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Les physiciens sont ravis par la nouvelle mesure de W Boson.
Une équipe de centaines de scientifiques a mesuré avec précision la masse du boson W, une particule élémentaire responsable de la force nucléaire faible. Les chercheurs ont découvert, à leur grande surprise, que Le boson est plus massif que prévu Forme standard En physique des particules, la théorie de travail qui décrit de nombreuses forces fondamentales de l’univers.
La nouvelle valeur a été extraite de 10 ans d’expériences et de calculs par 400 chercheurs dans 54 institutions différentes à travers le monde, un effort incroyable. Toutes les données ont été recueillies à partir d’expériences sur quatre étages, 4500-tonnes détecteur de collision (CDF-II en abrégé) à l’accélérateur Tevatron du Fermilab près de Chicago, Illinois.
La collaboration CDF fonde le groupe W. La masse du boson est de 80 433 +/- 9 MeV/c^2, qui est un nombre Presque le double de la précision de sa mesure précédente collectif. Pour avoir une idée de l’échelle, la nouvelle mesure place le boson W à environ 80 fois la masse du proton. Résultats par équipe publié Aujourd’hui en sciences.
« La vérité est que ce qui s’est passé ici est le nombre de fois que des choses se produisent en science. Nous avons regardé le nombre, David Tobak, physique à la Texas A & M University et porte-parole de CDF Collaboration, a déclaré lors d’un appel vidéo. « On pouvait voir qu’elle ne faisait que laver les gens. C’était calme. Nous ne savions pas quoi en faire. »
« Nous avons été très agréablement surpris [with the result]A écrit Ashutosh Kotwal, physicien à l’Université Duke et membre de la collaboration CDF, dans un e-mail. « Nous étions tellement concentrés sur la précision et la robustesse de notre analyse que la valeur elle-même a été un merveilleux choc. »
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Le boson W est lié à nucléaire faibleune réaction primaire responsable d’un type de désintégration radioactive et de fusion nucléaire qui se produit dans les étoiles. Ne vous inquiétez pas – le boson a une masse très différente de celle attendue ne signifie pas que nous avons mal compris des choses comme la fusion nucléaire – mais cela signifie qu’il y a encore beaucoup de choses que nous ne comprenons pas sur les particules qui composent l’univers et comment ils interagissent.
« Le modèle standard est le meilleur que nous ayons pour la physique des particules. C’est incroyablement bon. Le problème est que nous savons que nous nous trompons », a déclaré Tupac. Faire le modèle standard correctement, ce qui pourrait nous donner une idée de ce qui est le plus correct ?«
Le modèle standard prédit une valeur pour la masse d’un boson W, une valeur que l’équipe a cherché à contester avec une note de 4 Un million de bosons filtres produits par des collisions entre protons et antiprotons au Fermilab. Leur résultat était supérieur aux prédictions du modèle standard Énorme sept écarts-types. Kotwal, qui a posté cinq Des mesures de plus en plus précises de la masse de la particule au cours des 28 dernières années, a-t-elle déclaré, « tLes chances d’augmenter les sept écarts-types sont une chance statistique inférieure à 1 sur un milliard.
Tupac a comparé la mesure à la mesure d’un gorille pesant 800 livres dans une once de son poids réel. Comme pour de nombreuses expériences scientifiques, en particulier en physique des particules, où les masses sont très faibles, les chercheurs ont masqué leurs résultats, pour s’assurer que les calculs n’étaient pas affectés par les attentes ou les espoirs de l’équipe de recherche.
Mais maintenant, avec une mesure très précise qui est très différente de celle d’avant, le minimum Selon des estimations, les physiciens ont la tâche peu enviable de déterminer ce que le modèle standard n’est pas. Ce n’est certainement pas la première fois que la physique subatomique s’avère réellement différente des meilleures suppositions de l’humanité. avril dernierMuon g-2 Collaboration a trouvé des preuves supplémentaires que les propriétés de MYUN (une autre particule subatomique) peut ne pas être en accord avec les prédictions du modèle standard. Et deux des faits les plus importants de l’univers – la gravité et la matière noire – sont Célèbre que le modèle n’a pas expliqué.
