволн, рентгеновского излучения и т.п.), мы также не видим, например, двойные системы черных дыр, или сгустки темной материи, или неоднородности инфлатонного поля, однако их можно будет различить по специфическому вкладу в гравитационные волны. И это позволяет уверенно говорить о наличии в современной Вселенной двойных черных дыр в количестве и с массами, заметно превышающими ожидания астрономов.

Мониторинг сигнала миллисекундных пульсаров, возможно, говорит о процессах, происходивших в эпоху образования протонов и нейтронов из кварков и глюонов, то есть в то далекое время, куда до открытия гравитационных волн у нас не было возможности «заглянуть». Что это может означать для развития фундаментальной физики, какие открытия нас могут ждать в ближайшем будущем, обсудим на лекции.

Когда: 12 октября, 12.15 – 13.15
Где: Актовый зал Фундаментальной библиотеки МГУ
Вход свободный!

Подробнее о Фестивале – здесь.
#анонс #лекция

#ияи_ран_в_сми

#inr_ras_in_media

Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х. М. Бербекова и Института ядерных исследований ИЯИ РАН создали прототип детектора для поиска безнейтринного двойного бета-распада.

Как подчеркнула научный руководитель проекта, ученый секретарь ИЯИ РАН и старший научный сотрудник совместной лаборатории “Астрофизика и физика космических лучей” Анна Вересникова, команда ученых Института ядерных исследований и КБГУ, а также молодые сотрудники активно занимались исследованиями в течение трех лет.

Подробнее по ссылке ниже.
https://kbsu.ru/news/uchenye-kbgu-i-ijai-ran-sozdali-prototip-detektora-dlja-poiska-beznejtrinnogo-dvojnogo-beta-raspada/

#мероприятия_ИЯИ_РАН

Приглашаем на семинар!

🗓️ 7 октября в 15:30 в конференц-зале на территории "Питомника" ИЯИ РАН
состоится семинар ОТФ (с возможностью участия в удаленном формате
с помощью Яндекс-Телемост) на тему Детекторы одиночных фотонов микроволнового диапазона на основе
алюминиевых СИС контактов для поиска аксионов.

🗣️ Читает А.Л. Панкратов (ИФМ РАН, НГТУ им. Р.Е. Алексеева)

Аннотация:
В НГТУ им. Р.Е. Алексеева выполняется разработка, создание и исследование
детекторов одиночных микроволновых фотонов. Коммерчески доступные однофотонные
детекторы работают на частотах в сотни ТГц и выше (например, «Сконтел»
является лидером на рынке однофотонных детекторов телекоммуникационного
диапазона частот), а в области микроволновых частот (с энергией фотонов на 4
порядка ниже) детекторы одиночных фотонов отсутствуют. Из-за ограничения
квантовым пределом, стандартные параметрические и СКВИД-усилители на основе
джозефсоновских контактов не могут быть использованы для детектирования
одиночных фотонов ГГц диапазона частот. В этой связи, требуется создание нового класса счетчиков
микроволновых фотонов. Детектирование одиночных фотонов не нуждается в
усилении и не ограничено квантовым пределом. Такие устройства востребованы как
в качестве универсальных детекторов, так и для квантовых вычислений, в
т.ч. для тестирования источников одиночных фотонов по требованию на основе
сверхпроводящих кубитов.


Ссылка на видеовстречу

#А_вы_знали, что история открытия космических лучей началась 28 июня 1785 г., когда были сделаны первые наблюдения спонтанного разряда электрометра? ч.1.

В 1785 году французский физик Шарль Огюстен де Кулон сделал три доклада об электричестве и магнетизме для Королевской академии наук Франции. В которых он описал эксперимент с крутильными весами, показавший, что устройство будет самопроизвольно разряжаться из-за воздействия воздуха, а не из-за дефектной изоляции.

