Геонейтрино — это нейтрино и антинейтрино, которые рождаются в результате радиоактивного распада элементов в недрах нашей планеты. Большинство из них — это электронные антинейтрино, возникающие при распаде долгоживущих изотопов урана-238, тория-232 и калия-40.
Сами по себе нейтрино — это фундаментальные частицы, настоящие "призраки" Вселенной. Они не имеют электрического заряда, их масса почти нулевая, и они пронизывают все вокруг триллионами каждую секунду, ПРАКТИЧЕСКИ ни с чем не сталкиваясь.
Создаваемые по всему миру нейтринные детекторы позволяют "ловить" эти частицы. Поскольку геонейтрино беспрепятственно проходят через толщу Земли, они являются уникальным прямым источником информации о процессах, протекающих в ее глубинах, куда невозможно проникнуть физически. Их изучение помогает определить, какая доля внутреннего тепла Земли (а его выделяется около 47 Тераватт) генерируется радиоактивным распадом, а также оценить количество и распределение соответствующих элементов. Эти данные критически важны для понимания геодинамики и тепловой эволюции нашей планеты.
Эти "призрачные" частицы служат проводниками в недоступные иным способом места. Помимо геонейтрино, существуют, например, солнечные нейтрино, которые позволяют заглянуть прямо в ядро нашего Солнца и изучать протекающие там термоядерные реакции.
Его чувствительность настолько высока, что всего за 59 дней работы он провел измерения ключевых параметров нейтрино с точностью, на достижение которой в рамках предыдущих экспериментов потребовалось почти полвека!
На земле, что бы изучать фндамент физики, а именно из чего состоит материя строят офигительные конструкции, вроде БАКа (это далеко не сливной бачок в унитазе). Однако, очень много информации прилетает к нам из космоса. Нам такие ускорители частиц даже и не снились, просто физически не сможем их сделать.
GIF
Анимация с сайта nplus1.ru
Так вот, прилетает, к примеру протон, не от солнца, от далёкого квазара с дичайшей энэргией. Понятно, в космосе там шанс кого-то встретить мизерный, а вот в более плотных слоях, например атмосфере - далеко не иллюзорный. Само собой понятно, что на пути пучка таких протонов и на таком расстоянии объектов, вроде планет и звёзд море, есть ещё облака пыли, газа, водорода и т.п. Но шанс попасть в матушку-Землю всё одно велик.
Ладно, оставим спутники, космические лаборатории и пр. Но и на поверхности хватает установок-детекторов:
GIF
Вот, даже под землёй есть, обычно это нейтринные детекторы
Главный интерес физиков-практиков - мюоны. Они нестабильны (эдакий электрон или позитрон на стероидах) и благодаря ему ищут "другую физику". К сожалению не смогли найти, пока. Т.к. это бы объяснило почему мы вообще существуем, ибо по ΛCDM-модели перекос между материей и антиматерией не должен существовать (а значит и нас - энергия не смогла бы сформироваться в материю), вот и роют недочёты в ентой теории...
Но тут есть загвоздка: это абсолютная ложь. Эйнштейн не был двоечником. Напротив, он был одним из самых усидчивых, внимательных и умных детей во всей школе.
Откуда же взялся этот устойчивый миф, в который по сей день верят миллионы людей?
Четыре факта, исказивших историю
Молчаливый гений
Маленький Альберт поздно заговорил — до трех лет он молчал, предпочитая наблюдать за миром. Родители Герман и Паулина даже подозревали, что у них растет умственно отсталый наследник.
Но когда мальчик наконец открыл рот, то он сразу стал формулировать целые предложения. Просто до этого его мозг был занят более важными вещами, чем генерация детского лепета.
Путаница с оценками
В швейцарской школе Арау, где учился Эйнштейн, в то время действовала оценочная система, в корне отличавшаяся от той, к которой привыкли мы с вами. Там высшим баллом была единица, а не пятерка.
Поэтому, когда люди слышали, что у Эйнштейна были сплошные "единицы" по математике и физике, они воспринимали его как ни на что неспособного неуча. По факту же это были замечательные оценки — максимально возможные в той системе.
Конфликт с посредственностью
У Эйнштейна были сложные отношения с некоторыми преподавателями, и дело было не в его неуспеваемости. Наоборот — он все схватывал на лету и быстро разбирался в любой теме, но презрительно относился к педагогам, которые допускали ошибки или говорили глупости.
В порыве гнева один из учителей даже сказал, что Альберт "никогда ничего не достигнет". Ирония судьбы в том, что едва ли кто-нибудь вспомнит имя этого преподавателя, а вот Эйнштейн стал символом человеческой гениальности.
Провал... по французскому
Эйнштейн не смог поступить в Федеральную политехническую школу Цюриха с первого раза. Но завалил он не физику или математику — по этим предметам у него были как всегда блестящие результаты.
Проблемы возникли с гуманитарными дисциплинами, особенно с французским языком, который не был для него родным. Будущий ученый просто не желал тратить время на изучение того, что его не увлекало, предпочитая заниматься физикой, с которой уже тогда планировал связать свою жизнь.
Реальный Эйнштейн: гений, а не отстающий
В 12 лет Альберт самостоятельно изучил Евклидову геометрию, которую обычно проходят в старших классах.
