Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Satelita odkrył antyprotony uwięzione przez pole magnetyczne Ziemi. To kolejne, po pozytronach, cząsteczki antymaterii otaczające naszą planetę.

Naładowane cząsteczki bez przerwy penetrują atmosferę, zderzając się z obecnymi tam cząsteczkami. W wyniku kolizji powstają nowe cząsteczki, z których wiele uwięzionych jest w pasach Van Allena. Pasy te to dwa półkoliste obszary naładowanych cząsteczek, otaczające Ziemię. Składają się one głównie z elektronów i protonów.

Już wcześniej odkryto tam też pozytrony, czyli odpowiedniki elektronów z antymaterii. Teraz narzędzie PAMELA, znajdujące się na pokładzie rosyjskiego satelity, trafiło na ślad antyprotonów, które są niemal 2000 razy cięższa od pozytronów.

O odkryciu poinformował Piergiorgio Picozza z Uniwersytetu Roma Tor Vergata.

Pomiędzy lipcem 2006 a grudniem 2008 PAMELA odkryła 28 antyprotonów uwięzionych w polu magnetycznym Ziemi nad biegunem południowym. Jako, że PAMELA bada jedynie niewielki fragment pola, można przypuszczać, że antyprotonów są miliardy.

To interesujące, że pole magnetyczne Ziemi działa podobnie do pułapek magnetycznych, które wykorzystujemy w laboratorium - mówi Rolf Landua z CERN-u.

Alessandro Bruno z Uniwersytetu w Bari uważa, że antymateria uwięziona przez pole magnetyczne Ziemi może pewnego dnia posłużyć jako paliwo dla pojazdów kosmicznych. Podczas interakcji pomiędzy materią a antymaterią dochodzi do produkcji energii, a proces ten jest bardziej efektywny niż fuzja zachodząca we wnętrzu Słońca.

To najbardziej obfite źródło antyprotonów w pobliżu Ziemi. Kto wie, może pewnego dnia pojazd kosmiczny wystrzelony z Ziemi zostanie zatankowany w tym obszarze protonami i uda się w dalszą podróż - mówi Bruno.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Amerykańsko-niemiecki zespół naukowcy zidentyfikował 24 planety, które mogą lepiej nadawać się do życia niż Ziemia. Są wśród nich starsze, nieco większe, nieco cieplejsze i prawdopodobnie bardziej wilgotne od Ziemi. Uczeni stwierdzają również, że życie może łatwiej rozwijać się na planetach, które wolniej niż Ziemia krążą wokół gwiazd starszych od Słońca.
      Wszystkie ze zidentyfikowanych planet znajdują się w odległości większej niż 100 lat świetlnych od Ziemi, a ich zidentyfikowanie pozwoli w przyszłości skupić się na nich w poszukiwaniu śladów życia pozaziemskiego. Planety takie mogłyby być szczegółowo badane za pomocą Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba, obserwatoriów LUVIOR czy PLATO.
      Przyszłe teleskopy kosmiczne pozwolą na zdobycie kolejnych danych, dzięki czemu lepiej wybierzemy kandydatów do dalszych badań. Musimy skupić się na tych planetach, które posiadają najbardziej obiecujące warunki do powstania życia. Powinniśmy jednak uważać, by nie utknąć na poszukiwaniach drugiej Ziemi, gdyż mogą istnieć planety zdolne do podtrzymania życia innego niż znamy, mówi profesor Schulze-Makuch z Washington State University i Uniwersytetu Technicznego w Berlinie.
      Gwiazdy takie jak Słońce żyją około 10 miliardów lat. Jako, że na Ziemi bardziej złożone formy życia powstały dopiero po 4 miliardach lat, wiele gwiazd typu słonecznego może umrzeć, zanim w ich układzie planetarnym pojawią się złożone formy życia. Dlatego też naukowcy przyglądali się nie tylko gwiazdom typu widmowego G, czyli żółtym karłom, do których należy Słońce. Przeanalizowali też znane nam egzoplanety krążące wokół pomarańczowych karłów (gwiazda typu K). Są one chłodniejsze, mniej masywne i mniej jasne, niż żółte karły, ale za to żyją od 20 do 70 miliardów lat.
