Материа что такое: Недопустимое название — Викисловарь

Измененная структура материала. Что такое гибридные материалы и чем они полезны

«Гибридные материалы — это смесь разных, часто совершенно разнородных, материалов в одном. Важную роль в них играет не только состав, но и взаимное расположение отдельных составляющих, иными словами — внутренняя архитектура гибрида. С ее помощью можно управлять свойствами этого материала. Например, если мы привнесем в какой-то материал спиралевидную внутреннюю структуру, то она улучшит его механические свойства, причем выигрыш будет и в прочности, и в пластичности», — поясняет заведующий лабораторией «Гибридные наноструктурные материалы» НИТУ МИСиС, победитель третьего конкурса мегагрантов, доктор естественных наук, профессор Юрий Эстрин.

«Добавить» в материал структуру можно по-разному. Например, металлы и сплавы подвергают огромным деформациям. Так, при равноканальном угловом прессовании (РКУП) материал продавливают через угловой канал. Хотя заготовка при этом и претерпевает огромные деформации, ее сечение остается неизменным, что позволяет многократно проводить над ней эту «экзекуцию». Постоянство формы заготовки отличает этот метод от традиционных, таких как ковка или прокатка. При этом внутренняя структура материала измельчается вплоть до наноразмера. «Такая процедура повышает прочность металлов в несколько раз, а сплавов — на 20—40%», — говорит Эстрин. «Значит, для выполнения конструкционной задачи требуется меньше материала. А в случае гибридных материалов удается получить и требуемую внутреннюю архитектуру, и связанные с ней характеристики материала», — поясняет ученый.

Процесс равноканального углового прессования (РКУП). Изображения: пресс-служба НИТУ МИСиС

Исходя из этого принципа, ученые в лаборатории профессора Эстрина работают над созданием материалов с новыми свойствами. «Мы подвергаем два или несколько материалов совместной интенсивной деформации, чтобы, с одной стороны, получить задуманную внутреннюю архитектуру гибрида, а с другой стороны, одновременно добиться их наноструктурирования, которое повышает механические характеристики и меняет физические свойства», — отмечает Эстрин.

Для машин

Наноструктурирование и гибридизация открывают и другие возможности использования материалов. Так удается улучшить способность металла или сплава принимать молекулы водорода. Этот газ сейчас рассматривается как возможная альтернатива углеводородному сырью, поэтому материалы, способные его накапливать и хранить, в перспективе могут быть использованы в батареях для новой энергетики. «Один из таких металлов — магний, он способен накапливать водород в больших количествах. Но отдает он его очень медленно, и для ускорения этого процесса требуются нежелательные высокие температуры. Мы работаем над тем, чтобы с помощью наших методов повысить скорость отдачи водорода, что позволит делать это при более низких температурах», — уверен Эстрин.

Имплантаты, которые разлагаются

«Сейчас пошла мода заниматься созданием биоразлагаемых имплантатов. Это и понятно, ведь есть область хирургии, где долгое пребывание имплантата в организме не требуется или нежелательно. Это относится к стентам и в некоторых случаях — к костным имплантатам, когда требуется их оперативное удаление после того, как они сослужили свою службу или вызывают осложнения. Если такой имплантат или стент сделать из материала, который будет рассасываться сам по себе, то повторной операции не потребуется», — говорит Эстрин, добавляя, что в его лаборатории это одно из направлений работы, применительно как к металлическим, так и к полимерным биоматериалам.

На роль материала, из которого могут быть сделаны такие саморазлагающиеся имплантаты, претендует магний. У него отличная биосовместимость. По словам профессора Эстрина, суточная норма этого металла для человека — 400 мг в сутки, а максимально допустимая — 800 мг​. Поверхность сплавов магния в биологической среде разрушается на глубину менее микрона в сутки. «Поэтому имплантат размером, скажем, 5 см на 5 см будет отдавать в организм не более 4 мг магния в сутки, что на два порядка ниже порога токсичности», — отмечает Эстрин.

Магний и его сплавы обладают хорошими механическими характеристиками и, главное, являются биорезорбируемым. «Но проблема в том, что магний растворяется слишком быстро. И часто это связано со всякими неприятными побочными явлениями — выделением водорода в газообразном состоянии. Выделение пузырьков водорода, или «вскипание» жидкости, окружающей имплантат, препятствует контакту костной ткани с ним. Поэтому нужно подобрать скорость рассасывания имплантата так, чтобы подавить эту бурную начальную реакцию и выровнять время на залечивание ткани и рассасывание имплантата. Если имплантат рассасывается слишком быстро, то кость не успеет консолидироваться, если же это происходит слишком медленно, то фактически теряется преимущество биорезорбируемости», — говорит Эстрин.

Единство во множестве

«Еще до начала работы в МИСиС я начал заниматься геометрическими формами, которые позволяют разбить материал на элементы, самозацепленные внутри структуры за счет геометрии и взаиморасположения. Мы с коллегами назвали это топологическим самозацеплением, и термин «топологически самозацепленные материалы» уже укоренился в литературе», — говорит Эстрин.

Целостность таких структур обеспечивается геометрией составляющих их блоков. При этом не требуются ни соединительные элементы, ни связующая масса. Профессор Эстрин и его коллеги нашли ряд геометрических форм, позволяющих реализовать принцип топологического самозацепления. По словам ученого, объекты с такой структурой лучше поглощают звук, чем изготовленные из того же материала, но цельные, и диссипируют ударную энергию (то есть превращают ее в другие, не механические формы энергии) эффективнее, чем монолитные структуры. Поэтому использование этого принципа в строительстве, особенно в сейсмоопасных регионах, открывает интересные перспективы, уверен ученый.

Результат испытаний керамической пластины и пластины, составленной из самозацепленных керамических блоков и гибрида из керамических блоков и резины. Массивная пластина разрушается, а составная пластина из замозацепленных блоков испытывает пластическую деформацию. Изображение: пресс-служба НИТУ МИСиС

«Магистральная трещина не проходит через пластину, составленную из топологически самозацепленных блоков, затупляясь на поверхностях раздела между соседними блоками. Если же блоки такой структуры разрушать поодиночке, случайным образом, то она сохранит свою целостность и не развалится, пока не будет разрушена четверть блоков, тогда как монолитная пластина разрушилась бы уже при первом повреждении. Эта уникальная невосприимчивость к локальным повреждениям — замечательное свойство топологически самозацепленных структур. Кроме того, в них можно совмещать любые, даже крайне разнородные материалы, тем самым придавая гибриду многофункциональность», — говорит Эстрин.

Искусственные мышцы

«Особенно интересно комбинировать топологически самозацепленные структуры с материалами, обладающими эффектом памяти формы. Будучи продеформированными, детали из этих материалов возвращаются к исходной форме при нагреве выше некоторой критической температуры. Эффектом памяти формы могут обладать как металлические, так и полимерные материалы, и мы работаем как с теми, так и с другими. В сочетании с топологически самозацепленными структурами они позволяют менять жесткость и несущую способность гибрида «на заказ», когда того требует ситуация», — рассказывает Эстрин об одном из направлений исследований лаборатории. Пропуская электрический ток через элементы таких гибридных материалов и тем самым нагревая материал до температур выше критической, исследователи могут управлять изменением формы и жесткости материала.

«Этот механизм подобен тому, каким красноухие черепашки управляют жесткостью соединительной ткани, находящейся у них под панцирем. Структура взаимопроникающих блоков соединительной ткани оставляет ей достаточную гибкость для нормальных отправлений функций организма в обычных условиях, но позволяет им замкнуться в жесткий слой в случае опасности, например при ударе или падении. Здесь то же самое: мы можем в нужный момент подать стимул и структура станет более жесткой», — пояснил Эстрин. Такие исследования начались недавно, но в будущем могут привести к новым приложениям, например в робототехнике или биомедицине.

Красноухая черепаха Trachemys scripta elegans. Фото: David Dohnal / Фотодом / Shutterstock

«Этот небольшой экскурс в работу лаборатории позволил взглянуть на исследования, которые мы проводим и которые кажутся нам особенно перспективными. При всей разноплановости их объединяет общность концепции гибридных материалов. Будущее покажет, насколько плодотворна эта концепция и к каким новым решениям в дизайне новых материалов она приведет», — заключил беседу профессор Эстрин.

 Алиса Веселкова

Ученые: аутизм у ребенка можно точно предсказать по анализу крови матери

1 февраля 2021

Автор фото, Getty Images

Ученые нашли способ точно определить вероятность развития аутизма у детей. Практически у каждого пятого ребенка с аутизмом это расстройство возникает из-за того, что иммунная система матери атакует мозг ребенка, когда он находится в утробе.

Аутизм — это расстройство развития, имеющее биологическую природу. Им нельзя заболеть и его нельзя вылечить. С этим нарушением развития человек рождается, живет и доживает до старости. От него нельзя излечиться — по крайней мере, на сегодняшний день

Исследователи Калифорнийского и Стэнфордского университетов создали программу, способную выявлять антитела в крови женщин, ответственные за атаку на плод. Благодаря тесту можно почти со 100-процентной вероятностью предсказать риск развития аутизма.

В ходе исследования была изучена плазма 450 матерей, детям которых был поставлен диагноз аутизма, и 342 матерей, дети которых родились без него.

Результаты были использованы для разработки иммуноферментного анализа. Это диагностический метод определения материалов в растворе с применением специализированных антител, встроенных в стенку контейнера.

Ученые искали восемь протеинов, из-за которых, как считается, происходит иммунный ответ организма матери, который влияет на развивающуюся нервную систему ее плода.

Раньше считалось, что подобное может сделать лишь иммунитет, а не антитела и лейкоциты. Теперь же стало понятно, что на растущий мозг плода могут влиять и материнские антитела.

В 2019 году была опубликована научная работа иммунологов Карен Джонс и Джуди Ван де Уотер из Калифорнийского университета, в которой был показан процесс того, как материнские антитела могут влиять на ключевые белки в нейронах плода, что в результате приводит к росту материнских антител, которые и атакуют нервную систему ребенка.

В нынешнем исследовании ученые прибегли к помощи машинного обучения, чтобы оценить, какое влияние оказывают комбинации антител, связанных с показателями развития. Разработанный ими анализ со 100-процентной точностью указал наличие комбинаций антител, способных вызвать аутизм.

