Fizyka kwantowa jest najnowsza. Poza: fizyk powiedział, jak obejść prawa mechaniki kwantowej. Oddziaływanie fotonów w temperaturze pokojowej

Gdy kolejny rok zbliża się do końca, nadszedł czas, aby ponownie usiąść, złożyć ręce, wziąć głęboki oddech i przyjrzeć się niektórym nagłówkom naukowym, na które być może wcześniej nie zwracaliśmy uwagi. Naukowcy nieustannie tworzą nowe osiągnięcia w różnych dziedzinach, takich jak nanotechnologia, terapia genowa czy fizyka kwantowa, a to zawsze otwiera nowe horyzonty.

Tytuły artykułów naukowych coraz bardziej przypominają tytuły opowiadań z magazynów science fiction. Biorąc pod uwagę to, co przyniósł nam rok 2017, możemy się tylko spodziewać tego, co przyniesie nowy rok 2018.

Sponsor poczty: http://www.esmedia.ru/plazma.php : Wynajem paneli plazmowych. Niedrogi.
Źródło: muz4in.net

Naukowcy stworzyli kryształy temporalne, do których nie mają zastosowania prawa symetrii czasu

Zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki nie da się stworzyć perpetuum mobile, która będzie działać bez dodatkowego źródła energii. Jednak na początku tego roku fizykom udało się stworzyć struktury zwane kryształami temporalnymi, które podają w wątpliwość tę tezę.

Kryształy czasowe działają jako pierwsze rzeczywiste przykłady nowego stanu materii zwanego „nierównowagą”, w którym atomy mają zmienną temperaturę i nigdy nie znajdują się ze sobą w równowadze termicznej. Kryształy czasu mają strukturę atomową, która powtarza się nie tylko w przestrzeni, ale także w czasie, co pozwala im na utrzymywanie stałych wibracji bez pozyskiwania energii. Dzieje się tak nawet w stanie stacjonarnym, który jest najniższym stanem energetycznym, kiedy ruch jest teoretycznie niemożliwy, ponieważ wymaga energii.

Czy kryształy czasu łamią prawa fizyki? Ściśle mówiąc, nie. Prawo zachowania energii działa tylko w układach o symetrii w czasie, co oznacza, że ​​prawa fizyki są zawsze i wszędzie takie same. Jednak kryształy czasowe naruszają prawa symetrii czasu i przestrzeni. I nie tylko oni. Magnesy są również czasami uważane za naturalne obiekty asymetryczne, ponieważ mają bieguny północny i południowy.

Innym powodem, dla którego Kryształy Czasu nie naruszają praw termodynamiki, jest to, że nie są one całkowicie izolowane. Czasami trzeba ich „popychać” - to znaczy dać zewnętrzny impuls, po którym zaczną już raz za razem zmieniać swoje stany. Niewykluczone, że w przyszłości kryształy te znajdą szerokie zastosowanie w dziedzinie przesyłania i przechowywania informacji w układach kwantowych. Mogą odgrywać kluczową rolę w obliczeniach kwantowych.

„Żywe” skrzydła ważki

Encyklopedia Merriam-Webster stwierdza, że ​​skrzydło jest ruchomym piórem lub wyrostkiem membranowym używanym przez ptaki, owady i nietoperze do lotu. Nie powinno być żywe, ale entomolodzy z Uniwersytetu w Kilonii w Niemczech dokonali kilku zaskakujących odkryć, które sugerują coś innego – przynajmniej w przypadku niektórych ważek.

Owady oddychają przez system tchawicy. Powietrze dostaje się do organizmu przez otwory zwane przetchlinkami. Następnie przechodzi przez złożoną sieć tchawicy, które dostarczają powietrze do wszystkich komórek w ciele. Jednak same skrzydła składają się prawie w całości z martwej tkanki, która wysycha i staje się prześwitująca lub pokryta kolorowymi wzorami. Obszary martwej tkanki biegną przez żyły i są jedynymi składnikami skrzydła, które wchodzą w skład układu oddechowego.

