Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Kolejna awaria Wielkiego Zderzacza Hadronów
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
W Wielkim Zderzaczu Hadronów przeprowadzono pierwsze badania, których celem było sprawdzenie, czy najcięższe cząstki elementarne – kwarki t (wysokie, prawdziwe) – zachowują się zgodnie ze szczególną teorią względności Einsteina. Eksperyment, wykonany przy użyciu CMS, miał sprawdzić prawdziwość kluczowego elementu teorii względności, czyli symetrii Lorenza. Zgodnie z nią prędkość światła jest identyczna we wszystkich kierunkach.
Istnieją pewne teorie, jak np. niektóre modele teorii strun, zgodnie z którymi przy wysokich energiach szczególna teoria względności nie działa i wyniki eksperymentu będą zależały od jego orientacji w czasoprzestrzeni. Ślady takiego złamania symetrii Lorenza powinny być tez widoczne przy niższych energiach, jakie są wykorzystywane w Wielkim Zderzaczu Hadronów.
Dlatego też naukowcy pracujący przy CMS postanowili poszukać złamania symterii Lorenza wykorzystując w tym celu pary kwarków t. W prowadzonych przez nich eksperymentach zależność ich wyniku od orientacji w czasoprzestrzeni oznaczałaby, że tempo wytwarzania par kwarków t w zderzeniach protonów zmieniałoby się wraz z porą dnia.
Skoro bowiem Ziemia obraca się wokół własnej osi, zmienia się położenie Wielkiego Zderzacza Hadronów, a zatem i kierunek strumieni protonów oraz orientacja miejsca, w którym dochodzi do zderzeń protonów i pojawiania się kwarków. Jeśli zatem symetria Lorenza zostaje złamana, to wraz ze zmianą pory dnia powinna zmieniać się liczba kwarków t pojawiających się w wyniku zderzeń.
Analiza danych z CMS z drugiej kampanii badawczej LHC (lata 2015–2018), wykazała, że tempo produkcji kwarków t w urządzeniu jest stałe. Symetria Lorenza nie jest więc naruszana, a szczególna teoria względności się broni. Uzyskane wyniki posłużą jako wstęp do poszukiwań naruszenia symetrii Lorenza w danych z trzeciej kampanii naukowej (2022–2026). Będzie można je wykorzystać też do bardziej szczegółowego przyjrzenia się innym procesom zachodzącym w akceleratorze, w których biorą udział bozon Higgsa czy bozony W i Z.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Głównym powodem wybudowania Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC) były poszukiwania bozonu Higgsa. Urządzenie wywiązało się z tego zadania w 2012 roku i od tej pory poszerza naszą wiedzę o świecie. Teraz naukowcy z eksperymentów CMS i ATLAS w CERN poinformowali o znalezieniu pierwszych dowodów na rzadki rozpad bozonu Higgsa do bozonu Z i fotonu. Jeśli ich spostrzeżenia się potwierdzą, może być to pośrednim dowodem na istnienia cząstek spoza Modelu Standardowego.
Model Standardowy przewiduje, że jeśli bozon Higgsa ma masę ok. 125 gigaelektronowoltów – a z ostatnich badań wiemy, że wynosi ona 125,35 GeV – to w około 0,15% przypadków powinien się on rozpadać na bozon Z – elektrycznie obojętny nośnik oddziaływań słabych – oraz foton, nośnik oddziaływań elektromagnetycznych. Niektóre teorie uzupełniające Model Standardowy przewidują inną częstotliwość dla takiego rozpadu. Zatem sprawdzenie, które z nich są prawdziwe, daje nam ważny wgląd zarówno w samą fizykę spoza Modelu Standardowego, jak i na bozon Higgsa. A mowa jest o fizyce poza Modelem Standardowym, gdyż modele przewidują, że bozon Higgsa nie rozpada się bezpośrednio do bozonu Z i fotonu, ale proces ten przebiega za pośrednictwem pojawiających się i znikających cząstek wirtualnych, które trudno jest wykryć.