Хотя созданный на основе этого анализа диагностический инструмент не может абсолютно точно спрогнозировать будущее развитие аутизма, он дает представление о существующих рисках. Например, если у матери есть определенные антитела, у нее в 31 раз повышаются шансы родить ребенка с аутизмом, рассказала Ван де Уотер.

Что такое МДФ и ЛДСП

Кухонная мебель — по сравнению с обычной – настоящий военный полигон. Повышенная влажность, чистящие средства, удары, частые открывания-закрывания дверей, перепады температуры – все это привычные будни столового гарнитура. Поэтому, если вы хотите, чтобы новый комплект служил долгое время, выбирайте по материалу изготовления так же тщательно, как и по функциональности.

Рассмотрим самые популярные варианты. Предлагаем выяснить, что лучше для кухни: МДФ или ЛДСП.

Фасадные материалы для кухни

Для производства гарнитуров чаще всего применяются МДФ, ЛДСП, смешанные рамочные фасады, массив дерева, алюминиевый профиль. И если с алюминием и деревом все более-менее ясно, то первые две аббревиатуры вызывают немало сомнений и споров.
С одной стороны, применение МДФ и ЛДСП дает дизайнерам большие возможностей для создания потрясающего разнообразия интерьеров. С другой стороны, существует множество стереотипов относительно экологичности и стойкости материалов.

Из чего производят МДФ и ЛДСП

ЛДСП – это ламинированная древесно-стружечная плита. Для ее создания опилки обрабатывают формальдегидной смолой и спрессовывают. Полученную плиту ламинируют бумажной пленкой, которая предварительно пропитывается меламиновой смолой. Для повышения влагоустойчивости на материал наносят парафин либо его эмульсию.

МДФ – плита из мелкодисперсной фракции дерева. Размер стружек намного меньше, чем у ЛДСП. Для производства материала прессуют высушенные опилки, в которые перед этим добавляют парафин. Благодаря тому, что частички очень мелкие, полученное изделие выходит плотным и прочным. При эксплуатации оно не выделяет вредных формальдегидов.

Pro et Contra

Какой же из материалов лучше, МДФ или ЛДСП для кухни?

Плюсы ЛДСП
• Выгодная стоимость – одно из главных достоинств таких плит.
• Устойчивость к переменам температуры и воздействию влаги.
• Широкая цветовая гамма. Возможность создавать элегантные фасады, имитирующие фактуру и оттенок разных пород натурального дерева.
• Хорошо переносит механические нагрузки и чистку моющими средствами.

Минусы ЛДСП
• Высокая жесткость плит, затрудняющая фрезеровку. Из такого материала нельзя создать фасады со сложными узорами.

• Наличие в составе вредных смол, наименее токсичная разновидность ЛДСП — плиты класса Е1.

Слово МАТЕРИЯ — Что такое МАТЕРИЯ?

Слово состоит из 7 букв: первая м, вторая а, третья т, четвёртая е, пятая р, шестая и, последняя я,

Слово материя английскими буквами(транслитом) — materiya

Значения слова материя. Что такое материя?

Материя

МАТЕРИЯ — понятие древнегреческой, затем всей европейской философии. Играет важную роль в онтологии, натурфилософии, теории познания. Имеется во многих, но не во всех системах европейской философии.

Новая философская энциклопедия. — 2003

МАТЕРИЯ (от лат. вещество) — одна из основных категорий онтологии. Понятие материи изменялось в истории философии: сначала ее воспринимали как первоэлемент, затем как прасвойство или качество.

Тематический философский словарь. — 2008

МАТЕРИЯ — в самом общем виде это «бытие, которое само не понимает бытия» (Й.Ратцингер). У Аристотеля: то, что способно обретать форму, возможность бытия. У Плотина: предел распада всякого бытия, его полного «распыления» до состояния…

Краткий религиозно-философский словарь. — 1996

Материя — это всё то, что материально, то есть имеет массу. Материя дискретна, то есть состоит из частиц. Кроме материи во Вселенной ничего нет. Материя всё время находится в движении. Движение характеризуется скоростью.

Энциклопедический фонд России

Материя Материальный предмет, как это известно эмпирически, является не единичной существующей вещью, а системой существующих вещей. Когда несколько человек одновременно видят один и тот же стол, все они видят его по-разному; таким образом…

Философский словарь разума, материи, морали

Материя — материальное начало, материальная причина (materia, causa materialis) — то, из чего состоит и из чего происходит данный предмет.

Когда вопрос: из чего? ставится в общем и безусловном виде, в применении ко всему существующему…

Соловьев В. Толковый словарь по философии

Материи и духа проблема

Материи и духа проблема — один из классических метафизических вопросов относительно связи между тем, что считается физическим, материальным, и что – психическим, идеальныи или сознанием.

vocabulary.ru

Материи и духа проблема — один из классических метафизических вопросов относительно связи между тем, что считается физическим, и что — психическим. Существует несколько решений данной проблемы. 1. Дуалистические: а) интеракционизм…

Жмуров В.А. Большой толковый словарь терминов по психиатрии

МАТЕРИИ И ДУХА, ПРОБЛЕМА Один из классических метафизических вопросов относительно связи между тем, что является психическим, и тем, что является физическим.

Оксфордский словарь по психологии. — 2002

Тапа (материя из луба)

Тапа (полинезийский), материя из луба (внутренней части древесной коры). Была распространена в прошлом у народов, не знавших ткачества; сохраняется у некоторых народов Индонезии, Океании, Африки, индейцев центральной и Южной Америки.

БСЭ. — 1969—1978

Тапа (полинез.) — материя, изготовленная из луба (внутренняя часть древесной коры). Т. была распространена у народов не знавших ткачества и служила материалом для одежды, подстилок и пр.

Энциклопедия моды и одежды

ФОРМА И МАТЕРИЯ

ФОРМА И МАТЕРИЯ [греч. (,) ??, лат. пер. forma et material, в философии Аристотеля две из четырёх «причин», или «принципов» («начал» — см. Архе), бытия. Противопоставление Ф. и м. терминологически создано Аристотелем…

Философская энциклопедия

ФОРМА И МАТЕРИЯ — в философии Аристотеля две из четырех «причин», или «принципов» («начал» — стл-Архе), бытия. Противопоставление формы и материи терминологически создано Аристотелем…

Новая философская энциклопедия. — 2003

ФОРМА И МАТЕРИЯ [греч. (,) ??, лат. пер. forma et material, в философии Аристотеля две из четырёх «причин», или «принципов» («начал» — см. Архе), бытия. Противопоставление Ф. и м. терминологически создано Аристотелем…

Философская энциклопедия

Непроницаемость материи

Непроницаемость материи Н. материи, а именно её атомов, по атомической гипотезе, есть свойство, проистекающее из самого понятия о веществе и о предельном наименьшем и потому неделимом количестве материи, составляющем атом.

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — 1890-1907

Непроницаемость материи, физ. хим., в смысле непроницаемости атомов есть свойство мельчайших неделимых, представляющих, по атомической теории, компактную заполненную веществом весьма малую часть пространства; пространства между атомами…

Брокгауз и Ефрон. — 1907—1909

Уровни организации живой материи

УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ, сложившееся к 60-м гг. 20 в. представление о структурности живого. Жизнь на Земле представлена индивидуумами определённого строения, принадлежащими к определённым систе-матич. группам…

Биологический словарь

УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ сложившееся к 60-м гг. 20 в. представление о структурности живого. Жизнь на Земле представлена индивидуумами определённого строения, принадлежащими к определённым систематич. группам…

Биологический энциклопедический словарь. — 1986

УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ представление об иерархической структурности живой материи. Выделяют следующие уровни организации живой материи: молекулярно-генетический, клеточный, органо-тканевый, организменный…

Экологический словарь

Русский язык

Мате́рия, -и.

Орфографический словарь. — 2004

Мате́ри/я [й/а].

Морфемно-орфографический словарь. — 2002

---

Примеры употребления слова материя

Тем более, что музыка столь тонкая материя, что в ней что хочешь может послышаться.

Астрономы уверены, что темная материя также движется с большой скоростью вдоль спиралей галактики.

Для него мордобой или гульба что интимная материя: священны.

Когда материя кристаллизуется, атомы спонтанно складываются в определённую структуру трёхмерной решётки.

Когда материя кристаллизуется, ее атомы спонтанно выстраиваются в ряды, колонки и стопки трехмерной решетки.

В случае особенно сильных извержений заряженная космическая материя, достигнув Земли, может повредить трансформаторы в электрических сетях.

---

1. материн
2. материться
3. материть
4. материя
5. матери
6. матерка
7. матерний

Что такое алюминиевый композитный материал

Что такое алюминиевый композитный материал           Композитные панели, разработанные первоначально для строительных приложений – облицовки и реконструкции старых зданий (минимальная нагрузка на фундамент и стены), — в последние годы стали пользоваться особой популярностью в рекламном производстве. Эти материалы представляют собой два слоя тонкого, предварительно окрашенного листового алюминия, между которыми заключен полимерный (полиэтилен, полипропилен, полиуретан, полистирол) или минеральный огнеупорный наполнитель. Соединение слоев между собой производится по такой технологии, которая обеспечивает готовому продукту высокую стойкость к расслаиванию. Внешняя поверхность композитных материалов помимо слоя краски может иметь лаковое антикоррозионное покрытие, повышающее износостойкость. Материал производится в виде непрерывной ленты, что позволяет предлагать пользователям широкое разнообразие габаритных размеров.               Композитные панели обладают высокой жесткостью, ударопрочностью, устойчивостью к давлению и ветровым нагрузкам и одновременно с этим небольшим весом (композиты в 3 – 4 раза легче стальных листов и в 1,5 – 2 раза алюминиевого проката).           Процесс производства обеспечивает многослойному материалу точные плоскостные характеристики и однородность нанесения поверхностных красочных и защитных слоев. Окрашивание и лакирование в зависимости от назначения панелей может производиться разными составами – на основе полиэфиров или полифторированных соединений — фторуглеродов (поливинилиденфторида ПВДФ, реже политетрафторэтилена ПТФЭ). Панели могут быть окрашены и лакированы с одной или с  двух сторон и исполнены в самой широкой цветовой гамме, а также с поверхностью, имитирующей натуральный камень, кирпич, штукатурку, дерево. Эффект благородного металла на поверхности алюминиевого композита чаще всего достигается методом гальванотехники.           Композиты условно подразделяются на материалы для уличного и интерьерного применения. К первым относятся панели с более толстыми слоями алюминия и с фторуглеродным покрытием. Материалы для интерьерных задач имеют алюминиевые слои меньшей толщины; на их поверхность наносится в основном полиэфирное покрытие, в уличных условиях ведущее себя менее стабильно по сравнению с фторуглеродным.           Помимо физико-механических свойств, химической инертности поверхности и эстетических достоинств, популярность композитных материалов, несомненно, обеспечивают легкость видоизменения формы листа и получение ломаных и криволинейных плоскостей, позволяющих изготавливать самые разнообразные изделия с минимальным количеством элементов крепления. Панели могут монтироваться вертикально, горизонтально или в наклонном положении без деформаций и провисания.            Композитные материалы могут эксплуатироваться   в широком температурном диапазоне — от  -50 ° до +80 °С.            Области применения: стеновые и балконные ограждения, потолочные конструкции, козырьки и навесы, внешняя и внутренняя облицовка, крупногабаритные рекламные носители – щиты и табло, вывески, колонны, стелы, планшеты, объемные буквы, оформление бензоколонок, магазинов, стадионов, выставочное строительство. Композиты трудновозгораемы и не выделяют токсичных газов при высоких температурах, что позволяет их использовать в помещениях и конструкциях самого разнообразного назначения. Татьяна Дементьева инженер-технолог Иллюстрация: giftec