« Afin de découvrir quelle pourrait être la théorie la plus fondamentale, il est important de trouver des phénomènes qui ne peuvent pas être expliqués par [Standard Model] », Par email Claudio Campaniari, physicien à l’Université de Californie-Santa Barbara n’est pas affilié à la dernière étude. En d’autres termes, les phénomènes dans lesquels le [Standard Model] L’approximation s’effondre. » Campagmari Co-écrit par Article Points de vue Sur La nouvelle mesure.
Il existe des essais préparés pour cela; elles vont Étudiez les implications de la découverte d’aujourd’hui à travers diverses expériences de collision. Les résultats d’ATLAS sont imminents et Solénoïde compact à muons (CMS)deux détecteurs du Grand collisionneur de hadrons du CERN (les deux détecteurs responsables de A la découverte du boson de Higgs Depuis 10 ans). et le grande lumière collisionneur de hadrons-ce Développement qui – lequel Le nombre de collisions possibles augmentera d’un facteur 10– Il stimulera également Opportunités Voir de nouvelles particules fascinantes lorsqu’elles seront terminées en 2027.
Les collisions CDF ont eu lieu entre protons et antiprotons, tandis que le grand hadrons collisionneur La collision d’un proton et d’un proton en résulte. Kotwal a dit que si les humains construisaient un collisionneur électron-positon, Il permettra des mesures précises et la recherche de grands processus rares hadrons collisionneur ne peut pas être produit.
Comme l’a dit Martijn Mulders, un physicien du CERN qui a co-écrit l’article Perspectives, Dans un e-mail, les physiciens adopteront une approche à deux volets pour tester le modèle : mesurer des particules connues (telles que le boson W) avec une précision croissante, ainsi que découvrir des particules entièrement nouvelles. nouvelles particules On les trouve souvent en « chassant » la chasse.: passer au crible le bruit de forage subatomique Mush pour voir ce qui a été généré de manière inattendue.
L’accélérateur Tevatron a été fermé en 2011, juste après la fin de la collaboration expérimentale. Le résultat d’aujourd’hui est donc l’au-delà pour l’instrument légendaire et un énorme W pour l’équipe et la physique des particules dans son ensemble.
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Essai routier de l’injecteur du moteur principal Orion. Crédit : NASA
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Essai routier de l’injecteur du moteur principal Orion. Crédit : NASA
Lorsque le vaisseau spatial Orion transportera les premiers équipages Artemis vers la Lune et retour, il s’appuiera sur le module de service européen fourni par l’ESA (Agence spatiale européenne) pour effectuer le voyage. Le module de service assure la production d’énergie électrique, la propulsion, le contrôle de la température et le stockage des consommables pour Orion, jusqu’au moment où il se sépare du module d’équipage avant de rentrer dans l’atmosphère terrestre.
Pour les six premières missions Artemis – Artemis 1 à Artemis 6 – la NASA et l’ESA utiliseront un moteur Orbiter Maneuvering System (OMS) remis à neuf du programme de la navette spatiale comme moteur principal du module de service européen. Après Artemis VI, la NASA aura besoin d’un nouveau moteur pour prendre en charge Orion.
Ce besoin sera satisfait par le moteur principal Orion (OME) en cours de développement avec Aerojet Rocketdyne (maintenant connu sous le nom de L3 Harris), mais avant que le moteur principal Orion puisse voler, tous ses composants doivent être minutieusement testés.
Entrez dans le bureau d’essais de propulsion du centre d’essais de White Sands de la NASA. De novembre 2023 à janvier 2024, cette équipe a mené des tests rigoureux sur un composant essentiel de l’OME : l’injecteur qui fournit le propulseur pour démarrer le moteur et fournit la poussée nécessaire pour ramener Orion de la Lune.
Les tests ont été menés sur le banc d’essai 301A dans la zone de propulsion 300 à White Sands. L’injecteur a été monté sur un moteur d’essai et a tiré plusieurs fois pendant trois secondes chacune, pour un total de 21 tests. À chaque test, l’équipe de White Sands a cherché à démontrer la capacité de l’injecteur OME à maintenir une combustion constante et contrôlée et à revenir à des opérations normales si le processus de combustion est artificiellement perturbé.
Plusieurs membres de l’équipe de White Sands ont participé à cet effort. James Hess, chef de projet et directeur des opérations, a veillé à ce que les tests soient réalisés en toute sécurité et avec succès en supervisant les opérations et en s’assurant que les exigences des tests étaient respectées. James Mahoney a géré le calendrier et le budget des tests en tant que chef de projet, tandis que Jordan Addai a dirigé les opérations et les tests proprement dits.
D’autres rôles clés incluent l’ingénieur électricien principal Sal Muniz et l’ingénieur en instrumentation Jesus Lujan Martino. Sean D’Souza d’Aerojet Rocketdyne a servi de responsable des articles de test, garantissant que l’injecteur fonctionnait comme prévu et répondait aux exigences du scénario de test. Un soutien supplémentaire a été fourni par les membres de l’équipe du programme OME du Johnson Space Center et du Glenn Research Center de la NASA.
Les résultats ont confirmé que l’injecteur OME pouvait maintenir une combustion stable et l’équipe a déterminé que les tests étaient réussis. Un aspect unique de l’injecteur OME est qu’il est fabriqué selon un processus de fabrication additive appelé fabrication laser sélective – essentiellement une impression 3D utilisant des poudres métalliques au lieu de plastique. Démontrer l’efficacité des composants imprimés en 3D peut aider la NASA et ses partenaires à réduire les coûts et à accroître l’efficacité des processus de développement.
La conception de l’injecteur sera désormais intégrée dans l’OME complet qui sera testé en tant qu’ensemble moteur complet à White Sands une fois prêt.
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Les passionnés de photographie et d’astronomie de Dublin ont une dernière chance de soumettre leurs candidatures pour l’astrophotographie « Reaching for the Stars », avant la date limite du vendredi 10 mai.
Le concours, organisé par le Dublin Institute for Advanced Study (DIAS), recherche les meilleures images astronomiques prises en Irlande entre le 28 avril 2023 et le 10 mai 2024.
Commentant l’approche de la date limite, le Dr Eucharia Meehan, PDG et registraire de DIAS, a déclaré : « La date limite de 2024 approche à grands pas et nous sommes ravis de voir les candidatures arriver.
« L’ajout d’une nouvelle catégorie cette année, appelant à des candidatures prises sur smartphone, est une excellente opportunité et j’encourage toute personne à Dublin qui s’intéresse à l’astronomie et au ciel nocturne à sortir et à s’impliquer.
« Vous n’avez pas besoin d’être un photographe professionnel pour apprécier notre ciel nocturne, ni de posséder un télescope. Nous vous demandons simplement de suivre attentivement les directives du concours pour vous assurer que vos photos répondent aux critères.
« J’encouragerais vraiment les habitants de Dublin à sortir avec leur appareil photo ou leur téléphone au cours de la semaine prochaine, avant la date de clôture. »
Détails du concours
Les candidatures au concours « Reach for the Stars » seront jugées par le professeur Peter Gallagher, chef du département d’astrophysique du DIAS, aux côtés de Brenda Fitzsimmons, rédactrice photo au Irish Times ; John Flannery, vice-président de la Société irlandaise d’astronomie ; et Niamh Breathnach, directrice des relations publiques d’Alice.
Les participants peuvent soumettre jusqu’à deux photos par catégorie au concours. La date limite de candidature est le vendredi 10 mai 2024 à 17 heures. Les candidatures peuvent être soumises dans cinq catégories différentes.
- Le ciel nocturne à portée de main : des photos d’un spectacle astronomique prises avec un simple smartphone et sans télescope.
- Hors de ce monde – Planètes : Images de planètes, du soleil et de la lune.
- Hors de ce monde – Ciel profond : images d’objets célestes situés au-delà de notre système solaire, tels que des nébuleuses, des amas d’étoiles et des galaxies.
- Retour à la Terre – Paysages : images qui représentent une caractéristique d’importance astronomique en tant que caractéristique et éléments importants tels que la nature, la terre ou l’eau.
- Retour sur Terre – Points de repère : images qui représentent une caractéristique d’intérêt astronomique en tant que caractéristique et éléments importants tels que des paysages urbains, des bâtiments, des maisons, des structures historiques ou des monuments.
Forfait prix
Les photographes gagnants dans les différentes catégories recevront divers prix, notamment : des billets pour les trois sites des observatoires astronomiques irlandais – l’observatoire Dunsink (la salle d’évasion Race to Space), l’observatoire d’Armagh et le château de Pere Demesne ; Bons pour du matériel photographique/télescopique ; et abonnements numériques à The Irish Times.
DIAS a l’intention que les images gagnantes et très acclamées soient également incluses dans une exposition au DIAS en 2024.
De plus, toutes les images présélectionnées seront incluses dans une galerie en ligne – à des fins de vote du public – sur le site Web du concours reachforthestars.ie.
Le concours « Reach for the Stars » du DIAS est organisé en partenariat avec The Irish Times et parrainé par Alice Public Affairs et les Irish Astronomical Observatories.
La Société irlandaise d’astronomie soutient cette initiative.
Plus d’informations, y compris les directives du concours et le formulaire d’inscription, sont disponibles sur www.reachforthestars.ie
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le Nébuleuse de la gomme Il s’agit d’une nébuleuse en émission située à environ 1 400 années-lumière de nous. Il abrite quelque chose que les croyants appellent la « Main de Dieu ». Le reste d’entre nous l’appelle CG 4.
De nombreux objets dans l’espace prennent des formes fantastiques et éthérées directement inspirées de l’imagination psychédélique de quelqu’un. CG4 est certes éthéré et inhabituel, mais il est aussi un peu plus réaliste. Cela ressemble à une main s’étendant dans l’espace.
Caméra à énergie sombre (DECam) située à NSF Télescope Victor M. Blanco de 4 mètres J’ai pris une photo. La mission principale de DECam est d’étudier des centaines de millions de galaxies dans le cadre de son étude de l’énergie sombre. Mais c’est aussi un outil à usage général utilisé dans d’autres efforts scientifiques.
CG4 On l’appelle une comète boule en raison de son apparence. Mais c’est en réalité une région de formation d’étoiles. Sa tête mesure environ 1,5 années-lumière de diamètre et sa queue mesure environ 8 années-lumière de long. La tête est dense et opaque et est éclairée par une étoile proche. La boule est entourée d’une lueur rouge diffuse, d’émissions d’hydrogène ionisé.
Traitement d’images : T. A. Rector (University of Alaska Anchorage/NSF NOIRLab), D. de Martin & M. Zamani (NSF NOIRLab)
Il existe de nombreuses sphérules cométaires dans la Voie Lactée. C’est une sous-classe d’objets appelée Kiryat BoukDu nom de l’astronome Bart Bok qui l’a découvert. Les deux types de pellets Nébuleuses sombresLes nuages moléculaires sont si denses qu’ils bloquent la lumière optique. Les astronomes ne savent pas exactement comment les globules cométaires prennent leur forme.
Mais ils savent ce qui leur arrive.
La lueur rouge entourant CG 4 est de l’hydrogène ionisé illuminé par le rayonnement d’étoiles massives et chaudes à proximité. Le même rayonnement érode CG 4. Comme la balle est plus dense que son environnement, elle résiste à la propagation. Il contient encore suffisamment de gaz et de poussières pour former plusieurs nouvelles étoiles de la taille du Soleil.
Bien qu’il existe de nombreux globules de ce type dans la Voie Lactée, la majorité d’entre eux se trouvent dans la Nébuleuse de la Gomme. Les scientifiques savent qu’il existe 31 autres sphères dans la nébuleuse. C’est ce qu’on appelle CG 4 (comète globulaire 4) car elles sont toutes numérotées.
La nébuleuse de la gomme est probablement le vestige d’une explosion massive de supernova, et c’est peut-être la raison pour laquelle les globules ont leur forme unique. Il se peut qu’il s’agisse à l’origine d’une nébuleuse sphérique comme la nébuleuse de l’Anneau. Mais une puissante explosion de supernova il y a environ un million d’années les a amenées à prendre une forme allongée, semblable à celle d’une comète.
Les astronomes suggèrent également une autre raison pour sa forme. À proximité, des étoiles massives et chaudes exercent une pression de rayonnement sur les globules et leurs vents stellaires entrent en collision avec eux. Dans la nébuleuse de la gomme, leurs queues pointent vers le reste de la supernova et le pulsar en son centre. Puisque Vela Pulsar est une étoile à neutrons en rotation, son vent et sa pression de rayonnement forment probablement CG 4.
Quelle que soit sa cause, la Main de Dieu est une chose visuellement intéressante. Si vous voulez vraiment vous perdre dans cette étonnante nébuleuse, téléchargez le fichier TIFF ici.
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