[image]

Великие закрытия, или О грязных экспериментах, неправильных трактовках и прочей методологии

на многочисленных исторических примерах, от теплорода до геокорония
 
1 2 3 4 5 6
LT Bredonosec #16.11.2019 05:53
+
+1
-
edit
 
юморно, но строго в тему :)

Американский физик Роберт Вуд, известный не только своими открытиями, но и шутками и розыгрышами, заметил как-то, что женщина, жившая в квартире под ним, держала на балконе черепаху. Вуд, не жалевший для хорошего розыгрыша ни сил, ни средств, однажды купил несколько черепах разного размера, сделал из швабры захват и, когда соседки не было дома, подцепил черепаху с балкона и заменил ее более крупной. Так он делал несколько дней, пока хозяйка не заметила, что ее любимица растет. Она обратилась к Вуду с вопросом, не знает ли он случаев такого быстрого роста черепах. Вуд послал ее консультироваться к одному профессору зоологии, начисто лишенному чувства юмора, а потом посоветовал написать статью в газету.
Когда черепаха достигла таких размеров, что из газеты стал ежедневно являться фоторепортер, Вуд с помощью той же швабры обратил процесс вспять и дней за десять черепаха вернулась к своему прежнему размеру.

Насколько известно, этот случай так и остался загадкой в анналах зоологии.
 
   57.057.0
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Bredonosec> юморно, но строго в тему :)

Совершенно не в тему. Эта шутка Вуда никоим образом в научный оборот не вошла, (мнимое) наблюдение об изменениях размеров черепах в научной литературе не публиковалось, статуса факта или хотя бы научной гипотезы не получала даже временно.
Это чистой воды научный юмор.
   51.051.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆

Уровень полученного образования отчасти зависит от генов • Новости науки

Обобщив результаты генотипирования сотен тысяч людей европейского происхождения, большая международная команда генетиков и биоинформатиков выявила 74 участка генома, вариации в которых достоверно коррелируют с уровнем полученного человеком образования. Значительная часть идентифицированных генов активно работает в мозге, особенно во время внутриутробного развития; мутации многих из них влияют на когнитивные способности. Исследование подтвердило, что применение современных аналитических методов к очень большим выборкам людей позволяет обнаружить достоверное влияние конкретных генов даже на такие признаки, которые в основном определяются средой и традиционно считаются не врожденными. //  elementy.ru
 
...возникает опасность обнаружения ложных ассоциаций. Эту проблему часто называют «проблемой гена китайских палочек» (chopsticks gene). Название происходит от следующей притчи. Якобы один генетик решил выяснить, какие гены влияют на склонность есть палочками. Он попросил своих студентов сообщить, как часто они пользуются палочками во время еды. Затем он генотипировал их и провел поиск ассоциаций. Обнаружился локус, строго коррелирующий с использованием палочек. Генетик тут же опубликовал статью, в которой сообщил об открытии гена «successful-use-of-selected-hand-instruments gene» (сокращенно SUSHI). Спустя пару лет выяснилось, что SUSHI на самом деле представляет собой один из генов комплекса гистосовместимости, один из вариантов (аллелей) которого намного чаще встречается у азиатов, чем у европейцев. Разумеется, этот ген не имеет ни малейшего отношения к использованию палочек. Однако, поскольку в азиатской культуре данное поведение распространено шире, чем в европейской, GWAS показал сильную и достоверную ассоциацию, не имеющую биологического смысла (D. Hamer, L. Sirota, 2000. Beware the chopsticks gene).
 
   51.051.0
+
-
edit
 
Bredonosec>> юморно, но строго в тему :)
Fakir> Совершенно не в тему. Эта шутка Вуда
Имел в виду "О грязных экспериментах, неправильных трактовках и прочей методологии "
Как пример таковой - идеально :)
Но если хочешь - пусть в науч-юморе будет.
   68.068.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
О проблеме (не)воспроизводимости.

Nature Special: Challenges in irreproducible research

Consensus on reporting principles aims to improve biomedical research. Nature 515, 7 ( 6 November 2014 ) Papers in Nature journals should make computer code accessible where possible. Nature 514, 536 ( 29 October 2014 ) Nature 496, 398 ( 25 April 2013 ) A new mechanism for independently replicating research findings is one of several changes required to improve the quality of the biomedical literature. //  Дальше — www.nature.com
 
   51.051.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆

Крупный скандал в научном сообществе - Наука и техника - медиаплатформа МирТесен

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие //  naucaitechnika.mirtesen.ru
 
12 лет назад группа исследователей во главе с Филиппом Мандеем заявила о новой страшной угрозе: патологическом изменении поведения рыб. В эксперименте молодь рыб нормально выбирала места для взрослой жизни при pH 8,15 («обычная» морская вода), но не могла сделать этот при pH 7,6 (уровень мезозоя, ожидаемый в XXII веке). Авторы заключали:

«Если закисление океанов продолжится, подавление сенсорных возможностей рыб приведет к снижению устойчивости многих морских видов»
. В переводе на обычный язык: многие виды вымрут.

Опять-таки возникает вопрос: как эти многие виды пережили прошлые подъемы уровня СО2? Как они выживают в районах впадения рек в океаны, ведь pH не морской воды даже не 7,6, а от 5 до 7? Почему же морские виды вполне существуют в эстуариях рек? Почему многие из них вообще поднимаются вверх по рекам на тысячи километров? Как они это делают — никак не ориентируясь, что ли? Наконец, холодные воды глубин океана на границах с теплыми имеют намного большую кислотность, чем обычная морская вода. Граница «высокой кислотности» в море постоянно колеблется вверх и вниз, вслед за приливами и сезонными изменениями температур. Как морские рыбы вообще выжили в ходе эволюции, если их дезориентируют куда меньшие колебания pH, чем они встречают в повседневной жизни?

Но на такие вопросы отвечать принято не всегда, поэтому вслед за пионерской работой Мандея и соавторов последовал вал ей подобных. Один Мандей поставил подпись под четвертью тысячи (!!!) научных работ, десятки из которых именно на эту тему.

Эти невероятные открытия вызвали такой интерес, что их даже включили в отчет Международной группы экспертов по изменению климата за 2014 год.

...

Журналистов его труды тоже порадовали: они освещали их заголовками вроде «Закисление океана перекашивает мозги рыбам». Успех его нового подхода — выявления проблем в поведении рыб из-за закисления морских вод — был настолько феноменален, что появилось множество подражателей, проводивших эксперименты с массой других видов. Кое-кто выяснил, что закисление влияет даже на активность генов рыб.

Или мы должны написать «выяснил»?
 


Настоящая бомба взорвалась в январе 2020. Мандей – австралиец, там вообще проще изучать все эти кораллы и тропических рыб вне лаборатории. Семеро его весьма молодых коллег во главе с Тимоти Кларком (Timothy Clark) из Университета Дикина (тоже Австралия) имели одну дурную привычку: проверять странные выводы других ученых. А, как мы отметили выше, идея о том, что рыбы при pH 7,6 не знают, куда плыть, действительно странная.

Молодые люди с завидным упорством три года пытались повторять эксперименты Мандея — и так и не нашли никаких изменений в поведении рыб. С этим выводом они и опубликовались в Nature.
 