      Warto jednak pamiętać, że sama planeta nie może być zbyt stara. Nie może bowiem wyczerpać swojego wewnętrznego ciepła i utracić ochronnego pola magnetycznego. Ziemia liczy sobie obecnie około 4,5 miliarda lat. Zdaniem specjalistów najlepszy dla planety okres na podtrzymanie i rozwój życia to wiek 5–8 miliardów lat.
      Ważna jest też wielkość planety. Planeta o 10% większa od Ziemi powinna mieć więcej lądów, a taka o masie około 50% większej od Ziemi powinna dłużej utrzymać wewnętrzne ciepło i charakteryzować się silniejszym polem magnetycznym, które na dłużej zatrzyma atmosferę. Autorzy badań przypominają też o wodzie mówiąc, że nieco więcej wody, szczególnie w postaci wilgoci w powietrzu i chmur, powinno pomóc życiu. Podobnie jest z temperaturą. Planety o średniej temperaturze około 5 stopni Celsjusza wyższej niż Ziemi, w połączeniu z większą wilgotnością, powinny wyewoluować większą różnorodność form życia.
      Schulze-Makuch i jego zespół uznali, że supergościnna planeta powinna krążyć wokół pomarańczowego karła, liczyć sobie 5–8 miliardów lat, być o 10% większa i nie więcej niż 50% bardziej masywna niż ZIemia, posiadać średnią temperaturę powierzchni o 5 stopni Celsjsuza wyższą niż na Ziemi, jej wilgotna atmosfera powinna zawierać 25–30 procent tlenu, a resztę powinny stanowić gazy obojętne, powinny na niej znajdować się rozproszone masy wody i lądów, z wieloma płyciznami i archipelagami. Planeta powinna posiadać duży księżyc o masie od 1 do 10 procent masy planety i znajdujący się w odległości 10–100 średnic planety, powinny na niej zachodzić procesy geologiczne takie jak tektonika płyt lub podobne oraz powinna posiadać silne pole magnetyczne.
      Jako, że kilku z tych elementów (jak np. rozkład mas lądowych, obecność księżyca czy procesów tektonicznych) nie jesteśmy obecnie w stanie badać, naukowcy skupili się na elementach, które już teraz możemy obserwować. Badali zatem typ gwiazdy, wiek planety, jej prawdopodobną wielkość i masę oraz panujące temperatury.
      Gdy naukowcy przyjrzeli się bliżej 24 wybranym przez siebie planetom okazało się, że 9 z nich krąży wokół gwiazdy typu K, 16 z nich ma od 5 do 8 miliardów lat, a na 5 panują temperatury odbiegające od temperatury optymalne nie więcej niż o 10 stopni Celsjusza. Tylko jeden z kandydatów na planetę – KOI 5715.01 – spełniał trzy kryteria planety supergościnnej. Jednak średnie temperatury na tej planecie wynoszą prawdopodobnie 11,59 stopnia Celsjusza, czyli mniej niż na Ziemi. Naukowcy nie wykluczają jednak, że panuje tam silniejszy efekt cieplarniany niż na naszej planecie, więc temperatury te mogą być wyższe, co może czynić KOI 5715.01 planetą supergościnną.
      Szczegóły badań opublikowano w piśmie Astrobiology.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od dawna słyszymy teorię, że w przeszłości Ziemia była sucha, a wodę przyniosły z czasem bombardujące ją komety i asteroidy. Tymczasem badania opublikowane właśnie na łamach Science sugerują, że woda mogła istnieć na naszej planecie od zarania jej dziejów.
      Naukowcy z Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques we Francji odkryli, że grupa kamiennych meteorytów o nazwie chondryty enstatytowe, zawiera na tyle dużo wodoru, by dostarczyć na Ziemię co najmniej trzykrotnie więcej wody niż jej zawartość w ziemskich oceanach. Chondryty enstatytowe mają skład taki, jak obiekty z wewnętrznych części Układu Słonecznego, zatem taki, z jakiego powstała Ziemia.
