Знание-сила, 2009 № 08 (986)

НОВОСТИ НАУКИ

Международной группе физиков, в которую входят 602 ученых из 13 стран, удалось обнаружить следы новой элементарной частицы. Открытие сделано на американском ускорителе-коллайдере Тэватрон, работу которого курирует Национальная физическая лаборатория имени Ферми.

Согласно современным представлениям, адроны (общее название семейства элементарных частиц, обладающих сильным взаимодействием) состоят из кварков и делятся на барионы, которые состоят из 3 кварков, антибарионы — из 3 антикварков, мезоны — из кварка и антикварка. Связь между кварками в адронах осуществляется глюонами.

Недавно электрон-позитронные коллайдеры в Национальной физической лаборатории в Стэнфорде (США) и в Физической лаборатории КЕК в Японии обнаружили новые примеры композитных структур на основе кварков. Эти структуры, условно названные частицы X и Y не являются ни мезонами, ни барионами.

В рамках проведенного на Тэватроне исследования ученые изучали распад так называемых B+ мезонов — частиц, в составе которых имеется «нижний» кварк. Анализ статистики этого распада позволил выявить небольшое количество мезонов, которые распадаются с возникновением новой частицы, получившей название Y(4140). Данное наименование было выбрано потому, что масса-энергия нового объекта составляет 4140 мегаэлектронвольт.

Исследователям удалось установить, что в состав новой частицы, вероятно, входят «очарованные» кварк и антикварк. Однако характеристики распада противоречат предсказаниям современных теорий. Ученые отмечают, что у них имеются достаточно экзотические объяснения свойств новой частицы. Так, например, существует вероятность, что Y(4140) состоит из четырех кварков.

По мнению представителя лаборатории Ферми Джакобо Конигсберга, скорее всего, эта частица играет какую-то значимую роль в образовании вещества. Возможно, она помогает кваркам формировать материю.

Физики подчеркивают, что похожие «загадочные» частицы в последние годы регистрировались на японском ускорителе лаборатории КЕК и на Стэнфордском линейном ускорителе.

Работа представлена в журнале Physical Review Letters.

Известно, что астрофизики давно уже делят галактики на два типа: молодые спиральные с голубым свечением и более зрелые эллиптические, окрашенные в красный цвет. (Правда, есть еще неправильные галактики, которые не могут быть отнесены ни к одному из двух типов.) По современным представлениям, жизнь галактик начинается в виде спиралей. Внутри рукавов из межзвездной пыли и газа формируются группы молодых горячих голубых звезд. Прожив долгую жизнь, звезды охлаждаются, приобретают красное свечение. При этом новых звезд образуется все меньше и меньше, общий цвет галактики также становится красным. Рукава все больше и больше «размываются», приобретая округлую форму, и, наконец, вся система начинает больше походить на эллипс.

Теперь уже никто не сомневается, что существует и переходная форма галактик: красные спиральные. Две независимые группы ученых заявили о том, что отсняли сверхскопление (суперкластер) галактик, находящихся в промежуточной стадии развития между двумя известными науке типами. Ранее астрономы также наблюдали красные спиральные системы, но то были единичные представители, и ученые не могли установить, являются ли они лишь отдельными явлениями или все же весьма распространены во Вселенной. Однако этот раз было отснято целое сверхскопление таких «переходных» галактик.

Об открытии практически одновременно заявили сразу две интернациональные научные группы, одна из которых осуществляет проект Galaxy Zoo (работа с изображениями, полученными исследователями из Sloan Digital Sky Survey), а другая — проект STAGES (Space Telescope A901 /902 Galaxy Evolution Survey), изучающий данные с телескопа Hubble.

Обе группы изучали сверхскопление A901/902, при этом каждая внесла свои уточнения в общее открытие. Астрофизики отметили, что найденные галактики расположены в основном в «густонаселенных» районах близ других галактик. Кроме того, большинство из них имеют достаточно большие размеры, что, по всей видимости, значительно замедляет их переход от одной формы к другой. Формирование звезд в них не закончилось, хотя и «скрыто» большим количеством межзвездной пыли, которую может преодолеть только длинноволновое инфракрасное излучение.

Результаты исследований обеих групп представлены в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Австралийским геохимикам Биргеру Расмуссену из Технологического университета Кертина и его коллегам, кажется, удалось найти ответ на вопрос, мучивший исследователей почти десять лет. Они провели повторный анализ осадочных пород возрастом 2,7 миллиарда лет, в которых ранее были обнаружены следы фотосинтезирующих организмов, и выяснили, что эти организмы делали до появления кислорода в атмосфере Земли.

Пока что наука не может со стопроцентной точностью описать все этапы образования газовой оболочки Земли. Существуют данные, свидетельствующие в пользу геологического происхождения кислорода, но главенствующей версией является жизнедеятельность микроорганизмов. Однако, если геологический анализ свидетельствует о том, что впервые уровень кислорода повысился около 2,4 миллиарда лет назад, возраст останков древнейших найденных анаэробных микроорганизмов — цианобактерий — составляет лишь около 2,15 миллиарда лет. Выпадает значительный период.

Специалисты вели упорные поиски в попытке объяснить это расхождение. Наконец, в 1999 году группа ученых объявила о долгожданной находке: в глинистых сланцах Западной Австралии была обнаружена органика, возраст которой составляет 2,7 миллиарда лет. Впрочем, удалось датировать не сами микроорганизмы, а потенциальные следы их былого присутствия — углеводороды с молекулярными биомаркерами. Научный мир был поставлен в тупик: как могли бактерии, производящие кислород, появиться на 300 миллионов лет раньше его повсеместного распространения в атмосфере?

Расмуссен и его коллеги повторно изучили застывшие капельки нефти из противоречивых отложений. Подробный анализ показал, что биомаркеры, найденные вместе с углеводородами, — позднейшие контаминации, «проникшие» в породу около 2,2 миллиарда лет назад. Что в целом совпадает с предыдущими оценками времени появления кислородобразующей органики.

Об исследовании австралийских геохимиков сообщил журнал Nature.

Израильские археологи обнаружили в Иерусалиме редкую фигурку, возраст которой насчитывает 1800 лет. Находка датируется временами Римской империи. Это пятисантиметровый мраморный бюст мужчины с короткой курчавой бородой и миндалевидными глазами. По заявлению специалистов, ранее ничего подобного в Израиле не находили. Уникальная вещица найдена в развалинах здания, разрушенного в результате землетрясения в IV–V веках. Археологи полагают, что фигура могла изображать какого-то спортсмена, возможно, боксера. Есть предположение, что фигурку использовали в качестве гирьки и, возможно, она принадлежала продавцу.