Мандей пошел по пути наименьшего сопротивления: нашел у целых групп рыб то, чего больше у них никто найти не может. Зачем было так поступать? Разве это этично? Да что там этично: это, в конце концов, непрактично. Ведь такую работу можно и опровергнуть. Что и сделали семеро «странноватых» молодых людей.
 


Вообще-то само по себе это еще не 100% повод мазать его по уши дёгтем - фиг его знает, какой там неучтённый фактор мог быть и остаться незамеченным. Хотя чтобы одинаково не заметили, но имели его не только Мандей в куче экспериментов, но и последователи - маловероятно, но всё же бывает, бывает...
Но...

Летом 2020 года они, сперва скрывая этот факт, послали запросы организациям, которые давали деньги на работы Мандея и его соавторов. Это Австралийский исследовательский совет, Национальный научный фонд США и Национальные институты здоровья США — в сумме давшие на десятки работ Мандея миллионы долларов.

В запросе семеро сообщили, что видят в ряде работ, где Мандей – один из авторов, признаки манипуляции данными. В особенности упирают на публикации в самых «громких» журналах — одна в Science, а другая — в Nature Climate Change. Наконец, они нашли свидетелей, работавших ранее в одной лаборатории с Мандеем и заявляющих, что одна из их коллег — соавтор Мандея — подделала часть этих данных.
 


И если невоспроизводимость хоть и большая неприятность, и чести учёному не делает ни разу, но всё же еще не грех, то прямые свидетельства подделки данных - это уже да.

Мандей назвал эти обвинения «вызывающими отвращение» и «клеветническими». В конце концов, в апреле этого года он уволился из университета, где работал ранее, и переехал на Тасманию — регион, прямо скажем, куда более глухой, и с куда худшим климатом, чем его прежнее место работы. Разумеется, Мандей подчеркивает, что его переезд никак не связан с обвинениями — и у нас, разумеется, нет никаких причин ему не верить. Так же, как и не верить его резонансным работам о массовых нарушениях в поведении рыб под действием закисления океанов.
 




Ну все прочие детали конкретно про разоблачение явных и целенаправленных фальсификаций, клановость и личные интересы - в контексте темы неинтересны (хотя примечательны сами по себе и в иных контекстах). "Не про то сказка."
   51.051.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Некий эффект действительно был, и в конце концов воспроизвёлся - только оказался он не тот.

Испытания EmDrive показали, что двигатель не создает тяги

В ходе испытаний «невозможного» двигателя EmDrive в Техническом университете Дрездена обнаружилось, что он не создает никакой тяги. Причиной, по которой эта тяг... //  habr.com
 
Ученые недавно представили свои выводы в трех докладах на Space Propulsion Conference 2020 +1 с такими заголовками, как «Высокоточные измерения тяги EmDrive и устранение ложноположительных эффектов».

В ходе испытаний «невозможного» двигателя EmDrive в Техническом университете Дрездена обнаружилось, что он не создает никакой тяги. Причиной, по которой эта тяга наблюдалась ранее, назвали тепловой эффект.

...

несколько исследовательских групп, в том числе НАСА Eagleworks и DARPA, продолжали изучение способностей EmDrive. Эксперименты НАСА и команды китайских ученых демонстрировали, что крошечная сила возникает.

Однако теперь физики из Дрезденского технологического университета заявили, что все эти многообещающие результаты были лишь ложными срабатываниями, которые объясняются внешними силами.

Используя новую измерительную шкалу и разные точки подвески двигателя, они «смогли воспроизвести кажущуюся силу тяги, аналогичную той, которая была измерена командой НАСА, но также и они исчезают с помощью точечной подвески».

...

Предыдущие эксперименты Технического университета также демонстрировали, что тяга двигателя сохранялась и составляла около 4 микроньютонов. Однако при этом были зафиксированы смещения камеры. Исследователи затруднялись объяснить природу наблюдаемой тяги, но предполагали, что она вызвана внешними факторами.

По результатам своих экспериментов немецкие ученые сообщили, что у них получилось значительно улучшить измерительную технологию, которая может пригодиться для работы с новым концептом.
 

Latest EmDrive tests at Dresden University shows "impossible Engine" does not develop any thrust

The final reports on the testings of the "impossible engine" EmDrive show that it does not produce the previously claimed thrust. //  www.grenzwissenschaft-aktuell.de
 
With the aid of a new measuring scale structure and different suspension points of the same engine, we were able to reproduce apparent thrust forces similar to those measured by the NASA-team, but also to make them disappear by means of a point suspension.

When power flows into the EmDrive, the engine warms up. This also causes the fastening elements on the scale to warp, causing the scale to move to a new zero point. We were able to prevent that in an improved structure. Our measurements refute all EmDrive claims by at least 3 orders of magnitude.”
 


In a third paper, the Dresden physicists then describe their research on the “Mach-Effect Thruster”:

“Here we have proven that the Mach-Effect-Thruster (an idea by J. Woodward) is unfortunately a vibration artifact and also not a real thrust.”
 
   51.051.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Химические соединения гелия на сегодняшний день достоверно известны, но на протяжении более чем века было очень много фальстартов и опровергнутых впоследствие сообщений о соединяниях, по-видимому, не существующих. Как есть и недавние и пока еще не опровергнутые надёжно, но сомнительные сообщения.

Helium compounds - Wikipedia

Helium is the smallest and the lightest noble gas and one of the most unreactive elements, so it was commonly considered that helium compounds cannot exist at all, or at least under normal conditions. Helium's first ionization energy of 24.57 eV is the highest of any element. Helium has a complete shell of electrons, and in this form the atom does not readily accept any extra electrons nor join with anything to make covalent compounds. The electron affinity is 0.080 eV, which is very close to zero. The helium atom is small with the radius of the outer electron shell at 0.29 Å. Helium is a very hard atom with a Pearson hardness (hard and soft (Lewis) acids and bases) of 12.3 eV. It has the lowest polarizability of any kind of atom. //  Дальше — en.wikipedia.org
 
Discredited or unlikely observations

Numerous researchers attempted to create chemical compounds of helium in the early part of the twentieth century.[122] In 1895 L. Troost and L. Ouvrard believed they had witnessed a reaction between magnesium vapour and helium (and also argon) due to the spectrum of helium disappearing from the tube they were passing it through.[123] In 1906, W. Ternant Cooke claimed to have noticed a reaction of helium with cadmium or mercury vapour by observing an increase in the density of the vapour. Zinc vapour did not react with helium.[124]

J. J. Manley claimed to have found gaseous mercury helide HeHg in 1925[125][126][127] HgHe10;[128][129] publishing the results in Nature, but then had trouble finding a stable composition, and eventually gave up.

Between 1925 and 1940 in Buenos Aires, Horacio Damianovich studied various metal-helium combinations including beryllium (BeHe), iron (FeHe), palladium (PdHe), platinum (Pt3He), bismuth, and uranium.[130][92] To make these substances, electrical discharges impacted helium into the surface of the metal.[4] Later these were demoted from the status of compounds, to that of alloys.[53]

Platinum helide, Pt3He was discredited by J. G. Waller in 1960.[131]

Palladium helide, PdHe is formed from tritium decay in palladium tritide, the helium (3He) is retained in the solid as a solution.

