Что такое фотонный двигатель
Перейти к содержимому

Что такое фотонный двигатель

  • автор:

Фотонный двигатель

Фотонный двигатель (квантовый) — гипотетический реактивный двигатель, где источником энергии служит тело, которое излучает свет. Фотон имеет импульс, и, соответственно, при истекании из двигателя, свет создает реактивную тягу. Теоретически фотонный двигатель может развить максимальную тягу из расчёта на затраченную массу космического аппарата, позволяя достигать скоростей, близких к скорости света, однако практическая разработка таких двигателей, судя по всему, дело достаточно отдалённого будущего.

Содержание

Аннигиляционный фотонный двигатель

Чаще всего обсуждаются и упоминаются в научно-фантастической литературе идеи создания такого двигателя с использованием антивещества. Энтузиасты считают, что взаимодействие вещества и антивещества позволяет перевести практически всю вступающую в реакции массу в излучение.

Тем не менее, надо отметить, что распространенная в литературе формулировка «при аннигиляции выделяются гамма-кванты» в принципе физически неверна. Гамма-кванты прямо выделяются только при электрон-позитронной аннигиляции. В случае аннигиляции покоящейся (не релятивистской) пары протон-антипротон происходит сложно-цепочечная реакция: образование (часто) адронного мезоатома с временем жизни порядка 10 −27 секунды, затем распад этого атома (собственно аннигиляция) с образованием пионного комплекса, состоящего из 2-12 (в среднем 5-7) нейтральных (1/3) и заряженных (2/3) пи-мезонов (пионов), затем за время порядка 10 −17 секунды нейтральные пионы распадаются с выделением гамма-квантов с пиком энергии в спектре около 70 МэВ, в то время, как заряженные пионы, имеющие значительно много большее время жизни, до

1,5×10 −4 секунды, удаляются с околосветовыми скоростями из области реакции (в вакууме и разреженной среде — до 20-40 м, в плотном веществе, например, графите — порядка 0,1-0,2 м) и затем распадаются с образованием мюонов, в свою очередь распадающихся (в основном, 99,998 %, канале распада) на нейтрино и электроны.

Таким образом, при аннигиляции антивещества — то есть вещества, состоящего из антипротонов и позитронов, примерно 1/3 энергии выделится в виде жесткого гамма-излучения с энергией квантов 511 кэВ (от позитронно-электронной аннигиляции) и 70 МэВ от распада нейтральных пионов,

1/3 энергии — в виде заряженных частиц с достаточно большим пробегом, а

1/3 — в виде нейтрино, то есть безвозвратно будет потеряна. И «реальный» ракетный двигатель на антиматерии скорее должен выглядеть, как магнитная ловушка для заряженных частиц, а не как некое «зеркало» [источник не указан 827 дней] .

При такой невысокой массовой отдаче, порядка 23% [1] , эксплуатация фотонного двигателя становится менее выгодной. Значительно повысить его эффективность позволяет использование внешних ресурсов. Прямоточный аннигиляционный фотонный двигатель и магнитные ловушки, собирающие рассеянный в межзвездной среде водород и гелий, дают возможность существенно уменьшить запасы рабочего вещества. К сожалению количество антивещества в межзвездной среде очень мало — порядка одного атома антиводорода или антигелия на 5*10 6 атомов обычного водорода, что делает невозможным использовать этот внешний ресурс. Поэтому проблема получения большой массы антивещества и его хранения на борту остается актуальной и для прямоточного аннигиляционного фотонного двигателя. [2]

Технические проблемы

В сегодняшнем состоянии идея фотонного реактивного двигателя невероятно далека от технического воплощения. Она содержит ряд проблем, которые сейчас даже теоретически не могут быть решены: Это:

  1. Проблема получения большого количества антивещества
  2. Проблема его хранения
  3. Проблема полного использования при «сжигании» — чтобы аннигиляция происходила полностью, и в основном с выделением именно фотонов
  4. Проблема создания «зеркала», способного очень хорошо отражать гамма-излучение и другие продукты аннигиляции.