виды и 30+ примеров — Ringostat Blog

POS-материалы — это то, с чем мы ежедневно сталкиваемся в магазинах. Например, брендовый холодильник известного напитка. Или яркий стеллаж, посвященный косметике конкретной марки. Они выделяют продукт на фоне десятков аналогов и побуждают покупать товары по скидке. Статья о POS-материалах будет полезна маркетологам и ритейлерам — примеры из нее они смогут использовать для вдохновения.

POS-материалы — что это

POS расшифровывается как «point of sale» или «точка продаж», т. е. любое место, где покупатель может сделать покупку. Например, супермаркет. 

POS-материалы — это материалы, которые привлекают внимание к бренду в магазине или возле него. Также для них часто используется аббревиатура POSM — «pint of sale material», особенно на западе.

POS-материалы очень разнообразны. Супермаркеты, торговые центры и центральные улицы городов буквально напичканы ими. Это и деревянные доски-«раскладушки» с меню возле возле кафе, и ростовые фигуры строителей в гипермаркетах с товарами для ремонта. Даже ярко оформленные ценники, свисающие с полок магазинов — все это POS-материалы. 

Словом, если вы идете по супермаркету, и какой-то бренд очень ярко выделяется на фоне других — вы столкнулись с POS-материалом. Аналогично с уличными объектами, которые привлекают внимание какому-то заведению или магазину. Все это инструменты маркетинга, которые побуждают совершить спонтанную покупку.

Классический пример POS-материала — брендированная стойка с товаром

Источник — www.coroflot.com/stanislavtsybulsky/

 

Интересный факт

POS-материалы стали активно использовать в эру магазинов с самообслуживанием, но существуют они уже давно. Яркий пример — Barber’s Pole, символ барбершопа. Это вращающийся цилиндр с полосами красного, синего и белого цвета, который вешают на кронштейне у входа. До 18 века цирюльники не только стригли, но и занимались кровопусканием, хирургией. Знак с такими цветами означал, что в заведении можно и постричься (синий с белыми полосами), и пустить кровь или удалить зуб (красный).

 

Назначение POS материалов

Зачем POS-материалы магазину или бренду

Человек чаще всего двигается по магазину или улице на автомате, поэтому привлечь его не так-то просто. Поэтому основная задача POS-материалов — захватить внимание и продать товар прямо сейчас, заставив сделать импульсивную покупку.

1. Заставить остановиться покупателя, который двигается по инерции. Поэтому POS-материалы нередко как бы перегораживают путь или заставляют изменить траекторию. Например, объемные стеллажи или те же ростовые фигуры.
2. Еще раз напомнить аудитории о конкретном бренде и усилить его маркетинг. Чем креативней и заметней POS-материал — тем лучше влияет на узнаваемость марки для покупателей.
3. Обратить внимание на акцию или сезонную распродажу. И в результате повысить продажи.
4. Побудить сделать эмоциональную покупку. Поэтому POS-материалы часто кричаще-яркие, с крупными изображениями. Или это вещи, которые хочется взять в руки, потрогать — и купить.
5. Задержать покупателя, который уже уходит или стоит на кассе. Человек понимает, что «забыл» что-то купить. И это что-то очень удачно стоит возле кассы или выхода. 
6. Кратко описать плюсы предложения. Обычно на POS-материалах нарисовано, что собой представляет товар или какую выгоду получит покупатель. Например, блестящие волосы, хорошее настроение и т. д.
7. Захватить внимание покупателя, который спешит или не знает, что выбрать. «Какие бы чипсы выбрать и где они вообще? А, вот же реклама Lays. Ладно, возьму их».

 

Зачем POS-материалы покупателю

POS-материалы нужны не только продавцу или бренду, чтобы «заманить» покупателя. Последнему они тоже могут быть полезны — и позволяют сэкономить время и деньги. 

1. Заметить, где находится нужный товар. POS материалы буквально «кричат», что на полке или за углом находится то, что вы ищете. 
2. Наглядно увидеть, зачем нужен конкретный продукт и что дает. Это помогает определиться с выбором.
3. Купить акционные продукты по более выгодной цене. Желтые ценники для скидок — это тоже разновидность POS-материалов.
4. Показать, что в этом магазине можно купить определенный бренд или вид товаров. Это касается POS-материалов, которые размещаются на улице или возле входа в магазин в коридоре ТЦ.

 

Зоны, где размещают POS-материалы

Глобально размещение POS-материалов можно разделить на три зоны.

 

1. На улице:
   • возле входа в магазин, кафе, торговый центр;
   • на фасаде и вокруг входа — например, аппликации с изображением бренда или лого торговой точки, стойка с флаерами (фото — lemontv.io.ua): 
2. В коридорах и вестибюле торгового центра. Например, указатель, что магазин бренда находится в 10 метрах налево. Тканевая растяжка, которая показывает, что вы сейчас возле обувного бутика — и неплохо было бы зайти.
3. На выставках, конференциях. Тут часто используются стенды где в качестве POS-материалов посетителям раздают наклейки, кружки, значки и т. д. Например, таким был стенд Ringostat на конференции по интернет-маркетингу 8P: 
4. В магазине: 
   • на полках и возле них;
   • на потолке;
   • в торговом зале;
   • у кассы.

Последнее место размещения считается самым эффективным. Потому что люди обычно ждут возле кассы и начинают разглядывать то, что находится возле нее. Дальше мы более детально рассмотрим, где и какие POS-материалы лучше размещать.

 

Виды POS-материалов

POS-материалы вне магазина: на улице или в коридоре торгового центра

Панель-кронштейн

Крепится к торцу здания. Может подсвечиваться или вращаться вокруг своей оси за счет ветра или небольшого мотора. К такой разновидности как раз относится символ барбершопов, о котором мы писали выше.

Источник — mosprint24.ru

Штендер или pillar 

Устанавливается перед входом в точку продаж или показывает направление к нему. Самый популярный формат — двусторонняя доска-«раскладушка». На ней кафе пишут популярные позиции из меню или блюдо дня.

 

Лайтбокс

Световой короб у входа в магазин. Подсветка изнутри освещает пленку с лого и изображением товара. Лайтбокс выглядит ярко и контрастно — особенно в темное время суток.

Источник — degesta.de

POS-материалы для размещения в торговом зале

Ниже мы пойдем от самых масштабных POS-материалов к изделиям более мелкого формата.

 

Мобильная конструкция

Передвижная конструкция с оригинальным дизайном, за которой может размещаться представитель продавца или бренда. Также используется на выставках и тематических ярмарках.

Источник — sostav.ru

Бренд-зона

Часть торговой площади, выделенная под «территорию» конкретного бренда. Выглядит масштабно и зрелищно. Здесь человек может получить консультацию, более детально рассмотреть товар или протестировать/попробовать.

Источник — virtu. ru 

Дисплей

Делаются из картона или пенопласта и могут освещаться, чтобы быть более заметными. Дисплеи обычно размещаются в «стратегических» точках на пути покупателя. Легко заменяется и часто используется всего один раз. Такой POS-материал может включать, например холодильник для продуктов и напитков.

Источник — behance.net

Промо-стенд 

Стойка для рекламы и дегустации. Самый частый пример — промо-стенды в супермаркетах, где предлагают попробовать новый сыр или колбасу.

Фото — Seyidoğlu Jam

 

Джумби — муляж товара 

Имитация, которая выглядит в точности как товар, только увеличенный в десятки раз. Его ставят на полку, витрину или прямо на пол, подвешивают под потолок. Часто джумби одновременно является и стеллажом, на котором стоят товары именно этого вида.

Источник — Pinterest

Хард постер

Вы наверняка видели такой POS-материал в кинотеатре с рекламой фильма. Плюс хард постера в том, что он воспринимается как креативное украшение зала, а не как навязчивая реклама. В кинотеатрах с самыми удачными из них даже фотографируются, чтобы выложить в Instagram — так узнаваемость фильма растет.

Источник — metronews.ru

Бодистенд — ростовая фигура

Представляет собой фото или изображение человека или брендового персонажа в полный рост. Такой рекламный носитель обычно ставится так, чтобы покупатель не мог просто пройти мимо фигуры и задержался.

Источник — reklama057.com.ua

Стоппер

Как понятно из названия, предназначены, чтобы покупатель остановился и обратил внимание на товар. Часто ограничивают область на полке, где размещена конкретная марка, чтобы отделить ее от конкурентов

Источник — art-m.com.pl

Реклама на тележке супермаркета

В этом случае сам покупатель служит ходячей рекламой для окружающих.

Источник — презентация Michel Bosman

Шелфорганайзер 

Конструкция из картона, пластика или металла, которая выделяет место продукта на полке.

Источник — behance.net

Ролл-ап 

Растяжки с графикой и текстом. Представляют собой полотно, которое натягивается на каркас и может сворачиваться.

Источник — axisprint.com

Подвесной баннер

Такое же полотно на каркасе, но висящее под потолком внутри зала.