Boomer claimed the discovery of tungsten helide WHe2 as a black solid.[132] It is formed by way of an electric discharge in helium with a heated tungsten filament. When dissolved in nitric acid or potassium hydroxide, tungstic acid forms and helium escapes in bubbles. The electric discharge had a current of 5 mA and 1000 V at a pressure between 0.05 and 0.5 mmHg for the helium. Functional electrolysis currents are from 2-20 mA, and 5-10 mA works best. The process works slowly at 200 V. and 0.02 mmHg of mercury vapour accelerates tungsten evaporation by five times. The search for this was suggested by Ernest Rutherford. It was discredited by J. G. Waller in 1960.[131] Boomer also studied mercury, iodine, sulfur, and phosphorus combinations with helium. Mercury and iodine helium combinations decomposed around −70 °C[133] Sulfur and phosphorus helium combinations decomposed around −120 °C[133]

Bismuth dihelide, BiHe2 [134][135][136]

H. Krefft and R. Rompe claimed reactions between helium and sodium, potassium, zinc, rubidium, indium, and thallium.[137]
 
   56.056.0
+
+1
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Однажды Рэлей гостил у Кельвина, и как-то поутру выйдя в сад, Рэлей случайно дотронулся рукой до заполненного водой стеклянного шара, стоявшего у крыльца для красоты. Оказалось, что более тёплой была не обращенная к солнцу сторона, а противоположная! «Странно» - подумал Штирлиц Рэлей и пощупал второй шар, стоявший по другую сторону крыльца. Там было то же самое. На следующее утро история повторилась – более нагретой была затененная сторона шара. Тут-то Рэлей и сообщил о своем наблюдении Кельвину. Как истые теоретики, они стали строить гипотезы, объясняющие этот странный феномен. Казалось даже, что они нашли интересное объяснение. Для большей убедительности, однако, следовало еще раз проверить экспериментальный факт. На следующее утро физикам не терпелось, и они вышли в сад раньше, чем обычно. Как раз в тот момент, когда садовник… поворачивал шары. Оказывается, он делал это каждое утро - чтобы шары нагревались равномерно и не лопнули ненароком. В итоге теория не состоялась, а сам эффект впоследствии в шутку назвали «эффектом Рэлея». Таким образом, проверка эксперимента (наблюдения), перепроверка, даже если она отнимает время, необходима и обязательная.
 


К сожалению, что за теорию они придумали для объяснения мнимого эффекта - похоже, навек осталось тайной.
   56.056.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆

Действительно интересная книга: Чанг

Я признаюсь - часто моё мнение о книге относится к тому, какой она должна быть, а не какая есть. То есть виден замысел автора, и оцениваешь именно его, замысел. Автор не доработал, не смог сделать до конца - но это уже другое дело. Такая оценка - потому что и замыслов-то стоящих очень мало, а чтобы… //  ivanov-petrov.livejournal.com
 



...

Поэтому сначала - глава о научной революции в химии, Лавуазье и Пристли и вот это всё, и как там всё непросто, и насколько вынесенные другими "готовые уроки" из этой истории отличаются от реальности. Банальное "Пристли был неправ, а Лавуазье открыл истину" - это очень далекое от реальности описание. И вот - детали этой истории, научные лагеря, решение вопроса - и почему же мнение о победе Лавуазье и такой-то формуле воды победило и произошла научная революция? Ответ автора надо смотреть детально - там в его позиции важно каждое слово, потому что без подготовки его трудно сказать - неправильно поймут. Я скажу - потому что у меня не авторитетное исследование, а мнение в блоге. Так вот, там была победа по типу "моды" - то есть мнение ученых по вненаучным причинам быстро поменялось. И автор потом через всю книгу проводит нить - а если б не победил Лавуазье? Ведь это была ошибочная победа. А если бы химия развивалась с флогистоном? И мнение автора: теорию флогистона следует оживить, вновь принять, это до сих пор плодотворная точка зрения. (Классификационная проблема: отчего следует считать элементами водород и кислород, отчего не считать элементом воду? Проблема химических элементов - это классификационная проблема (и родилась она из старых алхимических практик "очищения веществ"). Если принять не-лавуазьерову классификацию, облик химии будет в теоретическом смысле совершенно иной - но вот кто б занялся переписыванием современных результатов на совсем другой теоретический язык. То, что в скобках - не от Чанга, это мое дополнение - говорю, чтобы автора не ругали за не его ошибки).

И тут другой ряд рассуждений. Множество людей легко рассуждают о самом известном примере научной ошибки - флогистоне. Явная, мол, чушь. Автор показывает, что это был отличный научный концепт. Что флогистонова химия очень многое сделала - для сегодняшней науки, а если б ее по ненаучным причинам не пришибли, она могла бы сделать больше.

И тут - штрих мастера. Вот в этом месте "могла б больше..." обычно останавливаются, но автор - профи, и он указывает: в современной науке есть мало известные ручейки, где окольным путем, с негодными средствами и трудно, но было сделано то. что легко и понятно было б сделать из флогистоновой химии. То есть прогресс-то поехал дальше, а дырка в познании, которая образовалась из-за победы атомизма и химии Лавуазье - очень медленно, но зарастает. да, это теперь трудно понять, да, это не осознается как продолжение флогистоновой химии - но оно есть.

И потом следующая глава - про атомизм в химии. Только в химии - играми физиков автор не занимается. Атомизм в химии - это закон Авогадро и озарение Дальтона, закон объемов: можно заметить, что вещества вступают в реакцию в определенных неизменных отношениях. И отсюда - идея: ба, да это ж оттого что атомы, это доказательство атомной теории. Вся эта штука открывается в электролизе воды: вот мы ее электролизиуем, и на одном электроде выделяется кислород, на другом водород. Это доказательство. Это доказательство? И автор показывает, что в химии XIX века это не было доказательством, имелось по меньшей мере пять разных теорий, почему имеют место такие-то феномены. показывает трудности ныне принятой точки зрения - отчего ее не принимали (как атомы перемещаются к одному или другому электроду?). И как электрохимия весь XIX век жила без истины - то есть не было господствующей точки зрения. И автор это параллелит к примеру с химической революцией. Вот с Лавуазье поторопились принять единую точку зрения - и сколько всего упустили. А электрохимики не торопились, не образовалось согласованной научной точки зрения, конкурирвоали пять гипотез-теорий - и хорошо получилось.

И как там дальше - три теории соединились (противоречиво и не очень логично) и победили другие две. Получилась нынешняя электрохимия - но там есть огрехи. Автор, опять же, это показывает - кто из ученых что думал, с кем соглашался и почему, а почему не соглашался с другими и какие там неприятности были - во многом сейчас забытые.

Ну и дальше он проходится по химическому атомизму, показывая дырки и - что во многих случаях верное решение принималось по неверным (вненаучным) причинам. А также показывает. что многое полагаемое бесспорным из других наук глядя - совсем не такое при внимательном профессиональном взгляде.

...





