Kvantna fizika je najnovija. S druge strane: fizičar je rekao kako zaobići zakone kvantne mehanike. Interakcija fotona na sobnoj temperaturi

Kako se još jedna godina bliži kraju, ponovno je vrijeme da sjednemo, sklopimo ruke, duboko udahnemo i pogledamo neke od znanstvenih naslova na koje možda prije nismo obraćali pozornost. Znanstvenici neprestano stvaraju neka nova dostignuća u raznim područjima, poput nanotehnologije, genske terapije ili kvantne fizike, a to uvijek otvara nove horizonte.

Naslovi znanstvenih članaka sve više podsjećaju na naslove kratkih priča iz znanstvenofantastičnih časopisa. S obzirom na to što nam je donijela 2017., možemo se samo radovati onome što će donijeti nova 2018.

Sponzor objave: http://www.esmedia.ru/plazma.php : Iznajmljivanje plazma ploča. Jeftin.
Izvor: muz4in.net

Znanstvenici su stvorili vremenske kristale, za koje ne vrijede zakoni vremenske simetrije

Prema prvom zakonu termodinamike, nemoguće je stvoriti vječni motor koji će raditi bez dodatnog izvora energije. No, početkom ove godine fizičari su uspjeli stvoriti strukture zvane temporalni kristali, što je dovelo u sumnju ovu tezu.

Temporalni kristali djeluju kao prvi pravi primjeri novog stanja materije zvanog "neravnotežno", u kojem atomi imaju promjenjivu temperaturu i nikada nisu u toplinskoj ravnoteži jedan s drugim. Vremenski kristali imaju atomsku strukturu koja se ponavlja ne samo u prostoru već iu vremenu, što im omogućuje održavanje konstantnih vibracija bez dobivanja energije. To se događa čak i u stacionarnom stanju, koje je stanje najniže energije, kada je kretanje teoretski nemoguće jer zahtijeva energiju.

Dakle, krše li vremenski kristali zakone fizike? Strogo govoreći, ne. Zakon održanja energije djeluje samo u sustavima sa simetrijom u vremenu, što implicira da su zakoni fizike svugdje i uvijek isti. Međutim, temporalni kristali krše zakone simetrije vremena i prostora. I ne samo oni. Magneti se također ponekad smatraju prirodnim asimetričnim objektima jer imaju sjeverni i južni pol.

Drugi razlog zašto vremenski kristali ne krše zakone termodinamike je taj što nisu potpuno izolirani. Ponekad ih treba "pogurati" - odnosno dati vanjski impuls, nakon čega će već iznova početi mijenjati svoja stanja. Moguće je da će u budućnosti ovi kristali naći široku primjenu u području prijenosa i pohrane informacija u kvantnim sustavima. Oni mogu igrati ključnu ulogu u kvantnom računanju.

"Živa" krila vretenca

Enciklopedija Merriam-Webster navodi da je krilo pokretno pero ili dodatak membrane koji koriste ptice, kukci i šišmiši za let. Ne bi trebao biti živ, ali entomolozi sa Sveučilišta u Kielu u Njemačkoj došli su do zapanjujućih otkrića koja upućuju na suprotno – barem za neke vretence.

Insekti dišu kroz trahealni sustav. Zrak ulazi u tijelo kroz otvore koji se nazivaju spiracles. Zatim prolazi kroz složenu mrežu dušnika koji dopremaju zrak do svih stanica u tijelu. Međutim, sama su krila gotovo u potpunosti sastavljena od mrtvog tkiva, koje se suši i postaje prozirno ili prekriveno šarenim uzorcima. Područja mrtvog tkiva prolaze kroz vene i jedine su komponente krila koje su dio dišnog sustava.

Međutim, kada je entomolog Reiner Guillermo Ferreira pogledao krilo mužjaka vretenca Zenithoptera kroz elektronski mikroskop, vidio je malene razgranate trahealne cijevi. Ovo je bilo prvi put da je ovako nešto viđeno u krilu kukca. Bit će potrebno mnogo istraživanja kako bi se utvrdilo je li ova fiziološka značajka jedinstvena za ovu vrstu, ili se možda javlja kod drugih vretenaca ili čak drugih insekata. Čak je moguće da se radi o jednoj mutaciji. Prisutnost obilne zalihe kisika može objasniti svijetle, složene plave uzorke koji se nalaze na krilima vretenca Zenithoptera, koji ne sadrže plavi pigment.

Drevni krpelj s krvlju dinosaura unutra

Naravno, to je ljude odmah natjeralo na razmišljanje o scenariju Jurskog parka i mogućnosti korištenja krvi za rekreaciju dinosaura. Nažalost, to se neće dogoditi u bliskoj budućnosti, jer je iz pronađenih komada jantara nemoguće izdvojiti uzorke DNK. Rasprava o tome koliko dugo molekula DNK može trajati još uvijek traje, ali čak i prema najoptimističnijim procjenama i pod najoptimalnijim uvjetima, njihov životni vijek nije duži od nekoliko milijuna godina.

No, iako krpelj, nazvan Deinocrotondraculi ("Strašni Drakula"), nije pomogao u obnavljanju dinosaura, i dalje je vrlo neobičan nalaz. Sada znamo ne samo da su pernati dinosauri imali drevne grinje, već da su čak napadali i gnijezda dinosaura.

Modifikacija gena odraslih ljudi

Grupirana, redovito međusobno razmaknuta kratka palindromska ponavljanja, ili CRISPR, danas su vrhunac genske terapije. Obitelj DNK sekvenci koje trenutno čine osnovu tehnologije CRISPR-Cas9 teoretski bi mogla zauvijek promijeniti ljudsku DNK.

Godine 2017. genetski inženjering napravio je odlučujući korak naprijed nakon što je tim u Istraživačkom centru za proteomiku u Pekingu objavio da je uspješno upotrijebio CRISPR-Cas9 kako bi eliminirao mutacije koje izazivaju bolesti u održivim ljudskim embrijima. Drugi tim, s Instituta Francis Crick u Londonu, krenuo je suprotnim putem i prvi put upotrijebio ovu tehnologiju za namjerno stvaranje mutacija u ljudskim embrijima. Konkretno, "isključili" su gen koji potiče razvoj embrija u blastociste.

Studije su pokazale da tehnologija CRISPR-Cas9 radi – i to prilično uspješno. Međutim, to je potaknulo aktivnu etičku raspravu o tome koliko daleko se može ići u korištenju ove tehnologije. Teoretski, to bi moglo dovesti do "dizajnerske djece" koja mogu imati intelektualne, atletske i fizičke karakteristike u skladu s onima koje su dali roditelji.

Etiku na stranu, istraživanje je otišlo još dalje ovog studenog kada je CRISPR-Cas9 prvi put testiran na odrasloj osobi. Brad Maddu (44) iz Kalifornije pati od Hunterovog sindroma, neizlječive bolesti koja bi ga na kraju mogla dovesti do invalidskih kolica. Ubrizgane su mu milijarde kopija korektivnog gena. Proći će nekoliko mjeseci dok se ne može utvrditi je li postupak bio uspješan.

Što je bilo prvo - spužva ili ctenofore?

Novo znanstveno izvješće, koje je objavljeno 2017. godine, trebalo bi jednom zauvijek prekinuti dugogodišnju raspravu o podrijetlu životinja. Prema studiji, spužve su "sestre" svih životinja na svijetu. To je zbog činjenice da su spužve bile prva skupina koja se u procesu evolucije odvojila od primitivnog zajedničkog pretka svih životinja. To se dogodilo prije otprilike 750 milijuna godina.

U prošlosti je bila žestoka rasprava koja se svela na dva glavna kandidata: gore spomenute spužve i morske beskralješnjake zvane ctenofore. Dok su spužve najjednostavnija stvorenja koja sjede na dnu oceana i hrane se prolaskom i filtriranjem vode kroz svoja tijela, ctenofori su složeniji. Podsjećaju na meduze, mogu se kretati u vodi, mogu stvoriti uzorke svjetlosti i imaju jednostavan živčani sustav. Pitanje tko je od njih bio prvi je pitanje kako je izgledao naš zajednički predak. Ovo se smatra najvažnijim trenutkom u praćenju povijesti naše evolucije.

Dok rezultati studije hrabro proglašavaju da je problem riješen, samo nekoliko mjeseci ranije objavljena je još jedna studija koja kaže da su naše evolucijske "sestre" ktenofore. Stoga je još uvijek prerano govoriti da se najnoviji rezultati mogu smatrati dovoljno pouzdanim da razbiju sve sumnje.

Rakuni prolaze drevni test inteligencije

U šestom stoljeću prije Krista, starogrčki pisac Aesop napisao je ili prikupio mnoge basne, koje su u naše vrijeme poznate kao "Ezopove basne". Među njima je bila i bajka pod nazivom "Vrana i vrč", koja opisuje kako je žedna vrana bacala kamenje u vrč kako bi podigla nivo vode i na kraju se napila.

Nekoliko tisuća godina kasnije, znanstvenici su shvatili da ova bajka opisuje dobar način testiranja inteligencije životinja. Eksperimenti su pokazali da pokusne životinje razumiju uzrok i posljedicu. Gavranovi su, kao i njihovi rođaci, lopovi i šojke, potvrdili istinitost bajke. Majmuni su također prošli ovaj test, a ove godine na popis su uvršteni i rakuni.

Tijekom Aesopovog testa bajke, osam rakuna je dobilo posude s vodom na kojima je plutao bijeli sljez. Razina vode bila je preniska da bi se dosegla. Dvoje ispitanika uspješno su bacili kamenje u spremnik kako bi podigli razinu vode i dobili ono što su htjeli.

Ostali ispitanici pronašli su svoja kreativna rješenja, što istraživači nisu očekivali. Jedan od rakuna, umjesto da baci kamenje u kontejner, popeo se na kontejner i počeo se ljuljati po njemu s jedne strane na drugu dok se nije prevrnuo. U drugom testu, koristeći plutajuće i tonuće kugle umjesto kamenja, stručnjaci su se nadali da će rakuni koristiti loptice koje tonu i odbaciti one koje plutaju. Umjesto toga, neke su životinje počele više puta uranjati plutajuću loptu u vodu sve dok rastući val nije prikovao komadiće bijelog sljeza na dasku, što je olakšalo njihovo vađenje.

Fizičari su stvorili prvi topološki laser

Fizičari sa Sveučilišta Kalifornija u San Diegu tvrde da su stvorili novu vrstu lasera - "topološki" laser čija zraka može poprimiti bilo koji složeni oblik bez raspršivanja svjetlosti. Uređaj radi na temelju koncepta topoloških izolatora (materijali koji su izolatori unutar svog volumena, ali provode struju na površini) koji su 2016. godine dobili Nobelovu nagradu za fiziku.

Obično laseri koriste prstenaste rezonatore za pojačavanje svjetlosti. Učinkovitiji su od rezonatora oštrog kuta. Međutim, ovaj put je istraživački tim stvorio topološku šupljinu koristeći fotonski kristal kao zrcalo. Konkretno, korištena su dva fotonska kristala s različitim topologijama, od kojih je jedan bio zvjezdasta ćelija u kvadratnoj rešetki, a drugi je bio trokutasta rešetka s cilindričnim zračnim rupama. Član tima Boubacar Kante usporedio ih je s pecivom i perecem: iako su oboje kruh s rupama, različiti broj rupa ih čini različitim.

Čim kristali udare na pravo mjesto, snop poprima željeni oblik. Ovim sustavom upravlja magnetsko polje. Omogućuje vam promjenu smjera u kojem se svjetlost emitira, stvarajući tako svjetlosni tok. Izravna praktična primjena ovoga može povećati brzinu optičke komunikacije. Međutim, u budućnosti se to vidi kao korak naprijed u stvaranju optičkih računala.

Znanstvenici otkrivaju ekscitonij

Fizičari diljem svijeta bili su vrlo oduševljeni otkrićem novog oblika materije nazvanog ekscitonij. Ovaj oblik je kondenzat kvazičestica, ekscitona, koji su vezano stanje slobodnog elektrona i elektronske rupe, koja nastaje kao rezultat gubitka elektrona molekule. Štoviše, teorijski fizičar s Harvarda Bert Halperin predvidio je postojanje eksitonija još 1960-ih godina, a znanstvenici od tada pokušavaju dokazati da je u pravu (ili u krivu).

Kao i mnoga velika znanstvena otkrića, u ovom je otkriću bilo dosta slučajnosti. Tim istraživača sa Sveučilišta Illinois koji je otkrio ekscitonij zapravo je svladavao novu tehnologiju nazvanu spektroskopija gubitka energije elektroničkim snopom (M-EELS) - dizajniranu posebno za identifikaciju eksitona. Međutim, otkriće se dogodilo kada su istraživači samo radili kalibracijske testove. Jedan član tima ušao je u sobu dok su svi ostali gledali ekrane. Rekli su da su otkrili "svjetlosni plazmon", preteču ekscitonske kondenzacije.

Voditelj studije profesor Peter Abbamont usporedio je otkriće s Higgsovim bozonom – neće biti od trenutne koristi u stvarnom životu, ali pokazuje da je naše trenutno razumijevanje kvantne mehanike na dobrom putu.

Znanstvenici su stvorili nanorobote koji ubijaju rak

Istraživači sa Sveučilišta Durham tvrde da su stvorili nanorobote koji mogu otkriti stanice raka i ubiti ih u samo 60 sekundi. U uspješnom sveučilišnom ispitivanju, malenim robotima je trebalo jednu do tri minute da prodru kroz vanjsku membranu u stanicu raka prostate i odmah je unište.

Nanoroboti su 50.000 puta manji od promjera ljudske kose. Oni se aktiviraju svjetlošću i rotiraju brzinom od dva do tri milijuna okretaja u sekundi kako bi mogli prodrijeti u staničnu membranu. Kada dođu do cilja, mogu ga uništiti ili ubrizgati korisno terapeutsko sredstvo.

Do sada su nanoroboti testirani samo na pojedinačnim stanicama, no ohrabrujući rezultati potaknuli su znanstvenike da pređu na pokuse na mikroorganizmima i malim ribama. Sljedeći cilj je prijeći na glodavce, a zatim na ljude.

Međuzvjezdani asteroid mogao bi biti svemirski brod vanzemaljaca

Prošlo je samo nekoliko mjeseci otkako su astronomi radosno objavili otkriće prvog međuzvjezdanog objekta koji je proletio kroz Sunčev sustav, asteroida nazvanog 'Oumuamua. Od tada su promatrali mnoge čudne stvari koje se događaju s ovim nebeskim tijelom. Ponekad se ponašao tako neobično da znanstvenici vjeruju da bi objekt mogao biti vanzemaljska letjelica.

Prije svega, njegov oblik je alarmantan. 'Oumuamua je oblikovana kao cigara s omjerom duljine i promjera deset prema jedan, nešto što nikada nije viđeno ni na jednom od promatranih asteroida. Isprva su znanstvenici mislili da je riječ o kometu, ali su potom shvatili da nije jer objekt nije ostavio rep dok se približavao Suncu. Štoviše, neki stručnjaci tvrde da je brzina rotacije objekta trebala razbiti svaki normalan asteroid. Stječe se dojam da je posebno stvoren za međuzvjezdana putovanja.

Ali ako je stvoren umjetno, što bi onda moglo biti? Neki kažu da je to vanzemaljska sonda, drugi misle da bi to mogla biti letjelica čiji su motori otkazali i sada pluta svemirom. U svakom slučaju, sudionici programa kao što su SETI i BreakthroughListen vjeruju da 'Oumuamua zahtijeva daljnje proučavanje, pa u nju usmjeravaju svoje teleskope i slušaju bilo kakve radio signale.

Iako hipoteza o vanzemaljcima nije ni na koji način potvrđena, početna zapažanja SETI-ja nisu dovela nikuda. Mnogi istraživači su još uvijek pesimistični u pogledu izgleda da bi objekt mogli stvoriti izvanzemaljci, ali u svakom slučaju istraživanja će se nastaviti.

Čitajte najnovije vijesti iz Rusije i svijeta u rubrici Sve vijesti na Newslandu, sudjelujte u raspravama, dobivajte aktualne i pouzdane informacije o temi Sve vijesti na Newslandu.

23:30 27.06.2019

Lagrangijev formalizam. Generalizirane koordinate. 1. dio

Pozdrav dragi drugovi! Pred vama je 5. izdanje ciklusa diamat, istmat i fizmat. Danas će možda prevladati treća komponenta. I možda bih se trebao unaprijed ispričati tekstopiscima da će fizike, možda, biti previše, a prije fizičara da će se to izreći previše slobodno. Pa ipak, u modernim tzv. popularne publikacije iz teorijske fizike u pravilu provlače isključivo vulgarne interpretacije njezinih odredbi, koje čitatelja ili gledatelja ne približavaju njihovom razumijevanju, već mu stvaraju samo neku iluziju

14:35 30.05.2019

“Otkriće godine” napravili su znanstvenici iz Sankt Peterburga: ovaj fizički fenomen promijenit će sve

Krajem prošle godine grupa profesora s Rudarskog sveučilišta u Sankt Peterburgu i Instituta za fiziku i energiju (Obninsk) došla je do nevjerojatnog otkrića koje svijet nije mogao ne cijeniti. Njihov rad traje od 2010. godine, a rezultati su zasluženo dobili status otkrića godine. Novi fizički fenomen poboljšat će učinkovitost kontrole interkontinentalnih balističkih projektila, stvoriti nove autonomne nuklearne instalacije, pa čak i stvoriti letjelice sposobne letjeti u ekstremnim uvjetima dubokog svemira.

18:08 25.02.2019

Očuvanje i transformacija

Kako i treba biti u egzaktnim znanostima, isprva će biti malo suhoparne teorije. A onda ćemo vidjeti kako se ova teorija manifestira u praksi i kako je upravo ta praksa dovela divne ljude do predivne teorije. Govorit ćemo i o tome kako u glavama nekih drugih znanstvenika iz znanstvenih otkrića ili nestaje materija, ostavljajući samo jednadžbe, ili se uzročnost urušava, otvarajući put božanskom čudu. A govorit ćemo i o prijelazu količine u kvalitetu, o potencijalnim barijerama i razgranatim lančanim reakcijama, pa ćemo čak vidjeti i jednu takvu reakciju (da

20:59 31.10.2018

Astronomi otkrivaju kako izgleda crna rupa u središtu Mliječne staze

Koristeći ESO-ov ultraosjetljivi GRAVITY prijemnik, vrlo veliki teleskop (VLT) je po prvi put uspio promatrati materiju koja kruži oko crne rupe, vrlo blizu točke s koje nema povratka. Nalazi se u srcu naše galaksije Mliječni put, ima masu od četiri milijuna solarnih masa, a nakupina plina oko nje rotira se brzinom od 30% brzine svjetlosti. Europski znanstvenici promatrali su bljeskove infracrvenog zračenja na granicama masivnog objekta Strijelac A*. Ovo opažanje je potvrda da je objekt u središtu galaksije

04:13 01.06.2018

Vatrena voda. Novi oblik boce za mineralnu vodu mogao bi izazvati požar

Za Svjetsko prvenstvo u nogometu 2018. pustili su bocu vode u obliku nogometne lopte. No, zakoni fizike umiješali su se u prekrasan marketinški potez: pokazalo se da je to gotovo savršena leća, a u jednom od ureda u Sankt Peterburgu takva je boca umalo izazvala požar. Malo ljudi zna da je svaki prozirni spremnik općenito opasan za požar - i staklo, pa čak i plastika. Ponekad uzroci šumskih požara nisu bili čak ni bačeni opušci ili neugašena vatra, već boce zaboravljene u šumi ili njihovi komadići - usmjeravala se sunčeva svjetlost koja je prolazila

12:39 26.04.2018

Što je "binarna mehanika"?

Riječ je o mehanici koja se snalazi s dvije dimenzije: kilogram i metar. A u ovoj mehanici nema sekundi. Postulati binarne mehanike. Prvo, sva tijela u Svemiru su u stalnoj promjeni, Drugo, promjena u jednom tijelu odgovara promjeni u drugim tijelima. Treće, broj promjena u danom tijelu može se povezati s brojem promjena u drugim tijelima (referentna tijela). Referentno tijelo je tijelo čije su promjene ciklične. Štoviše, govorimo i o promjeni karakteristika tijela i o lokaciji

15:26 21.03.2018

Najnovija teorija Stephena Hawkinga će dokazati postojanje paralelnih svemira

Prije smrti, veliki znanstvenik je u skupini sa kolegama nekoliko godina razvijao svoju konačnu teoriju. Sada je na recenziji u jednom od znanstvenih časopisa, a nakon provjere bit će objavljen. Ova teorija bi trebala pokazati kakve bi karakteristike naš svijet trebao imati ako je dio multiverzuma. Hawkingovi kolege kažu da bi mu ovo djelo donijelo Nobelovu nagradu, koju nikada za života nije dobio. Teorija se zove gladak izlazak iz vječne inflacije. Znanstvenici koji su pomogli

15:54 22.02.2018

Rusija lansira staklene satelite u orbitu

Dana 4. svibnja 1976. NASA je u orbitu poslala vrlo neobičan satelit pod nazivom LAGEOS (LAser GEOdynamics Satellite, na slici). Na brodu nije imao nikakvu elektroniku, motore i napajanje. Zapravo, ovo je samo mjedena kugla promjera 60 cm i mase 407 kg s aluminijskim premazom. Na kugli je ravnomjerno raspoređeno 426 kutnih reflektora, od kojih su 422 punjena topljenim kvarcom, a 4 su izrađena od germanija (za infracrveno zračenje). Satelit je ušao u orbitu od 5860 km, gdje će se rotirati sljedećih 8,4 milijuna godina, zadržavajući

13:49 19.12.2017

Sramota koja je gora od dopinga: Rusija je osumnjičena za prijevaru na Olimpijskim igrama iz fizike

Ako se sumnje potvrde, ruskim školarcima bit će oduzeto prvo mjesto Drugim riječima, riječ je o tome da su umjesto školaraca na olimpijadi sudjelovali studenti. Glasnogovornik IPhO-a rekao je da organizacija ima vrijedan izvor iz Moskve koji je spreman dati informacije o makinacijama Rusa

18:33 14.12.2017

Fizičar Brian Cox o svemirskim kolonijama i budućnosti ljudske rase

Profesor vjeruje da ćemo u sljedećih 10-20 godina postati svemirska civilizacija i time jamčiti svoju budućnost, ako ne učinimo nešto glupo, na primjer, ne započnemo rat u Tihom oceanu Profesor Brian Cox polaže velike nade za budućnost čovječanstva. Prema britanskom znanstveniku, rješenje za mnoge naše ovozemaljske probleme leži u svemiru, gdje postoje neiskorišteni resursi koji mogu zadovoljiti sve veće potrebe ljudskog roda. To je, naravno, sve dok možemo zadržati sklonost gluposti. Ako možemo izbjeći

12:02 11.12.2017

Fizičari su prvi put dobili stanje materije predviđeno prije gotovo 50 godina

Neuhvatljivi ekscitonij, čije postojanje nije bilo eksperimentalno dokazano gotovo pola stoljeća, konačno se pokazao istraživačima. O tome se izvještava u članku koji je znanstveni tim predvođen Peterom Abbamonteom (Peter Abbamonte) objavio u časopisu Science. Prethodno smo opisali što su kvazičestice općenito, a posebno tzv. rupe. Razgovarajmo o ovome ukratko. Gibanje elektrona u poluvodiču prikladno se opisuje konceptom rupe, mjesta gdje nedostaje elektron. Rupa, naravno, nije čestica, takva

19:08 19.10.2017

Otkriveni gravitacijski valovi od spajanja dviju neutronskih zvijezda

Europski južni opservatorij (ESO) izvještava da su po prvi put u povijesti astronomi promatrali gravitacijske valove i svjetlost (elektromagnetsko zračenje) koje je generirao isti kozmički događaj. Gravitacijske valove predviđa opća teorija relativnosti kao i druge teorije gravitacije. To su promjene u gravitacijskom polju koje se šire poput valova. Izvještava se da su 17. kolovoza 2017. prvi put uočeni gravitacijski val i elektromagnetski signali, rođeni tijekom spajanja dviju neutronskih zvijezda. Ovaj

13:38 03.10.2017

Proglašeni dobitnici Nobelove nagrade za fiziku

Američki znanstvenici Rainer Weiss, Kip Thorne i Barry Barish dobili su Nobelovu nagradu za fiziku 2017. Znanstvenici su osnovali LIGO laserski interferometrijski gravitacijski valovni opservatorij, koji je omogućio eksperimentalno otkrivanje gravitacijskih valova. Dobitnici Nobelove nagrade za fiziologiju ili medicinu već su postali poznati. Nagradu su dobili američki znanstvenici Jeffrey Hall, Michael Rozbash i Michael Young za istraživanje staničnog sata.

08:11 12.09.2017

Kina je stvorila motor koji krši zakone fizike

Kineski stručnjaci razvili su radni uzorak EmDrive-a, čije djelovanje se ne može objasniti u okviru zakona o očuvanju, prenosi Daily Mail, pozivajući se na CCTV-2. Tehnički detalji izuma nisu navedeni. No, video o izumu govori da će motor uskoro biti testiran u svemiru. EmDrive je uređaj koji se sastoji od magnetrona koji stvara mikrovalove i rezonatora koji pohranjuje energiju njihovih vibracija. To stvara potisak koji se ne može objasniti zakonom održanja energije. kako

12:55 07.06.2017

Razvijen je ugljični spin tranzistor

Fizičar Joseph Friedman, zajedno s kolegama sa Sveučilišta Texas u Dallasu, razvio je revolucionarni računalni sustav u potpunosti izrađen od ugljika koji bi mogao zamijeniti današnje silicijeve tranzistore i računala koja se temelje na njima. Moderna elektronika radi na silicijskim tranzistorima, u kojima negativno nabijeni elektroni tvore električnu struju. Osim prijenosa naboja, elektroni imaju još jedno svojstvo, spin, koje je nedavno privuklo pozornost znanstvenika i može postati osnova novog

14:24 13.05.2017

Astronomi su otkrili čitavo "leglo" crnih rupa koje krše zakone fizike

Astronomi su otkrili tri supermasivne crne rupe u ranom svemiru koje su postale milijardu puta masivnije od Sunca u samo 100.000 godina, nešto što je nemoguće sa stajališta trenutnih astronomskih teorija, navodi se u članku objavljenom u Astrophysical Journalu. Quasar 3C 273 kako ga je prikazao ESO/M umjetnik. Kornmesser Nijedan trenutni teorijski model ne može objasniti postojanje ovih objekata. Njihovo otkriće u ranom svemiru dovodi u pitanje trenutne teorije nastanka crnih rupa, a sada ćemo morati stvoriti nove.

Kada su u pitanju svemirski privezni sustavi, obično se misli na svemirska dizala i druge kiklopske strukture, koje će, ako budu izgrađene, biti u vrlo dalekoj budućnosti. No, malo ljudi zna da su se eksperimenti s postavljanjem kabela u svemir provodili više puta, s različitim ciljevima, a posljednji je završio neuspjehom početkom veljače ove godine. Gemini 11 vezan za metu Agena, NASA fotografija. Kako je odsječen kabel u skladištu na HTV-KITE Eksperimentu HTV-KITE kako ga je predstavio umjetnik, fotografija JAXA 27. siječnja od

19:26 27.01.2017

Čovječanstvo je uspjelo "stvoriti" potpuno novi materijal

Američki znanstvenici predstavili su javnosti izvješće o radu na dobivanju metalnog vodika. Bilo je moguće stvoriti, iako tako malu količinu materije, simuliranjem uvjeta visokog tlaka koji su višestruko veći nego u Zemljinoj jezgri. Osim ovog stanja, održavale su se i ultra niske temperature. Vodik je bio u sendviču između dva dijamanta. Znanstvenici tek trebaju smanjiti razinu tlaka kako bi vidjeli može li vodik održati svoje stanje. Trenutačno postoje sve mogućnosti za održavanje uspostavljenog faznog stanja vodika

22:43 19.01.2017

Posljednji veliki projekt sovjetske znanosti: sudarač Protvino

Stotinjak kilometara od Moskve, u blizini znanstvenog grada Protvino, u šumama Moskovske regije, zakopano je blago vrijedno desetke milijardi rubalja. Ne može se iskopati i ukrasti zauvijek skriven u zemlji, on je od vrijednosti samo za povijest znanosti. Riječ je o akceleratorsko-skladišnom kompleksu (UNK) Instituta za fiziku visokih energija Protvino, podzemnom objektu gotovo veličine Velikog hadronskog sudarača. Duljina podzemnog akceleratorskog prstena je 21 km. Glavni tunel promjera 5 metara položen je na dubini od 20 do 60 metara (ovisno o terenu).

Godina je započela postizanjem svetog grala - fizičari su uspjeli pretvoriti vodik u metal. Eksperiment je potvrdio teorijska kretanja iz prve polovice prošlog stoljeća. Istraživači sa Sveučilišta Harvard ohladili su element na -267 stupnjeva Celzija i izložili ga pritisku od 495 gigapaskala, više nego u središtu Zemlje.

“Na Zapadu će prestati piti alkohol i prijeći na bezopasni alkosintet”

Sami su eksperimentatori usporedili proizvodnju prvog metalnog vodika na planetu sa stjecanjem svete zdjele - glavnim ciljem legendarnih vitezova. Ali ostaje pitanje hoće li vodik zadržati svoja svojstva kada se tlak smanji. Fizičari se nadaju da neće.

Putovanje kroz vrijeme je moguće

Revidirati koncept vremena od strane teoretičara sa Sveučilišta u Beču i Austrijske akademije znanosti. Prema zakonima kvantne mehanike, što je sat točniji, to prije podvrgava tijek vremena učinku kvantne nesigurnosti. A to ograničava sposobnost naših mjernih instrumenata, ma koliko dobro bili izrađeni.

Vrijeme se ne može mjeriti. Ali možete putovati u njemu koristeći zakrivljenost, znanstvenik sa Sveučilišta British Columbia (Kanada). Istina, dok je ovo samo teorijsko priznanje. Nema potrebnih materijala za stvaranje pravog vremenskog stroja.

Ali kvantne čestice su sposobne otići u prošlost, točnije, utjecati na druge čestice u vremenu. Ovu su teoriju 2017. godine potvrdili znanstvenici sa Sveučilišta Chapman (SAD) i Perimeter Institute for Theotical Physics (Kanada). Njihovo teorijsko istraživanje dovelo je do neobičnog zaključka: ili se fizičke pojave mogu širiti u prošlost, ili je znanost suočena s nematerijalnim načinom interakcije između čestica.

Točno dva sloja grafena mogu zaustaviti metak

Tamna energija ne postoji. Ali nije baš

Sporovi oko tamne energije – hipotetske konstante koja objašnjava širenje svemira – ne prestaju od početka tisućljeća. Ove godine fizičari su došli do zaključka da tamna energija ipak ne postoji.

Znanstvenici sa Sveučilišta u Budimpešti i njihovi kolege iz SAD-a kažu da je pogreška u razumijevanju strukture svemira. Zagovornici koncepta tamne energije polazili su od činjenice da je materija homogena po gustoći, ali to nije tako. Računalni model je pokazao da se Svemir sastoji od mjehurića, takoreći, i to otklanja kontradikcije. Tamna energija više nije potrebna za objašnjenje neobjašnjivih pojava.

Međutim, izgrađeno na superračunalu na Sveučilištu Durham (Britanija) dovelo je astrofizičare do suprotnih zaključaka. I podaci s magnetskog alfa spektrometra s Međunarodne svemirske postaje da tamna energija postoji. To su neovisno izjavile dvije grupe istraživača: iz Njemačke i iz Kine.

I što je najvažnije, XENON1T, najosjetljiviji detektor tamne tvari na svijetu, dao je prvi . Međutim, pozitivnih rezultata još nema. No znanstvenici su zadovoljni što sustav općenito radi i pokazuje minimalne pogreške.

Znanstvenici više ne razumiju kako AI radi

Tehnologija

Gravitacija je ključ za druge dimenzije

Fizičari su dugo sanjali o izgradnji teorije svega – sustava koji bi iscrpno opisao stvarnost. Ne dopušta jednu od četiri temeljne interakcije – gravitaciju. Čestice koje bi nosile gravitacijsku interakciju nisu pronađene. Dakle, u skladu sa zakonima kvantne mehanike, valova nema.

Genijalno rješenje problema znanstvenici s Instituta Max Planck. Po njihovom mišljenju, gravitacijsko polje nastaje upravo u trenutku kada kvantni val postaje čestica.

Još jedna prepreka izgradnji teorije svega je nepostojanje inverznog djelovanja sili privlačenja, ovaj čimbenik također narušava simetriju idealnih formula. Međutim, znanstvenici sa Sveučilišta Washington u travnju 2017. tvar koja se ponaša kao da ima negativnu masu. Učinak je već postignut, ali rezultat nikada nije bio tako precizan i siguran.

Zanimanje za proučavanje gravitacije povećava teorija da na gravitaciju utječu druge dimenzije. Fizičari s Instituta Max Planck (Njemačka), koristeći najmodernije detektore gravitacijskih valova, za godinu dana potvrdit će ili opovrgnuti postojanje drugih dimenzija. Krajem 2018. ili najkasnije - početkom 2019. godine.

“Bitcoin je propao kao valuta”

Tehnologija

Kvantna mehanika je osuđena na propast

Lako je vidjeti da je većina otkrića moderne fizike vezana uz proučavanje kvantne mehanike. Međutim, znanstvenici vjeruju da kvantna teorija u svom sadašnjem obliku neće dugo trajati. A ključ za razumijevanje svijeta bit će nova matematika.

U svjetlu ovakvih izjava nije jasno kako percipirati vijest da će eksperimentatori s Instituta Niels Bohr po prvi put u povijesti znanosti natjerati kubiti da se rotiraju u suprotnom smjeru. Ili da je drugi zakon termodinamike pod određenim okolnostima u kvantnom svijetu, tvrde fizičari s Moskovskog instituta za fiziku i tehnologiju. Možda bi sve ovo trebalo uzeti kao potvrdu postojeće teorije. Možda - kao korak prema novoj fizici, koja će točnije opisati stvarnost.

U međuvremenu, znanstvenici nastavljaju tražiti fenomene koji će pomiriti svjetove Einsteina i Newtona. Možda će ovo pomoći - novi oblik materije. Usput, pokazalo se da je to kondenzat, iako su se do sada teoretičari puno raspravljali o njegovoj prirodi.

MOSKVA, 20. svibnja- Vijesti RIA-e. Eugene Polzik, profesor fizike na Institutu Niels Bohr u Kopenhagenu, jedan od pionira kvantne teleportacije, objasnio je za RIA Novosti gdje je granica između "stvarnog" i "kvantnog" svijeta, zašto je nemoguće teleportirati osobu i kako je uspio stvoriti materiju s "negativnom masom".

Prije pet godina njegov je tim prvi put realizirao eksperiment teleportacije ne jednog atoma ili čestice svjetlosti, već makroskopskog objekta.

Nedavno je predsjedao Međunarodnim savjetodavnim odborom Ruskog kvantnog centra (RQC), zamijenivši Mihaila Lukina, tvorca jednog od najvećih svjetskih kvantnih računala i svjetskog lidera u kvantnom računarstvu. Prema riječima profesora Polzika, usredotočit će se na razvoj i ostvarivanje intelektualnog potencijala mladih ruskih znanstvenika te jačanje međunarodnog sudjelovanja u radu RCC-a.

“Eugene, hoće li čovječanstvo ikada moći teleportirati nešto više od pojedinačnih čestica ili skupa atoma ili drugih makroskopskih objekata?

- Nemate pojma koliko mi često postavljaju ovo pitanje - hvala što me niste pitali je li moguće teleportirati osobu. Govoreći vrlo općenito, situacija je sljedeća.

Svemir je gigantski objekt "zapetljan" na kvantnoj razini. Problem je što nismo u mogućnosti "vidjeti" sve stupnjeve slobode ovog objekta. Ako uzmemo veliki objekt u takvom sustavu i pokušamo ga pogledati, tada će interakcije ovog objekta s drugim dijelovima svijeta dovesti do onoga što se naziva "mješovito stanje" u kojem nema zapetljanosti.

U kvantnom svijetu djeluje takozvani princip monogamije. Izražava se u činjenici da ako imamo dva idealno isprepletena objekta, onda oba ne mogu imati tako jake "nevidljive veze" s bilo kojim drugim objektima okolnog svijeta kao jedni s drugima.

Vraćajući se na pitanje kvantne teleportacije, to znači da nas, u principu, ništa ne sprječava da zbunimo i teleportiramo objekt veličine barem cijelog Svemira, ali u praksi će to ometati činjenicu da ne vidimo sve te veze. u isto vrijeme. Stoga moramo izolirati makro objekte od ostatka svijeta kada provodimo takve eksperimente i dopustiti im interakciju samo s "potrebnim" objektima.

Na primjer, u našim smo eksperimentima to uspjeli učiniti za oblak koji sadrži trilijun atoma, zbog činjenice da su bili u vakuumu i držani u posebnoj zamci koja ih je izolirala od vanjskog svijeta. Ove su kamere, inače, razvijene u Rusiji - u laboratoriju Mihaila Balabasa na Državnom sveučilištu St.

Kasnije smo prešli na pokuse na većim objektima koji se mogu vidjeti golim okom. A sada provodimo eksperiment o teleportaciji oscilacija koje se javljaju u tankim membranama dielektričnih materijala dimenzija milimetar po milimetar.

Sada, s druge strane, mene osobno više zanimaju druga područja kvantne fizike, u kojima će, kako mi se čini, u bliskoj budućnosti doći do pravih pomaka. Definitivno će iznenaditi sve.

- Gdje točno?

“Svi dobro znamo da nam kvantna mehanika ne dopušta da znamo sve što se događa u svijetu oko nas. Zbog Heisenbergovog principa nesigurnosti ne možemo istovremeno mjeriti sva svojstva objekata s najvećom mogućom točnošću. I u ovom slučaju, teleportacija se pretvara u alat koji nam omogućuje da zaobiđemo ovo ograničenje prenoseći ne djelomične informacije o stanju objekta, već sam objekt u cjelini.

Isti zakoni kvantnog svijeta sprječavaju nas da točno izmjerimo putanju kretanja atoma, elektrona i drugih čestica, budući da je moguće znati ili točnu brzinu njihova kretanja ili njihov položaj. U praksi to znači da je točnost svih vrsta senzora pritiska, gibanja i ubrzanja ozbiljno ograničena kvantnom mehanikom.

Nedavno smo shvatili da to nije uvijek tako: sve ovisi o tome što podrazumijevamo pod pojmovima "brzina" i "položaj". Na primjer, ako tijekom takvih mjerenja ne koristimo klasične koordinatne sustave, već njihove kvantne kolege, onda će ti problemi nestati.

Drugim riječima, u klasičnom sustavu pokušavamo odrediti položaj određene čestice u odnosu na, grubo rečeno, stol, stolicu ili neku drugu referentnu točku. U kvantnom koordinatnom sustavu, nula će biti još jedan kvantni objekt s kojim sustav od interesa stupa u interakciju.

Pokazalo se da kvantna mehanika omogućuje mjerenje oba parametra - i brzine kretanja i putanje - s neograničeno velikom točnošću za određenu kombinaciju svojstava referentne točke. Koja je ovo kombinacija? Oblak atoma koji služi kao nula kvantnog koordinatnog sustava mora imati efektivnu negativnu masu.

Zapravo, naravno, ti atomi nemaju "problema s težinom", ali se ponašaju kao da imaju negativnu masu zbog činjenice da su smješteni na poseban način jedan u odnosu na drugi i unutar posebnog magnetskog polja. U našem slučaju to dovodi do činjenice da ubrzanje čestice smanjuje, a ne povećava njezinu energiju, što je apsurdno sa stajališta klasične nuklearne fizike.

To nam pomaže da se riješimo slučajnih promjena položaja ili brzine čestica do kojih dolazi kada mjerimo njihova svojstva laserima ili drugim izvorima fotona. Ako stavimo oblak atoma s "negativnom masom" na putanju ove zrake, tada će on prvo stupiti u interakciju s njima, zatim proletjeti kroz predmet koji se proučava, te nasumične perturbacije međusobno se poništavaju i moći ćemo mjeri sve parametre s beskonačno visokom točnošću.

Sve je to daleko od teorije – prije nekoliko mjeseci već smo eksperimentalno testirali te ideje i objavili rezultat u časopisu Nature.

- Ima li za to praktične primjene?

- Prije godinu dana već sam rekao, govoreći u Moskvi, da se sličan princip "uklanjanja" kvantne nesigurnosti može koristiti za poboljšanje točnosti LIGO-a i drugih gravitacijskih zvjezdarnica.

Tada je to bila samo ideja, a sada je počela dobivati ​​konkretan oblik. Na njegovoj implementaciji radimo zajedno s jednim od pionira kvantnih mjerenja i sudionikom projekta LIGO, profesorom Faridom Khalilijem s RCC-a i Moskovskog državnog sveučilišta.

Naravno, još ne govorimo o ugradnji takvog sustava na sam detektor – ovo je vrlo kompliciran i dugotrajan proces, a sam LIGO ima planove u koje jednostavno ne možemo rezati. S druge strane, već su zainteresirani za naše ideje i spremni su nas dalje slušati.

U svakom slučaju, prvo trebamo izraditi radni prototip takve instalacije, koji će pokazati da doista možemo prijeći granicu u točnosti mjerenja, koju nameću Heisenbergov princip nesigurnosti i drugi zakoni kvantnog svijeta.

Prve ovakve pokuse izvest ćemo na desetmetarskom interferometru u Hannoveru, manjoj kopiji LIGO-a. Sada sastavljamo sve potrebne komponente za ovaj sustav, uključujući postolje, izvore svjetlosti i oblak atoma. Ako uspijemo, onda sam siguran da će nas naši američki kolege poslušati – drugih načina da se zaobiđe kvantna granica još nema.

- Hoće li pristaše determinističkih kvantnih teorija, koji vjeruju da u kvantnom svijetu nema slučajnosti, takve eksperimente smatrati dokazom ispravnosti svojih ideja?

Da budem iskren, ne znam što misle o tome. Sljedeće godine u Kopenhagenu organiziramo konferenciju o granicama između klasične i kvantne fizike i sličnim filozofskim pitanjima, a oni mogu prisustvovati ako žele iznijeti svoje viđenje ovog problema.

I sam se pridržavam klasične kopenhaške interpretacije kvantne mehanike i priznajem da valne funkcije nisu ograničene veličinom. Zasad ne vidimo znakove da se njegove odredbe krše ili da su u suprotnosti s praksom.

Posljednjih godina fizičari su izveli bezbroj testova Bellovih nejednakosti i paradoksa Einstein-Podolsky-Rosen, koji u potpunosti isključuju mogućnost da se ponašanje objekata na kvantnoj razini može kontrolirati nekim skrivenim varijablama ili drugim stvarima koje nadilaze klasični kvantni teorija.

Na primjer, prije nekoliko mjeseci bio je još jedan eksperiment koji je zatvorio sve moguće "rupe" u Bellovim jednadžbama koje koriste teoretičari skrivenih varijabli. Možemo samo, da parafraziramo Nielsa Bohra i Richarda Feynmana, "šutiti i eksperimentirati": čini mi se da bismo sebi trebali postavljati samo ona pitanja na koja se može odgovoriti eksperimentima.

- Vratimo li se kvantnoj teleportaciji– s obzirom na probleme koje ste opisali: hoće li naći primjenu u kvantnim računalima, komunikacijskim satelitima i drugim sustavima?

– Siguran sam da će kvantne tehnologije sve više prodirati u komunikacijske sustave, te će brzo ući u naš svakodnevni život. Kako točno, još nije jasno - informacije se, na primjer, mogu prenositi i putem teleportacije i putem konvencionalnih optičkih linija pomoću sustava distribucije kvantnih ključeva.

Vjerujem da će i kvantna memorija nakon nekog vremena postati stvarnost. U najmanju ruku, bit će potrebno stvoriti repetitore kvantnih signala i sustava. S druge strane, kako i kada će se sve to provesti, još je teško predvidjeti.

Prije ili kasnije, kvantna teleportacija neće postati egzotika, već obična stvar koju svatko može koristiti. Naravno, malo je vjerojatno da ćemo vidjeti ovaj proces, ali rezultati njegovog rada, uključujući sigurne podatkovne mreže i satelitske komunikacijske sustave, igrat će veliku ulogu u našim životima.

- Koliko će kvantne tehnologije prodrijeti u druga područja znanosti i života koja se ne tiču ​​IT ili fizike?

Ovo je dobro pitanje, ali na koje je još teže odgovoriti. Kada su se pojavili prvi tranzistori, mnogi su znanstvenici vjerovali da će naći primjenu samo u slušnim pomagalima. Tako se i dogodilo, iako se sada na ovaj način koristi samo vrlo mali udio poluvodičkih uređaja.

Ipak, čini mi se da će se kvantni proboj doista dogoditi, ali ne svugdje. Na primjer, svi gadgeti i uređaji koji stupaju u interakciju s okolinom i na neki način mjere njezina svojstva neizbježno će doseći kvantnu granicu, o kojoj smo već govorili. A naše tehnologije pomoći će im da zaobiđu ovu granicu ili barem minimiziraju smetnje.

Štoviše, već smo riješili jedan od tih problema, koristeći isti pristup "negativne mase", poboljšanjem kvantnih senzora magnetskih polja. Takvi uređaji imaju vrlo specifičnu biomedicinsku primjenu – pomoću njih se može pratiti rad srca i mozga, procjenjivati ​​šanse za dobivanje srčanog udara i drugih problema.

Nešto slično rade i moji kolege iz RCC-a. Sada zajedno raspravljamo o tome što smo uspjeli postići, pokušavamo spojiti naše pristupe i dobiti nešto zanimljivije.

Prosinac je vrijeme za poduzimanje stanja. Urednici projekta Vesti.Science (nauka.site) odabrali su za vas deset najzanimljivijih vijesti kojima su nas fizičari obradovali u protekloj godini.

Novo stanje materije

Tehnologija prisiljava molekule da se samosastavljaju u željene strukture.

Stanje materije nazvano ekscitonij teoretski je bilo predviđeno prije gotovo pola stoljeća, no tek sada ga je bilo moguće dobiti eksperimentom.

Ovo stanje je povezano s stvaranjem Bose kondenzata iz ekscitonskih kvazičestica, koje su par elektrona i rupe. Mi smo ono što znače sve ove škakljive riječi.

Polariton računalo

Novo računalo koristi polaritonske kvazičestice.

Ova vijest stigla je iz Skolkova. Znanstvenici Skoltecha implementirali su temeljno novu shemu rada računala. Može se usporediti sa sljedećom metodom pronalaženja najniže točke površine: nemojte se upuštati u glomazne proračune, već prevrnite čašu vode preko nje. Samo je umjesto površine bilo polje tražene konfiguracije, a umjesto vode - polaritonske kvazičestice. Naš materijal u ovoj kvantnoj mudrosti.

Kvantna teleportacija "Zemlja-satelit"

Kvantno stanje fotona prvo je "poslano" sa Zemlje na satelit.

I tu je još jednom u pomoć fizičarima priskočio Veliki hadronski sudarač. "Vijesti. Znanost", što su istraživači uspjeli postići i kakve veze s tim imaju atomi olova.

Interakcija fotona na sobnoj temperaturi

Fenomen je prvi put uočen na sobnoj temperaturi.

Fotoni imaju mnogo različitih načina interakcije jedni s drugima, a njima se bavi znanost koja se zove nelinearna optika. A ako je raspršivanje svjetlosti svjetlošću uočeno tek nedavno, Kerrov efekt je dugo bio poznat eksperimentatorima.

Međutim, 2017. godine po prvi je put reproduciran za pojedinačne fotone na sobnoj temperaturi. Riječ je o ovom zanimljivom fenomenu, koji se u nekom smislu može nazvati i "sudarom svjetlosnih čestica", te o tehnološkim perspektivama koje se otvaraju u vezi s tim.

Kristal vremena

Kreacija eksperimentatora pokazuje "kristalnu" sređenost ne u prostoru, već u vremenu.

U praznom prostoru nijedna se točka ne razlikuje od druge. U kristalu je sve drugačije: postoji struktura koja se ponavlja, koja se naziva kristalna rešetka. Jesu li moguće slične strukture koje se ne ponavljaju u prostoru, već u vremenu bez trošenja energije?

"Zvjezdane" termonuklearne reakcije na Zemlji

Fizičari su ponovno stvorili uvjete u utrobi zvijezda u termonuklearnom reaktoru.

Industrijski termonuklearni reaktor cijenjeni je san čovječanstva. Ali eksperimenti traju više od pola stoljeća, a željene praktički besplatne energije nema.

Pa ipak, 2017. godine napravljen je važan korak u tom smjeru. Po prvi put, istraživači su gotovo točno rekreirali uvjete koji vladaju u dubinama zvijezda. kako su to učinili.

Nadajmo se da će 2018. biti jednako bogata zanimljivim eksperimentima i neočekivanim otkrićima. Pratite vijesti. Inače, za vas smo napravili i osvrt na odlazeću godinu.