У центрі нової карти для масштабу наведено зображення Місяця, а також ділянки зоряного неба, картографували раніше.
Обидві групи дослідників використовували знімки з колекції SDSS для вивчення так званих "космічних зрушень" - невеликих викривлень потоків світла, викликаних тяжінням темної матерії.
Більшість астрономів вважає, що кожна галактика обрамлена "поясом" - гало - з темної матерії.
Такі пояси і не дають зірок і іншим сгусткам матерії розбігтися. Виявити ж ці скупчення темної матерії вдається тому, що частинки світла, фотони, що випускаються зірками, змінюють траєкторію руху при наближенні до скупчення темної матерії. І цю зміну курсу - "космічний зрушення" - зауважують земні прилади. За величиною зсуву можна судити і про масу темної матерії.
На підставі отриманих даних кожна група вчених склала свій варіант карти темної матерії, а потім вони порівняли отримані результати. Їх висновки збіглися, що підтвердило правильність методики.
СЛІДАМИ СЕНСАЦІЙ
розподіл електрона
У нашому столітті багато вже відкрито і вивчено. А тому, напевно, стільки шуму наробила в науковому світі звістка, що електрон зовсім не є елементарну частинку, а складається з складових частин.
Спробуємо ж розібратися, що до чого ...
Три замість одного
Є старий студентський анекдот. Професор запитує студента, що таке електрика. Той мнеться, куйовдить волосся, чухає потилицю і, нарешті, зізнається:
- Вибачте, професор, ще вчора ввечері я пам'ятав, а тепер - забув ...
- Ах, як жаль! - зітхає професор. - Був на світлі одна людина, яка знала, що таке електрика, і той забув ...
Жарти жартами, але якщо ви подивіться в енциклопедію, то виявите, що "електрику - це сукупність явищ, в яких проявляється існування, рух і взаємодія заряджених частинок".
Якщо ми копнемо трохи глибше, то незабаром з'ясуємо, що такими зарядженими частинками, як правило, є іони і електрони. Причому іонами називаються атоми, у яких з тих чи інших причин бракує одного або декількох електронів.
Електроном все та ж енциклопедія вважає стабільну негативно заряджену елементарну частинку - носій одиничного електричного заряду. Саме за допомогою електронів провідності і здійснюється передача струму по твердому тілу. Тобто, кажучи вже зовсім просто, ток - це потік електронів.
І ось тут енциклопедія кілька помиляється. Схоже, відомості, викладені в ній, вже застаріли.
Так в поданні художника може виглядати розподіл електрона. Праворуч - нова передбачувана схема атома: навколо ядра по своїх орбітах рухаються не поодинокі електрони, а тріо електронних частинок.
Нещодавно фізики позбавили електрон звання елементарної частинки. Справа в тому, що вже досить давно вчені підозрювали, що в деяких випадках електрон може розпадатися на три складових - холон. спиноне і орбітон. Можливість роздільного існування Холона і спиноне була доведена шість років тому. А нині вченим вдалося виділити ще і орбітон.
Правда, розділити, як виявилося, можна тільки електрони, пов'язані всередині певної речовини - окремі частинки поділу не піддаються. Взаємодіючи ж, електрони, як живі істоти, приймають на себе властивості оточуючого їх мікросвіту.
Зазвичай вони характеризуються трьома властивостями: елементарним зарядом, спіном (так називається характеристика, яка оцінює момент обертання навколо власної осі) і орбітою, яку електрон займає в атомі. Ці властивості становлять невід'ємну якість, властиве електрону і визначає його взаємодію з іншими частинками в атомі. Поділяючи електрон, фізики мали на увазі отримання частинок, кожна з яких мала б одне з перерахованих властивостей - орбітон характеризує орбіту, спиноне - величину спина і холон - властивості заряду.
Все в світі ділиться
Варто, напевно, сказати, що ситуація з делимостью і неподільність в світі фізики склалася досить непроста. Ще в XIX столітті багато вчених зазнали розчарування, навіть шок, дізнавшись, що атом, який перш за представлявся єдиним (адже навіть саме слово "атом" перекладається з грецької як "неподільний"), раптом виявився складеним, тобто складається з більш дрібних частинок.
Ці частинки, повторивши помилку, вчені знову-таки назвали елементарними. Таку назву мало на увазі, що вони-то вже точно неподільні. Однак в XX столітті більшість виявлених раніше частинок стали втрачати звання "елементарні", розпадаючись в прискорювачах на складові частини.
Почалося все з протона і нейтрона - частинок, що складають атомне ядро. Було доведено, що вони складаються з більш дрібних частинок, які називаються кварки.
Виходить, що раз вони складові, то, значить, все-таки не елементарні.
Електрону пощастило більше - він тримався в ранзі неподільних найдовше інших частинок. Але, врешті-решт, і він був змушений покинути ряди елементарних частинок.
Справа в тому, що ще приблизно пів століття тому фізики передбачили можливість поділу електрона на три квазічастинки. Правда, проявляються ці три квазічастинки лише в особливих умовах. Наприклад, в межах одновимірних ланцюжків атомів, що стоять дуже близько один до одного (таке часто буває в вуглецевих нанотрубках).
Причому електрон, схоже, зовсім не розпадається на частинки, як це відбувається при розподілі інших "елементарних" частинок. Тобто навіть в нанотрубках не відбувається такого, щоб при взаємодії з близько розташованими електронами інших атомів якийсь із них (для зручності подамо його як кулька) раптом розвалився на три кульки подрібніше. Причому один з "малюків" зберігає заряд електрона, інший крутиться навколо своєї осі так само, як електрон (зберіг спин), а третій рухається по тій самій орбіті, що і електрон (зберіг орбітальні взаємодії).
Насправді електрон ні на які частки не розпадається. Просто при зближенні один з одним в межах одновимірної ланцюжка електрони сусідніх атомів починають взаємодіяти один з одним особливим чином. І це взаємодія можна описати, уявивши собі, що їх здійснюють три різні частки - ті самі холон, спиноне і орбітон.
Як же таке можливо?
Дослідники Йероен ван дер Брінк. Кшиштоф Вофельд і Торстен Шмідт (зліва направо).
Уявіть собі, що атоми стоять настільки щільно, що електрони утворили так званий вігнерівський кристал - тобто компактну впорядковану структуру на зразок кристалічної решітки. При цьому в вузлах даної решітки виникнуть колективні коливання електронів (як це відбувається з вузловими частинками будь-якого кристала). Але дані коливання обов'язково будуть супроводжуватися переносом заряду. В цьому випадку можна говорити про виникнення квазічастинки Холона.
У той же час електрони в ланцюжку володіють спіном і, відповідно, між ними існує якийсь спин-спінова взаємодія. А оскільки всі електрони стоять впритул один до одного, логічно припустити, що, якщо ми перевернемо один з спинив (як би змістимо вісь його обертання), то по ланцюжку побіжить спіновий обурення. І воно зовсім не буде супроводжуватися переносом заряду. Виходить, що в даному випадку ми маємо справу з іншою квазічастинкою - спиноне.
Вігнерівський кристал - компактна упорядкована структура, на зразок кристалічної решітки.