Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
А. Казанцева
Спасти рядового Алекса


Р. Фишман
Золото науки


М. Кумар
«Квант». Глава из книги


Н. Резник
Человекообразные обезьяны постигли теорию разума


Д. Мамонтов
Глаз Солнца


Д. Мамонтов
Межзвёздный полёт Breakthrough Starshot: проект Мильнера и Хокинга


С. Ястребов
«Волшебная пуля» Гая Генри Фаже


В. Мацарский
Математически выверенный способ легально установить диктатуру в США


Г. Горелик
«Кто изобрел современную физику?». Глава из книги


А. Архангельская
Древний Новгород становится ближе. Лекция академика А. А. Зализняка о берестяных грамотах — 2016







Главная / Новости науки версия для печати

Ядерная материя близка к точке квантового фазового перехода

Написать комментарий
Вернуться

  13.10.2016 14:03  |   Rattus Ответить   
 

Снова на сцене: "Всё антропнее и антропнее." или "Казалось бы - причём здесь Мультиверсумъ?" ;~]

Похоже, ещё неоткрытые запасы красивого и стройного порядка в этом Мироздании стремительно подходятъ к концу...


  13.10.2016 19:58  |   nicolaus Ответить   
   

«Казалось бы - причём здесь Мультиверсумъ?" ;~]»

А может быть все-таки эволюция материи? Только эволюция в состоянии создать системы на грани тонкого баланса.

 
  14.10.2016 06:06  |   Rattus Ответить   
     

Физические следствия смолинских спекуляций экспериментального подтверждения не получили:
http://elementy.ru/novosti_nauki/432250/Kvantovaya_gravitatsiya_mozhet_privodit_k_eshche_odnomu_nablyudaemomu_effektu

   
  14.10.2016 18:08  |   nicolaus Ответить   
       

Идеи Смолина Ли я не разделяю, в т.ч. его идею эволюции вселенных. У меня совсем другая гипотеза. Я думаю, что мне удалось найти некоторые важные аспекты «мегапарадигмы эволции» материи, о которой пишется в статье «Эволюционная мегапарадигма: возможности, проблемы, перспективы». Л. Е. Гринин, А. В. Марков, А. В. Коротаев, А. Д. Панов.


  13.10.2016 14:08  |   ChiefPilot Ответить   
 

Получается, если найти аналог температуры но для квантового движения, и научиться этим аналогом локально управлять (меньше квантового движения <==> больше квантового движения), то вот вам и дезинтегратор (а на другом конце квантовый упаковщик-сохраняльщик?)? :)


  13.10.2016 14:19  |   Игорь Иванов Ответить   
   

Дело за малым, найти этот аналог.


  13.10.2016 15:26  |   trvit Ответить   
 

Игорь, спасибо за интересную статью, но есть небольшое замечание насчет бора-8: бор пятый элемент, а в 2 α-частицах по 4 протона и нейтрона. Этот несуществующий нуклид — бериллий-8.
И можно еще по поводу устойчивости ядер спросить: в CRC handbook of physics and chemistry я видел данные по периодом и модам полураспада кальция-40, свинца-204,207-208 и ряда других изотопов, которые обычно считают стабильными; он был указан как > и число (как для протона например). Из других источников подобные сведения нашел разве что в английской Вики с примечанием о наблюдаемой стабильности. Массы предполагаемых продуктов распада для этих изотопов меньше масс исходных ядер и законы сохранения вроде тоже никаких запретов не накладывают. Я правильно понимаю, что если масса продуктов распада меньше массы исходного ядра и законы сохранения не нарушаются, то процесс распада идет, а экспериментаторы его просто еще не обнаружили. Заранее большое спасибо за ответ.


  13.10.2016 17:10  |   PavelS Ответить   
   

Насчет бора-8 - плюсую.

Есть двойной-бетараспад, или двойной электронный захват. Если пренебречь массой нейтрино, то чисто теоретически возможна смена атомного номера сразу на 2, практически такое невозможно или почти невозможно или уж по крайней мере крайне замедлено. Тут интересен кальций-48


  13.10.2016 17:14  |   Игорь Иванов Ответить   
   

Жесть, как это я так умудрился! Спасибо, поменяем на бериллий.