      Nasze odkrycie pokazuje, że materiał, z jakiego powstała Ziemia mógł w znacznym stopniu dostarczyć jej wodę. Materiały zawierające wodór były obecne w wewnętrznych częściach Układu Słonecznego w czasie, gdy formowały się planety skaliste. Nawet jeśli temperatura była wówczas zbyt wysoka, by woda występowała w stanie ciekłym, mówi główny autor badań, Laurette Piani.
      Najnowsze odkrycie to spore zaskoczenie, gdyż zawsze sądzono, że materiał, z którego powstała Ziemia, był suchy. Pochodził bowiem z wewnętrznych obszarów formującego się Układu Słonecznego, gdzie temperatury nie pozwalały na kondensację wody.
      Chondryty enstatytowe pokazują, że woda nie musiała dotrzeć na naszą planetę z krańców Układu. Są rzadkie, stanowią jedynie 2% meteorytów znajdowanych na Ziemi. Jednak ich podobny do Ziemi skład izotopowy wskazuje, że jest z takiego właśnie materiału powstała planeta. Mają bowiem podobne izotopy tlenu, tytanu, wapnia, wodoru i azotu co Ziemia. Jeśli chondryty enstatynowe tworzyły Ziemię – z ich skład izotopowy na to wskazuje – to oznacza, że miały one w sobie tyle wody, by wyjaśnić jej pochodzenie na naszej planecie. To niesamowite, ekscytuje się współautor badań, Lionel Vacher.
      Badania wykazały też, że znaczna część azotu obecnego w ziemskiej atmosferze może pochodzi z chondrytów enstatynowych. Mamy do dyspozycji niewiele chondrytów estatynowych, które nie zostały zmienione przez asteroidę, której były częścią, ani przez Ziemię. Bardzo ostrożnie dobraliśmy chondryty do naszych badań i zastosowaliśmy specjalne techniki analityczne, by upewnić się, że to, co znajdziemy, nie pochodzi z Ziemi, mówi uczony. Badania wody w meteorytach zostały przeprowadzone za pomocą spektrometrii mas i spektrometrii mas jonów wtórnych.
      Założono, że chondryty enstatynowe uformowały się blisko Słońca. Były więc powszechnie uznawane za suche i prawdopodobnie z tego powodu nie przeprowadzono ich dokładnych badań pod kątem obecności wodoru, mówi Piani.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed 3,2 miliardami lat Ziemia mogła być wodnym światem. Tak przynajmniej wynika z badań, których wyniki opublikowano w Nature Geoscience. Badania wykonane przez naukowców z University of Colorado Boulder pomogą lepiej zrozumieć, w jaki sposób i gdzie na Ziemi pojawiły się po raz pierwszy organizmy jednokomórkowe, uważa profesor Boswell Wing.
      Wing i Benjamin Johnson prowadzili badania skał w miejscu znanym jako Panorama w północno-zachodniej części australijskiego Outbacku. Dzisiaj to porośnięte krzakami wzgórza poprzecinane dolinami wyschniętych rzek. To dziwne miejsce, mówi Johnson. Jednak można tam badać liczące 3,2 miliarda lat skały, które w przeszłości stanowiły dno oceanu. W regionie Panorama geolodzy mieli wyjątkową okazję zbadania składu chemicznego wody oceanicznej sprzed miliardów lat. Oczywiście samej wody tam nie ma, ale są skały, które wchodziły w interakcje z tą wodą i noszą ślady tej interakcji, dodaje uczony. To tak, jakby analizować ziarna kawy, by dowiedzieć się czegoś o wodzie, z którą miały styczność, wyjaśnia.
      Naukowców szczególnie interesowały izotopy tlenu. Cięższy tlen-18 i lżejszy tlen-16.
      Uczeni odkryli, że przed 3,2 miliardami lat woda morska musiała mieć inny skład niż obecnie. Było w niej minimalnie więcej tlenu-18. To niewielka różnica, ale bardzo znacząca dla naszego zrozumienia przeszłości Ziemi.
      Wing wyjaśnia, że obecnie lądy pokryte są glebami bogatymi w iły, które niczym odkurzacz wyciągają z wody 18O. Naukowcy wysunęli więc hipotezę, która mówi, że najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem nadmiaru tlenu-18 w dawnym oceanie jest przyjęcie, że wówczas nie było wielkich pokrytych bogatymi glebami mas lądowych, które wyciągałyby izotop z oceanu. Co, oczywiście, nie oznacza, że w ogóle nie było suchego lądu.
      Mogły istnieć niewielkie mikrokontynenty. Uważamy jednak, że nie istniały wielkie formacje na globalną skalę, z jakimi mamy do czynienia obecnie, mówi Wing. To oczywiście rodzi pytanie, kiedy rozpoczęły się ruchy tektoniczne, które ostatecznie utworzyły Ziemię, jaką znamy obecnie. Wing i Johnson nie potrafią na nie odpowiedzieć. Już jednak planują badania młodszych formacji skalnych rozsianych od Arizony po RPA. Spróbują zidentyfikować moment, w którym na Ziemi pojawiły się pierwsze duże obszary suchego lądu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z CERN-u wykorzystali zaawansowane techniki spektroskopii laserowej do zbadania, po raz pierwszy w historii, struktury subtelnej antywodoru. Okazało się, że przesunięcie Lamba – niewielkie rozbieżności między obserwowanymi poziomami energetycznymi, a przewidywaniami równania Diraca – jest tutaj takie samo jak w przypadku wodoru.
      Fakt że w kosmosie wydaje się istnieć bardzo niewiele antymaterii od dawna niepokoi fizyków. Tworzenie i badania atomów antymaterii to jeden ze sposobów na poznanie przyczyn tej asymetrii. Szczególnym zainteresowaniem cieszy się tutaj badanie anomalii w spektrach antyatomów i porównywanie ich ze spektrami atomów, za pomocą którego możemy odkryć i wyjaśnić naruszenie symetrii CPT.
      ALPHA tworzy atomy antywodoru łącząc antyprotony dostarczane przez Antiproton Decelerator z antyalektronami. Następnie całość umieszcza w pułapce magnetycznej w próżni, dzięki czemu antywodór nie wchodzi w reakcję z materią i nie ulega anihilacji. Na atomy antywodoru kierowane jest następnie światło lasera, za pomocą którego dokonywane są pomiary.
      Na łamach Nature opisano najnowszy eksperyment, podczas którego uczeni z ALPHA badali strukturę subtelną antywodoru znajdującego się w pierwszym stanie wzbudzonym. Pomiary wykonano za pomocą setek antyatomów, które wytwarzano w grupach po około 20 średnio co 4 minuty. Antyatomy były przez dwa dni przechowywane w pułapce magnetycznej. Następnie za pomocą krótkich impulsów światła ultrafioletowego poziom wzbudzenia był zmieniany ze stanu podstawowego do 2P1/2 lub 2P3/2. Gdy antyatomy wracały do stanu 1S niektóre z nich uciekały z pułapki i ulegały anihilacji z atomami z jej ścianek.
      W ten sposób naukowcy byli w stanie określić różnice pomiędzy oboma stanami 2P, a stanem 1S. Pomiarów z dokładnością 16 części na miliard. Okazało się, że rozszczepienie struktury subtelnej atomów wodoru i antywodoru jest takie samo. Niepewność obliczeń nie przekracza tutaj 2%. Również badania przesunięcia Lamba wykazały wysoką zgodność pomiędzy atomami wodoru i antywodoru. Tutaj różnice nie przekraczają 11%.
      Randolf Pohl z Uniwersytetu w Moguncji mówi, że zespół ALPHA osiągnął spektakularny sukces w dziedzinie spektroskopii laserowej antywodoru. Szczególnie ważnym osiągnięciem jest zmniejszenie niepewności pomiaru przesunięcia Lamba do mniej niż 1/10000. Dalsze uściślenie pomiarów powinno pozwolić na zbadanie czy rzeczywiście dochodzi do naruszenia symetrii CPT.
      Stwierdzenie, że pomiędzy tymi dwiema formami materii nie ma żadnej różnicy, może wstrząsnąć podstawami fizyki opartej na Modelu Standardowym. Nasze nowe pomiary dotyczą pewnych aspektów związanych z interakcją antymaterii, takich jak przesunięcie Lamba, które od dawna chcemy badać, mówi Jeffrey Hangst, rzecznik prasowy grupy ALPHA.
      W następnym etapie naszych badań chcemy wykorzystać najnowocześniejszą technikę do schłodzenia dużych ilości antywodoru. Tego typu techniki umożliwią niezwykle precyzyjne porównanie materii i antymaterii, dodaje.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Algorytm sztucznej inteligencji zidentyfikował 11 asteroid o średnicy ponad 100 metrów każda, które mogą uderzyć w Ziemię i spowodować olbrzymie zniszczenia. Każdy z tych obiektów jest znacznie większy od meteorytu tunguskiego (50–80 metrów średnicy), który eksplodował na Ziemią i powalił drzewa na obszarze ponad 2000 km2.
      Z pisma Astronomy & Astrophysics dowiadujemy się, że naukowcy z holenderskiego Uniwersytetu w Leiden stworzyli algorytm sztucznej inteligencji, który trenowali na superkomputerze ALICE. John D. Hefele, Francesco Bortolussi i Simon Portegies Zwart wykorzystali sieć neuronową, na której najpierw modelowali ruch planet i Słońca w ciągu najbliższych 10 000 lat. Następnie „przewinęli” swoją symulację od tyłu, dodając do niej hipotetyczne asteroidy „wyrzucane” z Ziemi w przestrzeń kosmiczną.
      Gdy uruchomili symulację we właściwej kolejności, otrzymali bazę danych wyimaginowanych asteroid, które mogłyby uderzyć w Ziemię. Ta baza posłużyła im do treningu sieci neuronowej, której zadaniem było następnie określenie, która z prawdziwych znanych nam asteroid może stanowić zagrożenie dla naszej planety.
      Testy dowiodły, że oprogramowanie, nazwane Hazard Object Identifier (HOI, co po holendersku oznacza też „cześć”), potrafi zidentyfikować 90,99% potencjalnie niebezpiecznych obiektów z udostępnionej przez NASA 2000 obiektów bliskich Ziemi.
      Kolejne symulacje wykazały, że w latach 2131 – 2923 co najmniej 11 dużych, ponad 100-metrowych znanych nam obecnie asteroid, przybliży się do Ziemi na odległość mniejszą niż 1/10 odległości pomiędzy Ziemią a Księżycem.
      Obserwacje obiektów bliskich Ziemi (NEO) prowadzone są od lat. Jednak obecnie stosowane oprogramowanie nie rozpoznało w tych asteroidach zagrożenia. Stało się tak dlatego, że asteroidy mają trudne do przewidzenia orbity, a oprogramowanie to używa innych metod obliczeniowych niż wspomniany algorytm sztucznej inteligencji.
      Wiemy teraz, że nasze oprogramowanie działa. Będziemy chcieli je udoskonalić i wykorzystać w nim więcej danych. Problem w tym, że niewielkie różnice w obliczeniach orbity mogą prowadzić do bardzo różnych wniosków, mówi profesor Portegies Zwart.
      Tego typu badania pozwolą nam w przyszłości uchronić Ziemię przed katastrofalnym w skutkach zderzeniem z asteroidą. Im szybciej dowiemy się o zagrożeniu, tym więcej czasu będziemy mieli, by na nie zareagować. Nie od dzisiaj bowiem prowadzi się badania koncepcyjne nad niszczeniem czy przekierowaniem obiektów zagrażających Ziemi.
      Temat asteroid zagrażających Ziemi i obrony przed nimi poruszaliśmy już wielokrotnie w tekstach Szef NASA zaleca modlitwę, Znamy już ponad 10 000 NEO, NASA planuje test technologii ochrony Ziemi przed asteroidami, Obronienie Ziemi będzie trudniejsze, niż sądziliśmy czy Źle szacujemy ryzyko kosmicznej katastrofy?

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...