Uczeni z ATLAS i CMS przejrzeli dane z 2. kampanii badawczej LHC z lat 2015–2018 i zdobyli pierwsze dowody na rozpad bozonu Higgsa do bozonu Z i fotonu. Istotność statystyczna odkrycia wynosi sigma 3,4, jest więc mniejsza od sigma 5, kiedy to można mówić o odkryciu. Dlatego też na na razie do uzyskanych wyników należy podchodzić z ostrożnością, wymagają one bowiem weryfikacji.
Każda cząstka ma specjalny związek z bozonem Higgsa, zatem poszukiwanie rzadkich dróg rozpadu bozonu Higgsa jest priorytetem. Dzięki drobiazgowemu połączeniu i analizie danych z eksperymentów ATLAS i CMS wykonaliśmy krok w kierunku rozwiązania kolejnej zagadki związanej z bozonem Higgsa, mówi Pamela Ferrari z eksperymentu ATLAS. A Florencia Canelli z CMS dodaje, że podczas trwającej właśnie 3. kampanii badawczej LHC oraz High-Luminosity LHC naukowcy będą w stanie doprecyzować obecnie posiadane dane oraz zarejestrować jeszcze rzadsze rodzaje rozpadów Higgsa.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Gatunki ptaków o unikatowych cechach fizycznych są najbardziej zagrożone wyginięciem, informuje Brytyjskie Towarzytwo Ekologiczne (BSE – British Ecological Society). Badania, których autorzy przeanalizowali cechy fizyczne (jak np. kształt dzioba czy rozpiętość skrzydeł) 99% żyjących gatunków ptaków, zostały opublikowane w wydawanym przez BSE piśmie Functional Ecology.
Badacze, na czele których stali naukowcy z Imperial College London zauważyli, że najbardziej unikatowe gatunki – takie o niezwykłych i rzadkich cechach fizycznych – są najbardziej zagrożone. Jako że ich niezwykłe cechy powstały w wyniku dostosowania się do unikatowej roli, jaką pełnią w środowisku, wyginięcie tych gatunków może mieć zgubne skutki dla ekosystemów, w których żyją.
Naukowcy przeprowadzili symulację, w której założyli wyginięcie wszystkich gatunków klasyfikowanych obecnie jako zagrożone i bliskie zagrożenia. Okazało się, że w takim scenariuszu dochodzi do znacznie większej redukcji zróżnicowanie morfologicznego ptaków, niż w scenariuszu, gdy znikają losowo wybrane gatunki. To zaś oznacza, że najbardziej narażone na wyginięcie są właśnie te unikatowe.
Wśród unikatowych i zagrożonych są np. fregata białobrzucha występująca endemicznie na Wyspie Bożego Narodzenia czy migrujący co roku z Alaski na południe Pacyfiku i używający narzędzi kulik alaskański. Z naszych badań wynika, że wymieranie najprawdopodobniej usunie najbardziej unikatowe gatunki z drzewa filogenetycznego ptaków. Ich utrata będzie wiązała się z utratą wyspecjalizowanych ról, jakie odgrywają w ekosystemie. Jeśli nie ochronimy tych gatunków, funkcjonowanie ekosystemów zostanie mocno zaburzone, mówi jeden z autorów badań, Jarome Ali, doktorant z Princeton University.
Naukowcy wykorzystali podczas swoich badań bazę danych, w której znajdują się m.in. dane z pomiarami cech fizycznych 9943 gatunków ptaków. Nie brali pod uwagę kiwi, gdyż uznali ja za ekstremum morfologiczne. Dane te analizowali w połączeniu z informacjami na temat aktualnego statusu gatunków publikowanymi w Czerwonej księdze gatunków zagrożonych.