В 15 лет будущий лауреат Нобелевской премии уже свободно владел дифференциальным и интегральным исчислением.
"Я никогда не делал ошибок в математике, а дифференциальное и интегральное исчисление освоил к 15 годам", — писал ученый в своем дневнике.
В подростковом возрасте он увлекся философией Канта — произведения, над которыми ломают голову студенты университетов и их седовласые наставники.
Разве это портрет двоечника? Скорее гения, который с детства интеллектуально опережал сверстников на годы (или десятилетия).
Стоит отдать дань уважения студенту медицинского вуза Максу Талмуду, который был наставником юного Эйнштейна, познакомившим его с чудесами науки, не связанными с сухой и скучной зубрежкой, принятой в школе.
Почему миф так живуч?
Люди обожают истории из серии "из грязи да в князи". Многим хочется верить, что великие достижения доступным каждому, даже двоечнику. Легенда про "неудачника Эйнштейна" дает надежду родителям плохо успевающих детей и оправдание тем, кто не желает учиться.
Но не стоит кормить двоечником мифами! Будущее поколение нужно учить тому, что успех требует адского труда и нечеловеческого упорства.
Альберт Эйнштейн — идеальный пример того, как выдающиеся способности, помноженные на страсть к познанию и трудолюбие, привели к революционным открытиям, перевернувшим наши представления об устройстве Вселенной.
Стоит бросить щепотку соли в воду, и она растворится за секунды. Но если капнуть масло — оно останется плавать. Почему вода ведет себя так избирательно? Секрет в полярности.
Молекула воды (H2O) — это крошечный "магнит". Кислород тянет электроны на себя сильнее, чем водород, поэтому у него появляется легкий отрицательный заряд, а у двух атомов водорода — положительный. Получается "электрический перекос": одна часть молекулы отрицательная, другая — положительная.
Эта асимметрия позволяет воде взаимодействовать с ионными соединениями и полярными молекулами — противоположно заряженные части молекулы воды притягиваются к разным ионам вещества, разрушая его структуру.
Как вода "ломает" соль
Соль (NaCl) — это соединение с кристаллической решеткой (ионной решеткой кубической формы) из положительного натрия (Na⁺) и отрицательного хлора (Cl⁻). Как только соль попадает в воду, сразу же запускается реакция:
Отрицательная часть молекул воды (кислород) притягивается к Na⁺;
Положительная часть (атомы водорода) — к Cl⁻;
Решетка разрушается, ионы растаскиваются в разные стороны.
Молекулы воды буквально отрывают ионы друг от друга и формируют вокруг каждого гидратную оболочку — слой из нескольких молекул воды, повернутых к иону противоположно заряженной частью, что препятствует их воссоединению. Так разрушается кристаллическая решетка, и ионы равномерно распределяются в объеме раствора.
Схожим образом вода связывается с полярными молекулами вроде сахаров, спиртов и кислот, образуя водородные связи.
Почему масло не растворяется?
Молекулы жиров и масел неполярные, так как состоят из длинных углеводородных цепей, где электроны распределены равномерно (отсутствуют заряженные участки). А вода, являющаяся полярной, не способна взаимодействовать с такой электрически нейтральной структурой, потому что ей просто не за что "зацепиться".
Когда масло попадает в воду, то молекулы воды "игнорируют" его, продолжая образовывать водородные связи между собой. Масло быстро вытесняется и собирается в капли на поверхности. В природе существует четкое правило: полярное растворяет полярное, неполярное растворяет неполярное.
Именно поэтому для удаления жирных загрязнений используют моющие средства — они содержат молекулы с двойной природой (амфифильные), которые могут одновременно взаимодействовать и с водой, и с жирами. У таких молекул одна часть (гидрофильная "голова") полярная и любит воду, а другая (гидрофобный "хвост") неполярная и притягивается к жирам. Когда моющее средство попадает в воду с маслом, его молекулы окружают жировые капли хвостами внутрь, а головами наружу — образуются мицеллы.
Доска Га́льтона — устройство, изобретённое английским учёным Фрэнсисом Гальтоном в 1873 году, для демонстрации центральной предельной теоремы. Ссылка на доску
Водород традиционно считается первым элементом периодической таблицы, потому что его атом содержит всего один протон и один электрон. Это делает его самым простым химическим элементом. Любые элементы «левее» водорода, если пытаться представить их в привычном смысле, не могут существовать — ведь половины протона или частицы без протонов в природе не встречаются. Протоны устойчивы, их время жизни практически бесконечно при нормальных условиях, поэтому атом, состоящий меньше чем из одного протона, просто невозможен с научной точки зрения.
Тем не менее в истории науки и популярной литературе периодически встречается концепция «элемента номер ноль», иногда называемого ньютонием или эфиром.
Эта идея возникла из попытки понять, что предшествовало водороду или что может лежать в основе самой структуры атома. Теоретически, элемент 0 представляли как частицу без протонов — то есть атом без ядра. Такой объект не мог бы образовывать химические связи и был бы крайне нестабилен. Нейтрон, например, вне ядра живёт всего около 15 минут, а элемент, состоящий из «ничего», имеет скорее философский или математический смысл, чем реальный химический.
Интересно, что сам Дмитрий Менделеев в своих поздних версиях таблицы действительно рассматривал гипотетические «нулевые элементы». После открытия инертных газов он ввёл их в нулевую группу, считая, что они могут быть аналогами аргона, но без массы. Позднее он даже предложил нулевой период, в который включал элементы эфира — такие как нейтроний и короний. Эти конструкции были чисто теоретическими и должны были объяснять физические явления того времени, например распространение света через эфир, который в начале XX века считался средой для межатомных взаимодействий.
Позже, в 1926 году, немецкий химик Андреас фон Антропов предложил собственную версию «элемента 0», который он назвал нейтрониумом. В его модели атом такого элемента состоял исключительно из нейтронов без протонов. Он поместил его в начало своей таблицы, обозначив специальным символом, но идея не получила научного подтверждения и не была признана химическим сообществом.
Сегодня мы уже знаем, что стабильного химического элемента с номером 0 не существует. Без протонов ядро не может образоваться, а значит, нет структуры, способной формировать химические соединения. Все попытки включить элемент 0 в таблицу Менделеева были историческими или теоретическими конструкциями, отражающими состояние науки того времени. В современной химии первым остаётся водород, а любые рассуждения о «нулевом элементе» имеют скорее познавательный и философский характер, чем практическое значение.
«Элемент номер ноль» — это интересная гипотеза и исторический курьёз, который показывает, как учёные пытались расширить понимание атома и его места во Вселенной. Но в реальной таблице Менделеева и современной науке его нет и быть не может: первый реальный химический элемент всегда остаётся водородом.
Честно говоря я впервые о таком услышал. Но ента хрень реально продаётся.
Скриншот с сайта конторы, логотип которой в правом верхнем углу. Надеюсь и не реклама и авт. права на кусок таблички указал...
Озадачился, а чё енто за хрень? И правда ли послать шиномонтажников куда подальше - с помощью гранул делать всё самому (две монтировки и навык)? Долго гуглил - кто что говорит. Естественно продаваны и производители гранул 146% дают на работоспособность ентой вещи.
В результате наткнулся на видос с ютрупа и стало понятно что к чему.
Как по мне - хрень полная. Я должен разогнаться до оч. большой скорости что бы физика ентого эффекта начала работать, но как только остановился - хана, будет ещё хуже... Чем-то напомнило ферриты:
Сплав титана и никеля практически в равных пропорциях (45% и 55%) принято называть нитинолом или никелидом титана. Данному сплаву присущи такие свойства, как память первоначальной формы и сверхупругость.
Электролиз — физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродах составных частей растворённых веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, который возникает при прохождении электрического тока через раствор, либо расплав электролита.
Сколько всё существует и вечна ли Вселенная? А сколько оно ещё просуществует после Большого взрыва? Даже если принять, что теория, которая есть сегодня, правильная, то во многом время жизни материи и самой Вселенной может описать срок существования самого атома и тут всё очень интересно!
Конечно же, я разобрал всё это в новом ролике на канале и вы очень поможете моей научно-популярной работе, если посмотрите его. Ну а дальше разберем вопрос в текстовом виде.
Давайте начнём с простого. Все ли атомы будут существовать вечно? Понятно, чтослово "вечно" для физики весьма условно, но давайте сопоставлять это с термином "невероятно долго". Ответ - нет.
Некоторые атомы будут стабильными, а некоторые нет. Стабильные атомы илистабильные изотопыне распадаются без внешнего воздействия. Как это работает?
Мы помним, что атом состоит из ядра, вокруг которого располагаются электроны. Само ядро тоже составное и включает в свою конструкциюпротоны и нейтроны.
Протоны склеены друг с другом посредством сильного взаимодействия. Нейтроны компенсируют поведение протонов.
Внутри атома есть электростатическое отталкивание (сила Кулона) - протоны заряжены положительно, поэтому они отталкиваются друг от друга. Чем больше протонов в ядре - тем сильнее это отталкивание. И есть сильное ядерное взаимодействие. Действует между всеми нуклонами (и протонами, и нейтронами). Оно короткодействующее, но очень мощное. Именно оно склеивает ядро.
Устойчивость ядра определяется тем, кто победит: сильное взаимодействие или кулоновское отталкивание.
Некоторые комбинации протонов и нейтронов настолько устойчивы, что их ядро не имеет энергетически выгодного пути распада. Это и будут стабильные изотопы.
Например, это водород-1 (один протон), гелий-4 (2 протона + 2 нейтрона, идеальная коробочка), углерод-12, кислород-16, железо-56 (особо прочное, один из «конечных продуктов» звездных реакций).
Они могут существовать сколь угодно долго — пока не вмешается внешнее воздействие (например, столкновение с частицей высокой энергии).
Напротив, мы знаем про нестабильные изотопы, которые сами разваливаются и и испускают всякую гадость.
Причём тут протоны?
Если вы правильно увидели акценты в начале материала, то заметили, что есть некоторые конфигурации вещества, которые должны жить вечно. Получается, что существуют бессмертные элементы? Особенно интересен тут водород-1.
Хм, ну всё бы неплохо и это так, но современные представления подразумевают, что и сам протон где-то глубоко в теории может распадаться. Сколько же живёт этот протон?
Как мы хорошо знаем, современная физика пошла дальше строения ядра атома и заглянула вглубь самого протона. Удивительно, но внутри ученых ожидала очередная матрёшка, созданная по образу и подобию.Протон (как и нейтрон) сам состоит из кварков.
Получается, что логика с распадом вполне может повториться на уровне протона, а время его жизни во много может измерять а сколько вообще может просуществовать вещество. Неправильноевосприятие этой проблем расставляет ложные акценты и ученые понимают реальность искаженно.
Откуда взялась вся эта путаница и в чём проблема?
Если исчезнут протоны, то исчезнет и вся обычная материя: камни, вода, тела, звёзды и всё вокруг. Современная теория элементарных частиц утверждает чтопротон абсолютно стабилен. В ней просто нет механизма, который позволил бы протону распадаться. Сильное взаимодействие сохраняет так называемоебарионное число- квантовое "правило сохранения", которое запрещает превращение протона в другие частицы.
Но некоторые теории, выходящие за рамки Стандартной модели, напримерВеликое объединение, допускают, что протон всё же может распадаться. Очень редко, но всё же.
Современные эксперименты ищут следы такого распада. Пока ни одного подтверждения не найдено. Занятно, что оценка делается по принципу большой выборки - берут огромное количество протонов и следят за их поведением, полагая, что среди этого множества один будет где-то на подходе.
Срок существования протона на самом деле вопрос о судьбе всего сущего. Если протон действительно бессмертен, то частицы, из которых мы сделаны, будут существовать дольше любых звёзд и галактик. Если же у него всё же есть срок годности, пусть и немыслимо длинный, то сама основа материи в итоге растворится в космической пустоте.
Офигительный вопрос на который большинство ответит: "Одно и тоже". А вот нифига. Масса = это просто число, оно определяет как много вещества находится в данном теле. Именно Масса определяет количество энергии, которое надо затратить на разгон одного киллограмма до скорости в 1 м/с. Второй закон Ньютона все помним? А что такое инерция?
Вот так масса и определяется.
А что такое вес? Вот стала моя тушка на весы и они показали 98кг веса.
А вот тут дъявол кроется в деталях.
Масса - та же моя тушка, это мера инертности, но не вес. Для силы, которая толкает массу до лампочки куда и как её двигать, т.е. величина постоянная и скалярная - не имеет направления.
А что же вес? А тут засада. Мы живём на Земле, у нас есть её притяжение (неравномерное по разным точкам планеты) и енто притяжение тянетмою тушку (в 100кг массы) вниз на весы, которые показывают 98.89 кг - потому как притяжение не равно единице (ну так сложилась система единиц у человеокв).
Есть такие Питерские весы (контору писать не буду (реклама же будет), но их стиль узнаваем во многих магазинах)
Так вот такими весами мы и торговали (обслуживали и ремонтили, пока контора жива была). Сразу после закупа эти весы шли на калибровку и гос-поверку. А всё потому, что в Питере сила притяжения ниже чем у нас - врали.
Ну раз есть сила, значит и есть направление приложения ентой силы. А чувствительному элементу на енто всё похер - он выдаёт величину, равную его "прогибу". Чем сильнее его нагибаешь - тем сильнее он возмущается.
Таким образом выходит, что вес величина уже не скалярная, как масса, а векторная - имеет направление. И зависит не только от массы тела, но и приложенной силы (для весов - сила притяжения в геоиде). Т.е. вес - это уже векторная сила. Т.е. 2й закон Ньютона - сила*массу. Земля тащит нас с ускорением 9.8, мы имеем массу 1кг, на весы и пятки ощущаем усилие в 1*9.8 = 9.8 ньютонов.
Очень похожие и схожие понятия, а вот разница дикая по смыслу.
Протон- это одна из базовых частиц материи,которую традиционно представляют как комбинацию трёх кварков. Но современная физика показала, что картина куда более сложная. Внутри протона происходят разные процессы, порождающие необычные структуры.
Мы уже беседовали на тему того, что современная наука сделала огромный шаг от того, что протон был простым "мячиком", до сложной системы квантового уровня, которая, вероятнее всего, должна описываться как процесс, а не частица.
Стоит ли при этом удивляться, что у протона обнаружилисьтак называемые "экзотические состояния". Давайте разбираться что это вообще такое и почему оно чрезвычайно интересно для науки?
Начнём с самых основ. Классическая модель протона - этотри кварка, удерживаемые вместе сильным взаимодействием. Но в реальности внутри постоянно возникают и исчезают частицы, образуя временные и сложные конфигурации. Многие из них отличаются от той единственной конфигурации, которые мы привыкли видеть в учебниках.
Учёные называют такие структуры экзотическими, потому что они выходят за рамки привычного трёхкваркового состава.
Парадоксально тут и другое - сама стабильность протона и его якобы неспособность распадаться описывается через удачную кварковую конфигурацию. При этом мы уже обсуждали, что одиночных кварков ученым наблюдать пока не приходилось и многие описывают через это и стабильные состояния.
Итак, экзотическое состояние - это всё тот же протон, но с другим количеством кварков внутри или включающий в состав глюоны, проявляющие свойства. Среди экзотических состояний особенно ярко выделяются:
Пентакварки- частицы, содержащие четыре кварка и один антикварк.
Тетракварки- комбинации из двух кварков и двух антикварков.
Гибридные протоны- это действительно адроны, в которых глюоны внутри не просто «скрепляют» кварки, а участвуют как отдельные активные компоненты, добавляя новые свойства частице.
Эти экзотические частицы долгое время были лишь теоретическими предсказаниями. Но лишь в последние годы учёным удалось обнаружить их в экспериментах.
Как объяснить их существование? Вопрос хороший. Пожалуй пока лишь тем, что мы не понимаем реальное устройство протона.
Внутри протона постоянно появляются и исчезают пары кварков и антикварков (виртуальные частицы). Это похоже на бурлящий океан из частиц и полей, которые не статичны, а постоянно меняются. Такие процессы позволяют формироваться временным экзотическим состояниям, например, пентакваркам (четыре кварка и один антикварк). Эти состояния могут быть короткоживущими, но достаточно стабильными, чтобы их можно было обнаружить в экспериментах.
При столкновениях частиц (например, в коллайдерах) протон может перейти в возбужденное состояние, где кварки и глюоны находятся в необычной конфигурации. Эти возбуждённые состояния часто проявляются как новые частицы - резонансы с определённой массой и временем жизни. Некоторые из них соответствуют экзотическим конфигурациям, которые не вписываются в классическую схему «три кварка». Похоже из этого супа частиц всё и начинается.
Существование экзотических состояний протонов предсказывали различные модели КХД и кварковые модели. Теперь это стало реальностью.
Свойства экзотических состояний
Экзотические состояния протона обычноимеют большую массупо сравнению с обычным протоном, поскольку внутри них присутствует большее количество кварков и глюонов, а также интенсивные взаимодействия между ними создают дополнительную энергию.
Подобные конфигурации нестабильны и существуют очень короткое время.
В экзотических состояниях могут возникать необычные спины, изоспины и другие квантовые характеристики, которые не встречаются у стандартного протона. Такие состояния могут по-разному взаимодействовать с фотонами, мезонами и другими адронами. Иногда их взаимодействие ведёт к появлению новых каналов распада или особых реакций, не характерных для обычных протонов.
Экзотические конфигурации изменяют внутреннее распределение электрического заряда и магнитного момента протона, что может проявляться в измерениях формы и структуры протона при высоких энергиях.
Почему решили, что это всё ещё протоны?
Коллайдер
Логичный вопрос, что если кварковый состав отличается, то почему всё это ещё протон? Это не так-то и сложно. Когда учёные обнаруживают новые частицы или необычные состояния в эксперименте, они анализируют:
Массу частицы (энергию)
Время жизни
Спин и другие квантовые числа
Продукты распада
Протоны очень хорошо изученные частицы, и их масса и свойства известны с высокой точностью.
Когда в экспериментах видят частицу с массой и квантовыми числами, близкими к протону, и при этом с необычными дополнительными признаками (например, наличием пентакваркового компонента), это даёт основание назвать её «экзотическим состоянием протона».
Также эксперименты используют разные методы, чтобы «заглянуть внутрь» адронов - например, рассеяние электронов на протонах или столкновения в коллайдерах. На основе данных о поведении и взаимодействиях частиц делают выводы о том, что это именно протон (или его экзотическое состояние), а не какая-то другая частица.
Зачем нам это?
Изучение экзотических состояний помогает глубжепонять природу сильного взаимодействия- одной из фундаментальных сил, связывающей кварки. Также эти открытия расширяют наше представление о возможных формах материи и сложностях, скрывающихся в микромире.
Картинка на обложку
Кроме того, внутри самого протона могут существовать короткоживущие экзотические конфигурации, которые влияют на его физические свойства - например, массу и спин. Это можно применять на практике для изменения параметров протона.
В 2015 году учёные на Большом адронном коллайдере обнаружили частицы с пятью кварками - пентакварки. Этот экспериментальный успех подтвердил, что квантовый мир намного богаче и разнообразнее, чем казалось ранее.
Если разместить стабилизатор спереди, то он сделает ровно противоположное от своего назначения - дестабилизирует ракету.
Повод расчехлить графический планшет
Во-первых, идеально симметричных реактивных снарядов не существует. Есть только понятие допустимая погрешность. Так что рано или поздно снаряд начнет лететь криво. Компенсировать это можно, либо задав сильное вращение вокруг продольной оси, как в нарезной артиллерии, либо... Собственно, стабилизаторами.
Во-вторых, центр тяжести у этих балумб находится ближе к центру, ещё и динамически изменяется по мере отработки топлива. Да, он может сместиться ближе к носу ракеты, но всё равно останется позади носового стабилизатора.
В-третьих, воздушные потоки тоже не идеально параллельно снаряду направлены. Порой пуски приходится делать перпендикулярно ветру.
И ещё туева хуча фаторов.
Поэтому ракета сразу завалится в какую-то сторону, а давящие в носовые стабилизаторы потоки с удовольствием помогут ей провернуться на 180 градусов.
И это вращение продолжится, пока не закончится топливо. А далее есть реальные шансы, что снаряд стабилизируется в положении задом наперёд и покажет относительно нормальную траэкторию в конце полёта... Только траэктория эта после всех кренделей, что совершит ракета к этому моменту, может указывать куда угодно, хоть обратно в стреляющего.
Почему именно сзади стабилизаторы работают... Потому что теперь центр тяжести спереди, и воздушные потоки, наоборот, своим давлением на стабилизаторы не дают ракете встать боком. Масса, которая тащит их за собой - имеет всяко больше энергии, чем хвост ракеты, поэтому хвост больше не сможет обогнать центр масс.
Исключения - ракеты с активными аэродинамическими поверхностями стабилизаторов (по сути, стабилизаторы с рулями, управляемые системой наведения) наподобие современных "воздух-воздух" или "земля-воздух", созданные для преследования маневренных целей типа истребителей. Они достаточно прочны, чтобы резко повернуть хоть на 90 градусов и более относительно вектора своего изначального движения, и это при работающем двигателе. Тем самым, хвост на мгновение догоняет центр масс.
Теория эта весьма занимательна и необычна. На неё обрушился шквал критики, один из примеров которой мысленный эксперимент "Парадокс близнецов": "С точки зрения домоседа часы движущегося путешественника имеют замедленный ход времени, поэтому при возвращении они должны отстать от часов домоседа. С другой стороны, в системе отсчета путешественника двигалась и ускорялась Земля, поэтому отстать должны часы домоседа. На самом деле братья равноправны, следовательно, после возвращения их часы должны показывать одно время. "
Время безжалостно.
Есть простое объяснение этого парадокса (на самом деле всё сложнее): " Братья не являются равноправными, так как один из них (путешественник) испытывал этапы ускоренного движения, необходимые для его возвращения на Землю."
Но рассуждения рассуждениями, а как их проверить?
И вот в октябре 1971 года
Дж. Хафеле и Ричард Китинг придумали экперимент. Взяли четыре комплекта атомных часов на сверхтонком переходе атома цезия-133. Часики синхронизировали. Два комплекта остались на земле, а два полетели обычными пассажирскими авиалиниями, но в разных направлениях: с запада на восток и с востока на запад (для того, что бы учесть вращение Земли вокруг своей оси).
Фото с вики - один из комплектов, учавствовавших в эксперименте.
Результаты полностью подтвердили предсказания СТО и ОТО:
Соскриншотил с википедии.
Все циферки в ентой табличке представлены в наносекундах. Почти за 65 с половиной часов полётов экспериментаторы потратили почти 7 600 баксов. Но этот облёт стоил того - предсказания обеих теорий относительности по поводу замедления/ускорения времени полностью подтвердились с очень высокой точностью.
Наверняка все знают разоблачения "халявной энэргии" и "вечных двигателей" от Dr. Dew ('это ипостась блогера Матвеева, страдающего конверсионным растройствойм личности). Насколько я знаю, на данный момент он вылечился (хотя некоторое время, около полугода или год я не видел их обоих - видать сильными препаратами лечили).
Так вот. Чувак, гоняющий вполне себе неплохие ролики по различным ардуинкам, микроконтроллерам и пр цифровой мелочи, решил возместить данный пробел в инфопомойке.
А теперь, вомбатянам, инженерного склада мысли, задачка - как он нас наколол. У мну есть полтора варианта, один сложнореализуем, а вот второй - в его стиле (намёк выше по тексту) вполне, правда не уверен в деталях.
Кидаем разгадку загадки в комментах, может я чего и не додумал, и вариант обмануть нас оказывается намного проще.
З.Ы. И да, мне кажется, этот чувак в "склейки за кадром" (по-типу внутрях дощечки он уже всё спрятал) играть не будет - ему это неинтересно.
Явление переноса вещества вдоль границы раздела двух сред, которое возникает из-за разного поверхностного натяжения и жидкость устремляется туда, где оно больше.
Было бы очень удобно полагать, чточастицы обладают собственным разумом.Это объяснит их своеобразное поведение и позволит комментировать парадоксы, с которыми мы порой сталкиваемся в физике частиц. Идея эта порой проскакивает.
Что же, вопрос скорее философский. Правильный ответ один - амы не знаем и вряд ли в ближайшее время точно узнаем. Наука не в полном объёме понимает смысл "разумности существа" или не знает, чем отличается живое от неживого. Всё это скорее мировоззрение и мы не можем с большой уверенностью сказать ни что частицы разумные, ни наоборот. Но нам следует оперировать тут физическими понятиями. Мы ведь, вроде как, тут про физику. Поэтому, давайте ковырять вопрос с этой стороны.
Вопросточно не глупый, как сейчас многие напишут в комментариях. Поэтому, если вы думаете о таком и переживаете, что уходите от науки, то скажу обратное - вы, напротив, приближаетесь к науке. Физика - это постоянное сомнение и поиск ответов. Такие гипотезы тоже уместны и интересны.
Ранние модели атома (включая визуализации атома как миниатюрной солнечной системы) весьма наводящие на размышления, подразумевают, что это логичные мысли.
Но идея разумной жизни, существующей внутри субатомных частиц, таких как протоны, нейтроны и электроны, не поддерживается современным научным пониманием.
Субатомные частицы являются фундаментальными компонентами материи и не обладают характеристиками, обычно связанными с жизнью или интеллектом, такими как сознание, самосознание или способность реагировать на стимулы.
Можно обратиться к квантовой физике с её невероятными эффектами и явлениями. Тогда разумность объекта очень неплохо бы объяснила всякие интересные штуки, типа парадокса наблюдателя. Оно ведь логично... Частица сама смотрит, измеряют ли её, и выбирает подходящую линию поведения. Но увы,квантовая механика отрицает такой подход.
Давайте рассмотрим проблему на примере электрона. Прежде всего, представление о том, что электрон подобен миниатюрной планете, вращающейся вокруг своего атома, как будто это миниатюрное солнце, являетсяцеликом и полностью неверным. Мы это много раз уже обсуждали на канале.
На самом деле, за редкими исключениями тех моментов, когда мы взаимодействуем с ним с помощью специально разработанных инструментов, электрондаже не имеет четко определенного положения! И он не вращается вокруг атома в каком-либо классическом смысле, хотя вполне верно, что у него есть кинетическая энергия и импульс.
Но есть и другое, еще более важное обстоятельство, которое можно описать в виде простого вопроса:сколько параметров необходимо для полного описания физического состояния электрона? (Неважно, что эти параметры не являются числовыми и не поддаются классическому измерению.) А сколько параметров необходимо для описания планеты? Другими словами, сколькостепеней свободыу электрона и у планеты?
У электрона очень мало степеней свободы. Напротив, у планеты, состоящей из множества мелких частей, их огромное количество.
И откуда мы знаем, что внутри электрона нет дополнительных степеней свободы, которые нам не известны? Мы знаем это из квантового поведения электрона. Единственная причина, по которой электрон может вести себя так, как он себя ведет, заключается в том, что у него очень мало степеней свободы. Ему не из чего выбирать. Если есть два варианта спина (как пример), то выбрать можно только из них. Не слишком ли низкая вариативность?
Теперь вспомните современные нейросети, которые чем-то напоминают сознание и стараются имитировать мыслительный процесс человека. Сколько комбинаций возможно в самом плохеньком компьютере, на котором запускается самая простенькая нейросеть? Наверное счёт идёт на миллионы. То есть для того, чтобы имитировать сознание пчелы, нам нужен компьютер, состоящий из миллиона p-n переходов. Это сотни и тысячи вариантов комбинаций. Эти комбинации мы иназываем тут степенями свободы.
У электрона этих нескольких степеней свободы просто недостаточно, чтобы закодировать что-то столь сложное, как жизнь, не говоря уже о разумной жизни.
Если бы я думал об электроне и планете как о двух вычислительных устройствах, у планеты был бы огромный объем памяти и хранилища, а у электрона было бы несколько бит, и это все. Существует очень мало информации, которая могла бы поместиться в эти несколько бит.
Разумная жизнь, как мы ее понимаем, требует сложных биологических систем, как правило, основанных на клеточных структурах, нейронных сетях и способности к обработке информации. Субатомные частицы не проявляют этих свойств. Вместо этого они управляются законами квантовой механики и взаимодействуют посредством фундаментальных сил.
Однако концепция интеллекта или сознания на фундаментальном уровне является темой философских дебатов. Некоторые теории в физике и философии предполагают, что сознание может иметь более глубокие связи с тканью реальности, но эти идеи являются спекулятивными и не подтверждены эмпирически. И это вполне уместно. Ведьмы не можем с большой точностью утверждать, что понимаем что есть сознание. В конечном итоге, нельзя сказать, что камень не живой в общем смысле понимания.
Ну и если посмотрите моё видео по теме, то будет здорово - ролик тут.
Возьмите в руки любой материальный предмет, а точнее - правильнее будет сказать - предмет из вещества. Онсостоит из атомов. Атомы объединены в некоторые сложные конструкции, которые могут быть закономерными, а могут и не очень. Но все их объединяет одно. Если это ощущаемое материальное тело, тоатомы в его составе объединены друг с другом и удерживаются рядом друг с другом какой-то волшебной силой.
Взаимодействие красиво
И тут очень важное посмотреть мой ролик по теме, где я доходчиво и интересно всё разъясняю. Ещё и под дождик попал, пока снимал. Раньше выкладывал ролики прямо в текст материала, но сейчас у некоторых проблемы с YouTube - поэтому, добро пожаловать по ссылке!
Конечно же, проще всего тут обозначить, что есть некоторая особая сила, которая удерживает атомы рядом. Ещё есть сила, которая не даёт атомами приблизиться невероятно близко друг к другу, а потому все они находятся в состоянии идеального баланса между притяжением и отталкиванием. Опустим сейчас проблему отталкивания. Что с притяжением?
Примерно так
Если заглядывать чуть глубже, чем это подразумевает описание "особая сила", тоу притяжения есть, как минимум, две причины.Это гравитационное взаимодействие, которое есть у любых массивных тел (тел обладающих массой) и электростатическое взаимодействие.
Гравитационное взаимодействие в атоме
Первое тут можно опустить в виду того, чточасть гравитационного взаимодействия в притяжение практически не ощущаема. Прикиньте сами на бумажке, учитывая массу взаимодействующих друг с другом частичек. Это сотые доли и, наверное, тысячные доли от того, что генерирует электростатическое взаимодействие. Да и про гравитацию я уже так много раз рассказывал на канале, что заново описывать механизм не имеет никакого смысла.
Гравитация Эйнштейна
Да, между частицами всё работает также. Это материальные тела и у большинства из них есть масса. Они также притягиваются гравитационно. И современная физика описывает такое поведение,как реакция тела на искажение пространства-времени рядом с массивными телами.
Когда массивный объект оказывается рядом с таким искажением в пространстве, то происходит то, что мы воспринимаем, как притяжение между телами. Эта логика очень поверхностная и никаких воронок в пространстве, в общем-то, нет. Но для создания общей картины этой информации вполне достаточно.
Тут же я отмечу, что теорий гравитации существует огромное количество. Их не пересчитать даже по пальцам рук. Не хватит пальцев. Но наиболее актуальной по множеству причин сегодня считается Эйнштейновская гравитация. Ученые регулярно находят подтверждения её актуальности. Например, не так давно обнаружили гравитационные волны. Вот только сама идея всё равно часто оспаривается.
Природа электростатики
Вторая сила, которая и делает основной вклад в процесс удержания атомов рядом друг с другом - это электростатическая сила. Детально мы её ещё не обсуждали.
Логика простая - положительное ядро атома из протонов и нейтронов перехватывает чужие отрицательные электроны. Образуется взаимодействие и протоны одного атома начинают притягивать электроны другого. Вот и вся песня.
И тут, в общем-то, тоже можно было сказать, чтоесть такой закон Кулона, который описывает притяжение между частицами и формализует электростатическое взаимодействие. Но согласитесь, этого явно маловато для погружения в самую суть вопроса.
Закон Кулона
Проблема в том, что электростатическая сила чаще всего приводится просто как факт. Она есть и всё тут. И школьно-институтская (прикладная) физика тоже лезет значительно реже. Но если есть сила, то есть и причина... Ну и... Конечно же это ещё одно "белое пятно" в современной физике. Нет, я не ругаю теорию и не критикую. Просто если вы постараетесь найти ответ на вопрос как работает электростатическое взаимодействие, то увидите, чтопрямого однозначного ответа нет. История примерно как с гравитацией. Впрочем, есть разные теории, которые мы сейчас и обсудим.
В мире физики одно и то же явление часто можно описать с помощью разных моделей - от простых и интуитивных до невероятно сложных. И каждый уровень точности раскрывает новую глубину понимания. Главное при этом - не путать эти модели между собой, ведь каждая из них работает в своих пределах и по своим правилам.
В нашем случае можно выделить три таких модели. Конечно же, на самом деле их значительно больше, но эти самые "академические".
Действие на расстоянии
Эта идея пришла к нам ещё из эпохи Ньютона, который объяснял гравитацию так: одно тело воздействует на другое просто потому, что они существуют и находятся на определённом расстоянии друг от друга. Причём сила сразу же «узнаёт», где находится второе тело - без каких-либо промежуточных механизмов.
Оно просто есть
Такой подход не требует дополнительных объяснений. Как говорил сам Ньютон -«hypotheses non fingo»(я не измышляю гипотез). В рамках этой модели взаимодействие кажется мгновенным и не нуждается в уточнениях о том, как именно сила передаётся. Перевожу на русский - это примерно как я отметил вначале: она просто почему-то есть. Этакаясугубо инженерная физика.
Поле: сила, у которой есть носитель
С развитием науки стало ясно, что простого «действия на расстоянии» не хватает, особенно когда речь идёт о движущихся и ускоряющихся частицах. Тогда появилась идея поля.
Хороших картинок поля, увы, нет
Поле- это уже самостоятельная сущность, которая существует в пространстве и подчиняется своим законам. Когда заряды ускоряются, поле начинает «жить своей жизнью» и становится посредником, передающим силы между частицами. Например, в электромагнитном взаимодействии именно электромагнитное поле отвечает за передачу силы от одного заряда к другому. Если заряды покоятся или движутся равномерно, поле просто «маскируется», и картина сводится к привычному действию на расстоянии.
Дальше много вопросов относительно самого взаимодействия. Тут есть разные взгляды на вопрос. Самый простой для понимания - самизаряды и есть проявление поля.Они связаны друг с другом как невидимой тканью и представляют собой колебания в ней. Если эти колебания оказываются на некотором подходящим расстоянии, то они начинают притягиваться или отталкиваться. Поведение поля мы воспринимаем как притяжение.
Квантовое поле
Современная физика пошла ещё дальше и описывает взаимодействияс помощью квантовых полей. В квантовой электродинамике притяжение между электроном и протоном объясняется обменом квантами электромагнитного поля - фотонами.
Обменный механизм
Это уже не просто непрерывное классическое поле, а система частиц-переносчиков взаимодействия, которая подчиняется законам квантовой механики. Такая модель позволяет объяснять эффекты, которые классическая теория не могла описать - например, почему атомы излучают свет. Электрон, отдавая фотон протону, при этом образует что-то типа связки. Тут крайне сложно пытаться найти материальные аналогии. Можете представить себе что-то типа водоворота, где потоки воды - это виртуальные обменные фотоны, а какие-то упавшие в воронку объекты - притягивающиеся частицы.
Опа, и на другой стороне
Впрочем, есть ещё один интересный взгляд на проблему - частицы могут притягиваться по одной простой причине. Вероятность их расположения рядом вдруг оказалась максимальной. По логике этого подхода всё работает примерно как прохождение непреодолимого квантового барьера в туннельном эффекте.
Почему важно различать эти модели?
Каждая из моделей подходит для своего уровня задач. Для грубых оценок сойдёт действие на расстоянии. Когда нужно учитывать ускорения и излучение - лучше перейти к полям. А если вы хотите понять тонкие эффекты в микромире - без квантовой электродинамики не обойтись.
Какая модель правильная? Прямого ответа нет. Будет ли физика предлагать новые модели? Скорее всего да!
