Bude brzy objevena poslední chybějící částice?

Teoretičtí fyzikové jsou nyní blíže k odpovědi na zásadní otázku, která je dlouho trápí - jaké je podstaty Higgsův boson, zatím neznámá částice, která dává látce hmotnost. Průlom nastal poté co vědci systematicky měřili hmotnosti těžké subatomární částice bosonu W.

Celkový souhrn znalostí fyziků o všech subatomárních částicích se nazývá standardní model, který vychází z kvantové teorie. Podle standardního modelu jsou základními částicemi hmoty kvarky a leptony (např. elektron). Tato teorie rovněž popisuje teorii tří ze čtyř základních sil – silné, slabé a elektromagnetické. Gravitační síla není zahrnuta, neboť ji popisuje obecná teorie relativity, která je v podstatě neslučitelná s kvantovou mechanikou, a tedy i se standardním modelem.


Podle standardního modelu, ani natolik známé částice jako proton, či neutron nejsou elementární, ale skládají se z již zmíněných kvarků. Standardní model je jako teorie velmi úspěšná - dokáže většinou vysvětlit pozorované vlastnosti částic, které vědci zkoumají v urychlovačích. Standardní model má jeden velký problém, neboť předpovídá existenci Higgsova bosonu. Tato částice je pro standardní model klíčová, neboť dává jednotlivým částicím jejich vlastní hmotnost. Zásadním problémem je že se Higgsův boson zatím nepodařilo přímo ani nepřímo pozorovat.

To se možná změní právě nyní. Vědci z Department of Energy's Fermi National Accelerator Laboratory provedli zatím nejpřesnější měření hmotnosti bosonu W a zjistili, že se tato změřená hmotnost liší od předchozích měření hmotnosti této částice. Díky těmto měřením vědci zjistili jaké maximální a minimální hmotnosti, může Higgsův boson (pokud tedy existuje) nabývat. Výsledky tohoto výzkumu dávají částicovým fyzikům naději, že pokud Higgsův boson skutečně existuje, bude nalezen v průběhu několika málo let.

Schéma standardního modelu (klikněte pro větší obrázek)


zdroj: http://www.sciencedaily.com/releases/2007/01/070119094628.htm

CoJeNového

Kříženec vlaku a autobusu

Idea hybridu autobusu a vlaku není nová. V roce 1932 se o její realizaci pokoušeli britští technici. V období před druhou světovou válkou se takové vozidlo snažili zkonstruovat v Německu, Japonsku a v Austrálii. Všude neúspěšně. Příčin nezdaru bylo hodně - od toho, že samotné přepravní vlakovozidlo bylo neúnosně drahé, až po problémy s dlouhou přestávkou v cestě způsobenou výměnou železničních kol za silniční a obráceně. Také bezpečnost jízdy nebyla nejlepší. V roce 2004 udělali velký pokrok Japonci - společnost JR Hokkaido Railway Company veřejně oznámila, že vyvinula dvourežimní dopravní prostředek Dual Mode Vehicle (DMV). Dále tato společnost oznámila, že jej v dubnu 2007 hodlá nasadit do normálního přepravního provozu. Jeho první trasa ovšem bude zatím jen turistická, a to z Hamakoshimizu do Mokoto na ostrově Hokkaido. DMV při ní ujede jedenáct kilometrů po kolejích a jedenadvacet po silnici.

V DMV vozidle se nachází 25 míst k sezení a pohání jej motor, který existuje v benzinové i diesel variantě. Má zadní pohon kol, a to jak na silnici, tak při jízdě po kolejích. Jako autobus dosahuje rychlosti 60 km/h. Pro jízdu po železnici je vybaven čtyřmi ocelovými koly, která se vysouvají při přejezdu na koleje.

Změna provozního režimu trvá 10 až 15 vteřin. Autobus vjede na koleje v místě, které je pro ten účel speciálně vybudováno. Přesnost nájezdu zajišťují horizontální naváděcí válečky, které se na koleje vysunou jako první, nejdřív z přední a pak i ze zadní části podvozku DMV, a po úspěšném „nakolejení“ se opět zasunou. Mezitím se začínají vysouvat zcela běžná železniční kola a přední silniční se nadzdvihují nad terén. Zadní silniční zůstávají na svém místě, a tak DMV jede po kolejích jakoby na šesti kolech. Při sjezdu vše probíhá stejně, jen v opačném pořadí. DMV rovněž vyniká v nízké spotřebě a v požadavcích na snadnou údržbu.

DMV využívá již existující železniční a silniční síť. Jediné, co potřebuje zvlášť vybudovat, jsou ona místa, která mu umožní přechod ze silnice na koleje.Výhodou tohoto přepravního prostředku je jeho adaptabilita - dojede všude a náklady na jeho provoz se zdají být velmi přijatelné, takže by se mohl vyplatit zvláště tam, kde by samostatně fungující železniční a autobusová přeprava prodělávala - například v krajích, kde je řada vesnic s malým počtem obyvatel a vypravovat tam vlaky se nevyplatí.

Zdroj
http://faculty.washington.edu/jbs/itrans/japanese_dualmode.htm

CoJeNového

Tip na astromické pozorování - souhvězdí Vozka

V tuto dobu nastává dostatečná tma pro kvalitní astronomická pozorování již kolem sedmé hodiny večerní. Zimní obloha je velmi bohatá na jasné hvězdy a objekty vzdáleného vesmíru. Za velmi zajímavé objekty pro pozorování již menším triedrem považuji otevřené hvězdokupy ve Vozkovi.
Souhvězdí Vozka se nachází severně od souhvězdí Býka v pásu Mléčné dráhy (viz první mapka, klikněte pro velký obrázek). Můžeme ho nalézt též pomocí jasné hvězdy Capella.
Ve Vozkovi se nachází hned tři velmi jasné objekty Messierova katalogu - M 36, M 37 a M 38 - všechny jsou vhodné pro pozorování již malými dalekohledy, jako např. triedr (binokulár) o průměru čočky 5cm, viz následující mapka:



Další astronomické údaje:

	zdánlivá hvězdná velikost [mag]	Průměr [']	Počet hvězd
M 36	6.0	12.0	60
M 37	5.6	24.0	150
M 38	6.4	21.0	100

Obrázky (po řadě M36, M37 a M38)

CoJeNového

M777 - nejlepší tažená houfnice na světě

Nejprve bych vysvětlil pár základních dělostřeleckých pojmů. Myslím si, že pro mnoho lidí je nejasný rozdíl mezi dělem, kanonem a houfnicí.
Ve vojenské terminologii označuje pojem dělo (gun) všechny hlavňové zbraně. Podle způsobu palby se hlavňové zbraně dělí na

• kanony (cannons) střílející na cíl po přímé úsečce zbraň-cíl;
• houfnice (howitzers) střílející nepřímo s větším náměrem hlavně.

Houfnice se dělí na tažené a samohybné. Tažené houfnice mají výhodu v nízké hmotnosti a jsou tedy vhodné pro síly rychlé reakce, které nutně potřebují snadný letecký transport. Na druhou stranu tažené houfnice jsou více ohroženy nepřátelskou palbou, protože nemohou tak rychle měnit pozice jako houfnice samohybné.

V současnosti vyniká mezi taženými houfnicemi M777, kterou zavádí do své výzbroje americká armáda a námořní pěchota. Tato zbraň má původ v britské houfnici LW155. Její hmotnost je až neuvěřitelně nízká - 4.4 t (porovnejme se starší velmi rozšířenou taženou houfnicí M198 ráže 155mm o hmotnosti 7.154 t). Tak nízká hmotnost byla dosažena pomocí důmyslné konstrukce s použitím hliníkových a titanových slitin. Její hmotnost a konstrukce dovoluje její snadnou přepravu v závěsu pod vrtulníky CH‑53 a CH‑47 a pod konvertoplány MV‑22. Další skvělou možností je pro přepravu využít letoun C-130 Hercules - přepraví dva kusy a houfnice z něj lze shazovat pomocí padáku. M777 může táhnout jakýkoli automobil s hmotností nad 2,5 tuny. Maximální rychlost tažení je 88 km/h, ale v terénu je omezena na cca 50 km/h.

Ukázky transportu








Houfnice M777 má hlaveň délky 39 ráží. Maximální dostřel činí až 30 km s kruhovou odchylkou 200 m. Pro použití naváděné munice je nutný digitální systém řízení palby - TAD (Towed Artillery Digitization) - houfnice pak může střílet granáty XM982 Excalibur, které jsou vybaveny pomocným raketovým motorem s družicovým naváděním. Tento typ granátu bude schopen zasáhnout cíl na vzdálenost přes 40 km s kruhovou odchylkou do 10 m. Video je zde . Houfnice M777 může vypálit během první minuty pět ran a dále vést palbu ustálenou rychlostí dvou ran za minutu.

Technická data houfnice M777A1
Obsluha	5-7 mužů
Délka hlavně	6045 mm
Délka při dopravě	9275 mm
Délka při střelbě	10 210 mm
Šířka při dopravě	2770 mm
Šířka při střelbě	3720 mm
Výška při dopravě	2260 mm
Bojová hmotnost	4400 kg
Úsťová rychlost	827 m/s

VIDEO

Zdroje: ATM 2006/8, ATM 2004/3, http://en.wikipedia.org/wiki/M777, http://www.globalsecurity.org/military/systems/ground/lw155.htm

CoJeNového

Řešení rovnic pomocí inverzní interpolace

V tomto příspěvku ukáži na příkladu použití polynomiální interpolace pro řešení libovolné rovnice.
Řešme rovnici:
kde e^x představuje exponenciální funkci se základem e=2.71828183. Protože daná funkce má kořen uvnitř intervalu (2.5, 3)
(o tom se můžeme přesvědčit tak, že spočítáme funkční hodnoty v bodech x=2.5 a x=3 funkce na levé straně (1) a zjistíme, že se liší znaménkem, pak každá spojitá funkce na tomto intervalu (2.5,3) musí nutně protnout osu y),
zvolíme následující uzly (jsou to kořeny Čebyševových polynomů, ale mohou být i jiné):
2.5122, 2.6031, 2.7500, 2.8969, 2.9878
funkční hodnoty získáme postupně dosazením do levé strany rovnice (1):
3.0153, 2.3607, 0.9107 , -1.1328, -2.7572.
Rovnici (1) vyřešíme, tak že najdeme inverzní funkci pro funkci

a spočítáme její hodnotu v bodě 0. Problémem je, že vzorec pro takovou funkci nalézt nelze. Proto tento problém vyřešíme numericky: prohodíme funkční hodnoty za uzly, tedy budeme interpolovat funkci zadanou následující tabulkou:

Vytvoříme Newtonův interpolační polynom (viz minulý příspěvek), ten má tvar:

A spočítáme jeho hodnotu v 0, tedy P(0)=2.8205. Což je přibližné řešení rovnice (1), které je přesné na dvě desetinná místa.
Na obrázku je výsledný interpolační polynom:

CoJeNového