Mimo, że badania wykazały, iż unikatowe ptaki są bardziej narażone, nie można na ich podstawie stwierdzić, jaki istnieje tutaj związek. Być może polega on na tym, że wysoce wyspecjalizowane organizmy mają mniejsze możliwości przystosowania się do zmieniających się warunków, a działania człowieka mają największy wpływ na gatunki wypełniające unikatowe role w ekosystemach. Potrzeba jednak więcej badań na ten temat, mówi Ali.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Dzisiaj, po trzech latach przerwy, Wielki Zderzacz Hadronów (LHC) ponownie podejmuje badania naukowe. Największy na świecie akcelerator cząstek będzie zderzał protony przy rekordowo wysokiej energii wynoszącej 13,6 teraelektronowoltów (TeV). To trzecia kampania naukowa od czasu uruchomienia LHC.
Przez trzy ostatnie lata akcelerator był wyłączony. Trwały w nim prace konserwatorskie i rozbudowywano jego możliwości. Od kwietnia w akceleratorze znowu krążą strumienie cząstek, a naukowcy przez ostatnich kilka tygodni sprawdzali i dostrajali sprzęt. Teraz uznali, że wszystko działa, jak należy, uzyskano stabilne strumienie i uznali, że LHC może rozpocząć badania naukowe.
W ramach rozpoczynającej się właśnie trzeciej kampanii naukowej LHC będzie pracował bez przerwy przez cztery lata. Rekordowo wysoka energia strumieni cząstek pozwoli na uzyskanie bardziej precyzyjnych danych i daje szanse na dokonanie nowych odkryć.
Szerokość wiązek protonów w miejscu ich kolizji będzie mniejsza niż 10 mikrometrów, co zwiększy liczbę zderzeń, mówi dyrektor akceleratorów i technologii w CERN, Mike Lamont. Uczony przypomina, że gdy podczas 1. kampanii naukowej odkryto bozon Higgsa, LHC pracował przy 12 odwrotnych femtobarnach. Teraz naukowcy chcą osiągnąć 280 odwrotnych femtobarnów. Odwrotny femtobarn to miara liczby zderzeń cząstek, odpowiadająca około 100 bilionom zderzeń proton-proton.
W czasie przestoju wszystkie cztery główne urządzenia LHC poddano gruntowym remontom oraz udoskonaleniom ich systemów rejestracji i gromadzeniach danych. Dzięki temu mogą obecnie zebrać więcej informacji o wyższej jakości. Dzięki temu ATLAS i CMS powinny zarejestrować w obecnej kampanii więcej kolizji niż podczas dwóch poprzednich kampanii łącznie. Całkowicie przebudowany LHCb będzie zbierał dane 10-krotnie szybciej niż wcześniej, a możliwości gromadzenia danych przez ALICE zwiększono aż 55-krotnie.
Dzięki tym wszystkim udoskonaleniom można będzie zwiększyć zakres badań prowadzonych za pomocą LHC. Naukowcy będą mogli badać bozon Higgsa z niedostępną wcześniej precyzją, mogą zaobserwować procesy, których wcześniej nie obserwowano, poprawią precyzję pomiarów wielu procesów, które mają fundamentalne znaczenie dla zrozumienia fizyki, asymetrii materii i antymaterii. Można będzie badać właściwości materii w ekstremalnych warunkach temperatury i gęstości, eksperci zyskają nowe możliwości poszukiwania ciemnej materii.
Fizycy z niecierpliwością czekają na rozpoczęcie badań nad różnicami pomiędzy elektronami a mionami. Z kolei program zderzeń ciężkich jonów pozwoli na precyzyjne badanie plazmy kwarkowo-gluonowej, stanu materii, który istniał przez pierwszych 10 mikrosekund po Wielkim Wybuchu. Będziemy mogli przejść z obserwacji interesujących właściwości plazmy kwarkowo-gluonowej do fazy precyzyjnego opisu tych właściwości i powiązania ich z dynamiką ich części składowych, mówi Luciano Musa, rzecznik prasowy eksperymentu ALICE.