Источник — vedomosti.ru

Мобайл 

Большой подвесной рекламный носитель, который также может показывать путь к конкретному товару или отделу. Бывают объемные мобайлы, которые выполняют в виде муляжа продукта.

Источник — packaging.innovisual.es

Торцевой флаг

Флажок с рекламой, который крепится на флагшток и размещается не только в магазинах, но и на выставках.

Источник — flagmaker.ru

«Следы»

Могут использоваться и в самом магазине и на тротуаре возле него. Такие следы или указатели ведут к торговой точке или полке с конкретным товаром.

Источник — jumboprinters. com

Шелфтокер

Яркие рекламные панели среднего формата из картона или пластика, которые размещаются на полках. Самый частый вид POS-материалов. 

Источник — inserimpresores.cl

Рекламный блистер

Разновидность муляжей — поле, на котором размещена имитация товара. Например, жвачки, упаковки лекарств, коробочки с кремами и т. д.

Источник — tpgroup.com.ua

Стриплента

Полоса из пластика или полиэтилена, на которую крепится легкий и небольшой товар. Например, пакетики сухариков, кофейные стики, канцелярские товары.

Источник — cleverpos.ru

 

Воблер

Происходит от английского слова «вибрировать» — и, действительно, он колышется, привлекая внимание. Это картонный рекламный элемент или ценник на длинной эластичной ножке, который выступает за пределы полки.

Источник — printhit.org

Ценникодержатели

На них можно указать не только цену, но и прорекламировать товар. Или показать, что товар продается по акции.

Некхенгер

Реклама, которая крепится на горлышко бутылки.

Источник — behance.net

 

Диспенсер 

Коробка с буклетами или флаерами. Также их часто можно встретить в банках. На диспенсерах или флаерах часто указывают номера телефонов. Если хотите узнать, приводит ли такая реклама покупателей — используйте статический коллтрекинг.

Источник — apelsin.ua

Преимущества Call tracking Ringostat

• Единственный в Украине, России и Казахстане официальный технологический партнер Google Analytics среди аналогичных сервисов.
• Готовые отчеты по ключевым параметрам и возможность создать собственные по 30+ параметрам.
• 95% настроек вы можете управлять самостоятельно по инструкциям из базы знаний Ringostat.
• По-настоящему быстрая и профессиональная поддержка — скорость ответа менее 4 минут.
• Готовые интеграции с популярными CRM-системами и другими сервисами.

 

Сувенирные изделия 

Тоже могут служить POS-материалами, если раздаются в точках продажи или на выставках, конференциях. Это магниты, чашки, эко-сумки, календари, блокноты и т. д.

 

POS-материалы для HoReCa

Меню-холдер

Меню, которое выставляется на специальной подставке на улице возле кафе или ресторана. Это, с одной стороны, привлекает аудиторию. С другой — сразу позволяет ей ознакомиться с ценами и ассортиментом.

Источник — studiotdisplay.it

 

Тейбл-тент

Как правило, двусторонняя картонная или пластиковая конструкция, которая ставится на стол. Рекламирует продукты и напитки конкретных брендов. Или акции самого заведения. Например «Закажи две пиццы с 15:00 до 20:00 — получи третью в подарок».

Источник — jakprints.com

 

Бирдекели, подставки для чашек

Брендированные кружки из специального картона, впитывающего влагу. Содержат лого заведения или бренда напитков.  

Источник — libertadexpresionchile.uchile.cl

 

Преимущества POS-материалов

1. Стимулируют продажи. Товар находится прямо возле POS-материала —  достаточно просто протянуть руку. Поэтому они часто становятся причиной эмоциональных покупок.
2. Не требуют больших затрат и могут использоваться повторно. Например, раз в году на тематической выставке. Или сначала в одном магазине, а потом в другом. Используя 
3. Позволяют легко привлечь аудиторию. POS-материалы не так просто проигнорировать, как в случае с интернет-рекламой. Особенно в случае стопперов и больших дисплеев, которые нельзя обойти, не заметив.
4. POS-материалы легко привлекают детей. И уже они побуждают взрослых сделать покупку. Так маркетинг, направленный на одну аудиторию, заставляет делать покупку другую.
5. Могут охватить аудиторию, которая обычно не покупает такой товар. Например, мужа, который блуждает по супермаркету со списком продуктов и не знает, что выбрать.

 

Кому рекомендуется использовать POS-материалы

Пожалуй, всем брендам и магазинам. Хотя покупатели становятся более опытными и недоверчивыми — POS-материалы все равно притягивают внимание покупателей. Другие продукты выглядят бледно на фоне товара в ярком окружении. 

Ограничение может быть только одно — для объемных POS-материалов в маленьком магазине. В этом случае покупателям будет сложно перемещаться.

Особенно полезны POS-материалы для промо:

• новых марок или новой линейки товара;
• акций;
• сезонных распродаж;
• масштабных рекламных кампаний;
• товаров в нише с высокой конкуренцией;
• алкогольных и табачных изделий, медикаментов — т. е. товаров, у которых есть ограничения при рекламе по другим каналам, например, в интернете или по ТВ.

 

Для каких товаров используют POS-материалы

• как мы писали выше, в первую очередь это любые новые товары или товарные линейки;
• акционные предложения;
• продукты, которые по какой-то причине плохо покупают;
• товары массового потребления — например, жвачки, батарейки, журналы, конфеты, средства гигиены.  

 

Этапы разработки POS-материалов

Как происходит разработка POS-материалов, нам рассказал профильный специалист.

Александр Полубелов,

руководитель проекта Printstudio.kiev.ua

«Процесс разработки целиком зависит от того, какой клиент к нам пришел. Вначале нужно выяснить, знает ли он, чего хочет, или нет. Если это крупный клиент — обычно у него уже есть все вплоть до разверток и вижуалов. В этом случае мы просим макеты, к которым есть определенные требования. Например, масштаб 1:1, сведение всех слоев в растровых файлах и т. д. Эти требования описаны у нас на сайте. После получения файлов мы сразу передаем заказ дизайнеру и конструктору. Но иногда и крупный клиент хочет получить проект с нуля — «свежий взгляд», так сказать.

Другая история если, человек еще не заказывал POS-материалы и лишь примерно представляет, что ему нужно. Тогда мы предлагаем выбрать из вариантов, которые делали, или предлагаем услугу разработки с нуля. Во втором случае за заказ берется дизайнер и конструктор за отдельную плату. Мы изготавливаем макет, проектируем конструкцию и изготавливаем ее. 3D-конструкции мы тоже делаем в зависимости от сложности изделия. Если речь о простых, то их обычно проще сделать сразу, чем отрисовать. 

Сначала мы изготавливаем лишь один образец — на согласование. Заказчик подписывает документ, что доволен результатом и дает добро на изготовление. Только после этого мы берем предоплату, делаем POS-материалы, доставляем клиенту и получаем полную оплату. Срок производства зависит от сложности — от двух-четырех дней до нескольких месяцев». 

 

Бонус — примеры креативных POS материалов

Небольшая подставка с зажигалками Miss Bic призвана, чтобы привлечь женскую аудиторию:

Источник — Creativeinstoresolutions

Ariel создал целую инсталляцию, она не только предлагает купить порошок, но и показывает, насколько продукт востребован:

Источник — upakovka-blister. ru

Креативная выкладка товара на специальном стеллаже. Видимо, производитель хотел показать, что есть бобы — значит, стать сильным, как Бэтмен:

Источник — funnyjunk.com

Милый диспенсер от Skype на Communication Asia Convention в виде почтового ящика:

Источник — Pinterest

Выводы

1. POS-материалы — это один из инструментов маркетинга. Представляют собой элементы и конструкции, которые призваны привлекать внимание к бренду или магазину. И побуждать людей сделать покупку прямо сейчас. Часто в прямом смысле, «не отходя от кассы».
2. POS-материалы могут размещаться на улице возле торговой точки, в вестибюле или коридоре ТЦ, внутри магазина.
3. Есть более десятка разновидностей POS-материалов разного формата. Они отличаются и размерами, и видом. От огромных стендов и бренд-зон до ценникодержателей и небольших воблеров. 
4. Такие рекламные носители хороши тем, что помогают привлечь аудиторию, которая бесцельно блуждает по магазину и не знает, что выбрать. Помогают рассказать об акции или сезонной распродаже. Легко убираются и заменяются.  POS-материалы можно использовать один раз, а можно перемещать по разным магазинам и выставкам.
5. Помните, что POS-материалы — такая же реклама, как и любая другая. Поэтому важно оценивать отдачу от нее. Если на ваших POS-материалах размещен номер компании, обязательно используйте отслеживание звонков. Так вы точно узнаете, что клиентов приводит именно POS-материал, а не другие запущенные активности.

Подпишитесь на обновления

Раз в неделю мы отправляем дайджест самых интересных новостей о digital 

Email*

Подписаться

Если вы нашли ошибку — выделите её и нажмите Ctrl + Enter или нажмите сюда.

Как выявляют вирус COVID-19 с использованием ОТ-ПЦР в реальном времени?

Вирус — это микроскопическая совокупность генетического материала, окруженного молекулярной оболочкой. Генетический материал может быть представлен либо ДНК, либо РНК.  

ДНК — это состоящая из двух цепей молекула, которая встречается во всех организмах, таких как животные, растения и вирусы, и содержит генетический код или алгоритм того, как эти организмы строятся и развиваются.

РНК обычно представляет собой состоящую из одной цепи молекулу, которая копирует, транскрибирует и передает части генетического кода белкам, чтобы они могли синтезировать и выполнять функции, которые поддерживают жизнь и развитие организмов. Существуют различные типы РНК, которые выполняют копирование, транскрибирование и передачу.

Некоторые вирусы, такие как коронавирус (SARS-CoV-2), содержат только РНК, что означает, что они полагаются на проникновение в здоровые клетки для размножения и выживания. Оказавшись внутри клетки, вирус использует свой собственный генетический код (РНК в случае коронавируса) чтобы взять под контроль и «перепрограммировать» клетки так, чтобы они стали фабриками по производству вирусов.  

Для того чтобы при помощи ОТ-ПЦР в реальном времени выявить на раннем этапе присутствие в организме вируса, такого как коронавирус, ученым необходимо преобразовать РНК в ДНК. Этот процесс называется «обратной транскрипцией». Это делается потому, что только ДНК можно копировать (или амплифицировать), что и является ключевой частью процесса ОТ-ПЦР в реальном времени, применяемого для выявления вирусов.