Интересная и достаточно нетривиальная мысль о преждевременности закрытия - что неверная концепция тем не менее могла бы еще какое-то время быть вполне плодотворной.
Сама-то принципиальная возможность плодотворности неверных концепций хорошо известна, достаточно и одного теплорода ( => методы Фурье и результаты Карно). Тот факт, что порой правильные теории брали верх неправильным, вненаучным методом, порой не без грязных приёмов - тоже в общем известен (взять хоть историю с Пастером). Но вот мысль, что с внедрением "правильного" и тотальным изгнанием неправильного можно и поспешить - это свежо.
Такая вариация на тему "снежного моста над пропастью"©.
   56.056.0
Это сообщение редактировалось 22.10.2021 в 14:21
RU Виктор Банев #22.10.2021 15:35  @Fakir#23.08.2021 20:43
+
-
edit
 
Fakir> К сожалению, что за теорию они придумали для объяснения мнимого эффекта - похоже, навек осталось тайной.
К сожалению, это, скорее всего, неправда. Не могли такие физики так лопухнуться.
Стеклянный шар действует как собирающая линза, причем фокус находится на расстоянии 0,1 диаметра с внешней стороны (если не ошибаюсь). Т.е. концентрация солнечных лучей (учитывая потери на непрозрачность) будет намного выше на противоположной от солнца стороне стеклянного шара, и стекло будет нагреваться там гораздо сильнее (опять же от неидеальной прозрачности). Будет горячее пятно.
В принципе, стеклянный шар обжигает руку, если его подержать на ладони под солнечными лучами. На старой работе в ГГИ был такой от какого-то метеорологического прибора, актинометра, что-ли?
   2121
US Fakir #22.10.2021 16:18  @Виктор Банев#22.10.2021 15:35
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Fakir>> К сожалению, что за теорию они придумали для объяснения мнимого эффекта - похоже, навек оВ.Б.> К сожалению, это, скорее всего, неправда. Не могли такие физики так лопухнуться.

Всяко может быть. И на старуху бывает проруха.
Вон Ландау поверил в "варион" (или варитрон?), "открытый" Алиханьяном, потому что ему хотелось отбить жену Шостаковича.
И т.п. Мало ли в истории примеров?

В.Б.> Стеклянный шар действует как собирающая линза, причем фокус находится на расстоянии 0,1 диаметра с внешней стороны (если не ошибаюсь). Т.е. концентрация солнечных лучей (учитывая потери на непрозрачность) будет намного выше на противоположной от солнца стороне стеклянного шара, и стекло будет нагреваться там гораздо сильнее (опять же от неидеальной прозрачности). Будет горячее пятно.

1. Шар таки не цельностеклянный, а тонкостенный наполненный водой. У воды показатель преломления около 1,3 против типичных для стекла 1,5 - водонаполненная линза будет более "слабой", с большим фокусным расстоянием => ожидаемый эффект сразу ослаб.
2. Греют-то в основном ИК-лучи, в солнечном спектре их половина, а вот у стёкол с пропусканием в ИК-диапазоне уже обычно хуже, чем в видимом (надо по сортам смотреть, может оказаться и вовсе непрозрачным), да и коэффициенты преломления другие, т.е. эффект линзы работать будет слабее, если будет вообще.
Ну, собственно, можно и так сформулировать: греют (в основном) именно те лучи, для которых стекло (+ вода) максимально непрозрачны, а те, для которых объект прозрачен, дают малый вклад. Да, это не очень строго, возможны варианты и надо считать (в первую очередь долю поглощаемых в видимой области, чтобы оценить величину), но навскидку правдоподобно. А именно для таких лучей эффект линзы и не сработает. И вообще сразу по построению на противоположную сторону часть энергии светового потока не пройдёт в принципе.

Так что - ...

Но они скорее всего гипотезу где-то в таком ключе и придумывали, как лежащую на поверхности. Но может придумали и что похитрее.


В.Б.> В принципе, стеклянный шар обжигает руку, если его подержать на ладони под солнечными лучами. На старой работе в ГГИ был такой от какого-то метеорологического прибора, актинометра, что-ли?

...и с какой стороны? ;)
   56.056.0
RU Виктор Банев #22.10.2021 17:30  @Fakir#22.10.2021 16:18
+
-
edit
 
Fakir>>> К сожалению, что за теорию они придумали для объяснения мнимого эффекта - похоже, навек оВ.Б.> К сожалению, это, скорее всего, неправда. Не могли такие физики так лопухнуться.
Fakir> Всяко может быть. И на старуху бывает проруха.

В.Б.>> В принципе, стеклянный шар обжигает руку, если его подержать на ладони под солнечными лучами. На старой работе в ГГИ был такой от какого-то метеорологического прибора, актинометра, что-ли?
Fakir> ...и с какой стороны? ;)
Противоположной солнцу, естественно. Причем, весьма ощутимо.
"Сферическая бутылка минеральной воды в виде мяча, выпущенная в преддверии чемпионата мира по футболу в России 2018 года, превращается в сферическое увеличительное стекло и поджигает кусок дерева не больше, чем за минуту» - В Ютубе можно посмотреть. У меня не открывается.
   2121
BY Naib #24.10.2021 17:49  @Виктор Банев#22.10.2021 17:30
+
+1
-
edit
 

Naib

аксакал

В.Б.> "Сферическая бутылка минеральной воды в виде мяча, выпущенная в преддверии чемпионата мира по футболу в России 2018 года, превращается в сферическое увеличительное стекло и поджигает кусок дерева не больше, чем за минуту» - В Ютубе можно посмотреть. У меня не открывается.

У нас так колбы с растворителями так пару раз чуть до пожара не довели. Так что и фокусирует, и жжёт очень неплохо. Особенно занятно было, когда такая колба как лазером прожгла линолеум на столе следуя за солнцем в окне (солнце смещалось со временем и горячий фокус полз по столу)

Сама колба остаётся холодной, кстати, если она залита - нагрева нет, так как теплопроводность залитой жидкости тепло снимает.
   94.0.4606.8194.0.4606.81
US Fakir #25.10.2021 11:08  @Виктор Банев#22.10.2021 17:30
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
В.Б.> Противоположной солнцу, естественно. Причем, весьма ощутимо.

А, тьфу, ну в смысле непосредственно под солнцем, в режиме линзы - так это ессно, собирающие свойства проявятся, когда на руку-то.
Я-то думал, что именно про "эффект Рэлея" :F
   56.056.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Фейнман:

Мы немало научились на собственном опыте, о том, как бороться с некоторыми способами, которыми мы сами себя обманываем. Один пример: Милликен измерил заряд электрона в эксперименте с падающими каплями масла и получил ответ, который, как мы теперь знаем, не совсем правильный. Он немного неточен потому, что Милликен использовал неверное значение вязкости воздуха. Интересно взглянуть на историю измерений заряда электрона после Милликена. Если вы изобразите их как функцию времени, вы обнаружите, что одно немного больше, чем у Милликена, следующее — немного больше прошлого, а следующий за ним — немного больше последнего, пока, наконец, они не успокоились, остановившись на числе, которое ещё больше.

Почему сразу не было открыто, что новое число больше? Учёные стыдятся этой истории, потому что очевидно, что люди вели себя следующим образом: когда они получали число, которое было заметно больше, чем у Милликена, они думали, что что-то не так — и начинали искать и находили причину почему что-то может быть не так. Когда они получили число, близкое к значению Милликена, они не столь усердствовали. И поэтому они удаляли числа, которые слишком сильно отличались, и делали другие подобные вещи…
 
   56.056.0
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Fakir> Фейнман: Один пример: Милликен измерил заряд электрона в эксперименте с падающими каплями масла и получил ответ, который, как мы теперь знаем, не совсем правильный.