Фотонный двигатель на магнитных монополях

Если справедливы некоторые варианты теорий Великого объединения, такие как модель ‘т Хоофта — Полякова, то можно построить фотонный двигатель, не использующий антивещество, так как магнитный монополь гипотетически может катализировать распад протона [3] [4] на позитрон и π 0 -мезон:

p \rarr e^<+>+ \pi^0″ width=»» height=»» /></p>
<p>π 0 быстро распадается на 2 фотона, а позитрон аннигилирует с электроном, в итоге атом водорода превращается в 4 фотона, и нерешённой остаётся только проблема зеркала.</p><div class='code-block code-block-2' style='margin: 8px 0; clear: both;'>
<div  class=

В то же время в большинстве современных теорий Великого объединения магнитные монополи отсутствуют, что ставит под сомнение эту привлекательную идею.

Упоминания в научной фантастике

  • В фильме «Москва — Кассиопея» главные герои отправляются в космос на космическом корабле, использующем в качестве топлива антивещество.
  • В сериале «Star Trek (Звездный путь)» бортовая энергосистема зведолетов использует антиматерию т. е. антивещество в качестве энергоносителя, но двигатели звездолетов не фотонные.
  • В романе Ивана Ефремова «Туманность Андромеды» звездолёты землян используют фантастическое вещество анамезон «с разрушенными мезонными связями ядер атомов, обладающее близкой к световой скоростью истечения» [5] . «Непобедимый» и «Фиаско» — космический корабль на фотонной тяге.
  • В рассказе Вл. Михайлова «Ручей на Япете» (1971) — космический корабль на фотонной тяге «Синяя птица»
  • В произведениях братьев Стругацких (см. Хиус, Страна багровых туч).
  • В произведении Бернара Вербера — «Звездная бабочка»
  • В компьютерной игре «Sins of a Solar Empire» вся техника всех рас использует антивещество.
  • В книге «Сомнамбула» (все части) Александра Зорича — крейсер «Справедливый» летает с помощью фотонной тяги.
  • В книге «Автостопом по галактике» Адамса Дугласа Ноэля — космический корабль «Золотое сердце», летает на «невероятностной тяге», в том числе и на «обычной фотонной тяге».
  • В песне «Тау Кита» Владимира Высоцкого астронавт путешествует на космическом корабле, имеющем в своей конструкции отражатель и двигающемся «по световому лучу».

Патенты на фотонный двигатель

В настоящее время существуют несколько патентов России на фотонный двигатель. Однако они содержат физические ошибки, и в отсутствие эффективных рабочих образцов эти патенты могут рассматриваться лишь как курьёзы:

  1. Патент на изобретение № RU 2201527 С1 от 18.05.1999. Автор(ы): Горбачев Евгений Александрович. Патентообладатель(и): Горбачев Евгений Александрович.
    Данный патент основан на неверном предположении, что разбив один пучок на несколько пучков меньшей мощности, мы получим бо́льшую тягу.
  2. Патент на полезную модель № RU 64298 U1 от 05.02.2007. Автор(ы): Урмацких Анатолий Васильевич, Урмацких Светлана Анатольевна, Урмацких Юлия Анатольевна. Патентообладатель(и): Урмацких Анатолий Васильевич.
    Данный патент основан на неверном предположении, что тягу может увеличить пассивный резонатор.
  3. Заявка на изобретение № RU 2008142777 A от 10.05.2010. Автор(ы): Дзюба Анатолий Филиппович.
    Данная заявка содержит не имеющий физического смысла наукообразный бред:

Фотонный двигатель в реальности

Согласно одной из гипотез, аномальное ускорение космических аппаратов «Пионер-10» и «Пионер-11» вызвано анизотропией теплового излучения аппаратов. Если это так, то таким образом зафиксирован эффект, аналогичный фотонному двигателю. Аналогично при определении параметров гравитационного поля Земли из траекторий движения геофизических спутников LAGEOS в расчёты входит давление солнечного света (Солнечный парус) и анизотропия теплового излучения спутников.

Фотонные ракеты. Почему они не стали реальностью?

фотонные ракеты

Концепцию фотонной ракеты впервые предложил австрийский ученый Эйген Зенгер (1905-64). Этого человека в наши времена чаще всего вспоминают помнят как руководителя проекта «Зильберфогель» (Серебряная птица). В ходе этой работы проводились исследования по разработке концепции космического самолета в интересах нацистской Германии.

Аннигиляция и фотонные ракеты

После окончания войны Зенгер продолжал исследовать инновационные авиационные и космические идеи. И был первым, кто предложил использовать электрон-позитронную аннигиляцию в качестве источника тяги для ракеты. Это было простое предположение, мысленный эксперимент. Было ясно, что подобные технологии – это дело далекого будущего. Однако идея получила довольно широкое распространение. И активно эксплуатировалась различными изданиями тех лет, пишущими на космическую тематику.

Почему же идея Зенгера так очаровала людей? Потому что эта концепция, как предполагалось, позволяла построить космический корабль, способный разгоняться практически до скорости света. Только представьте! Подобное транспортное средство может помочь людям покорить невообразимые пропасти пространства между звездами! Бесстрашные космолетчики смогут исследовать таинственные миры возле других звезд! Путешествие, например, к звезде 51 Пегаса, находящейся на расстоянии 50 световых лет от нас, может занять всего лишь чуть более пяти десятилетий. Если, конечно, лететь со скоростью, близкой к скорости света. Столько времени пройдет для тех, кто остался на Земле. Но для экипажа время будет течь по другому. По бортовым часам космического корабля может пройти всего пара недель. Быстрая фотонная ракета могла бы легко преодолеть 26 000 световых лет до ядра нашей Галактики в течение жизни своего экипажа. В то время как на Земле пройдут тысячелетия!

Даже межгалактические путешествия были бы возможны, если бы мы могли создавать фотонные ракеты.

Уравнение Циолковского

Отправной точкой при производимых Зенгером расчетах было уравнение Циолковского. Эта простая формула позволяет рассчитать максимальную скорость, которую может достичь ракета. Принцип действия прост – ракетный двигатель выбрасывает реактивную струю рабочего тела. Это толкает ракету вперед. Уравнение показывает, что максимальная скорость, которую ракета достигает в своем полете, прямо пропорциональна скорости, с которой реактивная струя покидает двигатель. Обратите внимание, что не имеет никакого значения, из чего состоит эта струя. Просто ее скорость, и следовательно импульс должны быть как можно выше. Какой будет максимальная скорость такой ракеты? В теории она почти сможет достичь скорости света. Зенгер полагал, что самой высокой эффективностью будут обладать ракеты, которые распыляют поток фотонов. Самых быстрых частиц Вселенной.

Но если бы все было так просто. Зенгер видел только один способ получения «чистых» фотонов. Это объединение электронов и позитронов (которые являются антиэлектронами). Они аннигилируют при контакте друг с другом. Умирающие электроны и позитроны превращаются в гамма-кванты. Это фотоны с очень высокими энергиями. Они отражаются параболическим зеркалом. И появляется тяга. Вот в общих чертах принцип работы фотонного двигателя.

Ничего не выйдет

Любители физики сразу скажут – ничего у вас не выйдет. У нас нет огромных запасов позитронов, которые можно использовать для подобных целей. Топливо для фотонной ракеты должно быть как-то произведено. Этот процесс потребовал бы невообразимого количества энергии. К тому же гамма-излучение не будет отражаться нормальным веществом. А наоборот, будет поглощаться, быстро нагревая «отражатель». Чтобы создать фотонную ракету, которая не испарится в полете, нужно придумать какое-то «идеальное» зеркало. Оно должно отражать 100% падающих на него фотонов. И ни один из известных науке материалов не сможет это сделать.

Зенгер предложил отражать гамма-кванты от зеркала с помощью некого «электронного газа». Создание подобной субстанции было бы прорывным технологическим достижением. Поскольку электроны отталкивают друг друга. Объединение их в отражающую поверхность потребовало бы поддержания давления, которое бывает только в центре сверхновой. К тому же, выхлоп фотонной ракеты будет ужасно разрушительным явлением для любых планет. Потому что с гамма-излучением шутки плохи.

Ракета размером с Луну

Становится ясно, что вышеописанные трудности делают создание фотонной ракеты делом бесперспективным. У нее, даже при решении всех этих проблем, будет весьма плохая тяга. Замечательная скорость выхлопа фотонной ракеты имеет свою цену. Расчеты показывают, что для развития одного ньютона тяги фотонной ракеты понадобится 300 МВт мощности. Эти расчеты основаны на законах фундаментальной физики. И технологический прогресс не сможет изменить это. Это очень неэффективно. Небольшой современный турбовентиляторный двигатель скромного реактивного самолета может иметь тягу 27 000 ньютонов. В то же время хорошая электростанция может вырабатывать до 650 МВт мощности. Представляете, сколько энергии нужно будет потратить, чтобы разогнать фотонную ракету? И она должна быть просто огромной. Возможно, иметь размеры Луны. Чтобы вместить все запасы топлива. Ее ускорение было бы весьма медленным. Возможно, потребовались бы десятилетия, чтобы достичь приличных скоростей.

Фотонные ракеты, конечно, были описаны и в научной фантастике. Самое первое упоминание о них появляется в романе братьев Стругацких «Страна Багровых Туч», опубликованном в 1959 году. Несколько лет спустя Станислав Лем использовал фотонную ракету, чтобы привести в движение человеческий звездолет. Он описал ее в своем удивительно дальновидном романе о конфликте с инопланетными нанотехнологиями «Непобедимый» (1964).

Какой можно сделать вывод из всего вышесказанного? Если объективно оценить возможности создания фотонных ракет, вся концепция разваливается. Для подобных машин потребуются материалы и методы, которые могут никогда не существовать в реальной Вселенной. Для их работы потребуются огромные ресурсы и огромное количество времени, чтобы использовать их удивительную производительность. К сожалению, фотонные ракеты – это всего лишь захватывающая фантазия.

Что такое фотонный двигатель? Возможны ли дальние космические полеты с помощью таких двигателей?

«световой луч будет отражаться от любой поверхности, т.к. отражается не свет или цвет (спектр), а световая волна — точнее колебания световой волны. и ей без разницы — полирована или рыхлая структура зеркала. » — это вообще бред какой-то

. (( Дальльнии ПОЛЁТЫ возъмозънъ при —Расспадии. .

Далась вам всем аннигиляция.

Берём маленький термоядерный реактор, он вырабатывает электричество, от него работает лампочка, ну, ладно — пусть, лазер — и светит на зеркало, которое этот свет отражает назад, корабль летит вперёд.

Что скажете, предводитель?
Эффектно?
Гоните тридцатку.

Далась вам всем аннигиляция.

Берём маленький термоядерный реактор, он вырабатывает электричество, от него работает лампочка, ну, ладно — пусть, лазер — и светит на зеркало, которое этот свет отражает назад, корабль летит вперёд.

Что скажете, предводитель?
Эффектно?
Гоните тридцатку.

Простейшим представителем является фонарик.
Тягу измерить нереально.

Эффективность фотонного квантового двигателя приблизилась к ста процентам

Корейские физики изготовили первый в мире квантовый двигатель, использующий квантовую когерентность резервуара. Для этого они использовали в качестве рабочего тела фотонный газ в резонаторе, через который пролетают сверхизлучающие атомы. Таким способом им удалось достичь 98-процентной эффективности двигателя. Исследование опубликовано в Nature Photonics.

Квантовые тепловые двигатели, впервые описанные Сковилом и Шульцем-Дюбуа в 1959 году, могут превзойти свои классические аналоги за счет использования квантово-механических принципов. Для этого рабочее тело должно обладать дискретной энергетической структурой, а потому на его роль пока годятся только атомы, молекулы или наночастицы. Подробнее о принципе их работы читайте в материале «Двигатель квантового сгорания».