Ученые амплифицируют определенную часть транскрибируемой вирусной ДНК в сотни тысяч раз. Амплификация важна, поскольку вместо того, чтобы пытаться найти ничтожное количество вируса среди миллионов цепей генетической информации, ученые имеют достаточно большое количество заданных участков вирусной ДНК, чтобы точно подтвердить, что вирус присутствует.

Chem4Kids.com: Matter: Definition and Overview

Что такое материя? Материя — это все, что вас окружает. Атомы и соединения состоят из очень маленьких частей вещества. Эти атомы продолжают строить то, что вы видите и к чему прикасаетесь каждый день. Материя определяется как все, что имеет массу и занимает пространство (имеет объем).

Что такое масса? Масса — это количество вещества в объекте. У вас может быть небольшой объект с большой массой, например статуя из свинца (Pb).У вас может быть большой объект с очень небольшой массой, например воздушный шар, наполненный гелием (He). Вы также должны знать, что есть разница между массой и весом. Масса — это мера вещества в объекте, а вес — это мера силы тяжести, действующей на объект.

Что такое объем? Объем — это объем занимаемого места. Такие слова, как большой, маленький, длинный или короткий, используются для описания объемов. Мрамор занимает небольшой объем, а звезда занимает большой объем.Различные состояния вещества по-разному заполняют объемы.

Хотя материю можно найти повсюду во Вселенной, вы найдете ее только в нескольких формах (состояниях) на Земле. На сайте мы рассматриваем пять состояний материи. Каждое из этих состояний иногда называют фазой. Есть много других состояний материи, которые существуют в экстремальных условиях. Ученые, вероятно, откроют для себя больше состояний материи, если мы продолжим исследовать Вселенную.

Каковы основные состояния материи? Каждый должен знать о твердых телах, жидкостях, газах и плазме.Ученые всегда знали о твердых телах, жидкостях и газах. Плазма была новой идеей, когда она была определена Уильямом Круксом в 1879 году. Нам также нравится говорить о конденсате Бозе-Эйнштейна (БЭК). Это забавное состояние материи, когда вы убираете из системы почти всю энергию. Ученые (Корнелл, Кеттерле и Виман), работавшие с конденсатом Бозе-Эйнштейна, получили Нобелевскую премию за свою работу в 2001 году.

Что делает состояние материи? Все дело в физическом состоянии и энергии в атомах и молекулах.Подумайте о твердых телах. Физические свойства твердого тела часто включают «твердость» и «хрупкость». Жидкости текучие, немного перемещаются и заполняют емкости. Газы всегда вокруг вас, но молекулы газа расположены намного дальше друг от друга, чем молекулы в жидкости. Если у газа есть запах, вы часто сможете почувствовать его запах раньше, чем заметите. BEC — это атомы, которые ближе и менее энергичны, чем атомы в твердом теле.

Что такое физическое изменение материи? Молекулы могут переходить из одного физического состояния в другое (фазовое изменение) и не изменять свою атомную структуру .Кислород (O ₂ ) газ имеет те же химические свойства, что и жидкий кислород. Жидкое состояние холоднее и плотнее (меньше энергии), но молекулы те же. Другой пример — вода (H ₂ O). Молекула воды состоит из двух атомов водорода (H) и одного атома кислорода (O). Он имеет одинаковую молекулярную структуру, будь то газ, жидкость или твердое тело. Хотя его физическое состояние может измениться из-за разного количества энергии, его атомная структура остается прежней.

Так что же такое химическое изменение вещества? Начнем со стакана чистой воды.Если бы формула воды изменилась, это было бы химическое изменение. Если бы вы могли добавить второй атом кислорода к молекуле воды (H ₂ O), у вас был бы перекись водорода (H ₂ O ₂ ). Молекулы больше не будут «водой». На самом деле существует множество этапов создания перекиси водорода из воды.

Физические изменения связаны с изменениями в непосредственной окружающей среде , такими как температура, давление и другие физические силы.Химические изменения происходят, когда связи между атомами в соединении создаются или разрушаются. Как правило, основная химическая структура не меняется при физических изменениях. Конечно, в экстремальных условиях, таких как Солнце, ни одна молекула не застрахована от разрушения.

Чужеродное вещество в Солнечной системе (видео НАСА)

В чем дело? — Определение с сайта WhatIs.com

Материя — это вещество, обладающее инерцией и занимающее физическое пространство.Согласно современной физике, материя состоит из различных типов частиц, каждая из которых имеет массу и размер.

Самыми известными примерами материальных частиц являются электрон, протон и нейтрон. Комбинации этих частиц образуют атомы. Существует более 100 различных видов атомов, каждый из которых представляет собой уникальный химический элемент. Комбинация атомов образует молекулу. Атомы и / или молекулы могут соединяться вместе с образованием соединения.

Материя может существовать в нескольких состояниях, также называемых фазами.Три наиболее распространенных состояния известны как твердое, жидкое и газообразное. Один элемент или соединение материи может существовать более чем в одном из трех состояний, в зависимости от температуры и давления. Менее знакомые состояния вещества включают плазму, пену и конденсат Бозе-Эйнштейна. Эти состояния возникают при особых условиях.

Различные виды веществ могут объединяться, образуя вещества, которые могут не походить ни на один из исходных ингредиентов. Например, водород (газообразный элемент) и кислород (другой газообразный элемент) объединяются с образованием воды (жидкого соединения при комнатной температуре).Процесс такого сочетания называется химической реакцией. Химическая реакция включает взаимодействия между электронами атомов, но не влияет на ядра атомов.

В некоторых ситуациях материя превращается в энергию с помощью атомных реакций, также известных как ядерные реакции. Этот тип реакции принципиально отличается от химической реакции, потому что он включает изменения ядер атомов. Самый распространенный пример атомной реакции — это синтез водорода, происходящий внутри Солнца.Огромное давление внутри Солнца и внутри других звезд заставляет атомы водорода вместе образовывать атомы гелия. В этом процессе некоторая часть массы преобразуется в энергию по формуле

.

E = мк ²

, где E — энергия в джоулях, m — масса в килограммах и c — скорость света, которая в вакууме составляет приблизительно 2,99792 x 10 ⁸ метров в секунду.

В последние годы ученые подтвердили существование вещества под названием антивещество.У электрона есть двойник-античастица, называемый позитроном, с равной массой, но противоположным электрическим зарядом. Точно так же у протона есть двойник из антивещества, называемый антипротоном, а у нейтрона есть двойник из антивещества, называемый антинейтроном. Если частица вещества встречает свою античастицу, обе они полностью преобразуются в энергию в соответствии с приведенной выше формулой, где m — это общая масса частицы и античастицы. Небольшие количества антивещества были выделены в лабораторных условиях, но никому еще не удалось создать контролируемую реакцию вещества / антивещества или даже неконтролируемую реакцию значительного размера.

Что такое определение «материя» в физике?

Материя имеет множество определений, но наиболее распространенным является то, что это любая субстанция, имеющая массу и занимающая пространство. Все физические объекты состоят из материи в форме атомов, которые, в свою очередь, состоят из протонов, нейтронов и электронов.

Идея о том, что материя состоит из строительных блоков или частиц, возникла у греческих философов Демокрита (470–380 до н. э.) и Левкиппа (490 до н.э.).

Примеры материи (и того, что не имеет значения)

Материя состоит из атомов.Самый основной атом, изотоп водорода, известный как протий, представляет собой отдельный протон. Итак, хотя некоторые ученые не всегда считают субатомные частицы формами материи, вы можете считать Протий исключением. Некоторые люди считают электроны и нейтроны также формами материи. В противном случае любое вещество, построенное из атомов, состоит из материи. Примеры включают:

• Атомы (водород, гелий, калифорний, уран)
• Молекулы (вода, озон, газообразный азот, сахароза)
• Ионы (Ca ²⁺ , SO ₄ ^2- )
• Полимеры и макромолекулы ( целлюлоза, хитин, белки, ДНК)
• Смеси (масло и вода, соль и песок, воздух)
• Сложные формы (стул, планета, мяч)

Хотя протоны, нейтроны и электроны являются строительными блоками атомов, сами эти частицы основаны на фермионах. Кварки и лептоны обычно не считаются формами материи, хотя они соответствуют определенным определениям этого термина. На большинстве уровней проще всего сказать, что материя состоит из атомов.

Антивещество по-прежнему остается материей, хотя частицы уничтожают обычную материю при контакте друг с другом. Антивещество существует на Земле естественным образом, хотя и в очень малых количествах.

Кроме того, есть вещи, которые либо не имеют массы, либо, по крайней мере, не имеют массы покоя. Вещи, которые не имеют значения, включают:

• Свет
• Звук
• Тепло
• Мысли
• Мечты
• Эмоции

Фотоны не имеют массы, поэтому они являются примером чего-то в физике, что , а не состоит из материи.Они также не считаются «объектами» в традиционном смысле, поскольку не могут существовать в стационарном состоянии.

Фазы материи

Материя может существовать в различных фазах: твердой, жидкой, газовой или плазменной. Большинство веществ могут переходить между этими фазами в зависимости от количества тепла, которое материал поглощает (или теряет). Существуют дополнительные состояния или фазы материи, включая конденсаты Бозе-Эйнштейна, фермионные конденсаты и кварк-глюонную плазму.

Вещество против массы

Обратите внимание: хотя материя имеет массу, а массивные объекты содержат материю, эти два термина не совсем синонимичны, по крайней мере, в физике.Материя не сохраняется, в то время как масса сохраняется в закрытых системах. Согласно специальной теории относительности, материя в замкнутой системе может исчезнуть. С другой стороны, масса, возможно, никогда не создавалась и не разрушалась, хотя ее можно преобразовать в энергию. Сумма массы и энергии остается постоянной в замкнутой системе.

В физике один из способов отличить массу от материи — определить материю как вещество, состоящее из частиц, обладающих массой покоя. Даже в этом случае в физике и химии материя проявляет дуальность волна-частица, поэтому она обладает свойствами как волн, так и частиц.

Что такое материя? Определение и примеры

Материя имеет массу и занимает объем.

Что такое материя? В науке материя определяется как любое вещество, которое имеет массу и занимает пространство. По сути, это все, что можно потрогать. Тем не менее, есть также явления, которые не являются материей, такие как свет, звуки и другие формы энергии. Пространство, лишенное всякой материи, называется вакуумом.