Udoskonalono nie tylko cztery zasadnicze elementy LHC. Również mniejsze eksperymenty – TOTEM, LHCf, MoEDAL czy niedawno zainstalowane FASER i SND@LHC – pozwolą na badanie zjawisk opisywanych przez Model Standardowy oraz wykraczających poza niego, takich jak monopole magnetyczne, neutrina czy promieniowanie kosmiczne.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Co łączy słupy ogrodzeń, sterty kamieni i śródpolne kapliczki? Są to małe elementy krajobrazu rolniczego, z których chętnie korzystają ptaki. Według badaczy takie obiekty wpływają na obecność ptaków w krajobrazie rolniczym, dlatego warto je uwzględniać w modelowaniu i ochronie bioróżnorodności.
Krajobraz rolniczy może być monotonny, tak bywa w przypadku wielkoobszarowych gospodarstw zdominowanych przez uprawy jednego gatunku, np. rzepaku czy kukurydzy. O wiele bardziej zróżnicowany bywa na wsiach, gdzie zachowały się gospodarstwa „nienowoczesne”, a wśród łąk i pól wciąż można natrafić na miedze, kępy drzew, stawy śródpolne itp. Ostatnio naukowcy sprawdzali, czy obecność takich pojedynczych obiektów w okolicy wpływa na liczbę ptasich gatunków.
Chodzi o pojedyncze elementy - samotne drzewo czy staw śródpolny, a czasami tak niepozorne lub tymczasowe, jak słupki ogrodzeń, głaz, strach na wróble, stóg siana czy sterta nawozu.
Kwestię wykorzystywania takich obiektów przez ptaki krajobrazu rolniczego zbadali naukowcy z Instytutu Ochrony Przyrody PAN w Krakowie i Instytutu Biologii Ssaków w Białowieży, Uniwersytetu Szczecińskiego, Uniwersytetu Przyrodniczego oraz Uniwersytetu Adama Mickiewicza w Poznaniu, Szwedzkiego Uniwersytetu Przyrodniczego w Uppsali i Uniwersytetu Przyrodniczego w czeskiej Pradze. Analizowali oni ok. 300 publikacji naukowych pod kątem znaczenia różnego rodzaju pojedynczych elementów wśród pól. Zarazem wśród pracujących w terenie ornitologów przeprowadzili badania ankietowe, prosząc między innymi o wymienienie kilku gatunków ptaków najbardziej – w opinii ankietowanych – związanych z takimi właśnie, pojedynczymi elementami w krajobrazie.
Naukowcy potwierdzili, że pojedyncze obiekty są faktycznie często wykorzystywane przez ptaki. Na podstawie ankiet opracowali też listę 71 gatunków i 12 grup taksonomicznych, których przedstawiciele korzystają z tych pojedynczych obiektów wśród pól. Znalazły się na niej m.in. myszołowy, gąsiorki, trznadle, pustułki, potrzeszcze, srokosze, pliszki żółte, szpaki, ortolany, skowronki czy bociany białe i inne.
Pojedyncze elementy krajobrazu pełnią różne funkcje. Trznadle, ortolany, potrzeszcze to ptaki, które do śpiewu potrzebują tzw. songpostu – miejsca, skąd dźwięk dobrze się niesie, gdzie mogą zaznaczyć swoją obecność. Jest szereg prac naukowych, które mówią, że rozproszone drzewa, krzewy czy słupki ogrodzeniowe stanowią bardzo ważny element ich terytorium. Z kolei ptaki drapieżne bardzo często w swoich polowaniach używają elementów typowo antropogenicznych, takich jak słupki ogrodzeń – opowiada w rozmowie z PAP Sylwia Pustkowiak z Instytutu Ochrony Przyrody (IOP) PAN w Krakowie. Wraz z Piotrem Skórką z Instytutu Ochrony Przyrody PAN wykonywała ona główną część analiz.