По сравнению с историей Эдвина Хаббла который, для начала, слегка ошибся в 10 раз (для астрономии это ерунда :F) и открыл то, чего нет, и что было подтверждено только в 70-х, а потом оказалось, что он действительно таки совершил глобальное открытие, о чем все были ни сном ни духом :lol:
   88
LT Bredonosec #23.01.2022 16:07
+
-1
-
edit
 
кмк, пример данного..

Доказан эффект сверхпоглощения, открывающий путь к квантовым батареям

Разработка квантовых батарей может привести к революции в сфере хранения энергии. Суть заключается в том, что чем больше батарея, тем быстрее она заряжается. Это происходит за счёт принципа сверхпоглощения — квантового коллективного эффекта, позволяющего объединённым молекулам поглощать свет более эффективно, чем если бы каждая молекула действовала по отдельности.

Для подтверждения этой теории учёные Аделаидского университета в Австралии провели ряд экспериментов. Они создали тестовое устройство, поместив активный слой светопоглощающих молекул в микрополость между двумя зеркалами. Для разработки зеркал использовали метод чередующихся слоёв диэлектрических металлов. Это позволило отражать гораздо больше света, чем в случае с обычным зеркалом.

Чтобы измерить, как светопоглощающие молекулы накапливают энергию и как быстро заряжается всё устройство, испытатели применили сверхбыструю спектроскопию нестационарного поглощения. Во время эксперимента было зафиксировано, что при увеличении размера микрополости и количества молекул время зарядки уменьшалось.

Это испытание может проложить путь к разработке первых квантовых батарей, что откроет путь к появлению быстрозаряжающихся электромобилей или других устройств, нуждающихся в питании.

До создания полноценной квантовой батареи ещё далеко. Учёным предстоит выяснить, как выявленный эффект можно интегрировать с другими способами хранения и передачи энергии, чтобы разработка стала практически полезной. По оценкам исследователей, на создание прототипа у них уйдёт около 3-5 лет.
 

Почему сюда? - Кмк, упущена мысль, что при очень тонком слое молекул часть световой энергии проходит сквозь материал, не попадая ни на одну молекулу, а при более толстом подобное становится невозможно. По крайней мере, макроскопические СБ давно известны и их кпд не показывает этого эффекта.
   96.096.0
+
+1
-
edit
 

GeloN

втянувшийся

Bredonosec> кмк, пример данного..
Bredonosec> Почему сюда? - Кмк, упущена мысль, что при очень тонком слое молекул часть световой энергии проходит сквозь материал, не попадая ни на одну молекулу, а при более толстом подобное становится невозможно. По крайней мере, макроскопические СБ давно известны и их кпд не показывает этого эффекта.

Насчёт поглощения-отражения .. Вот сейчас JWST (James Webb) добирается в точку Лагранжа . У него 5 слоёв полотна , для защиты от Солнца . Каждый на расстоянии от другого . Там должны быть многочисленные переотражения между слоями , и в итоге - "в бок" должны рассеивать фотоны . Это как раз - противоположный взгляд на поглощение (куда их девать , эти фотоны , что-бы под ногами не путались).
   95.095.0
+
+1
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
История долгая, начнём с предыстории.

Открытие протоплазмы.

Сначала незаслуженно большое внимание уделяли стенкам клетки. Однако еще Ф.Дюжарден (1835) описал живой студень у одноклеточных организмов и червей, назвав его «саркодой» (т.е. «похожим на мясо»). Эта вязкая субстанция была, по его мнению, наделена всеми свойствами живого. Шлейден тоже обнаружил в растительных клетках мелкозернистое вещество и назвал его «растительной слизью» (1838). Спустя 8 лет Г.фон Моль воспользовался термином «протоплазма» (примененным в 1840 Я.Пуркинье для обозначения субстанции, из которой формируются зародыши животных на ранних стадиях развития) и заменил им термин «растительная слизь». В 1861 М.Шультце обнаружил, что саркода содержится также в тканях высших животных и что это вещество идентично как структурно, так и функционально т.н. протоплазме растений. Для этой «физической основы жизни», как определил ее впоследствии Т.Гексли, был принят общий термин «протоплазма».
 


Протоплазма Гексли возбудила не только простодушных австралийцев, но и таких властителей дум того времени, как Фридрих Энгельс и даже мадам Блаватская
 


Блаватская действительно пару раз упоминает, но так мудрёно и путано, что непросто понять, чего она вообще сказать хотела, и зачем протоплазму приплела - что в общем для неё и типично. Ну вот например:

Не так [как с Дарвиным] обстоит дело с теорией профессора Гёксли о «Физической основе жизни». Не взирая на угрожающее большинство «нет» со стороны его германских собратьев-ученых, он создает универсальную протоплазму и дает назначение ее клеткам отныне стать священными источниками принципа всей жизни. Провозглашением последней идентичной в живом человеке, в «мертвой баранине», в жалящей осе и в омаре; заключением жизненного принципа в молекулярную клетку протоплазмы и лишением ее божественного вдохновения, приходящего в течение последующей эволюции, он как бы запирает все выходы, не оставляя лазейки.
 

История протоплазмы, общие характеристики, компоненты, функции / биология

Протоплазма - это живой материал клетки. Эта структура была впервые идентифицирована в 1839 году как различимая жидкость стены. Это считалось прозрачным, вязким и растяжимым веществом. Это было интерпретировано как структура без очевидной организации и с многочисленными органеллами. //  ru.thpanorama.com
 
В конце XVIII века анатом Макс Шульце предположил, что фундаментальной основой жизни является протоплазма. Шульце предположил, что протоплазма является веществом, которое регулирует жизнедеятельность тканей у живых существ.

Считается, что работы Шульце являются отправной точкой протоплазматической теории. Эта теория была поддержана предложениями Томаса Хаксли в 1868 году и других ученых того времени..

Протоплазматическая теория утверждает, что протоплазма является физической основой жизни. Таким образом, изучение этого вещества позволило бы понять функционирование живых существ, включая механизмы наследования..

С лучшим пониманием клеточной структуры и функционирования, протоплазматическая теория утратила свою силу.
 



То есть, если кто к этому моменту уже задремал и всё позабыл, ранняя "доклеточная" протоплазматическая теория считала это исходно бесструктурное (?) вещество основой жизни, а все жизненные формы - чуть ли не надстройками и всего лишь её видо/формоизменениями, т.е. всякие там клеточные стенки и пр. у разных организмов просто переформатируют одну и ту, в основе единую для всех, протоплазму. Как-то так.
Похоже, вариаций на тему было много, и какого-то единого взгляда на то, как эту протоплазму и её роль понимать - не сложилось. Воззрения эти часто называют виталистскими, хотя ИМХО и не вполне справедливо.
Но можно сказать, что тот самый замороженный пришелец изо льдов Антарктиды ("Кто ты?") выдуман по сути в русле такой вот протоплазматической теории, одного из её изводов.

Ну а теперь ближе к истории.

«Та склизь была действительно живой!» Загадочный батибиус, морская протоплазма

Летом 1857 года британский корабль «Циклоп» проплывал над Телеграфным плато на севере Атлантического океана и зачерпнул со дна мягкую и рыхлую субстанцию, которую за неимением лучшего имени прозвал… //  batrachospermum.ru
 



...

Слизь – это жизнь, считали виталисты. В любом живом существе можно найти желеобразную субстанцию – что, как не она, наделяет тело жизненной силой? Немецкий биолог Лоренц Окен даже дал ей имя – Urschleim, «первозданная слизь». Она спонтанно возникла на древней Земле и позже распалась на микрокапли живой материи, которые затем стали эволюционировать в сложные организмы, полагал он. В 1830-х годах французский зоолог Феликс Дюжарден обнаружил «живое желе» в одноклеточных микробах. Микроскопы помогли понять, что ткани растений и животных состоят из клеток, которые наполнены такой же подвижной и дрожащей студенистой массой, пихающей их изнутри. К середине XIX века ученые договорились называть ее протоплазмой.

...

Летом 1857 года британский корабль «Циклоп» проплывал над Телеграфным плато на севере Атлантического океана и зачерпнул со дна мягкую и рыхлую субстанцию, которую за неимением лучшего имени прозвали «склизью» (ooze). В Лондоне биолог Томас Гексли обнаружил в ней странные микроскопические пуговки, названные им кокколитами, и убрал «склизь» на полку, где та простояла в забвении десяток лет.

...

В начале 1860-х в докембрийских скалах Канады обнаружилось нечто похожее на ископаемую протоплазму – предположительно фораминифера, «частичка явно гомогенного желе», как описал находку английский биолог Уильям Карпентер, давший ей имя Eozoön canadense, «канадское животное зари». Таких эозоонов геологи нашли еще много, и не только в Канаде, и в разных по времени отложениях. На геологическом собрании в Лондоне Карпентер заявил, что не удивится, если подобная эозоону штукенция обнаружится и в донных отложениях современных океанов.

Возможно, именно реликтовый эозоон или первозданный уршляйм захотелось поискать в атлантической «склизи» Томасу Гексли, когда в 1868 году он вдруг достал с полки запылившуюся скляночку. Окинув свежим глазом содержимое, он разглядел «комочки студенистой прозрачной субстанции», образовавшей сеть с разбросанными по ней кокколитами и странными «грудами гранул». Наблюдая долго, он заметил, что комочки движутся. Да это же… протоплазма! «Глубоководный уршляйм», который, возможно, усеивает собой дно Мирового океана! Новый вид, не похожий ни на что известное доселе!

- кто там сказал "биотоза"?! Гусары, молчать!!!

Гексли назвал его Bathybius haeckelii – «живое с глубины» с посвящением немецкому биологу Эрнсту Геккелю, известному стороннику идеи о происхождении всего живого от простейшего протоплазматического предка. «Надеюсь, вы не устыдитесь вашего крестника», – написал Геккелю Гексли.

Геккель и протоплазма Bathybius haeckelii
 


После того как в августе 1868 года батибиус был представлен научной публике, Гексли объездил Британию с лекциями о физических основах жизни и протоплазме, чью функцию физикам еще только предстояло определить.

...

Тем временем шотландский натуралист Чарлз Томсон вместе с Уильямом Карпентером во время экспедиции на судне «Лайтнинг» подняли со дна Атлантики к северу от Шотландии странный липкий кусок белесой грязи и, посмотрев на него в микроскоп, увидели движение. «Та грязь была действительно живой», – уверял Томсон. После недолгого изучения Гексли объявил ее вторым экземпляром батибиуса. Другие батибиусы были добыты в южной части Атлантического океана, а также в Тихом. В 1872 году американские полярники, искавшие Северный полюс, нашли в Северном Ледовитом океане еще более примитивную форму и назвали ее Protobathybius. Похоже, эти создания и впрямь покрывали океаническое дно глобальным живым ковром, уверился Гексли.

А вслед за ним уверился и Геккель: уршляйм «стал полностью реальным благодаря открытию батибиуса», заявил он, согласившись, что «обширные массы голой живой протоплазмы устилают глубины океана», и задался вопросом, «быть может, протоплазма возникает постоянно в результате спонтанного зарождения?». Некоторые скептики сопротивлялись всем этим свидетельствам и отрицали существования батибиуса, однако большинство ученых приняли его как данность, и вскоре «батибиус Геккеля» занял достойное место в учебниках зоологии.

Тем временем Чарлз Томсон был назначен научным руководителем инициированной им же кругосветной экспедиции на «Челленджере». Среди многочисленных изысканий, увенчавшихся полусотнею томов научных открытий, важное место занимал поиск батибиусов, коими, как ожидалось, изобиловало морское дно. В корабельной лаборатории Джон Меррей, правая рука Томсона, одной левой наловчился сцеживать воду с донной грязи, в которой, как он полагал, припряталось «живое с глубины». Часами он разглядывал образцы в мощнейший корабельный микроскоп, пытаясь обнаружить комочко-сетевую протоплазму, которую столь многим удавалось отыскать. Но ничего он так и не нашел.

Часть грязи Меррей и коллеги складывали в банки спирта, чтобы Гексли и другие специалисты смогли ее изучить по завершении экспедиции – вдруг им больше повезет. В один из дней Меррей заметил, что на грязи в банках образовался прозрачный желевидный слой. Быть может, то, что все принимали за батибиуса в «склизи», на самом деле имеет отношение не к биологии, а скорее к химии?

Экспедиционный химик Джон Бьюкенен попробовал выпарить морскую воду из образца. «Ежели желеподобный организм, увиденный некоторыми именитыми натуралистами и прозванный батибиусом, действительно формировался во всеохватывающем органическом покрове морского дна, то едва ли он куда-то денется после испарения придонной воды и нагревания остатка», – написал он позже. Но батибиус куда-то делся. Никаких органических остатков Бьюкенен не обнаружил.

После этого он изучил желе, возникшее в банках Меррея, и выяснил, что органики там тоже нет. Зато там был сульфат и кальций – то есть гипс. Тогда Бьюкенен понял: в глубоководной грязи-склизи, погруженной в спирт, сульфат и кальций образуют желевидную массу. Это и есть батибиус, которого на самом деле нет. «Поместив его среди живого, описатели совершили ошибку», – холодно подытожил Бьюкенен в отчете.

Томсон, лично выловивший батибиуса несколькими годами ранее и написавший о нем с восхищением в книге о море, ставшей бестселлером, не стал упираться и принял поражение, доверившись Меррею и Бьюкенену, которые убедили его в добротности своих исследований. В июне 1875 года он написал Гексли письмо с плохими новостями: «Следует сообщить вам все, как есть. Никто из нас не сумел отыскать ни малейшего следа батибиуса, хоть и искали его все с высочайшим вниманием». Все члены научной группы «отрицают существование такого существа». Гексли, в свою очередь, не стал скрывать письмо от общественности и передал в журнал Nature для публикации, отметив от себя: «Я несу основную ответственность за ошибку, ежели таковая имеется».

К моменту возвращения «Челленджера» в Англию в мае 1876 года батибиус был уже почти что похоронен. Среди немногих его защитников оставался Геккель, с ужасом наблюдавший за судьбиной крестника и тем, как Гексли сдал свои позиции. «Чем больше истинный родитель батибиуса проявляет склонность оставить своего дитятю без надежды, тем пуще я, как крестный папа, чувствую себя обязанным вступиться за него», – однажды написал ученый. Но Гексли больше нечего было предоставить Геккелю для опровержения новых данных. Вскоре батибиус исчез из учебников как досадный курьез. Впоследствии его судьбу разделил и эозоон, оказавшийся не древней протоплазмой, а артефактом кристаллизации минералов в метаморфической породе.