Примеры материи

Все, что вы можете потрогать, попробовать или понюхать, состоит из материи.Примеры включают:

• Атомы
• Ионы
• Молекулы
• Мебель
• Люди
• Растения
• Вода
• Камни

Вы можете наблюдать вещи, которые не имеют значения. Обычно это формы энергии, такие как солнечный свет, радуга, мысли, эмоции, музыка и радиоволны.

Состояния вещества

Материю можно определить по ее химическому составу и состоянию. Состояния вещества, встречающиеся в повседневной жизни, включают твердые тела, жидкости, газы и плазму. Другие состояния вещества существуют около абсолютного нуля и при чрезвычайно высоких температурах.

• Твердое тело — Состояние вещества определенной формы и объема. Частицы плотно упакованы. Пример: Лед
• Жидкость — Состояние вещества с определенным объемом, но без определенной формы. Пространство между частицами позволяет этой форме материи течь. Пример: Вода
• Газ — Состояние вещества без определенного объема или формы. Частицы могут адаптироваться к размеру и форме своего контейнера.Пример: водяной пар в облаках

Разница между материей и массой

Термины «материя» и «масса» связаны, но не означают одно и то же. Масса — это мера количества вещества в образце. Например, у вас может быть блок углерода. Он состоит из атомов углерода (форма вещества). Вы можете использовать весы для измерения массы блока, чтобы получить массу в граммах или фунтах. Масса — это свойство образца вещества.

Из чего сделана материя?

Материя состоит из строительных блоков.В химии атомы и ионы — это мельчайшие единицы вещества, которые нельзя расщепить никакими химическими реакциями. Но ядерные реакции могут разбивать атомы на их субъединицы. Основные субъединицы атомов и ионов — протоны, нейтроны и электроны. Число протонов в атоме определяет его элемент.

Протоны, нейтроны и электроны — субатомные частицы, но есть еще меньшие единицы вещества. Протоны и нейтроны — это примеры субатомных частиц, называемых барионами, которые состоят из кварков.Электроны — это примеры субатомных частиц, называемых лептонами. Итак, в физике материя определяется как состоящая из лептонов или кварков.

Материя против антивещества

Антивещество состоит из античастиц. Антивещество по-прежнему остается материей, но в то время как обычное вещество состоит из лептонов и барионов с положительным числом, антивещество состоит из лептонов и барионов с отрицательным числом. Итак, есть антиэлектроны (называемые позитронами), антипротоны и антинейтроны.

Антивещество встречается в мире.Например, удары молнии, радиоактивный распад и космические лучи производят антивещество. Когда антивещество сталкивается с обычным веществом, они аннигилируют друг с другом, высвобождая много энергии. Но это не событие конца вселенной, которое вы видите в научной фантастике. Так происходит все время.

Материя против темной материи

Материю, состоящую из протонов, нейтронов и электронов, иногда называют обычной материей. Точно так же вещество, состоящее из лептонов или кварков, является обычным веществом. По оценкам ученых, около 4% Вселенной состоит из обычного вещества.Около 23% состоит из темной материи и 73% состоит из темной энергии. Самое простое определение темной материи — это то, что она состоит из небарионных частиц.

Темная материя — это одна из форм того, что физики называют «экзотической материей». Могут существовать и другие типы темной материи, потенциально со странными свойствами, такими как отрицательная масса!

Ссылки

• де Подеста, М. (2002). Понимание свойств материи (2-е изд.). CRC Press. ISBN 978-0-415-25788-6.
• Олмстед, Дж.; Уильямс, Г. (1996). Химия: молекулярная наука (2-е изд.). Джонс и Бартлетт. ISBN 978-0-8151-8450-8.
• Tsan, U.C. (2012). «Отрицательные числа и частицы антивещества». Международный журнал современной физики E. 21 (1): 1250005–1–1250005–23. doi: 10.1142 / S021830131250005X

Связанные сообщения

Что такое темная материя? | Космос

Примерно 80% массы Вселенной состоит из материала, который ученые не могут наблюдать напрямую.Этот причудливый ингредиент, известный как темная материя, не излучает свет или энергию. Так почему же ученые думают, что он доминирует?

По крайней мере, с 1920-х годов астрономы выдвинули гипотезу о том, что во Вселенной больше материи, чем можно увидеть невооруженным глазом. С тех пор поддержка темной материи возросла, и, хотя никаких прямых доказательств существования темной материи обнаружено не было, за последние годы было обнаружено сильных вероятности .

«Движение звезд говорит вам, сколько существует материи», — сказал Питер ван Доккум, исследователь из Йельского университета, в заявлении .«Им все равно, в какой форме дело, они просто говорят вам, что это есть». Ван Доккум возглавил команду, которая идентифицировала галактику Dragonfly 44 , которая почти полностью состоит из темной материи. [Галерея изображений: Темная материя во Вселенной ]

Знакомый материал Вселенной, известный как барионная материя, состоит из протонов, нейтронов и электронов. Темная материя может состоять из барионной или небарионной материи. Чтобы удерживать элементы Вселенной вместе, темная материя должна составлять примерно 80% процентов Вселенной.Пропавшую материю, состоящую из обычной барионной материи, может быть сложнее обнаружить.

Потенциальные кандидаты включают тусклые коричневые карлики, белые карлики и нейтронные звезды. Сверхмассивные черные дыры также могут быть частью разницы. Но эти трудно обнаруживаемые объекты должны играть более доминирующую роль, чем наблюдали ученые, в образовании недостающей массы, в то время как другие элементы предполагают, что темная материя более экзотична.

Большинство ученых думают, что темная материя состоит из небарионной материи.Главный кандидат, WIMPS (слабовзаимодействующие массивные частицы), имеют массу от десяти до ста раз больше, чем протон, но их слабое взаимодействие с «нормальной» материей затрудняет их обнаружение. Нейтралино, массивные гипотетические частицы тяжелее и медленнее нейтрино, являются наиболее вероятным кандидатом, хотя их еще предстоит обнаружить.

Другой кандидат — стерильные нейтрино. Нейтрино — это частицы, которые не составляют обычную материю. Река нейтрино течет от Солнца, но поскольку они редко взаимодействуют с обычной материей, они проходят через Землю и ее жителей.Есть три известных типа нейтрино; четвертое, стерильное нейтрино , предлагается в качестве кандидата на темную материю. Стерильное нейтрино могло взаимодействовать с обычным веществом только через гравитацию.

Кажется, что темная материя распространяется по космосу в виде сети, с скоплениями галактик, образующимися в узлах, где пересекаются волокна. Убедившись, что гравитация действует одинаково как внутри, так и за пределами нашей Солнечной системы, исследователи предоставляют дополнительные доказательства существования темной материи и темной энергии.(Изображение предоставлено WGBH)

«Один из нерешенных вопросов заключается в том, существует ли закономерность для фракций, входящих в каждый вид нейтрино», — сказал Тайс Де Янг, доцент физики и астрономии в Университете штата Мичиган и сотрудник . Эксперимент IceCube , рассказали Space.com .

Меньший нейтральный аксион и незаряженные фотино — теоретические частицы — также являются потенциальными заполнителями для темной материи.

Согласно заявлению Национальной лаборатории Гран-Сассо в Италии (LNGS), «несколько астрономических измерений подтвердили существование темной материи, что привело к всемирным усилиям по непосредственному наблюдению взаимодействия частиц темной материи с обычной материей в чрезвычайно чувствительные детекторы, которые подтвердили бы его существование и пролили свет на его свойства. Однако эти взаимодействия настолько слабы, что до сих пор не могли быть обнаружены прямым обнаружением, что вынуждает ученых создавать детекторы, которые становятся все более и более чувствительными ».

Или, возможно, законы гравитации, которые до сих пор успешно описывали движение объектов в пределах Солнечной системы требуют доработки.

Эти иллюстрации, взятые из компьютерного моделирования, показывают рой сгустков темной материи вокруг нашей галактики Млечный Путь. Изображение опубликовано 10 июля 2012 г. (Изображение предоставлено: J.Тумлинсон (STScI))

Как мы узнаем о существовании темной материи?

Если ученые не видят темную материю, как они узнают о ее существовании?

Ученые вычисляют массу больших объектов в космосе, изучая их движение. Астрономы , исследующие спиральные галактики в 1970-х годах, ожидали увидеть, что вещество в центре движется быстрее, чем на внешних краях. Вместо этого они обнаружили, что звезды в обоих местах движутся с одинаковой скоростью, что указывает на то, что галактики имеют большую массу, чем можно было бы увидеть. Исследования газа в эллиптических галактиках также указали на потребность в большей массе, чем у видимых объектов. Скопления галактик разлетелись бы, если бы единственная масса, которую они содержали, была видна с помощью обычных астрономических измерений.

Альберт Эйнштейн показал, что массивные объекты во Вселенной искривляют и искажают свет, что позволяет использовать их в качестве линз. Изучая, как свет искажается скоплениями галактик, астрономы смогли создать карту темной материи во Вселенной.

Все эти методы убедительно указывают на то, что большая часть материи во Вселенной является чем-то еще невидимым.

Исследование темной материи

Хотя темная материя отличается от обычной материи, существует ряд экспериментов, направленных на обнаружение необычного вещества.

Альфа-магнитный спектрометр (AMS) , чувствительный детектор частиц на Международной космической станции, работает с момента его установки в 2011 году.

На данный момент AMS отследила более 100 миллиардов попаданий космических лучей в свои детекторы. Ведущий ученый AMS Сэмюэл Тинг, лауреат Нобелевской премии Массачусетского технологического института, сообщил Space.com .

«Мы измерили избыток позитронов [аналог антивещества электрона], и этот избыток может происходить от темной материи. Но на данный момент нам все еще нужны дополнительные данные, чтобы убедиться, что это от темной материи, а не от какой-то странные астрофизические источники, — сказал Тинг. «Для этого нам потребуется еще несколько лет».

Вернувшись на Землю, под горой в Италии, XENON1T LNGS ищет признаки взаимодействия после столкновения WIMP с атомами ксенона. Лаборатория недавно опубликовала первые результаты эксперимента.

«Новый этап в гонке по обнаружению темной материи с помощью сверхнизких массивных детекторов на Земле только что начался с XENON1T», — заявила представитель проекта Елена Априле, профессор Колумбийского университета, в заявлении . «Мы гордимся тем, что находимся в авангарде гонки с этим удивительным детектором, первым в своем роде».

Эксперимент с большой подземной ксеноновой темной материей (LUX) , расположенный на золотом руднике в Южной Дакоте, также занимался поиском признаков взаимодействия WIMP и ксенона.Но пока прибор не раскрыл загадку.

«Хотя положительный сигнал был бы желанным, природа не была такой доброй!» Чам Гаг, физик из Университетского колледжа Лондона и сотрудник LUX, говорится в заявлении. «Тем не менее, нулевой результат важен, поскольку он меняет ландшафт поля, ограничивая модели того, какая темная материя может быть за пределами всего, что существовало ранее».

На иллюстрации этого художника, основанной на реальном изображении лаборатории IceCube на Южном полюсе, удаленный источник испускает нейтрино, которые регистрируются датчиками IceCube подо льдом.(Изображение предоставлено IceCube / NSF)

Нейтринная обсерватория IceCube , эксперимент, похороненный под льдом Антарктиды, ищет стерильные нейтрино. Стерильные нейтрино взаимодействуют с обычным веществом только через гравитацию, что делает его сильным кандидатом на роль темной материи.

Другие инструменты ищут эффекты темной материи. Космический корабль Planck Европейского космического агентства строит карту Вселенной с момента его запуска в 2009 году. Наблюдая за тем, как взаимодействует масса Вселенной, космический аппарат может исследовать как темную материю, так и ее партнера, темную энергию.

В 2014 году космический гамма-телескоп Fermi NASA составил карты сердца Млечного Пути в гамма-свете, выявив избыток гамма-излучения, исходящего из его ядра.

«Обнаруженный нами сигнал не может быть объяснен предлагаемыми в настоящее время альтернативами и полностью согласуется с предсказаниями очень простых моделей темной материи», — сказал Space.com ведущий автор Дэн Хупер, астрофизик из Фермилаб в Иллинойсе, .

По словам исследователей, это превышение можно объяснить аннигиляцией частиц темной материи с массой от 31 до 40 миллиардов электрон-вольт.Результат сам по себе недостаточен, чтобы считаться дымящимся пистолетом для темной материи. Для подтверждения интерпретации потребуются дополнительные данные из других проектов наблюдений или экспериментов по прямому обнаружению.

Астрономы знают больше о темной материи, чем о том, чем она является на самом деле. (Изображение предоставлено Карлом Тейтом, художником по инфографике Space.com)

Темная материя против темной энергии

Хотя темная материя составляет большую часть материи Вселенной, она составляет лишь около четверти от общего состава Вселенной.В энергии Вселенной преобладает темной энергии .

После Большого взрыва Вселенная начала расширяться наружу. Ученые когда-то думали, что в конечном итоге у него закончится энергия, и он будет замедляться, поскольку гравитация сближает объекты внутри него. Но исследования далеких сверхновых показали, что Вселенная сегодня расширяется быстрее, чем в прошлом, а не медленнее, что указывает на ускорение расширения. Это было бы возможно только в том случае, если бы во Вселенной было достаточно энергии, чтобы преодолеть гравитацию — темную энергию.

Дополнительные ресурсы:

Эта статья была обновлена ​​16 июля 2019 г. автором Space.com Тимом Чилдерсом.

Что это такое, как мы узнаем, что это есть, и найдем ли мы это?

Это звучит как научная фантастика, когда мы говорим о невидимом, необнаруживаемом веществе вокруг нас, и не помогает то, что у него есть жуткое название темной материи. Но есть много доказательств того, что этот материал вполне реален. Так что же такое темная материя? Как мы узнаем, что это там? И как ее ищут ученые?

Все, что мы видим вокруг нас — от растений до планет, от камней до звезд, от людей до скопления галактик Персей — состоит из материи.Но все это составляет лишь около 15 процентов всей материи Вселенной. Подавляющее большинство, оставшиеся 85 процентов, не учтены — и мы называем это темной материей.

Это название не описывает, как выглядит этот странный предмет — он заслужил это звание, потому что не поглощает, не отражает и не преломляет свет, что делает его фактически невидимым. И нет ничего, что могло бы объяснить это в Стандартной модели физики элементарных частиц, которая остается нашей лучшей теорией во Вселенной.

Во всем мире предпринимаются огромные усилия, чтобы попытаться раскрыть, что же такое темная материя на самом деле, но возникает естественный вопрос: если мы не можем ее увидеть, почувствовать, услышать, понюхать или попробовать ее на вкус, как мы узнаем, что она существует на все?

Ответ — гравитация.

Как мы узнаем о существовании темной материи?

Считается, что темная материя пронизывает вселенную — так почему мы еще не нашли ее? И как мы вообще узнаем, что это там?

Рентген: NASA / CXC / U.Виктория / А. Махдави и др. Оптика / линзы: CFHT / U. Victoria / A. Mahdavi et al.

Все, что имеет массу, обладает гравитационным притяжением, и чем больше у чего-либо массы, тем сильнее становится эта сила. Но астрономы постоянно видят, что крупномасштабные объекты, такие как галактики и скопления, ведут себя так, будто имеют гораздо большую массу, чем видимые.

Швейцарский астрофизик Фриц Цвикки был первым, кто предложил идею темной материи в 1933 году. Он изучал скопление галактик и обнаружил несоответствие: казалось, что не было достаточно массы, чтобы объяснить, насколько быстрыми движутся эти галактики. движущийся.

«Когда он посмотрел на все видимые вклады в массу скопления, он обнаружил, что существует огромная нехватка с точки зрения обеспечения гравитации, необходимой для того, чтобы эти относительно быстро движущиеся галактики просто не покинули скопление. », — рассказывает New Atlas Раймонд Волкас, профессор теоретической физики элементарных частиц в Мельбурнском университете. «Почему кластер вообще держался вместе? И поэтому он предположил, что должен быть другой компонент, который гравитирует, но невидим для нас.И он назвал это темной материей ».

Открытие Цвикки было лишь первым примером явно отсутствующей массы. В конце 1970-х астрономы Вера Рубин и Кент Форд наблюдали за нашей соседней галактикой, Андромедой. Дуэт ожидал увидеть объекты на краях галактики, вращающиеся медленнее, чем те, что ближе к центру, но это было не так: вместо этого относительные скорости имели тенденцию выравниваться, а объекты на краях вращались намного быстрее, чем видимые. масса должна позволять.

Еще одно убедительное свидетельство — гравитационное линзирование.Поскольку световые лучи искажаются гравитационными полями, огромные массы могут отклонять свет, проходящий от более далеких объектов, и заставлять эти объекты казаться больше или ярче, как космическое увеличительное стекло. В других случаях он может дублировать изображение объекта или даже «воспроизводить» такие события, как сверхновые. Опять же, это линзирование часто происходит сильнее, чем должно быть возможно из-за видимой массы объекта в центре.

Итак, мы знаем, что существует темная материя. Но это становится еще более странным — Вселенная, какой мы ее знаем, не могла бы существовать без темной материи.

Темная история Вселенной

Считается, что темная материя ответственна за крупномасштабную структуру Вселенной, которую мы видим сегодня

Том Абель и Ральф Келер (KIPAC, SLAC), AMNH

Считается, что, как и обычное вещество, темная материя образовалась в результате Большого взрыва — или, как предполагает одна теория, даже до этого, в период космологической инфляции. В любом случае структура, которую мы видим сегодня в космосе, была бы совсем другой без темной материи.

В первые дни существования Вселенной все было относительно гладко. Мы можем видеть это сегодня в космическом микроволновом фоне, который представляет собой излучение, созданное примерно через 400 000 лет после Большого взрыва. Независимо от того, в какую сторону мы смотрим, это излучение выглядит одинаково.

Но в настоящее время Вселенная далеко не гладкая — она ​​довольно комковатая. Эти сгустки — это то, что мы видим как галактики, скопления, сверхскопления и другие гигантские структуры, и между ними всегда есть относительно пустое пространство.Например, по соседству с Млечным путем находится «Местная пустота», область непостижимого небытия, простирающаяся на сотни миллионов световых лет.

Итак, как Вселенная превратилась из супергладких скоплений в комковатые? Это влияние темной материи.

Даже в первые гладкие дни Вселенной в некоторых регионах было немного больше темной материи, чем в других. Эта дополнительная масса означала большую гравитацию, поэтому эти более плотные области затем притягивали обычную материю, которая, в свою очередь, притягивала все больше и больше.В конце концов тепло и давление заставили эти очаги материи воспламениться в виде звезд, что положило начало формированию планетных систем, галактик и скоплений, которые мы видим сегодня.

Тот факт, что Вселенная так устроена, является еще одним свидетельством темной материи. Итак, мы знаем, что это есть. Но что именно? И как ее ищут ученые?

Охота за темной материей

Эксперимент ABRACADABRA не обнаружил сигналов аксионов с массой от 0.31 и 8,3 наноэлектронвольт

MIT

Нелегко искать что-то невидимое и редко взаимодействующее с обычной материей. Итак, ученые начинают с теории, какой может быть темная материя , а затем разрабатывают и проводят эксперименты для проверки каждой гипотезы. Проблема в том, что темная материя может быть чем угодно.

Частицы темной материи могут быть одними из самых легких во Вселенной, или они могут иметь массу карликовой планеты, или где-то посередине.Темная материя может быть «горячей» или «холодной», что не имеет ничего общего с температурой, но описывает, насколько быстро она движется. Он мог существовать в возбужденном состоянии или иметь более низкие энергии.

«Известно, что существует множество различных гипотетических частиц или наборов частиц, которыми могла бы быть темная материя», — говорит нам Волкас. «И диапазон масс и других свойств для этих кандидатов в темную материю огромен, поэтому мы просто не знаем.

«Теоретики очень искусны в выдвижении предположений о том, что может быть темной материей, и большинство из них являются очень разумными предположениями.Так что в принципе все они могут быть правдой, но не все сразу. И поэтому нам нужно проводить эксперименты и астрономические наблюдения, чтобы попытаться сузить круг возможностей и прийти к истине ».

Может ли ЦЕРН создать темную материю?

Трехмерный рендер Большого адронного коллайдера

Различные типы экспериментов охотятся за различными теоретическими частицами темной материи. Пожалуй, самые известные эксперименты проводятся ЦЕРНом на Большом адронном коллайдере (LHC). Там ученые ищут темную материю, пытаясь создать ее.