В 1850 году итальянский физик Кано Маттеуччи, а позднее британский физик Уильям Крукс в 1879 году, показали, что скорость спонтанного разряда уменьшается при более низком атмосферном давлении.
Поиск объяснения природы этого спонтанного разряда проложил путь к открытию космических лучей.

26 февраля 1896 г. Беккерель открывает радиоактивность.
Французский физик Анри Беккерель открыл радиоактивность, работая над серией экспериментов с фосфоресцирующими материалами. 26 февраля 1896 года он поместил соли урана на фотопластинку, обернутую черной бумагой. Соли вызвали почернение пластинки, несмотря на находящуюся между ними бумагу. Беккерель пришел к выводу, что невидимое излучение, которое может проходить сквозь бумагу, заставляет пластинку реагировать так, как будто она подвергается воздействию света. Открытие радиоактивности вызвало большой интерес к исследованиям в Германии и Великобритании относительно происхождения спонтанного электрического разряда, наблюдавшегося ранее в воздухе. Самая простая гипотеза заключалась в том, что разряд был вызван радиоактивными материалами на Земле, хотя это было трудно доказать.

05 мая 1899 г.Источник: Земля, атмосфера или космос?
При изучении электропроводности через воздух в 1899 году Юлиус Эльстер и Ганс Гейтель разработали ключевой эксперимент, в котором они обнаружили, что окружение электроскопа с золотым листом толстой металлической коробкой уменьшит его спонтанный разряд. Из этого наблюдения они пришли к выводу, что разряд был вызван сильно проникающими ионизирующими агентами снаружи контейнера. В похожем эксперименте примерно в то же время Чарльз Томсон Риз Уилсон в Кембридже пришел к такому же выводу.
Чтобы проверить, возникло ли ионизирующее излучение за пределами атмосферы, в 1901 году Чарльз Томсон Риз Уилсон провел измерения естественной радиоактивности с помощью электроскопа внутри старого железнодорожного туннеля в Шотландии. Если бы излучение исходило из космоса, Уилсон мог бы ожидать измерения снижения значимости в туннеле по сравнению с внешней поверхностью. Но он не увидел такого снижения. После наблюдений Уилсона научное сообщество в значительной степени отвергло внеземную теорию.
Поскольку часть излучения оказалась слишком проникающей и, возможно, слишком обильной, чтобы исходить от известных источников, были проведены исследования, зависящие от высоты, чтобы проверить идею о внеземном источнике, хотя поначалу результаты были противоречивыми.

01 марта 1909 г. Теодор Вульф, новый электрометр и Эйфелева башня
В 1909 году иезуитский священник Теодор Вульф спроектировал и построил более чувствительный и более транспортабельный электрометр, чем электроскопы с золотым листом. Он измерил ионизацию воздуха в различных местах Германии, Голландии и Бельгии, придя к выводу, что его результаты согласуются с гипотезой о том, что проникающее излучение вызывается радиоактивными веществами в верхних слоях земной коры.
Затем Вульф начал измерять изменения радиоактивности с высотой, чтобы понять происхождение радиации. Гипотеза была проста: если радиоактивность исходит от Земли, она должна уменьшаться с высотой.
В 1909 году Вульф поднял свой электроскоп на вершину Эйфелевой башни и обнаружил, что интенсивность излучения «уменьшается на высоте около 300 м [до] половины своего наземного значения». Это было слишком незначительное уменьшение, чтобы подтвердить его гипотезу.
Однако Вульф не знал, что его результаты были обусловлены радиоактивным металлом Эйфелевой башни. Поиски источника таинственного ионизирующего излучения продолжались...

(продолжение следует)...

В новом выпуске журнала "Наука и жизнь" вы сможете узнать подробности об экскурсии журналистки Наталии Лесковой на Баксанскую нейтринную обсерваторию ИЯИ РАН, которая расположена в недрах горы Андырчи, Баксанского ущелья. Вы познакомитесь с историей создания БНО ИЯИ РАН, узнаете какие эксперименты проводятся сейчас, а также какие задачи еще предстоит решить научному миру в будущем. Полную статью вы можете прочесть в файле.

#А_вы_знали, что история открытия космических лучей началась 28 июня 1785 г., когда были сделаны первые наблюдения спонтанного разряда электрометра? ч.2. Первая часть

15 октября 1910 г. Полеты Альберта Гокеля
Для измерения ионизирующего излучения вдали от поверхности Земли несколько исследователей в первом десятилетии 20 -го века поднялись в воздух на воздушных шарах. Один из этих пионеров, Альберт Гоккель, измерил уровни ионизирующего излучения до высоты 3000 метров. Он пришел к выводу, что ионизация не уменьшается с высотой и, следовательно, не может иметь чисто земного происхождения. Он также ввел термин « kosmische Strahlung » — космическое излучение.
Более поздние расчеты Шредингера показали, что радиоактивность частично исходила сверху, частично из земной коры и что уменьшение радиоактивности земной коры могло быть компенсировано ростом радиоактивности от внеземных источников до 3000 м.

02 апреля 1911 г. Пачини и подводные измерения

В 1911 году итальянский физик Доменико Пачини снимал показания на электроскопе типа Вульфа в разных местах и отметил 30%-ное снижение радиоактивности между уровнями ионизации на судне в 300 м от берега Ливорно по сравнению с измерениями на суше. Этот результат предполагал, что значительная часть проникающей радиации должна быть независимой от излучения земной коры. Он опубликовал свою статью « Проникающая радиация в море» 2 апреля 1911 года.
Пачини также измерил уровень радиации в глубоком море Генуэзского залива. Этот эксперимент стал пионером в технике подводного измерения радиации. Он отметил, что на глубине 3 метров под водой радиации на 20% меньше, чем на поверхности, и пришел к выводу, что ионизирующее излучение должно исходить из атмосферы.

09 июня 1911 г. Чарльз Томсон Риз Уилсон видит следы частиц

Камера Вильсона сыграла основополагающую роль в истории физики элементарных частиц и космических лучей. Это устройство позволило регистрировать отдельные заряженные частицы во вторичных ливнях частиц, которые возникают, когда космические лучи сталкиваются с частицами в верхних слоях атмосферы. Вильсон получил Нобелевскую премию 1927 года за разработку камеры Вильсона, которую он изначально предпринял для изучения атмосферных явлений. В апреле 1911 года он представил свои первые грубые фотографии треков частиц в Королевском обществе в Лондоне.
Камера Вильсона — это ящик, содержащий пересыщенный пар. Проходя через него заряженные частицы, они ионизируют пар, который конденсируется, образуя капли на ионах. Следы частиц становятся видимыми как следы капель, которые можно сфотографировать. В первой половине 20-го века эксперименты, в которых рассматривалось прохождение космических лучей через камеры Вильсона, выявили существование нескольких фундаментальных частиц, включая позитрон, мюон и первые странные частицы.

17 апреля 1912 г. Виктор Гесс открывает космические лучи

В 1911 и 1912 годах австрийский физик Виктор Гесс совершил серию подъемов на воздушном шаре, чтобы провести измерения радиации в атмосфере. Он искал источник ионизирующего излучения, которое регистрировал электроскоп — преобладающая теория заключалась в том, что излучение исходило от горных пород Земли. В 1911 году его воздушный шар достиг высоты около 1100 метров, но Гесс не обнаружил «никаких существенных изменений» в количестве радиации по сравнению с уровнем земли. Затем, 17 апреля 1912 года, Гесс совершил подъем на высоту 5300 метров во время почти полного солнечного затмения. Поскольку ионизация атмосферы не уменьшалась во время затмения, он рассудил, что источником радиации не могло быть Солнце — оно должно было исходить из более дальних уголков космоса. Высоко в атмосфере Гесс обнаружил естественный источник высокоэнергетических частиц: космические лучи.
За свое открытие Гесс получил Нобелевскую премию по физике 1936 года