Кто больше всех способствовал сохранению памяти о батибиусе, так это оппоненты Гексли, такие как Джордж Кэмпбелл, сторонник теистического эволюционизма и противник дарвинизма, не устававший ставить под сомнение взгляды Гексли до самого конца. «Батибиус был признан только потому, что состоял в гармонии со спекуляциями Дарвина, – высказывался он. – Тот случай, когда нелепая ошибка и смехотворное легковерие стали непосредственным результатом теоретических предубеждений». Гексли, со своей стороны, был не слишком высокого мнения о Кэмпбелле, любителе поумничать без собственных научных изысканий о предмете спора. Он признавал, что допустил ошибку, но добавлял, что «единственный, кто никогда не делает ошибок, научных иль иных, так это тот, кто ничего не делает».






Но и позднее, в словаре Брокгауза и Ефрона батибий или батибус еще упоминался, хотя и неуверенно:
(Bathybius Haeckslii) — сомнительный организм, впервые описанный англ. ученым Гексли. Он был найден в слизистом липком иле, добытом с морского дна на большой глубине в северных морях, и, должно быть, составлял существенную часть этого ила в виде комочков, похожих на протоплазму, без ядер и вакуоль; в нем находились особые известковые тельца (кокколиты). Этим предполагаемым протоплазматическим массам Гексли и Геккель приписывали значение простейшего организма. Позднейшие исследователи отрицали органический характер этой слизи и считали (Томсон и Мебиус) ее за искусственно образовавшийся в морской воде от прибавления крепкого спирта тонкий осадок гипса, похожий на осадки белковых веществ. Другие, наконец, считали Б. за продукт распада других протоплазматических животных, живущих на дне моря, особенно губок. Однако Бессель, участник Сев.-Американской экспедиции к Северному полюсу 1875 г., наблюдал будто бы большие массы свободной протоплазмы без кокколитов (Protobathybius) в виде липких сетчатообразных телец, производивших амебообразные движения (см. Простейшие).
 
   56.056.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
> Действительно интересная книга: Чанг: ivanov_petrov — ЖЖ
> И тут другой ряд рассуждений. Множество людей легко рассуждают о самом известном примере научной ошибки - флогистоне. Явная, мол, чушь. Автор показывает, что это был отличный научный концепт. Что флогистонова химия очень многое сделала - для сегодняшней науки, а если б ее по ненаучным причинам не пришибли, она могла бы сделать больше.

Fakir> Интересная и достаточно нетривиальная мысль о преждевременности закрытия - что неверная концепция тем не менее могла бы еще какое-то время быть вполне плодотворной.
Fakir> Сама-то принципиальная возможность плодотворности неверных концепций хорошо известна, достаточно и одного теплорода ( => методы Фурье и результаты Карно). Тот факт, что порой правильные теории брали верх неправильным, вненаучным методом, порой не без грязных приёмов - тоже в общем известен (взять хоть историю с Пастером). Но вот мысль, что с внедрением "правильного" и тотальным изгнанием неправильного можно и поспешить - это свежо.
Fakir> Такая вариация на тему "снежного моста над пропастью"©.

Джозеф Пристли: свобода, равенство, флогистон! • Библиотека

Сказка Юрия Олеши «Три толстяка» начинается так: «Время волшебников прошло. По всей вероятности, их никогда и не было на самом деле». Но зато, говорится дальше, были очень знающие люди, которых принимали за волшебников. Например, доктор Гаспар Арнери, который изучил около ста наук и точно знал, как взлететь с земли до звёзд, как поймать лису за хвост и даже как из камня сделать пар. //  elementy.ru
 
С XVII века среди химиков была популярна теория флогистона. Полная натяжек — но, как всякую господствующую теорию, её было очень трудно отвергнуть.

В печи сгорели дрова, образовалась небольшая кучка золы. Что произошло? Учёные мужи рассуждали так: топливо изначально содержало золу — и что-то ещё, что потом улетучилось в процессе горения. Назовём это «что-то» флогистоном, от греческого «флогистос» — ‘горючий’. Деревья поглотили флогистон из воздуха, поэтому они горючи. А почему в замкнутом пространстве горение в конце концов прекращается? Да потому, что в воздухе накапливается слишком много флогистона, больше этот воздух уже не принимает.

Потом, правда, появились неудобные факты. Когда активный металл, такой как магний, сгорает на воздухе, его масса увеличивается! Ну что же — значит, флогистон такая хитрая штука, что его масса... отрицательна. Не бывает? Но других-то объяснений нет.
 


Эх, натурально, поспешили мы флогистон закрыть! Глядишь, были бы уже с антигравитацией! Погорячились в общем... :(


Прямо хоть создавай отдельную субкультуру "маугли" - детей, выращенных и образованных в традициях флогистоновых теорий :D



ЗыСы Иногда думаю, что интересно было бы найти хороших талантливых математиков (вернее, не готовых математиков, а способную абитуру, владеющую пока едва началами анализа, не больше), абсолютно девственных в физике, рассказать им про теорию теплорода, и увлечь вытекающими уравнениями. Пусть бы сами метод Фурье переоткрыли и т.д. и т.п., начали играться, прочувствовали вкус, наисследовали в хвост и в гриву, пересоздали половину методов урматов... Какие бы книжки написали! Наверное, они были бы очень похожи на книжки настоящих современных математиков о струнных теориях %)


ЗыЗыСы А многда думаю, а что бы вышло, если бы инструментальные средства астрономии развились на полвека раньше? И пульсары, квазары, фоновое излучение, красное смещение, тёмную материю и т.д. и т.п. открыли еще в эпоху господства эфирных теорий. Ох чего бы пытливые умы понапридумывали для объяснения...!
   56.056.0
Это сообщение редактировалось 14.04.2022 в 23:09

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Не великое, но поучительное. О важности трепетного отношения к калибровке напомнить никогда не лишне.

Гамма-астрономия и поучительный эпизод - Троицкий вариант — Наука

Эта статья продолжает тему, поднятую в интервью с моим давним соавтором Юрием Поутаненом, опубликованном в прошлом выпуске ТрВ-Наука. Там речь шла о рентгеновской астрономии. Теперь коротко — о гамма-астрономии в плане личных впечатлений и некоторого опыта работы в этой области. Где граница между рентгеновским и гамма-излучением? Исторически она проходит в районе сотен килоэлектронвольт — это характерная энергия гамма-квантов, испускаемых при ядерных реакциях. Помните: альфа-лучи, бета-лучи, гамма-лучи. //  trv-science.ru
 
В свое время мы с Юрием Поутаненом попробовали детально изучить спектры ярких блазаров. Другие авторы обратили внимание на то, что спектры вроде бы имеют изломы, причем в разных местах. Мы построили спектры наиболее ярких и мощных блазаров, используя открытые данные «Ферми». Выяснилось, что большинство изломов статистически незначимы — просто флуктуации. Но есть и значимые изломы, причем примерно в одном и том же месте — в районе 4 ГэВ. Что это за энергия? Да это же та что надо энергия! Именно при ней находится порог поглощения гамма-квантов сильнейшей Лайман-альфа линией ионизованного гелия (которая по энергии ровно в 4 раза выше Лайман-альфа водорода). Это был триумф! Изломы выглядели очень убедительно и находились там где надо. Значимость изломов в индивидуальных спектрах достигала 5 сигма. При этом в спектре вышеупомянутого монстра 3С454.3 был виден второй излом, соответствующий поглощению на Лайман-альфа водорода, как и положено при вчетверо большей энергии.

