Войти Регистрация

Войти

Нейтроны взаимодействуют с движущимися наночастицами

41d3da06c450e5045c1d

Это не открытие, а настоящая бомба: оно не только поможет проследить за движениями вирусов в динамике, но и способно объяснить некоторые неувязки между физической теорией и экспериментами.

Работа с ультрахолодными нейтронами (УХН) — частицами, двигающимися настолько медленно, что человек на бегу может развить бoльшую скорость, — стартовала в 1969 году. Для исследования их свойств физики традиционно загоняли такие нейтроны в ловушки, где их проще контролировать. Однако со временем неожиданно стало выясняться, что период удержания УХН в ловушках в среднем всегда меньше расчётного, что негативно влияло на качество наблюдений.

В 1999 году Валерий Викторович Несвижевский из Института Лауэ — Ланжевена в Гренобле (Франция) вместе с коллегами обнаружил, что примерно один раз на 10 000 000 столкновений УХН получает тепловой «пинок» неясной природы.

После перебора множества объяснений учёные пришли к выводу, что самым вероятным кандидатом на источник этой энергии, позволяющей нейтронам перестать быть ультрахолодными и резко повысить скорость, являются наночастицы, или нанокапли, известные тем, что они часто встречаются в слое, который следует сразу за поверхностью большинства материалов (включая тот, из которого были сделаны внутренности нейтронной ловушки).

Чтобы убедиться в этом, они провели эксперимент, используя для нейтронной ловушки поверхности с заранее выбранными параметрами наночастиц. Выяснилось, что прибавка к энергии одиночного УХН возникала тогда, когда он, подобно бильярдному шару, сталкивался с движущейся по внутренней поверхности ловушки наночастицей.

Итак, наночастицы оказались нестационарными и способными передавать энергию нейтронам. Но за счёт чего?

И тут начинается самое интересное. Авторы экспериментов полагают, что источником энергии для движения УХН являются ван-дер-ваальсовы и — внимание! — казимировы силы.

В итоге набравшие энергию частицы либо преодолевают гравитацию и вылетают через накрытый верх нейтронной ловушки, либо прямо проходят через её стенки.

Из феномена столкновений наночастиц и нейтронов и их необычного энергообмена вытекают очень важные следствия. Во-первых, шестидесятилетнее расхождение между экспериментами по измерению времени жизни нейтрона и расчётным значением его жизни наконец-то обретает ясность. Хотя в теории и на практике нейтрон (вне ядра) живёт около четверти часа, между предсказанным и реальным значениями есть примерно десятисекундная разница, которую не удавалось списать на неточности, поскольку даже расчётное значение заметно меньше этого времени.

Есть и более глобальные последствия: точное время жизни нейтрона влияет на наши умозаключения о происхождении материи в ранней Вселенной, о количестве семейств элементарных частиц, существующих в природе, и даже о модели звездообразования.

Среди более приземленных вещей стоит упомянуть вот что: у нас в руках может оказаться новое средство для изучения движения наночастиц и их взаимодействия с поверхностями материалов, особенно в том, что касается ван-дер-ваальсовых и казимировых взаимодействий.

Техники, способной получить сходные результаты, пока, увы, просто не существует. А она в состоянии не только помочь в развитии химических технологий, производстве полупроводников, каталитических конвертеров, микросхем и тому подобного, но и, к примеру, продвинуть изучение движение вируса по мембране клетки!

«Это абсолютно новое орудие научного познания найдено нами случайно, — говорит Валерий Несвижевский. — Никто ведь и не думал, что УХН могут иметь практические приложения. Использование этих открытий в фундаментальной физике, без сомнения, скоро станет горячей темой, и я ожидаю, что не без дебатов, которые затронут вклад тепловых "пинков" [от наночастиц] в неопределённости, касающиеся времени жизни нейтрона».

Само обнаружение взаимодействия сверхмедленной частицы такого размера со столь крупными объектами — вплоть до вирусов! — сверхудивительно, благо обычно как реальные сценарии рассматривались только обратные взаимодействия. Но последствия этого открытия для физики в целом могут быть ещё интереснее.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Crystallography Reports, а его препринт можно полистать здесь.

Подготовлено по материалам Института Лауэ — Ланжевена.

Читайте так же:
Влияние воды на ум
Влияние воды на ум
Все обменные и химические процессы в нашем организме функционируют б
Чрезвычайно высокоэнергетичные космические лучи зафиксирован
Чрезвычайно высокоэнергетичные космические лучи зафиксирован
Первые космические лучи были открыты еще 100 лет назад, но их происх
Астрономы зафиксировали рождение частиц антиматерии на Солнц
Астрономы зафиксировали рождение частиц антиматерии на Солнц
По словам астрофизиков, на Солнце и других звездах существуют все ус
Три миллиона лет назад Арктика была покрыта хвойными лесами
Три миллиона лет назад Арктика была покрыта хвойными лесами
Арктика не всегда была краем вечной мерзлоты. Примерно 3,6 млн лет н

Добавить комментарий

Войти через социальные сети

           


Защитный код
Обновить

Случайные фразы

Последнее на форуме

  • Нет сообщений для показа

Наш сайт отлично себя чувствует на этом хостинге*

Комментарии: последние

  • SzottRhync
    special offer viagra on sale at $1 53 viagra without a doctor : http://viagrawithoutdoctorpresc.net can i take viagra and ...

    Подробнее...

     
  • KezvinLab
    viagra 10 mg effectiveness the team viagra without a doctor prescription : http://viagrawithoutdoctorpres.com viagra 10mg ...

    Подробнее...

     
  • KezvinLab
    viagra 20mg canada new posts viagra without doctor prescription : http://viagrawithoutdoctorpres.com viagra wo viagra ...

    Подробнее...

     
  • DickyzRhife
    cialis online pharmacy rx no prescription viagra no prescription : http://viagrawithoutdoctorpres.net cialis posts per ...

    Подробнее...

     
  • Alionochkawaf
    Коллеги доброго времени суток! Сразу оговорюсь, может я, создала тему не по тематики сайта, но тем неменее, разбирающиеся ...

    Подробнее...

     
  • AamininaahoB
    Приветик всем, уважаемые гости и пользователи сайта. Возможно, вы подскажите, пожалуйста, как мне сделать. У меня вопрос ...

    Подробнее...

подпишись на RSS

Топ лучших игр Руннета

  Каталог Ресурсов Интернет Рейтинг@Mail.ru