Главной особенностью квантовых тепловых двигателей считается их способность обладать эффективностью, превышающей эффективность цикла Карно — предел, ограничивающий классические тепловые машины. Достичь такого превосходства удалось сравнительно недавно на уровнях NV-центров в алмазе, часть из которых играла роль рабочего тела, а часть — резервуаров. Физики повторили этот успех и с квантовыми двигателями иной природы, например, нанопластиной арсенида галлия.

Важно, что принципы квантового двигателя универсальны: они оперируют абстрактными квантовыми системами, что дает ученым гибкость в их реализации. Среди прочего интерес представляет использование фотонов в резонаторе в качестве рабочего тела, поскольку в этом случае также реализуется дискретность состояний. Более того, было показано, что фотонные двигатели могут быть существенно усилены благодаря явлению сверхизлучения — то есть коллективному испусканию атомами света. Его интенсивность пропорциональна квадрату числа атомов, а значит, это позволит быстро масштабировать выходную мощность двигателя. Несмотря на такие перспективы, фотонные квантовые двигатели с применением сверхизлучения еще никто не реализовывал.

Впервые это удалось сделать группе корейских физиков под руководством Ан Гён Вон (Kyungwon An) из Сеульского национального университета. Они показали, что использование сверхизлучения способно существенно увеличить эффективность квантового двигателя за счет большой разницы между температурой рабочего тела и резервуаров, а также допускает его нелинейное масштабирование. В своем эксперименте исследователи добились коэффициента полезного действия, равного 98 процентам.

В качестве рабочего тела физики использовали состояние фотонов в резонаторе, через которые пролетали атомы бария, а в качестве резервуара — сами атомы, связанные с полем резонатора. Впрыск атомов перпендикулярно оси резонатора они производили через пластину с периодически расположенными отверстиями. Период был выбран равным длине волны резонансной моды, чтобы взаимодействие всех атомов со светом было сфазировано. Авторы имели возможность отстраивать частоту лазера и частоту резонанса от частоты перехода в атоме, соответствующей длине волны 791 нанометр. В тот момент, когда первые две оказывались равны, атомы сверхизлучали.

Цикл, в котором работал фотонный двигатель, напоминал классический цикл Стирлинга. В роли объема выступала отстройка резонатора от атомной частоты, измеряемая в мегагерцах. Давление же, создаваемое фотонным газом на стенки резонатора, ученые характеризовали средним числом фотонов, которое также поддавалось измерению в эксперименте. В этих двух координатах цикл представлял собой замкнутый прямоугольник.

На первом этапе цикла A→B физики согласовывали частоты лазера и резонатора, немного отличающиеся от атомной частоты. В течение одной микросекунды число фотонов изохорно росло, увеличивая давление на стенки. На этапе расширения B→C авторы синхронно отстраивали обе частоты еще дальше от атомной, что соответствовало увеличению объема фотонного газа. Затем они резко меняли частоту лазера (процесс C→D), чтобы выключить сверхизлучение и привести газ в равновесие с резервуаром, уменьшив число фотонов в резонаторе. Наконец, стадия сжатия D→A возвращала цикл к исходной точке.

Важной особенностью такого двигателя стало соотношение температур резервуара и рабочего тела. Стоит отметить, что понятие температуры в такой системе несколько отличается от температуры атомных и молекулярных газов, в случае которых она становится мерой их средней кинетической энергии. Здесь температура выступает в роли меры статистических свойств системы, поэтому ее называют эффективной. Значения эффективных температур существенно выше (тысячи кельвин), чем привычные температуры, поскольку они характеризуют более высокоэнергичные процессы, чем броуновское движение.

В отсутствии сверхизлучения фотонный газ находится в термодинамическом равновесии с атомами: в такой ситуации эффективная температура довольно точно характеризует распределение системы по степенями свободы. В сверхизлучательном же режиме равновесия нет. Тем не менее физики все равно вводят эффективную температуру для такого состояния, равную температуре эквивалентного равновесного состояния с таким же энергообменом.

Примечательно, что эффективная температура резервуара постоянна весь цикл, в то время как температура газа то растет, то возвращается к резервуарному значению. Это делает изменение энтропии за замкнутый цикл нулевым. Авторы определяли температуру резервуара через связь атомов с резонатором, а температуру фотонного газа — через отношение числа фотонов в текущем (например, сверхизлучающем) состоянии к равновесному числу фотонов.

Строя зависимость температуры газа от среднего числа атомов в резонаторе, они увидели ее нелинейный рост, как того предписывает явление сверхизлучения. Для двух атомов в резонаторе отношение температуры газа к температуре резервуара достигло 40, из-за чего эффективность двигателя оказалась равной 98 ± 4 процента. И хотя фактически число атомов в резонаторе штучно, на интенсивность сверхизлучения влияет то, как часто они успевают провзаимодействовать с полем. В представленном опыте это происходило в среднем 20 раз на время пролета атома.

Работа построенного двигателя за один цикл довольно мала — порядка 10 −28 джоулей, — поэтому пока речь не идет о практическом применении таких устройств. Вместе с тем, это первая реализация теплового двигателя, использующего квантовую когерентность резервуара, что позволило приблизиться к стопроцентной эффективности. Результат работы авторов также представляет собой универсальную платформу для будущих исследований квантовой термодинамики.

Ранее мы рассказывали, как физики пытались увеличить эффективность квантового двигателя с помощью магнитного резонанса ядер углерода.

Марат Хамадеев

Теория проверку прошла

Физики из&nbsp;США, Франции и&nbsp;Японии измерили частоты переходов между высоколежащими уровнями в&nbsp;мюонном неоне. Так называют связанную систему, состоящую из&nbsp;ядра неона и&nbsp;мюона. Выбранные учеными уровни были достаточно далеки, чтобы на&nbsp;проверку квантовой электродинамики в&nbsp;сильном кулоновском поле не&nbsp;влияли неопределенности размера ядра. Результаты расчетов оказались в&nbsp;хорошем согласии с&nbsp;теорией. Исследование опубликовано в&nbsp;Physical Review Letters. Прецизионная спектроскопия водородоподобных атомов позволяет проверять поправки квантовой электродинамики к&nbsp;энергиям атомных уровней. Сама квантовая электродинамика при этом дает довольно точные предсказания. Например, в&nbsp;случае перехода 1S-2S атома водорода точность теории составляет примерно три миллионные части, а&nbsp;эксперимента&nbsp;&mdash; одну миллиардную часть. Подробнее про спектроскопию водородоподобных атомов читайте в&nbsp;материале &laquo;Щель в&nbsp;доспехах&raquo;. Один из&nbsp;процессов, влияющий на&nbsp;энергию электрона,&nbsp;&mdash; это краткосрочное превращение виртуального фотона в&nbsp;электрон-позитронную пару&nbsp;&mdash; он&nbsp;носит название поляризации вакуума. Вклады от&nbsp;поляризации вакуума тем ощутимее, чем сильнее электростатическое взаимодействие между ядром и&nbsp;лептоном, поэтому для обычного атома водорода они малы. Для того, чтобы исследовать квантовую электродинамику в&nbsp;режиме сильного поля физики используют многозарядные ионы, либо мюонные атомы. В&nbsp;последних электрон заменен на&nbsp;мюон, из-за чего лептон оказывается в&nbsp;200 раз ближе к&nbsp;ядру. Такума Окумура (Takuma Okumura) из&nbsp;Лаборатории атомной, молекулярной и&nbsp;оптической физики RIKEN и&nbsp;его коллеги из&nbsp;США, Франции и&nbsp;Японии выбрали второй путь. Они провели высокоточную рентгеновскую спектроскопию высоколежащих уровней мюонного неона. Результаты измерения оказались в&nbsp;хорошем согласии с&nbsp;предсказаниями квантовой электродинамики в&nbsp;сильном поле. Спектроскопия мюонных атомов чаще всего ассоциируется с&nbsp;проблемой протонного радиуса: из-за того, что орбита мюона сильно меньше, чем у&nbsp;электрона, поправка на&nbsp;размер ядра имеет большую значимость. В&nbsp;материале &laquo;Щель в&nbsp;доспехах&raquo; мы&nbsp;рассказывали о&nbsp;противоречии между спектроскопическими данными, полученными на&nbsp;обычном и&nbsp;мюонном водороде. В&nbsp;своей работе Окумура с&nbsp;коллегами, наоборот, старались дистанцироваться от&nbsp;влияния ядра из-за неточностей, которые несет его влияние. Для этого они измеряли частоты переходов 5g&mdash;4f и&nbsp;5f&mdash;4d: в&nbsp;этом случае мюон, с&nbsp;одной стороны, достаточно далек от&nbsp;ядра, чтобы соответствующие ошибки были относительно малы, с&nbsp;другой стороны, достаточно близок к&nbsp;ядру, чтобы его кулоновское поле оставалось большим. Теоретические оценки показывают, что вклады поляризации вакуума для выбранных переходов достигает нескольких сотых долей процента от&nbsp;частоты. Эксперимент проходил на&nbsp;ускорителе J-PARC, Япония. Пучки мюонов подавались на&nbsp;газовую мишень, состоящую из&nbsp;изотопов неона в&nbsp;естественной пропорции. В&nbsp;газе мюоны захватывались атомами и&nbsp;испытывали релаксацию, сопровождающуюся потерей атомом всех электронов в&nbsp;результате каскада оже-переходов, а&nbsp;также излучением рентгеновских квантов. Авторы измеряли последние с&nbsp;помощью сверхпроводящих рентгеновских калориметров с&nbsp;многопиксельным датчиком на&nbsp;краю перехода (transition-edge sensor). Для калибровки датчиков налету они подмешивали к&nbsp;сигналу рентгеновские линии хрома, кобальта и&nbsp;меди. В&nbsp;выбранном диапазоне энергий физиков интересовал сигнал от&nbsp;переходов между уровнями с&nbsp;главными квантовыми числами мюона 5&nbsp;и&nbsp;4, а&nbsp;также 7&nbsp;и&nbsp;5. Последний позволил убедиться в&nbsp;полной электронной ионизации неона. Пик 5&ndash;4&nbsp;не позволял различить тонкую структуру, вместо этого ученые подгоняли его форму с&nbsp;учетом трех компонент переходов 5g&mdash;4f и&nbsp;трех компонент переходов 5f&mdash;4d. Это позволило точнее всего определить частоту наиболее интенсивной из&nbsp;них: перехода 5g9/2&minus;4f7/2. Его энергия составила 6297,08&plusmn;0,04(stat)&plusmn;0,13(syst)&thinsp;электронвольта по&nbsp;результатам усреднения экспериментов при трех различных давлениях. Она оказалась в&nbsp;хорошем согласии с&nbsp;предсказанием квантовой электродинамики&nbsp;&mdash; 6297,26&nbsp;электронвольта. В&nbsp;будущем с&nbsp;этой&nbsp;же целью авторы планируют исследовать 4&mdash;3-переходы в&nbsp;мюонном аргоне. Ранее мы&nbsp;рассказывали про спектроскопию мюонного дейтерия&nbsp;&mdash; с&nbsp;ее&nbsp;помощью физики расширили загадку радиуса протона на&nbsp;другие ядра. А&nbsp;вот в&nbsp;мюонии&nbsp;&mdash; связанной системе электрона и&nbsp;антимюона&nbsp;&mdash; ядра нет, и&nbsp;проверка квантовой электродинамики свободна от&nbsp;соответствующих неопределенностей. Там ученые измерили лэмбовский сдвиг и&nbsp;сверхтонкое расщепление.

Люди услышали тишину

Люди услышали тишину

На это указали иллюзии восприятия

Палеопатологи впервые описали травмы посаженного на кол человека

Палеопатологи впервые описали травмы посаженного на кол человека

Скелет принадлежал казненному в 1800 году убийце французского генерала

Вас казнили

Укажите, как вас лишили жизни — и узнайте, в чем вы провинились

Артефакты по акции

Опознайте археологическую находку по описанию нейросети

Снижение уровня стресса вернуло цвет седым волосам

Астрономы обнаружили первое свидетельство существования троянских экзопланет

Астрономы обнаружили первое свидетельство существования троянских экзопланет

Наблюдения велись за молодой звездой PDS 70

Искусственные клетки с минимальным геномом быстро адаптировались в процессе эволюции

Искусственные клетки с минимальным геномом быстро адаптировались в процессе эволюции

Но увеличиться в размерах им не удалось

Механический метаматериал посчитал до десяти

Механический метаматериал посчитал до десяти

При каждом нажатии он меняет структуру, не забывая о предыдущих изменениях

Генетики прочитали ДНК погребенных в общей могиле носителей традиции колоколовидных кубков

Генетики прочитали ДНК погребенных в общей могиле носителей традиции колоколовидных кубков

Останки женщины и ребенка больше 20 лет назад раскопали в Люксембурге

Неандертальским следам с пляжа Маталасканьяс оказалось около 151 тысячи лет

Неандертальским следам с пляжа Маталасканьяс оказалось около 151 тысячи лет

На это указало оптическое датирование

Российские школьники завоевали пять золотых медалей на Международной математической олимпиаде

Российские школьники завоевали пять золотых медалей на Международной математической олимпиаде

Она проходит в Японии

На индонезийском острове Кисар обнаружили 15-тысячелетнее двойное погребение

На индонезийском острове Кисар обнаружили 15-тысячелетнее двойное погребение

Это одно из древнейших преднамеренных захоронений, найденных к востоку от линии Уоллеса

Археологи обнаружили под Брянском кость с неандертальским орнаментом

Археологи обнаружили под Брянском кость с неандертальским орнаментом

Артефакт раскопали на памятнике Хотылёво-I

Больше не ешь

Как отключить у человека аппетит и что будет потом

Оттаявшую 400 тысяч лет назад Гренландию назначили предвестником повышения уровня моря в XXI веке

Оттаявшую 400 тысяч лет назад Гренландию назначили предвестником повышения уровня моря в XXI веке

До этого не было свидетельств, что она таяла позже, чем миллион лет назад

У электрона снова не нашли дипольного момента

У электрона снова не нашли дипольного момента

Точность эксперимента в два с половиной раза превзошла предыдущие

В Мериде обнаружили прекрасно сохранившиеся древнеримские термы

В Мериде обнаружили прекрасно сохранившиеся древнеримские термы

Их возраст составляет около двух тысяч лет

Астрономы впервые обнаружили частично обнаженную звезду промежуточной массы

Астрономы впервые обнаружили частично обнаженную звезду промежуточной массы

Ее внешнюю оболочку сорвала звезда-компаньон

В России появился 16-кубитный квантовый компьютер на ионах

В России появился 16-кубитный квантовый компьютер на ионах

Его работу впервые показали на Форуме будущих технологий

В самых далеких известных галактиках заподозрили кандидатов в темные звезды

В самых далеких известных галактиках заподозрили кандидатов в темные звезды

Их отыскал «Джеймс Уэбб»

  • О нас
  • Сложность
  • Рекламодателям
  • Авторам
© 2023 N + 1 Интернет-издание / Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-67614

Использование всех текстовых материалов без изменений в некоммерческих целях разрешается со ссылкой на N + 1.

Все аудиовизуальные произведения являются собственностью своих авторов и правообладателей и используются только в образовательных и информационных целях.

Если вы являетесь собственником того или иного произведения и не согласны с его размещением на нашем сайте, пожалуйста, напишите на nl@nplus1.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *