Млечный Путь № 3 2021 - Далия Мейеровна Трускиновская

И наоборот, самая крупная (с точки зрения массы) фундаментальная частица, о которой мы знаем, - это частица, называемая топ-кварком, по словам Линкольна. Ее масса 172,5 миллиарда электрон-вольт.

Кварки - еще одна фундаментальная частица, которую, насколько нам известно, невозможно разбить на несколько частей. Ученые обнаружили шесть типов кварков. Верхние и нижние кварки составляют протоны и нейтроны, и они весят 3 миллиона и 5 миллионов электрон-вольт соответственно. Для сравнения, топ-кварк весит в 57 500 раз больше, чем ап-кварк.

На вопрос о физических размерах ответить сложнее. Мы знаем физический размер некоторых частиц, но не самых маленьких. Некоторые "крошечные" частицы, о которых люди слышат в повседневной жизни, например, вирусные частицы, на самом деле довольно большие. Линкольн предложил такой масштаб: типичная частица вируса имеет длину от 250 до 400 нанометров (нанометр составляет миллиардную долю метра, или 10^-9 м), а типичное атомное ядро имеет размер примерно 10^-14 м (0,00000000000001 м). Это означает, что ядро атома для вируса так же мало, как вирус для нас. В настоящее время самый маленький физический размер, который ученые могут измерить с помощью ускорителя частиц, в 2000 раз меньше, чем протон, или 5x 10^-20 м. Пока что ученым удалось определить, что кварки меньше этого размера, но насколько - неизвестно.

***

Новый тип оптических иллюзий

Недавно обнаруженная иллюзия, получившая название "мерцающая вспышка звездообразования": простой узор из концентрических "венков" на простом белом фоне.

рис

Однако почти каждый, кто смотрит на него, может увидеть яркие лучи или лучи, исходящие из центра рисунка, будто солнечный свет, пробивающийся сквозь облака. Зритель видит эти несуществующие лучи, потому что мозг "соединяет линиями" определенные точки в "венках".

Михаил Карлович, визуальный художник с опытом работы в области нейробиологии, в 2019 году создал сияющую звезду в качестве логотипа своей дизайнерской компании Recursia Studios.

"Когда я впервые увидел созданную мной иллюзию, у меня сразу возникло предчувствие, что я смотрю на эффект, которого никогда раньше не видел, - сказал Карлович. - Я был приятно удивлен, но в конечном итоге сбит с толку, поскольку не понимал, каким мог быть механизм, лежащий в основе этого эффекта".

Чтобы узнать больше, Карлович объединился с Паскалем Уоллишем, психологом и специалистом по данным из Нью-Йоркского университета, чтобы провести научное исследование дизайна.

Соединение точек

Сверкающий дизайн звездообразования состоит из концентрических "венков", каждый из которых состоит из пары звездных многоугольников, которые, в свою очередь, состоят из двух семиугольников, пересекающих друг друга. Звездообразные многоугольники расположены так, что семиугольники, разделенные пополам, выстраиваются в одну линию, образуя точки пересечения в "венках". Зрители видят эти точки пересечения как "яркие точки" или точки на их периферии, потому что эти точки являются самой тонкой частью "венков". Поскольку яркие точки каждого концентрического "венка" накладываются друг на друга, мозг создает лучи между ними, даже если цвет фона не меняется.

"Разум соединяет точки, чтобы создать иллюзорные отрезки линий, - сказал Карлович. - Однако этот эффект мимолетен, и если вы быстро проведете взглядом по рисунку, лучи ненадолго исчезнут или станут сильнее, в зависимости от того, куда вы смотрите".

Совершенно новая иллюзия

Визуальные иллюзии, которые заставляют мозг видеть то, чего нет, не являются новым явлением, но то, как работает эта конкретная иллюзия, ранее не изучалось и не документировалось. "Никогда не было демонстрации иллюзорных лучей, пронизывающих фон дизайна, - сказал Карлович. - Все другие иллюзии, связанные с иллюзорными линиями, ограничиваются сетками".

Сетчатые конструкции, такие как иллюзия сетки Германа, позволяют создать этот тип эффекта, потому что намного проще создавать привлекательные яркие точки на пересечениях в сетке. "Однако здесь у нас пример, когда мозг создает иллюзорные лучи через несеточные области, которые в противном случае должны быть пустыми", - сказал Карлович.

Различные конфигурации

Карлович и Валлиш экспериментировали с множеством различных конфигураций мерцающей вспышки звездообразования, чтобы определить, какие аспекты больше всего влияют на эффект. Сначала они поэкспериментировали с размером иллюзии.

"Насколько мы изучили, как только дизайн становится достаточно большим, чтобы сделать иллюзию видимой, эффект становится масштабно-инвариантным, - сказал Карлович. Однако Карлович и Валлиш подозревают, что эффект может исчезнуть, если его попробовать в гораздо большем масштабе, чем они изучали. Эксперименты также показали, что вращение конструкции усиливает эффект луча. Сила эффекта также увеличилась с увеличением количества "венков" в дизайне. Исследователи обнаружили, что лучи видны независимо от цвета линий и фона, если они контрастируют. Это также может привести к изменению цвета лучей; например, нанесение белых венков на черный фон заставляет людей видеть гораздо более темные, но столь же яркие лучи.

"Наши предварительные эксперименты с цветом показывают, что наиболее важным является наличие большого контраста между цветом фона и цветом линий, составляющих дизайн, - сказал Карлович. - Чем выше контраст, тем сильнее лучи".

Заполнение пробелов

Исследователи считают, что эта мерцающая вспышка не только является логотипом компании Карловича, но и имеет дальнейший исследовательский потенциал.

"Как и другие иллюзии, мерцающая вспышка звездообразования может гипотетически использоваться в качестве стимула в будущих исследованиях познания и зрения, - сказал Карлович. - Подобные иллюзии помогают нам больше узнать о том, как эволюционировал наш мозг. Визуальные иллюзии позволяют нам понять, как мозг реконструирует мир. Они учат нас предположениям и предсказаниям, которые мозг делает для построения нашего восприятия".