Kolejna sprawa to żerowanie. Badaczka z Krakowa mówi, że sterty obornika stanowią ważne źródło pokarmu dla ptaków owadożernych, jak pliszka żółta, ale też ziarnojadów, które znajdują tam resztki ziaren. Obecność takich stert może więc sprzyjać obecności określonych gatunków ptaków w krajobrazie.
Autorzy badania podkreślają, że ich analizy mają znaczenie w kontekście badań bioróżnorodności. Jeśli chcemy mieć dobre dane na temat tego, jak zmiany w krajobrazie rolniczym wpływają na rozmieszczenie ptaków – to musimy znać najważniejsze czynniki, które determinują to rozmieszczenie – mówi Sylwia Pustkowiak.
Prowadzący takie badania naukowcy często koncentrują się dziś na sposobach użytkowania gruntów, konkretnych miarach krajobrazu, elementach powierzchniowych i danych przestrzennych, takich jak rozdrobnienie pól, długość rowów, dróg, alei drzew czy żywopłotów... Niemal wcale nie uwzględniają pojedynczych, punktowych elementów krajobrazu rolniczego. Tymczasem są one przez ptaki wykorzystywane. Wydaje się, że wzięcie ich pod uwagę jest brakującym elementem tej krajobrazowej układanki – zaznacza Sylwia Pustkowiak.
Dlatego powinniśmy uwzględniać je w modelowaniu i ochronie różnorodności biologicznej krajobrazów rolniczych – piszą naukowcy. I przedstawiają listę 17 elementów, które mogą wpływać na obecność ptaków. Obiekty na liście to: drzewo, staw śródpolny, turbina wiatrowa, krzyż albo kapliczka, ambona myśliwska, pojedynczy krzew, głaz, słup energetyczny, słupki ogrodzeń, studnia, znak drogowy, strach na wróble, stóg siana, sterta nawozu, gałęzi, kamieni czy wapna.
Swoje wnioski naukowcy podsumowali w Biological Revievs. I zalecają, by zacząć zwracać uwagę na te elementy w badaniach. Nie możemy konstruować zaleceń dotyczących ochrony krajobrazu, jeżeli nie wiemy, które czynniki mają największy wpływ na rozmieszczenie ptaków – sugeruje Sylwia Pustkowiak.
Wiedza na temat relacji organizmów z poszczególnymi elementami krajobrazu może sprzyjać ochronie gatunków. Badaczka z IOP PAN podkreśla, że na terenach zajętych przez rolnictwo wielkoobszarowe usuwane są często zakrzaczenia śródpolne i inne obiekty, uznane przez gospodarza za przeszkodę lub coś niepotrzebnego. Tymczasem – wśród hektarów monokultury – są to jedyne miejsca, gdzie mogą przebywać ptaki i inne zwierzęta – podkreśla.
Sylwia Pustkowiak dodaje, że z krajobrazu rolniczego znika wiele elementów: ludzie likwidują miedze i zadrzewienia śródpolne, stawki i oczka śródpolne wysychają lub są zasypywane. Tymczasem nawet pojedyncze drzewo może mieć duże znaczenie, co potwierdziły badania. Już wcześniej inni naukowcy wykazali, że gdy na terenach otwartych pojawia się choć jedno drzewo, to liczba gatunków ptaków w tym miejscu podwaja się w stosunku do okolic, w których drzew nie ma. To kolosalny efekt! Wokół tych pojedynczych elementów krajobrazu dużo się dzieje – chodzi nie tylko o ptaki, ale też gryzonie czy owady, i związane z nimi interakcje wewnątrz- i międzygatunkowe – przypomniała.
Czasami, gdy ludzie spierają się o wycinkę drzew – pada argument: przecież to tylko jedno drzewo. Ale okazuje się, że jedno drzewo zmienia w krajobrazie bardzo dużo – podsumowuje.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.