В LHC протоны заставляют сталкиваться при чрезвычайно высоких энергиях, вызывая поток других частиц. Иногда это экзотические частицы, к которым ученые обычно не имеют доступа, и есть надежда, что темная материя может быть среди них.

Опять же, если бы темная материя образовалась в одном из этих столкновений, ее было бы невозможно напрямую обнаружить — вместо этого она просто выплыла бы из туннеля, не взаимодействуя с детектором.Но это отсутствие обнаружения — именно то, что ищут ученые.

В физике законы сохранения энергии и импульса гласят, что в изолированной системе ни энергия, ни импульс не могут быть созданы или разрушены. Они могут менять форму, но количество останется неизменным. Таким образом, ученые могут подсчитать, сколько энергии и импульса было вложено до столкновения протонов, и измерить их после. Если чего-то не хватает, это говорит о том, что что-то — например, темная материя — ускользнуло и унесло эту энергию или импульс.

Хотя БАК провел квадриллионы этих столкновений на протяжении многих лет, до сих пор не было обнаружено никаких подозрительных сигналов темной материи. Но это помогает сузить широкий диапазон возможностей, поэтому будущие поиски могут быть более целенаправленными.

Возможно, ответ, наконец, придет после завершения модернизации LHC High-Luminosity в 2026 году.

Прямое обнаружение темной материи

Центр XENON1T, слева — резервуар для воды, содержащий сам инструмент, с плакатом, показывающим, что внутри; справа — трехэтажное служебное здание

The Xenon Collaboration

Пока БАК ищет одну часть спектра возможностей, другие эксперименты пытаются обнаружить ее разными способами.Эти исследования делают ставку на вероятность того, что темная материя может иногда взаимодействовать с обычной материей посредством иных средств, кроме гравитации.

«LHC чувствителен только к некоторым видам темной материи», — говорит Волкас. «Есть и другие кандидаты в разумную темную материю, для которых БАК — неподходящий эксперимент. Другой способ поиска темной материи — это так называемые эксперименты по прямому обнаружению. Идея состоит в том, чтобы взять достаточно большой детектор, поместить его в очень тихую среду, свободную от фоновых влияний, которые могут имитировать сигнал темной материи, а затем вы просто наблюдаете за детектором и ждете, пока ядро ​​атома внезапно застегнуть молнию без видимой причины.Идея состоит в том, что частица темной материи пришла, ударила ядро ​​и заставила его отлететь ».

Эта базовая концепция применялась на практике в различных экспериментах по всему миру. Детекторы обычно размещаются в глубоких подземных камерах, вдали от помех, таких как космические лучи или электромагнитные сигналы. И все они ищут разные гипотетические частицы темной материи, используя разные вещества в качестве детекторов.

В таких экспериментах, как LUX и XENON1T, использовались огромные резервуары с ксеноном, чтобы попытаться обнаружить кандидата в темную материю, известного как слабовзаимодействующая массивная частица (WIMP).Идея заключалась в том, что, когда эти теоретические WIMP сталкиваются с атомом ксенона в резервуаре, они испускают вспышку света, которую могут обнаружить инструменты.

Другое предложение — использовать вместо него сверхтекучий гелий. Логика такова, что гелий имеет гораздо более легкое атомное ядро, чем ксенон, поэтому он должен быть более чувствительным к ударам темной материи. Это означает, что он может собирать частицы темной материи, которые в 10 000 раз легче, чем в других экспериментах.

Разновидностью идеи является так называемая «камера снежного кома».«В этом предложении используется резервуар с чистой водой, переохлажденной до -20 ° C (-4 ° F). При таких отрицательных температурах малейшее нарушение молекул воды может вызвать мгновенное замерзание. Так что, если он внезапно замерзнет без видимой причины, это может быть сигнал темной материи. Преимущество заключается в том, что вода намного дешевле и ее легче достать, чем ксенон или сверхтекучий гелий.

Другие эксперименты идут совершенно по-другому.

Отсутствует в аксионе

Иллюстрация конструкции аксионного радио с аксионами (волнистыми линиями), проходящими через

Александр Миллар / Стокгольмский университет

Один из главных кандидатов на темную материю — гипотетическая частица, называемая аксион.Если бы они существовали, они были бы электрически нейтральными, очень легкими и повсюду дрейфовали бы волнами. Но самое главное, они должны иметь крошечные, но заметные взаимодействия с электричеством и магнетизмом — и именно так они могут проявлять себя.

Эксперимент ABRACADABRA разработан для поиска магнитных отпечатков аксионов. Идея состоит в том, что из-за того, как работают электромагнитные поля, в самом центре кольцевого магнита не должно быть магнитного поля. Поэтому, если вы установите его и посмотрите на середину, аксион может дать о себе знать, если там спонтанно возникнет магнитное поле.

В аналогичной идее ученые Стокгольмского университета предложили устройство, которое они назвали «аксионным радио». В детекторе также используется мощный магнит, но в центре находится камера, заполненная холодной плазмой и содержащая множество ультратонких проводов. На этот раз любые проходящие через них аксионы создадут небольшое электрическое поле, которое вызовет колебания в плазме.

Эксперимент nEDM ищет аксионы другим способом. Здесь нейтроны захватываются и наэлектризовываются, а затем отслеживается их спин.Высокое напряжение должно влиять на скорость их вращения на определенной частоте — и если видно, что эта частота меняется со временем, это может быть признаком интерференции аксионов.

Нулевые результаты не аннулируются

Охота на темную материю продолжается

К сожалению, все описанные выше эксперименты либо дали нулевые результаты по темной материи, либо пока являются чисто теоретическими. Но отсутствие сигнала не превращает эксперимент в полное смывание — нулевые результаты важны для того, чтобы сократить это гигантское пространство возможностей.

Каждый тест ищет кандидатов в темную материю в определенном диапазоне масс и с определенными свойствами, и, вычеркивая их из списка, мы приближаемся к истине. И помогает то, что многие эксперименты в будущем будут обновляться, что сделает их еще более чувствительными.

Тем временем часто предлагаются совершенно новые идеи. В последние годы ученые предположили, что темная материя может принимать форму сверхтяжелых гравитино, гексакварков d-звезд или даже «темной жидкости» с отрицательной массой, которая пронизывает Вселенную.

Или, конечно, может быть, это просто математическое недоразумение, и какая-то другая невидимая и неизвестная сила создает эти странные гравитационные эффекты. Как бы то ни было, охота за темной материей еще далека от завершения.

Темная материя и темная энергия

Видимая Вселенная –, включая Землю, Солнце, другие звезды и галактики –, состоит из протонов, нейтронов и электронов, связанных вместе в атомы. Возможно, одним из самых удивительных открытий 20 века было то, что эта обычная, или барионная, материя составляет менее 5 процентов массы Вселенной.

Похоже, что остальная часть Вселенной состоит из загадочной невидимой субстанции, называемой темной материей (25 процентов), и силы, отражающей гравитацию, известной как темная энергия (70 процентов).

Открытие тайны

Ученые еще не наблюдали темную материю напрямую. Он не взаимодействует с барионной материей и полностью невидим для света и других форм электромагнитного излучения, что делает невозможным обнаружение темной материи с помощью современных инструментов. Но ученые уверены, что он существует из-за гравитационного воздействия, которое он оказывает на галактики и скопления галактик.

Например, согласно стандартной физике, звезды на краях вращающейся спиральной галактики должны двигаться намного медленнее, чем звезды вблизи центра галактики, где сосредоточено видимое вещество галактики. Но наблюдения показывают, что звезды вращаются по орбите с более или менее одинаковой скоростью независимо от того, где они находятся в галактическом диске. Этот загадочный результат имеет смысл, если предположить, что пограничные звезды ощущают гравитационные эффекты невидимой массы – темной материи – в гало вокруг галактики.

Темная материя может также объяснить некоторые оптические иллюзии, которые астрономы видят в глубокой Вселенной. Например, изображения галактик, которые включают странные кольца и дуги света, можно объяснить, если свет от еще более далеких галактик искажается и усиливается массивными невидимыми облаками темной материи на переднем плане — явление, известное как гравитационное линзирование.

У ученых есть несколько идей относительно того, что может быть темной материей. Одна из ведущих гипотез заключается в том, что темная материя состоит из экзотических частиц, которые не взаимодействуют с нормальным веществом или светом, но все же обладают гравитационным притяжением.Несколько научных групп, в том числе одна из Большого адронного коллайдера ЦЕРН, в настоящее время работают над созданием частиц темной материи для изучения в лаборатории.

Другие ученые считают, что влияние темной материи можно объяснить фундаментальным изменением наших теорий гравитации. Согласно таким представлениям, существует множество форм гравитации, и крупномасштабная гравитация, управляющая галактиками, отличается от гравитации, к которой мы привыкли.

Расширяющаяся Вселенная

Темная энергия еще более загадочна, и ее открытие в 1990-х годах стало полным шоком для ученых.Ранее физики предполагали, что сила притяжения гравитации замедлит расширение Вселенной с течением времени. Но когда две независимые команды попытались измерить скорость замедления, они обнаружили, что расширение действительно ускоряется. Один ученый сравнил находку с подбрасыванием связки ключей в воздух, ожидая, что они упадут обратно, только чтобы увидеть, как они летят прямо к потолку.

Ученые теперь думают, что ускоренное расширение Вселенной вызвано своего рода силой отталкивания, создаваемой квантовыми флуктуациями в «пустом» пространстве.Более того, эта сила, кажется, становится сильнее по мере расширения Вселенной. За неимением лучшего названия ученые называют эту загадочную силу темной энергией.

В отличие от темной материи, у ученых нет убедительного объяснения темной энергии. Согласно одной из идей, темная энергия — это пятый и ранее неизвестный тип фундаментальной силы, называемой квинтэссенцией, которая наполняет вселенную как жидкость.

Многие ученые также отмечали, что известные свойства темной энергии согласуются с космологической постоянной, математическим пластырем, который Альберт Эйнштейн добавил в свою общую теорию относительности, чтобы его уравнения соответствовали понятию статической Вселенной.Согласно Эйнштейну, константа будет отталкивающей силой, которая противодействует гравитации, удерживая Вселенную от коллапса самой себя. Позднее Эйнштейн отказался от этой идеи, когда астрономические наблюдения показали, что Вселенная расширяется, назвав космологическую постоянную своей «самой большой ошибкой».