Компьютерра - Журнал «Компьютерра» № 24 от 26 июня 2007 года

Новую удивительную гипотезу предложил знаменитый профессор Центра фундаментальных законов природы Гарвардского университета Говард Джорджи (Howard Georgi). Ученый считает, что помимо обычной материи, которая состоит из описываемых стандартной моделью элементарных частиц, в природе существует еще и другая, ни на что не похожая материя, которую нельзя поделить на частицы.

Отправной точкой новой теории является идея масштабной инвариантности. Поля с таким свойством, которое означает, что при изменении размеров ничего не меняется, давно имеются в теории. Но любые частицы с ненулевой массой покоя заведомо не обладают независимостью от масштаба. Однако в стандартной модели есть безмассовая частица фотон и, возможно, еще и нейтрино, с массой которого до сих пор полной ясности нет. Поэтому предположение о том, что существует еще какая-то безмассовая и безразмерная материя, которая вдобавок и не делится на частицы, не приводит к противоречиям. Эту материю профессор так и назвал – безчастичная.

Такую материю пока никто не наблюдал. Да и что, собственно, нужно пытаться увидеть – не очень понятно. Профессор считает, что при низких энергиях обычного мира безчастичная материя очень слабо взаимодействует с обычным веществом. Однако при энергиях, доступных Большому адронному коллайдеру, который в будущем году должен заработать в Европе, ее уже можно обнаружить. Она должна проявиться в том, что в экспериментах по столкновениям обычных частиц будет нарушаться полный баланс энергии и импульса частиц, причем нарушаться так, будто в столкновении участвует еще некоторое дробное число частиц.

Пока теория безчастичной материи развита слабо, и Говард Джорджи приглашает всех желающих присоединиться к исследованиям. Например, интересно посмотреть, какие последствия возникнут в космологии. Можно ли с помощью безчастичной материи решить проблемы темной материи и темной энергии? И тут надо торопиться, ведь если новый ускоритель вступит в строй и никаких сюрпризов не будет, с этой экзотической гипотезой, скорее всего, придется расстаться. ГА

Сотрудники расположенной в чилийских Андах европейской обсерватории Ла Силья впервые точно измерили скорость плазменных выбросов, порождающих космические всплески гамма-излучения. Эта работа была выполнена с помощью автоматизированного 60-сантиметрового телескопа REM (Rapid Eye Mount), который действовал в паре с космической гамма-обсерваторией SWIFT. 18 апреля и 7 июня прошлого года обсерватория зарегистрировала два мощных гамма-всплеска, источники которых были удалены от Солнца соответственно на 9,3 и 11,5 млрд. световых лет. Эти данные были сразу же переданы компьютеру, управляющему работой телескопа REM, который менее чем через минуту приступил к отслеживанию всплесков.

Космические гамма-всплески сопровождаются выбросами гигантских потоков лучевой энергии. Типичный всплеск за считанные секунды или максимум за минуты высвобождает в сто раз больше энергии, нежели нашему Солнцу суждено выработать за всю жизнь. Об их причинах астрофизики спорят до сих пор. Самая распространенная модель связывает большинство всплесков с коллапсом гигантских (20–100 солнечных масс) звезд, который заканчивается возникновением черных дыр (самые короткие и относительно редкие всплески скорее всего возникают при столкновениях нейтронных звезд или черных дыр). Согласно этой модели, в экваториальной плоскости только что погибшего светила формируется диск из сверхплотной (10 млн. килограммов на кубический сантиметр) и сверхраскаленной (10 млрд. градусов) плазмы, вращающийся со скоростью около 1000 оборотов в секунду. Материя диска втягивается по спиралям внутрь черной дыры с почти световыми скоростями. Однако заряженные частицы все же могут выскользнуть из гравитационных объятий дыры еще до пересечения ее границы (так называемого горизонта событий) только при движении вдоль оси вращения плазменного диска. Когда это происходит, возникшая дыра выбрасывает в противоположных направлениях две исполинские плазменные струи, так называемые джеты. Пробегающие по джетам ударные волны порождают сильные магнитные поля, в которых частицы закручиваются по спирали, излучая мощнейшие гамма-импульсы длительностью от секунды до нескольких минут, уходящие вдоль этой же осевой линии. По мере охлаждения джеты генерируют все более длинноволновые фотоны: сначала рентгеновские, затем ультрафиолетовые и наконец оптические и инфракрасные (так называемое послесвечение всплеска).