Насчет кальция-40 и др. — да, бывают изотопы, которые по энергетическим соображениям метастабильны, но время жизни такое большое, что распад до сих пор не наблюдался. Так же как и возбужденные состояния атомов тоже могут быть настолько долгоживущими, что их распад в лаборатории не измерим. С кальцием-40 дополнительный момент: само по себе ядро стабильное относительно распада, но оно метастабильно в среде, поскольку может захватить два электрона. Вот есть недавная экспериментальная статья по этому изотопу: https://arxiv.org/abs/1604.08493

 
  13.10.2016 20:44  |   trvit Ответить   
     

Спасибо за ответ и за ссылку, интересные результаты.
Насчет среды это да, тоже любопытная деталь.

 
  14.10.2016 00:06  |   VICTOR Ответить   
     

Вот что-то про кальций нашел:
https://arxiv.org/abs/1604.08493 - много лет там конечно время жизни.
Электронный захват характерен для многих легких атомов (изотопы титан-44, хром-51, марганец-53 и -54).


  13.10.2016 16:24  |   glioma Ответить   
 

1


  13.10.2016 17:16  |   Игорь Иванов Ответить   
   

Ваш комментарий будет удален. При настойчивом повторении — бан. Правила модерации комментариев тут: http://igorivanov.blogspot.com/p/elementy-comments.html , примите их, пожалуйста, к сведению.


  13.10.2016 16:37  |   Алексей Петренко Ответить   
 

Спасибо за интересную статью! А о каких возможных экспериментах по рассеянию альфа-частиц идет речь? Что-то вроде рассеяния альфа-частиц с энергией 0.1-100 МэВ на газообразном гелии? (напр. экспериментов с внутренней газовой мишению на накопителях ионов). Этим кто-нибудь кроме GSI занимается?


  13.10.2016 17:27  |   Игорь Иванов Ответить   
   

В статье ссылка стоит на обзор аж 1969 года: http://journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.41.247
Соответственно, данные там еще старые, начиная с 30-х годов. Конкретно, интересуют фазовые сдвиги как функция энергии в области порядка МэВ с целью извлечь длину рассеяния. Про новые эксперименты я не знаю. Если авторы ни на что больше не ссылаются, то, видимо, данных по фазовым сдвигам нет.


  13.10.2016 17:54  |   Алексей Петренко Ответить   
     

Спасибо, интересно! Сейчас, наверное, многое можно гораздо точнее померить, чем 50 лет назад.


  14.10.2016 11:32  |   Kyu Ответить   
 

Терминологический вопрос. Насколько здесь вообще оправдано понятие "фазовый переход"?


  14.10.2016 16:35  |   VeNOO Ответить   
   

А что вам не нравится-то?


  14.10.2016 11:48  |   VladTmb
 

Сообщение скрыто


  14.10.2016 14:55  |   PavelS Ответить   
   

Вы неверно инвольтированы к эгрегору. Подлежит разинвольтации.


  15.10.2016 08:57  |   lesnik Ответить   
 

Если правильно понял, при больших квантовых флуктуациях ядро должно становиться более рыхлым, газом из альфа частиц. Тогда, казалось бы, то же самое должно происходить при повышении температуры. В твердом теле так бывает. Увеличение давления при нулевой температуре может приводить к возрастанию квантовых флуктуаций (через увеличение туннелирования через уменьшающийся потенциальный барьер) и фазовому переходу. То же самое происходит при увеличении температуры.


  15.10.2016 13:02  |   trvit Ответить   
   

Ну да, при температурах в сотни миллионов и миллиарды кельвин тепловой энергии хватает на возбуждение и распад ядер (например,в недрах звезд, которые взрываются как сверхновые). При комнатных и близких энергии не хватит даже возбудить внутренние электронные оболочки.


  15.10.2016 14:00  |   lesnik Ответить   
     

Ну а смоделировать, казалось бы, непроблема.


  16.10.2016 00:23  |   PavelS Ответить   
       

Вся статья о том, что проблема. Не умеют толком моделировать. Причем до такой степени, что не могут даже понять, может ли существовать такой атом (как Бе-8) или нет.


  16.10.2016 02:29  |   Игорь Иванов Ответить   
         

Это вы как-то слишком пессимистично интерпретируете расчеты. Расчеты в этом подходе (киральная эффективная теория поля на решетке) позволяют найти основное состояние Be-8 и увидеть, что оно лежит выше двух альфа-частиц. Удается даже увидеть хойловское состояние в углероде. Могут быть вопросы к адекватности и применимости метода, но моделировать уже умеют.

В этой статье специально использовался упрощенный вариант расчета, чтобы поиграться с моделями.

 
  16.10.2016 08:34  |   lesnik Ответить   
         

Да, вроде бы все изначальные расчеты — при нулевой температуре, про давление не знаю, может ли быть учтено.


  15.10.2016 14:03  |   lesnik Ответить   
 

Еще подумал. Фазовый переход — коллективный эффект, который в чистом виде наблюдается только в пределе бесконечного числа частиц. Тут с десяток частиц и можно говорить только о изменении основного состояния. Хотя, конечно, вопрос терминологии. Основное состояние меняется скачком при плавном изменении параметра.


  16.10.2016 02:31  |   Игорь Иванов Ответить   
   

Ну тут имеется в виду, что фазовых переход будет в сплошной ядерной материи, а не только в этих ядрах. На второй картинке есть точки лямбда-8, ... лямбда-20, а красная линия проходит через лямбда-бесконечность.


  16.10.2016 17:29  |   Канделябр Ответить   
 

ГРАНЬ? А всё то наше человечество существует разве ни на грани океана и атмосферы? Венера родилась из пены морской, а что такое пена? Грань между водой и воздухом. Чуть выше задохнулся, чуть ниже захлебнулся. А Солнце разве не грань? Чуть меньше -замёрзли, чуть больше- сгорели. Постоянная Планка тоже стоит на грани, чуть больше неограниченное расширение, чуть меньше - сжатие. Вся то наша жизнь - даже не поход, а танец на лезвии бритвы. А мы ещё сами пытаемся себя уничтожить.


  16.10.2016 22:47  |   prometey21 Ответить   
   

Болтовня!!!


  17.10.2016 11:55  |   mikhail durnev Ответить   
 

Игорь, спасибо за интересную статью. Квантовые переходы, о которых Вы написали, идейно очень похожи на переход Андерсона (Мотта) диэлектрик-проводник. Там тоже, плавно меняя какую-то характеристику потенциала, мы переходим от локализованных состояний к делокализованным (например, если взять трехмерную потенциальную яму и постепенно уменьшать ее глубину, то известно, что в какой-то момент локализованное состояние пропадет). Есть ли какие-то принципиальные отличия между этими явлениями?


  17.10.2016 19:29  |   EuNew Ответить   
 

А каковы, собственно, последствия такого перехода, случись он в ядрах реальных атомов входящих в молекулу или кристаллическую решетку? Ядро останется ядром, пусть и в другом состоянии, или вещество будет полностью разрушено, превратившись в радиоактивное облако водорода и гелия?


  18.10.2016 18:41  |   tetrapack Ответить   
   

Второй вариант.
То есть во вселенной образовались бы только звезды, в которых горел бы водород по pp-цепочке до гелия. А дальше гелиевый белый карлик, нейтронная звезда, или черная дыра, в зависимости от массы звезды. И все, никакой космической пыли, никаких планет.
Взрывы сверхновых не производили бы тяжелых элементов. Только межзвездный газ из водорода и гелия, и остывающие БК, НЗ, и ЧД. Унылая была бы вселенная. Это все, если рассматривать упрощенный вариант, с энергетикой реакции рр-цепочки такой же как и в нашем мире.
А если энергия этой реакции также значительно уменьшится (что, по идее логично, т.к. энергия связи нуклонов в альфа частице должна снизиться в этом случае), то, возможно, вообще, сгустки межзвездного водородно-гелиевого газа газа коллапсировали бы в черные дыры, "проскакивая" стадию звезды с устойчивым горением. В итоге были бы черные дыры и холодный газ. Это еще более унылая вселенная :)


  18.10.2016 18:57  |   tetrapack Ответить   
   

Ах, да, простите, увлекся.
Конечно же, произойди этот переход сейчас, то все вещество (кроме изотопов водорода и гелия) мгновенно бы превратилось чистый гелий-4.


  19.10.2016 02:20  |   Игорь Иванов Ответить   
   

Вы воспринимаете слово «переход» как некий процесс, который вполне может произойти, надо лишь чуть-чуть «надавить» или еще как-то поменять условия. Нет, этот переход в нашей вселенной, с ее физическими законами, произойти не сможет. Близость ядерной материи к точке фазового перехода — не переменная, а постоянная, по крайней мере в нашей вселенной.


  22.10.2016 07:46  |   tetrapack Ответить   
     

Игорь, да, согласен, нужно было оговориться, что это, конечно, все теоретически. В реальности, в нашей вселенной, конечно же такого перехода быть не может.


  18.10.2016 19:43  |   dasem Ответить   
 

Игорь, Вы, вероятно, знаете о существовании работы Ю.Б. Румера и А.И. Фета, объясняющей симметрию таблицы Менделеева? Их не интересовала масса ядра, только заряд. Изотопами они не занимались, но в свете развернувшихся тут разговоров о фазовом переходе и изотопах у меня возникает вопрос: "Нет ли в таблице существующих стабильных изотопов симметрии?"


  19.10.2016 02:30  |   Игорь Иванов Ответить   
   

Я именно что «знаю о существовании», ничего существенного по ней сказать не могу. Но в любом случае их работа имеет сейчас лишь исторический и, возможно, педагогический интерес, но никак не может претендовать на что-то передовое.

Симметрии, по крайней мере, приближенные, есть, та же изотопическая симметрия, например. Или магические числа, получающиеся при заполнении оболочек. Но это не те симметрии, которые вы бы хотели увидеть. Откройте таблицу нуклидов, например http://www.nndc.bnl.gov/chart/ , покликайте, посмотрите зависимости, попробуйте сами подметить какие-то закономерности.


  19.10.2016 19:47  |   dasem Ответить   
     

"Но это не те симметрии, которые вы бы хотели увидеть." Смысл этого предложения от меня ускользает. Физики иногда высокомерно поучают биологов бессвязными статьями о сложных симметриях генетического кода (например, https://www.newscientist.com/article/mg14119152.600-science-broken-symmetry-in-the-genetic-code-/). А математики вокруг той же таблицы начинают колдовать с р-адическими числами. А вот статью Румера на тему симметрии таблицы генетического кода я могу только похвалить. Она не устарела и имеет смысл для биологии и химии.
Работа Румера и Фета среди химиков не прижилась, хотя она позволяет записать таблицу Менделеева изящнее, и, видимо, могла бы стать полезной химикам, если бы авторы и читатели сделали бы несколько шагов навстречу.
"Увидеть симметрию" мне не так просто. В противоположность маленькой табличке генетического кода, список изотопов внушителен, я его никак глазом окинуть не могу. Возможно, это как раз объект для написания статей на тему broken symmetry. Любопытно было бы узнать не написаны ли такие статьи уже.


  19.10.2016 23:18  |   Hom Ответить   
       

Прошу меня извинить за резкие оценки, но относительно новый текст калифорнийского химика Eric Scerri (January 7th 2016)
Those four new elements
http://blog.oup.com/2016/01/four-new-super-heavy-chemical-elements/
демонстрирует сколь медленно и опосредованно
физика и математика влияют на химию. Трижды изобретенный
в ХХ веке совершенно ошибочный принцип AFBAU,
заводит и физику и химию в тупик, как только речь
заходит о систематизации химических элементов.
И это абсолютно не понятно, если учесть то, что
математики Ю.Б.Румер, А.И.Фет, Ю.И. Кулаков эту проблему решили.
Вот ссылка на работу Ю.И.Кулакова (.pdf)
http://tinyurl.com/kpal6t3
Взгляните на стр. 12 (таблица химических мультиплетов)
и стр 14 (Резюме). Раскраска таблицы на стр. 12 четырьмя цветами
принципиально важна! Это и есть проявление симметрии которая
не очевидна у уважаемого химика Eric Scerri.


  23.10.2016 20:17  |   prometey21 Ответить   
         

Где Вы откопали такую древнюю таблицу элементов (http://tinyurl.com/kpal6t3)! Ku - курчатовия нет в таблице Менделеева уже лет сорок!!! Резерфордий (Rf), Дубний, Сиборгий, Борий и т.д. царствуют в таблице весь 21-й век! Зачем "опираться" в своих "исследованиях" на такую устаревшую информацию!!!

 
  27.10.2016 19:37  |   Hom Ответить   
           

Уважаемый prometey21 (!) Вы считаете таблицу на стр.12
не достойной внимания, но это, по моему мнению, ошибка! Таблица своего рода основа для глубочайших обобщений. Из неё, например, непринуждённо
получается естественная классификация химических
элементов. Для этого нужно разделить её на две части.
В одной оставить все элементы с нечётным номерами, а
в другой с чётными номерами. Результат ошеломляет!
Получается кристальной чистоты химическая ипостась
периодической закономерности. Ясно видны 32-е группы
химических элементов. И дважды по восемь (16) периодов!
Всё это вообще удивительно и вскрывает глубоко скрытый слой природной симметрии. И это далеко не всё, что
может быть извлечено из таблицы Ю.И.Кулакова...

   
  28.10.2016 01:16  |   prometey21 Ответить   
             

Извините! Я этих красот симметрии как-то не заметил. Вообще этот уровень - ядерно-химический меня не очень увлекает. Мне больше нравится рассматривать редкие и сверхредкие распады элементарных частиц! В них могут быть найдены элементы Новой Физики! А это другой уровень глубины исследования материи!!!

     
  28.10.2016 13:23  |   Hom Ответить   
               

Ключевые слова изначально затронутые в данной дискуссии:
ядерная материя, точки квантового фазового перехода.
Возможно, что вам мало интересен
результат, структура конечного "продукта"-- стабильной материи,
систематика её атомов. Вероятно, вы считаете
это общим местом, банальностью и полем для
незначительных уточнений. Я правильно вас понял?
Однако, тут дело гораздо хуже и много хаотичнее, чем некоторым представляется!
Так исторически сложилось, что "мэйн стрим" завел
науку в некий принципиальный тупик, и абсолютно необходимо вернуться
назад и проверить некие "основы", сформировавшиеся в первой
половине XX века. Я подразумеваю принципы заложенные в "икону"
всей науки -- таблицу химических элементов!
Не проделав этого, мы рискуем ещё долго бродить по
болоту с кочками заблуждений, например, в виде мифических
островов ядерной стабильности.
Вот почему я извлек на "всеобщее обозрение" и
обсуждение эту "старую/новую" таблицу созданную
Ю.И. Кулаковым. Её и можно считать основой
Новой и старой физики, а заодно и химии!
Понимая спорность своих утверждений,
вынужден добавить, по моему (!)скромному(!)
мнению.

       
  28.10.2016 14:55  |   prometey21 Ответить   
                 

Насчет химии достигнут важный результат, отмеченный Нобелевской премией в 1998 году, в теории функционала плотности. Ссылка https://ru.wikipedia.org/wiki/Теория_функционала_плотности . Тогда же в 1998 году дали премию за развитие вычислительных методов квантовой механики.

         
  28.10.2016 18:38  |   Hom Ответить   
                   

Спасибо за ссылку и внимание уважаемый (!) prometey21 (!)
Вы не врубились, не увидели удивительной симметрии, а жаль.
P.S. Речь шла о её огромной и незаменимой роли
на пути познания природы...
https://ru.wiktionary.org/wiki/врубиться
(прост. начать понимать, осознавать
(услышанное, напечатанное, происходящее и т. п.);
вникнуть в суть чего-либо.
Успехов вам в вашем занятии статистическими
играми с "ускользающим".


  22.10.2016 22:31  |   Фома Ответить   
 

Вы так щедро разбрасываетесь ссылками, что мой браузер на грани квантового фазового перехода на Кольцевую линию. Спокойней надо быть, у рядового Юзера может взорваться мозг(


Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Антон Морковин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Павел Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Дмитрий Сутормин, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Александр Храмов, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2017 I  2016 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Индикатор», «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия