Юный техник, 2012 № 09

Журнал «Юный техник»

Современные оптические телескопы позволяют получить крупномасштабные карты звездного неба.

Астрономы франко-канадской обсерватории на Гавайских островах опубликовали самые крупномасштабные снимки космических объектов, указывающие

на существование темной материи. Каждый снимок отображает участок неба протяженностью в миллиард световых лет.

Астрономы видят на снимках следы искажения гравитацией света дальних звезд, которые могут указывать на воздействие темной материи.

Четыре снимка были сделаны в разное время года; на них уместились изображения более 10 млн. галактик, свет которых подвергается гравитационному искажению. Масштаб изображений примерно в 100 раз превышает масштаб сходных фотографий, полученных с помощью орбитального телескопа «Хаббл» в рамках эксперимента Cosmic Evolution Survey (исследования по космической эволюции).

Кроме того, в своих работах Джеймс Аннис и его коллеги из Национальной лаборатории имени Ферми, а также коллектив под руководством Эрика Хаффа из университета Калифорнии в Беркли использовали материалы из последней коллекции так называемого Слоановского цифрового обзора неба (SDSS).

Проект SDSS начал свою работу в 2000 году. Его цель — картографирование всего ночного неба в Северном и Южном полушариях Земли. Основной инструмент исследований — 2,5-метровый широкоугольный телескоп американской обсерватории Апашпойнт. Сейчас уже картографировано около 35 % площади ночного неба.

Скопления галактик указывают на регионы с наибольшей плотностью темной материи.

В центре новой карты для масштаба приведено изображение Луны, а также участка звездного неба, картографированного ранее.

Обе группы исследователей использовали снимки из коллекции SDSS для изучения так называемых «космических сдвигов» — небольших искривлений потоков света, вызванных притяжением темной материи.

Большинство астрономов полагает, что каждая галактика обрамлена «поясом» — гало — из темной материи.

Такие пояса и не дают звездам и другим сгусткам материи разбежаться. Обнаружить же эти скопления темной материи удается потому, что частицы света, фотоны, испускаемые звездами, меняют траекторию движения при приближении к скоплению темной материи. И эту смену курса — «космический сдвиг» — замечают земные приборы. По величине сдвига можно судить и о массе темной материи.

На основании полученных данных каждая группа ученых составила свой вариант карты темной материи, а затем они сравнили полученные результаты. Их выводы совпали, что подтвердило правильность методики.

ПО СЛЕДАМ СЕНСАЦИЙ

Деление электрона

В нашем веке многое уже открыто и изучено. А потому, наверное, столько шума наделало в научном мире известие, что электрон вовсе не представляет собой элементарную частицу, а состоит из составных частей.

Попробуем же разобраться, что к чему…

Три вместо одного

Есть

старый студенческий анекдот. Профессор спрашивает студента, что такое электричество. Тот мнется, ерошит волосы, чешет в затылке и, наконец, сознается:

— Извините, профессор, еще вчера вечером я помнил, а теперь — забыл…

— Ах, какая жалость! — вздыхает профессор. — Был на свете один человек, который знал, что такое электричество, и тот забыл…

Шутки шутками, но если вы посмотрите в энциклопедию, то обнаружите, что «электричество — это совокупность явлений, в которых проявляется существование, движение и взаимодействие заряженных частиц».

Если мы копнем чуть поглубже, то вскоре выясним, что такими заряженными частицами, как правило, являются ионы и электроны. Причем ионами называются атомы, у которых по тем или иным причинам недостает одного или нескольких электронов.

Электроном все та же энциклопедия считает стабильную отрицательно заряженную элементарную частицу — носитель единичного электрического заряда. Именно с помощью электронов проводимости и осуществляется передача тока по твердому телу. То есть, говоря уже совсем попросту, ток — это поток электронов.

И вот здесь энциклопедия несколько заблуждается. Похоже, сведения, изложенные в ней, уже устарели.

Так в представлении художника может выглядеть деление электрона. Справа — новая предполагаемая схема атома: вокруг ядра по своим орбитам движутся не единичные электроны, а трио электронных частиц.

Недавно физики лишили электрон звания элементарной частицы. Дело в том, что уже довольно давно ученые подозревали, что в некоторых случаях электрон может распадаться на три составляющих — холон, спинон и орбитон. Возможность раздельного существования холона и спинона была доказана шесть лет назад. А ныне ученым удалось выделить еще и орбитон.

Правда, разделить, как оказалось, можно только электроны, связанные внутри какого-либо вещества — отдельные частицы разделению не поддаются. Взаимодействуя же, электроны, как живые существа, принимают на себя свойства окружающего их микромира.

Обычно они характеризуются тремя свойствами: элементарным зарядом, спином (так называется характеристика, оценивающая момент вращения вокруг собственной оси) и орбитой, которую электрон занимает в атоме. Эти свойства составляют неотъемлемое качество, присущее электрону и определяющее его взаимодействие с другими частицами в атоме. Разделяя электрон, физики имели в виду получение частиц, каждая из которых имела бы одно из перечисленных свойств — орбитон характеризует орбиту, спинон — величину спина и холон — свойства заряда.

Все в мире делится

Стоит, наверное, сказать, что ситуация с делимостью и неделимостью в мире физики сложилась довольно непростая. Еще в XIX веке многие ученые испытали разочарование, даже шок, узнав, что атом, который прежде представлялся единым (ведь даже само слово «атом» переводится с греческого как «неделимый»), вдруг оказался составным, то есть состоящим из более мелких частиц.

Эти частицы, повторив ошибку, ученые опять-таки назвали элементарными. Такое название подразумевало, что они-то уж точно неделимы. Однако в XX веке большинство обнаруженных прежде частиц стали терять звание «элементарные», распадаясь в ускорителях на составные части.