Статья [3] имела успех. Результат свидетельствовал о том, что ускорение частиц и излучение гамма-квантов происходит достаточно близко к черной дыре, не дальше чем на сотнях гравитационных радиусов — только там может быть яркая линия ионизованного гелия.

Рис. 9. Эффективная площадь детектора, проинтегрированная по углу (аксептанс), в зависимости от энергии гамма-кванта (верхняя пара кривых). Штриховая кривая — старая калибровка. Излом в районе 4–5 Гэв ничем не обоснован, именно он усиливал или даже имитировал излом спектра блазаров вблизи энергии, соответствующей поглощению на линии ионизованного гелия. Красная кривая — новая калибровка (Pass 7)Рис. 9. Эффективная площадь детектора, проинтегрированная по углу (аксептанс), в зависимости от энергии гамма-кванта (верхняя пара кривых). Штриховая кривая — старая калибровка. Излом в районе 4–5 Гэв ничем не обоснован, именно он усиливал или даже имитировал излом спектра блазаров вблизи энергии, соответствующей поглощению на линии ионизованного гелия. Красная кривая — новая калибровка (Pass 7)

Через три года мы попытались развить успех — статистика «Ферми» существенно увеличилась. Кроме того, команда «Ферми» провела новый пересчет данных с уточненной калибровкой детектора. Мы построили новые, более точные спектры. И эффект от Лайман-альфа линии ионизованного гелия практически исчез! Мы стали разбираться и поняли, в чем дело. При построении спектра надо опираться на так называемую функцию отклика детектора — с какой вероятностью будет зарегистрирован фотон данной энергии, прилетевший под данным углом. Оказалось, что зависимость эффективной площади детектора от энергии, представленная в старой документации «Ферми» (Pass 6), имеет странный излом как раз в районе 4 ГэВ (рис. 9). Это излом вверх, но, поскольку эффективная площадь при вычислении спектра идет в знаменатель, получается излом вниз. Он и имитировал линию ионизованного гелия, попав в нужное место. Вразумительных причин для существования такого излома в этом месте нет — видимо, это просто артефакт калибровки, на который не обратили внимания, поскольку он слаб. Но мы работали с очень яркими объектами с хорошей статистикой и искали как раз слабые эффекты. В новой калибровке (Pass 7) такого излома не было.

В своей новой работе [4] мы подошли к задаче более аккуратно, с использованием большей статистики, проведя собственную проверку функции отклика детектора на ярких спектрах, которые не должны иметь изломов по определению. Эффект от Лайман-альфа линии ионизованного гелия не то чтобы совсем исчез, но сохранился в ослабленном виде только для двух мощнейших блазаров с ярчайшими аккреционными дисками. Зато четко прорисовался излом спектра от Лайман-альфа линии водорода, что естественно, поскольку водорода намного больше и излучение водородной линии требует менее экстремальных условий. Всё встало на свои места; результаты получились более правдоподобными, но менее яркими. Интересно, что на первую, неправильную, работу — 176 ссылок, на вторую, правильную, — всего 28.

Я рассказал эту частную историю, поскольку она типична и поучительна. С данными того же «Ферми» был аналогичный случай. Одна группа увидела, что угловое распределение гамма-квантов от блазаров шире, чем «функция разброса» точечного источника, приведенная в документации «Ферми», — вокруг источника появляется некий ореол. Отсюда был сделан далекоидущий вывод о каскадных процессах с участием внегалактических магнитных полей, происходящих по пути. Другая группа применила тот же метод к Крабовидной туманности и нашла такой же ореол, которого там в принципе не должно быть, поскольку Краб — близкий объект. Попросту функция разброса источника, измеренная/вычисленная командой «Ферми», была у́же, чем на самом деле. Это признали — и провели новую калибровку. Подобные истории происходили и с другими инструментами.

Из приведенного примера проистекают два вывода:

А. Нельзя полностью полагаться на калибровку данных и характеристики инструмента, опубликованные его создателями. Надо делать собственные тесты на разумность. Если бы мы, например, построили прецизионный спектр диффузного гамма-излучения, то обнаружили бы тот самый излом (которого там не может быть) и поняли бы, что это артефакт.

Б. Открытость исходных данных важна еще и по этой причине: исследователи, не связанные с экспериментом, вылавливают «клопов», пропущенных самой командой эксперимента. Наличие таких «клопов» практически неизбежно, и отловить их ограниченным числом сотрудников очень тяжело. «Ферми» — удачный пример открытого эксперимента, который в результате совместных усилий доведен до совершенства. А вот данные большинства наземных установок, включая черенковские телескопы, закрыты. Это подрывает доверие к точности их результатов. Есть пример, когда ошибка калибровки большой наземной установки по регистрации космических лучей сверхвысоких энергий вызвала переполох и целый вал теоретических работ в ложном направлении.
 
   56.056.0
RU Бывший генералиссимус #16.07.2022 11:15  @Fakir#15.07.2022 22:12
+
+1
-
edit
 
Fakir> Не великое, но поучительное. О важности трепетного отношения к калибровке напомнить никогда не лишне.
Fakir> Гамма-астрономия и поучительный эпизод - Троицкий вариант — Наука

я только одного не понял, как лаймановские линии оказываются в гамма-диапазоне. Лайман-альфа водорода - это ровно половина энергии его ионизации, т.е. 6,8 электрон-вольта. Не ГэВ, даже не кэВ, просто эВ.
Лайман-альфа гелия - 12,3 эВ, что вовсе не в четыре раза больше, чем у водорода.

Это вакуумный ультрафиолет, даже не рентген.
   103.0.5060.114103.0.5060.114
Это сообщение редактировалось 16.07.2022 в 16:06
CA Fakir #17.07.2022 22:22  @Бывший генералиссимус#16.07.2022 11:15
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Полагаю, имелось в виду не поглощение в полном смысле слова, а потеря энергии гамма-квантами. Ну собственно оно и из формулировок следует - было бы это поглощение, так были бы провалы в спектре, а не изломы.
   56.056.0
+
+1
-
edit
 

Pu239

старожил

Fakir> Полагаю, имелось в виду не поглощение в полном смысле слова, а потеря энергии гамма-квантами. Ну собственно оно и из формулировок следует - было бы это поглощение, так были бы провалы в спектре, а не изломы.
Пишут, что это взаимодействие света со светом.
"(arXiv:1408.0793v1). Это поглощение вызвано процессом γ1 + γ2 → e+ e- , где γ1 — гамма-квант большой энергии, γ2 — фотон Лайман-альфа линии водорода".

Десять лет гамма-телескопу «Ферми». Часть 2. Блазары
   57.0.2987.10857.0.2987.108
1 2 3 4 5 6

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru