🔎 26 августа начала работу «Подземная нейтринная обсерватория Цзянмэнь» (JUNO) — первый сверхкрупный нейтринный детектор нового поколения. Он должен решить одну из главных задач физики элементарных частиц в текущем десятилетии — упорядочить массы нейтрино.

Детектор расположен на глубине 700 метров, недалеко от города Цзянмынь в Китайской провинции Гуандун. Его поместили под землю для защиты от фонового излучения, что позволяет регистрировать нейтрино с максимально возможной точностью. Внутри акриловой сферы диаметром чуть более 35 метров находится 20 тысяч тонн жидкого сцинтиллятора — особой жидкости, которая начинает светиться, когда через неё проходят нейтрино. Специальные сенсоры — 20 тысяч двадцатидюймовых и более 25 тысяч трёхдюймовых фотоумножителей (ФЭУ) — фиксируют вспышки для анализа характеристик частиц.

JUNO является крупнейшим в мире сцинтилляционным детектором. И в отличие от детекторов других видов (IceCube, «Супер-Камиоканде» и др.) для определения порядка масс нейтрино в нём не используются эффекты их распространения во льду или воде. Поэтому его измерения куда более точны.

JUNO — совместный проект, который объединяет более 700 учёных из 74 исследовательских институтов по всему миру. Это первый детектор такого масштаба и точности, предназначенный для регистрации нейтрино. Исследователи рассчитывают, что он позволит ответить на фундаментальные вопросы о природе материи и Вселенной.

Источник: JUNO

#новости@vertdider

🔺10 лет назад, 14 сентября 2015 года, впервые были напрямую зарегистрированы гравитационные волны.

О гравитационных волнах говорили ещё с самого начала XX века, однако без особенной уверенности. Даже Альберт Эйнштейн, хоть и посвятил им работу, которая, по сути, легла в основу современных представлений, рассмотрев получившиеся уравнения в окончательном виде, заключил, что существование истинных гравитационных волн невозможно. Однако скептицизм Эйнштейна не охладил пыл других физиков, и уже в 60-х начали появляться идеи о том, какими средствами можно экспериментально проверить существование гравитационных волн. Теоретические работы и практические опыты учёных в разных странах продолжались несколько десятков лет, подготавливая почву для коллаборации планетарного масштаба.

Кип Торн, специалист по теории относительности, Нобелевский лауреат и соавтор идеи фильма «Интерстеллар» говорил в 2017 году:

«Мне казалось, что измерять смещение зеркала на 10-11 длины световой волны с помощью света, — это безумие. Но обсуждения с Рaйнером Вайссом и Владимиром Брагинским (его научная группа с 80-х занималась лазерными интерферометрическими гравитационно-волновыми детекторами и с 1992 года участвовала в работе над проектом LIGO — прим.) в Москве убедили меня, что это не совсем невозможно. Мои исследования источников гравитационных волн указывали на то, что если эта идея воплотится в жизнь, то мы получим мощный инструмент для астрономии и космологии. Поэтому я решил посвятить свою карьеру экспериментам по регистрации гравитационных волн».

В самом начале 90-х было одобрено решение о постройке Лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории. Предполагалось, что возможны два этапа, и на втором появятся более совершенные интерферометры. Также были выбраны места для интерферометров: один в Ливингстоне (штат Луизиана), второй аналогичный в Хэнфорде (штат Вашингтон). Благодаря расстоянию в несколько тысяч километров гравитационные волны должны были достигать детекторов с небольшой разницей по времени, которая позволила бы определить, с какой стороны распространялись волны, а затем и их источник.

К 2006 году LIGO удалось достичь нужной чувствительности. Это была одна из главных проблем исследователей: гравитационные волны достаточно слабы, и чтобы уловить их, нужны были очень мощные датчики. В 2010 завершился первый период работы обсерватории. Пресса писала, что LIGO так и не удалось зафиксировать гравитационные волны. Тем временем началась модернизация обсерватории — подготовка так называемой Advanced LIGO. В 2014 году работы закончили. Пришло время «ловить волну».

14 сентября 2015 года в 9:51 UTC LIGO впервые зафиксировала гравитационные волны от столкновения двух чёрных дыр (29 и 36 масс Солнца) 1,3 миллиарда лет назад. Детектор в Ливигстоне зафиксировал сигнал на 7 миллисекунд раньше, чем детектор в Хэнфорде, поэтому учёные считают, что источник располагался в Южном полушарии.

Кстати, благодаря этому событию можно даже услышать, как сталкиваются чёрные дыры (смотрите видео выше). Мэттью Эванс из MIT объяснял:

«Мы улавливаем сигнал на Земле, а потом можем пустить его через динамики и услышать, как чёрные дыры такие: “Вууууп!”».

Сложно поверить, но мир узнал об этом достижении учёных только спустя полтора года. Официально о первом прямом экспериментальном обнаружении гравитационных волн сообщили только 11 февраля 2016 года на конференциях в США и Европе. Утром того же дня вышла статья в журнале Physical Review Letters. Представители журнала написали в соцсетях: «Скоро опубликуем значительную для истории физики статью. Почитайте — она великолепна».

Подробнее о гравитационных волнах и истории их изучения можно почитать по ссылке.

А чтобы получить иллюстрацию на сентябрь из нашей серии «Научное событие месяца», посвящённую этой дате, — поддержите наш проект и оформите подписку на второй тир или выше:

📱 Если вы в России: https://boosty.to/vertdider
📱 Если вы не в России: https://www.patreon.com/VertDider

#НаучноеСобытиеМесяца@VertDider
#вэтотдень@VertDider

Источник: LIGO Lab Caltech

‼️Математики всего мира с 1980-х бились над тем, чтобы проверить гипотезу Мизохаты-Такеучи. Её опровергла 17-летняя школьница.

Гипотеза Мизохаты-Такеучи относится к области гармонического анализа, в рамках которого изучается разложение функций на синусоидальные и другие волновые компоненты. Сегодня это фундаментальный инструмент, который используется в многочисленных приложениях, от сжатия цифровых аудио- и видеофайлов до проектирования телекоммуникационных систем. Суть гипотезы сводится к тому, что при использовании определённых типов волн получится форма, которая состоит только из линий. Более 40 лет учёные безуспешно пытались доказать или опровергнуть гипотезу и в отсутствие результатов склонялись к тому, что она верна.

Но Ханне Каиро, которая по наводке преподавателя летней программы Калифорнийского университета в Беркли сначала разобралась в упрощённой версии гипотезы, а потом занялась и полной, удалось найти контрпример — случай, когда волны ведут себя не так, как предсказывает гипотеза, что показывает, что она не универсально верна.

Сейчас работу можно увидеть на arxiv.org.

Математическому сообществу результаты были представлены в июне. Свою презентацию Ханна сопроводила милыми иллюстрациями.

#математика@vertdider #новости@vertdider