Jednak, gdy entomolog Reiner Guillermo Ferreira spojrzał na skrzydło samca ważki Zenithoptera przez mikroskop elektronowy, zobaczył maleńkie rozgałęzione rurki dotchawicze. Po raz pierwszy coś takiego widziano w skrzydle owada. Wymaganych będzie wiele badań, aby ustalić, czy ta cecha fizjologiczna jest unikalna dla tego gatunku, czy może występuje u innych ważek, a nawet u innych owadów. Możliwe nawet, że jest to pojedyncza mutacja. Obecność obfitych zasobów tlenu może wyjaśniać jasne, złożone niebieskie wzory na skrzydłach ważki Zenithoptera, które nie zawierają niebieskiego barwnika.

Starożytny kleszcz z krwią dinozaura w środku

Oczywiście to sprawiło, że ludzie natychmiast pomyśleli o scenariuszu Parku Jurajskiego i możliwości wykorzystania krwi do odtworzenia dinozaurów. Niestety nie stanie się to w najbliższym czasie, ponieważ ze znalezionych kawałków bursztynu nie da się wydobyć próbek DNA. Debata o tym, jak długo może trwać cząsteczka DNA, wciąż trwa, ale nawet według najbardziej optymistycznych szacunków i w najbardziej optymalnych warunkach ich żywotność nie przekracza kilku milionów lat.

Ale chociaż kleszcz, nazwany Deinocrotondraculi („Straszny Dracula”), nie pomógł w odbudowie dinozaurów, nadal pozostaje bardzo niezwykłym znaleziskiem. Teraz wiemy nie tylko, że upierzone dinozaury miały pradawne roztocza, ale że nawet zasiedliły gniazda dinozaurów.

Modyfikacja genów dorosłego człowieka

Zgrupowane regularnie rozmieszczone krótkie powtórzenia palindromiczne, czyli CRISPR, są dziś szczytem terapii genowej. Rodzina sekwencji DNA, która obecnie stanowi podstawę technologii CRISPR-Cas9, może teoretycznie zmienić ludzkie DNA na zawsze.

W 2017 r. inżynieria genetyczna zrobiła decydujący krok naprzód po tym, jak zespół z Centrum Badawczego Proteomiki w Pekinie ogłosił, że z powodzeniem wykorzystał CRISPR-Cas9 do wyeliminowania mutacji powodujących choroby w żywych ludzkich embrionach. Inny zespół z Instytutu Francisa Cricka w Londynie poszedł w odwrotną stronę i po raz pierwszy wykorzystał tę technologię do celowego tworzenia mutacji w ludzkich embrionach. W szczególności „wyłączyli” gen, który promuje rozwój embrionów w blastocysty.

Badania wykazały, że technologia CRISPR-Cas9 działa – i to całkiem skutecznie. Wywołało to jednak aktywną debatę etyczną na temat tego, jak daleko można posunąć się w korzystaniu z tej technologii. Teoretycznie może to prowadzić do „dzieci projektantów”, które mogą mieć cechy intelektualne, sportowe i fizyczne zgodne z tymi, które nadawali rodzice.

Pomijając etykę, badania poszły jeszcze dalej w listopadzie, kiedy CRISPR-Cas9 został po raz pierwszy przetestowany na osobie dorosłej. 44-letni Brad Maddu z Kalifornii cierpi na syndrom Huntera, nieuleczalną chorobę, która może doprowadzić go do wózka inwalidzkiego. Wstrzyknięto mu miliardy kopii genu naprawczego. Minie kilka miesięcy, zanim będzie można stwierdzić, czy procedura zakończyła się sukcesem.

Co było pierwsze - gąbka czy cenofory?

Nowy raport naukowy, który został opublikowany w 2017 roku, powinien raz na zawsze zakończyć wieloletnią debatę na temat pochodzenia zwierząt. Według badań gąbki są „siostrami” wszystkich zwierząt na świecie. Wynika to z faktu, że gąbki były pierwszą grupą, która w procesie ewolucji oddzieliła się od prymitywnego wspólnego przodka wszystkich zwierząt. Stało się to około 750 milionów lat temu.

W przeszłości toczyła się gorąca debata, która sprowadzała się do dwóch głównych kandydatów: wspomnianych wcześniej gąbek i bezkręgowców morskich zwanych cenoforami. Podczas gdy gąbki są najprostszymi stworzeniami, które siedzą na dnie oceanu i żywią się, przepuszczając i filtrując wodę przez ich ciała, cenofory są bardziej złożone. Przypominają meduzę, poruszają się w wodzie, mogą tworzyć wzory świetlne i mają prosty układ nerwowy. Pytanie, który z nich był pierwszy, to pytanie, jak wyglądał nasz wspólny przodek. Jest to uważany za najważniejszy moment w śledzeniu historii naszej ewolucji.

Podczas gdy wyniki badań śmiało głoszą, że sprawa jest rozwiązana, zaledwie kilka miesięcy wcześniej opublikowano inne badanie, w którym stwierdzono, że nasze ewolucyjne „siostry” to cenofory. Dlatego jest jeszcze za wcześnie, aby powiedzieć, że najnowsze wyniki można uznać za wystarczająco wiarygodne, aby rozwiać wszelkie wątpliwości.

Szopy pracze przechodzą test na starożytną inteligencję

W VI wieku pne starożytny grecki pisarz Ezop napisał lub zebrał wiele bajek, które w naszych czasach są znane jako „Bajki Ezopa”. Wśród nich była bajka „Wrona i dzban”, która opisuje, jak spragniony wrona wrzucała kamienie do dzbanka, aby podnieść poziom wody i wreszcie się upić.

Kilka tysięcy lat później naukowcy zdali sobie sprawę, że ta bajka opisuje dobry sposób testowania inteligencji zwierząt. Eksperymenty wykazały, że zwierzęta doświadczalne rozumiały przyczynę i skutek. Kruki, podobnie jak ich krewni, gawrony i sójki, potwierdziły prawdziwość bajki. Małpy również zdały ten test, a w tym roku do listy dołączyły również szopy pracze.

Podczas bajkowego testu Ezopa osiem szopów otrzymało pojemniki z wodą z piankami unoszącymi się na wierzchu. Poziom wody był zbyt niski, aby go osiągnąć. Dwóch badanych z powodzeniem wrzuciło kamienie do zbiornika, aby podnieść poziom wody i uzyskać to, czego chcieli.

Inne osoby testujące znalazły własne kreatywne rozwiązania, których badacze się nie spodziewali. Jeden z szopów, zamiast wrzucać kamienie do pojemnika, wdrapał się na pojemnik i zaczął się na nim kołysać z boku na bok, aż się przewrócił. W innym teście, używając pływających i tonących piłek zamiast kamieni, eksperci mieli nadzieję, że szopy będą używać tonących piłek i odrzucać pływające. Zamiast tego niektóre zwierzęta zaczęły wielokrotnie zanurzać unoszącą się kulę w wodzie, aż wznosząca się fala przybiła do deski kawałki pianki, co ułatwiło ich wydobycie.

Fizycy stworzyli pierwszy laser topologiczny

Fizycy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego twierdzą, że stworzyli nowy typ lasera – „topologiczny” laser, którego wiązka może przybierać dowolny złożony kształt bez rozpraszania światła. Urządzenie działa w oparciu o koncepcję izolatorów topologicznych (materiałów, które w swojej objętości są izolatorami, ale na powierzchni przewodzą prąd), która w 2016 roku otrzymała Nagrodę Nobla z fizyki.

Zazwyczaj lasery wykorzystują rezonatory pierścieniowe do wzmacniania światła. Są bardziej wydajne niż rezonatory o ostrym kącie. Jednak tym razem zespół badawczy stworzył wnękę topologiczną, wykorzystując kryształ fotoniczny jako lustro. W szczególności wykorzystano dwa kryształy fotoniczne o różnej topologii, z których jeden był ogniwem w kształcie gwiazdy w kwadratowej sieci, a drugi był trójkątną siecią z cylindrycznymi otworami powietrznymi. Członek zespołu, Boubacar Kante, porównał je do bajgla i precla: chociaż oba są chlebami z dziurkami, różna liczba dziurek sprawia, że ​​są różne.

Gdy kryształy trafią we właściwe miejsce, promień przybiera pożądany kształt. Ten system jest kontrolowany przez pole magnetyczne. Pozwala na zmianę kierunku, w którym emitowane jest światło, tworząc w ten sposób strumień świetlny. Bezpośrednie praktyczne zastosowanie tego jest w stanie zwiększyć szybkość komunikacji optycznej. Jednak w przyszłości jest to postrzegane jako krok naprzód w tworzeniu komputerów optycznych.

Naukowcy odkrywają ekscyton

Fizycy na całym świecie byli bardzo entuzjastycznie nastawieni do odkrycia nowej formy materii zwanej ekscytonem. Forma ta jest kondensatem quasicząstek, ekscytonów, które są stanem związanym wolnego elektronu oraz dziury elektronowej, która powstaje w wyniku utraty elektronu przez cząsteczkę. Co więcej, fizyk teoretyczny z Harvardu Bert Halperin przewidział istnienie ekscytonu już w latach 60. XX wieku i od tego czasu naukowcy próbują udowodnić, że miał rację (lub błąd).

Podobnie jak w przypadku wielu ważnych odkryć naukowych, w tym odkryciu była duża szansa. Zespół naukowców z University of Illinois, który odkrył ekscyton, w rzeczywistości opanował nową technologię zwaną spektroskopią strat energii wiązki elektronów (M-EELS) - zaprojektowaną specjalnie do identyfikacji ekscytonów. Jednak odkrycie miało miejsce, gdy naukowcy wykonywali tylko testy kalibracyjne. Jeden członek zespołu wszedł do pokoju, podczas gdy wszyscy inni obserwowali ekrany. Powiedzieli, że wykryli „lekki plazmon”, prekursor kondensacji ekscytonów.

Kierownik badań, profesor Peter Abbamont, porównał odkrycie do bozonu Higgsa – nie przyda się ono od razu w prawdziwym życiu, ale pokazuje, że nasze obecne zrozumienie mechaniki kwantowej jest na dobrej drodze.

Naukowcy stworzyli nanoroboty, które zabijają raka

Naukowcy z University of Durham twierdzą, że stworzyli nanoroboty, które potrafią wykrywać komórki rakowe i zabijać je w zaledwie 60 sekund. W udanej próbie uniwersyteckiej małe roboty potrzebowały od jednej do trzech minut, aby przeniknąć przez zewnętrzną błonę do komórki raka prostaty i natychmiast ją zniszczyć.

Nanoroboty są 50 000 razy mniejsze niż średnica ludzkiego włosa. Są aktywowane przez światło i obracają się z prędkością od dwóch do trzech milionów obrotów na sekundę, aby móc przeniknąć przez błonę komórkową. Kiedy dotrą do celu, mogą go zniszczyć lub wstrzyknąć użyteczny środek terapeutyczny.

Do tej pory nanoroboty były testowane tylko na pojedynczych komórkach, ale zachęcające wyniki skłoniły naukowców do przejścia do eksperymentów na mikroorganizmach i małych rybach. Następnym celem jest przejście do gryzoni, a następnie do ludzi.

Asteroida międzygwiezdna może być obcym statkiem kosmicznym

Minęło zaledwie kilka miesięcy, odkąd astronomowie z radością ogłosili odkrycie pierwszego obiektu międzygwiazdowego, który przeleciał przez Układ Słoneczny, asteroidy zwanej 'Oumuamua. Od tego czasu zaobserwowali wiele dziwnych rzeczy, które działy się z tym ciałem niebieskim. Czasami zachowywał się tak nietypowo, że naukowcy sądzą, że obiekt może być obcym statkiem kosmicznym.

Przede wszystkim niepokojąca jest jego forma. „Oumuamua ma kształt cygara ze stosunkiem długości do średnicy wynoszącym dziesięć do jednego, czego nigdy nie widziano w żadnej z zaobserwowanych asteroid. Początkowo naukowcy myśleli, że to kometa, ale potem zdali sobie sprawę, że nie było tak, ponieważ obiekt nie pozostawił ogona, gdy zbliżał się do Słońca. Co więcej, niektórzy eksperci twierdzą, że prędkość obrotu obiektu powinna rozbić każdą normalną asteroidę. Odnosi się wrażenie, że został stworzony specjalnie do podróży międzygwiezdnych.

Ale jeśli jest sztucznie tworzony, to co to może być? Niektórzy twierdzą, że to obca sonda, inni twierdzą, że może to być statek kosmiczny, którego silniki zawiodły i teraz unoszą się w kosmosie. W każdym razie uczestnicy programów takich jak SETI i BreakthroughListen uważają, że „Oumuamua wymaga dalszych badań, więc kierują na nią swoje teleskopy i nasłuchują wszelkich sygnałów radiowych.

O ile hipoteza o kosmitach nie została w żaden sposób potwierdzona, to wstępne obserwacje SETI donikąd nie doprowadziły. Wielu badaczy wciąż pesymistycznie podchodzi do możliwości stworzenia obiektu przez kosmitów, ale w każdym razie badania będą kontynuowane.

Czytaj najnowsze wiadomości z Rosji i ze świata w dziale Wszystkie aktualności w Newsland, bierz udział w dyskusjach, otrzymuj aktualne i rzetelne informacje na ten temat Wszystkie aktualności w Newsland.

23:30 27.06.2019

Formalizm Lagrange'a. Współrzędne uogólnione. Część 1

Witajcie drodzy towarzysze! Przed Wami 5. edycja cyklu diamat, istmat i fizmat. Być może dzisiaj zwycięży trzeci składnik. I może powinienem z góry przeprosić autorów tekstów, że być może fizyki będzie za dużo, a przed fizykami, że będzie to powiedziane zbyt swobodnie. A jednak w nowoczesnych tzw. popularne publikacje z zakresu fizyki teoretycznej spływają z reguły wyłącznie wulgarnymi interpretacjami jej postanowień, które nie przybliżają czytelnika ani widza do ich zrozumienia, a jedynie stwarzają dla niego jakąś iluzję

14:35 30.05.2019

„Odkrycie roku” dokonali naukowcy z Petersburga: to zjawisko fizyczne zmieni wszystko

Pod koniec ubiegłego roku grupa profesorów z Petersburskiego Uniwersytetu Górniczego oraz Instytutu Fizyki i Energii (Obnińsk) dokonała niesamowitego odkrycia, którego świat nie mógł nie docenić. Ich prace trwają od 2010 roku, a wyniki zasłużenie otrzymały status odkrycia roku. Nowe zjawisko fizyczne umożliwi zwiększenie skuteczności sterowania międzykontynentalnymi rakietami balistycznymi, stworzenie nowych autonomicznych instalacji jądrowych, a nawet stworzenie statku kosmicznego zdolnego do latania w ekstremalnych warunkach głębokiego kosmosu.

18:08 25.02.2019

Zachowanie i transformacja

Jak powinno być w naukach ścisłych, na początku będzie trochę suchej teorii. A potem zobaczymy, jak ta teoria przejawia się w praktyce i jak ta sama praktyka doprowadziła wspaniałych ludzi do wspaniałej teorii. Porozmawiamy również o tym, jak w umysłach niektórych innych naukowców, z odkryć naukowych, albo materia znika, pozostawiając tylko równania, albo przyczynowość załamuje się, torując drogę boskiemu cudowi. Porozmawiamy też o przejściu ilości w jakość, o potencjalnych barierach i reakcjach rozgałęzionych łańcuchów, a nawet zobaczymy jedną taką reakcję (że

20:59 31.10.2018

Astronomowie ujawniają, jak wygląda czarna dziura w centrum Drogi Mlecznej

Korzystając z ultraczułego odbiornika GRAVITY ESO, pracownicy Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) byli w stanie po raz pierwszy zaobserwować bardzo blisko punktu bez powrotu materię krążącą wokół czarnej dziury. Znajduje się w sercu naszej Drogi Mlecznej, ma masę czterech milionów mas Słońca, a nagromadzony wokół niej gaz wiruje z prędkością 30% prędkości światła. Europejscy naukowcy zaobserwowali błyski promieniowania podczerwonego na granicach masywnego obiektu Sagittarius A*. Ta obserwacja była potwierdzeniem, że obiekt w centrum galaktyki

04:13 01.06.2018

Woda ognista. Nowy kształt butelki na wodę mineralną może spowodować pożar

Na Mistrzostwa Świata FIFA 2018 wypuścili butelkę wody w kształcie piłki nożnej. Ale prawa fizyki wkroczyły w piękny ruch marketingowy: okazał się prawie idealnym obiektywem, aw jednym z biur w Petersburgu taka butelka prawie spowodowała pożar. Niewiele osób wie, że każdy przezroczysty pojemnik jest ogólnie niebezpieczny dla ognia – zarówno szklany, jak i plastikowy. Czasami przyczyną pożarów lasów nie były nawet wyrzucone niedopałki papierosów czy nieugaszone pożary, ale zapomniane w lesie butelki lub ich fragmenty – skupiało się przechodzące światło słoneczne

12:39 26.04.2018

Co to jest „mechanika binarna”?

Mowa o mechanice, która radzi sobie dwoma wymiarami: kilogramem i metr. A w tej mechanice nie ma sekund. Postulaty mechaniki binarnej. Po pierwsze, wszystkie ciała we Wszechświecie podlegają ciągłym zmianom, po drugie, zmiana jednego ciała odpowiada zmianie w innych ciałach. Po trzecie, liczbę zmian w danym organie można skorelować z liczbą zmian w innych organach (organach referencyjnych). Ciało referencyjne to ciało, którego zmiany są cykliczne. Ponadto mówimy zarówno o zmianie cech ciał, jak i lokalizacji

15:26 21.03.2018

Najnowsza teoria Stephena Hawkinga udowodni istnienie wszechświatów równoległych

Przed śmiercią wielki naukowiec, w grupie z kolegami, przez kilka lat rozwijał swoją ostateczną teorię. Obecnie jest recenzowany w jednym z czasopism naukowych i zostanie opublikowany po weryfikacji. Ta teoria powinna pokazać, jakie cechy powinien mieć nasz świat, jeśli jest częścią wieloświata. Koledzy Hawkinga mówią, że ta praca przyniosłaby mu Nagrodę Nobla, której nigdy nie otrzymał za życia. Teoria ta nazywa się Gładkim Wyjściem z Wiecznej Inflacji. Naukowcy, którzy pomogli

15:54 22.02.2018

Rosja wyniesie na orbitę szklane satelity

4 maja 1976 r. NASA wysłała na orbitę bardzo niezwykłego satelitę o nazwie LAGEOS (na zdjęciu satelita LAser GEOdynamics). Nie miał na pokładzie żadnej elektroniki, silników i zasilaczy. W rzeczywistości jest to tylko mosiężna kula o średnicy 60 cm i masie 407 kg z powłoką aluminiową. 426 narożnych reflektorów jest równomiernie rozmieszczonych na kuli, z czego 422 wypełnione są stopionym kwarcem, a 4 wykonane są z germanu (dla promieniowania podczerwonego). Satelita wszedł na orbitę 5860 km, gdzie będzie się obracał przez następne 8,4 miliona lat, utrzymując

13:49 19.12.2017

Szkoda gorsza niż doping: Rosja jest podejrzana o oszustwo na Olimpiadzie Fizyki

Jeśli podejrzenia się potwierdzą, rosyjskie dzieci w wieku szkolnym zostaną pozbawione pierwszego miejsca Innymi słowy, mówimy o tym, że zamiast uczniów w olimpiadzie wzięli udział studenci. Rzecznik IPhO powiedział, że organizacja ma cenne źródło z Moskwy, które jest gotowe udzielić informacji o machinacjach rosyjskich

18:33 14.12.2017

Fizyk Brian Cox o koloniach kosmicznych i przyszłości rasy ludzkiej

Profesor uważa, że ​​w ciągu najbliższych 10-20 lat staniemy się cywilizacją kosmiczną i tym samym zagwarantujemy sobie przyszłość, jeśli nie zrobimy czegoś głupiego, np. nie rozpoczniemy wojny na Pacyfiku Profesor Brian Cox ma duże nadzieje dla przyszłości ludzkości. Według brytyjskiego naukowca rozwiązanie wielu naszych ziemskich problemów leży w kosmosie, gdzie znajdują się niewykorzystane zasoby, które mogą zaspokoić stale rosnące potrzeby rasy ludzkiej. To znaczy, oczywiście, o ile potrafimy utrzymać naszą skłonność do głupoty. Jeśli możemy tego uniknąć

12:02 11.12.2017

Fizycy po raz pierwszy uzyskali stan skupienia przewidziany prawie 50 lat temu

Nieuchwytny ekscyton, którego istnienia przez prawie pół wieku nie można było eksperymentalnie udowodnić, w końcu ukazał się badaczom. Poinformowano o tym w artykule opublikowanym w czasopiśmie Science przez zespół naukowy kierowany przez Petera Abbamonte (Peter Abbamonte). Opisaliśmy wcześniej, czym są ogólnie kwazicząstki, a w szczególności tzw. dziury. Porozmawiajmy o tym w skrócie. Ruch elektronów w półprzewodniku można wygodnie opisać za pomocą pojęcia dziury, miejsca, w którym brakuje elektronu. Dziura oczywiście nie jest cząsteczką, taka

19:08 19.10.2017

Wykryto fale grawitacyjne z połączenia dwóch gwiazd neutronowych

Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) informuje, że po raz pierwszy w historii astronomowie zaobserwowali fale grawitacyjne i światło (promieniowanie elektromagnetyczne) generowane przez to samo wydarzenie kosmiczne. Fale grawitacyjne są przewidywane przez ogólną teorię względności, a także inne teorie grawitacji. Są to zmiany w polu grawitacyjnym, które rozchodzą się jak fale. Poinformowano, że 17 sierpnia 2017 r. po raz pierwszy zaobserwowano falę grawitacyjną i sygnały elektromagnetyczne, które powstały podczas połączenia dwóch gwiazd neutronowych. Ten

13:38 03.10.2017

Ogłoszono laureatów Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki

Amerykańscy naukowcy Rainer Weiss, Kip Thorne i Barry Barish otrzymali w 2017 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Naukowcy założyli laserowe obserwatorium interferometrycznych fal grawitacyjnych LIGO, które umożliwiło eksperymentalne wykrywanie fal grawitacyjnych. Laureaci Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny zostali już znani. Nagroda została przyznana amerykańskim naukowcom Jeffreyowi Hallowi, Michaelowi Rozbashowi i Michaelowi Youngowi za badanie zegara komórkowego.

08:11 12.09.2017

Chiny stworzyły silnik, który łamie prawa fizyki

Chińscy eksperci opracowali działającą próbkę EmDrive, której działania nie da się wytłumaczyć w ramach przepisów konserwatorskich, donosi Daily Mail, powołując się na CCTV-2. Nie podano szczegółów technicznych wynalazku. Jednak film o wynalazku mówi, że silnik wkrótce będzie testowany w kosmosie. EmDrive to urządzenie składające się z magnetronu generującego mikrofale oraz rezonatora przechowującego energię ich drgań. To tworzy ciąg, którego nie można wytłumaczyć prawem zachowania energii. Jak

12:55 07.06.2017

Opracowano węglowy tranzystor spinowy

Fizyk Joseph Friedman wraz z kolegami z University of Texas w Dallas opracowali przełomowy system obliczeniowy wykonany w całości z węgla, który mógłby zastąpić dzisiejsze tranzystory krzemowe i oparte na nich komputery. Nowoczesna elektronika działa na tranzystorach krzemowych, w których ujemnie naładowane elektrony tworzą prąd elektryczny. Oprócz przenoszenia ładunku elektrony mają jeszcze jedną właściwość, spin, która ostatnio przyciągnęła uwagę naukowców i może stać się podstawą nowego

14:24 13.05.2017

Astronomowie odkryli całe „potomstwo” czarnych dziur, które naruszają prawa fizyki

Astronomowie odkryli we wczesnym wszechświecie trzy supermasywne czarne dziury, które stały się miliard razy masywniejsze od Słońca w ciągu zaledwie 100 000 lat, co jest niemożliwe z punktu widzenia obecnych teorii astronomicznych, zgodnie z artykułem opublikowanym w Astrophysical Journal. Quasar 3C 273 przedstawiony przez artystę ESO/M. Kornmesser Żaden aktualny model teoretyczny nie jest w stanie wyjaśnić istnienia tych obiektów. Ich odkrycie we wczesnym wszechświecie stawia pod znakiem zapytania obecne teorie powstawania czarnych dziur, a teraz będziemy musieli stworzyć nowe.

Mówiąc o kosmicznych systemach uwięzi, zwykle wspomina się o kosmicznych windach i innych konstrukcjach cyklopowych, które, jeśli zostaną zbudowane, będą miały miejsce w bardzo odległej przyszłości. Ale niewiele osób wie, że eksperymenty z rozmieszczeniem kabli w kosmosie były przeprowadzane wielokrotnie, z różnymi celami, a ostatni zakończył się niepowodzeniem na początku lutego tego roku. Gemini 11 przywiązane do celu Agena, zdjęcie NASA. Jak kabel w ładowni został odcięty w eksperymencie HTV-KITE HTV-KITE przedstawionym przez artystę, fot. JAXA 27 stycznia z

19:26 27.01.2017

Ludzkości udało się „stworzyć” zupełnie nowy materiał

Amerykańscy naukowcy przedstawili opinii publicznej raport z prac nad otrzymaniem metalicznego wodoru. Mimo tak niewielkiej ilości materii udało się wytworzyć symulując warunki wysokiego ciśnienia wielokrotnie większe niż w jądrze Ziemi. Oprócz tego utrzymywano również ultraniskie temperatury. Wodór został umieszczony pomiędzy dwoma diamentami. Naukowcy muszą jeszcze obniżyć poziom ciśnienia, aby sprawdzić, czy wodór może utrzymać swój stan. Obecnie wszystkie opcje utrzymania ustalonego stanu fazowego wodoru w

22:43 19.01.2017

Ostatni wielki projekt nauki radzieckiej: zderzacz Protvino

Sto kilometrów od Moskwy, w pobliżu naukowego miasta Protvino, w lasach regionu moskiewskiego, pochowano skarb wart dziesiątki miliardów rubli. Nie da się go wykopać i ukraść na zawsze ukryte w ziemi, ma wartość tylko dla historii nauki. Mówimy o kompleksie akceleratorowo-magazynowym (UNK) Instytutu Fizyki Wysokich Energii w Protvino, podziemnym obiekcie zamkniętym na mole, prawie wielkości Wielkiego Zderzacza Hadronów. Długość podziemnego pierścienia akceleracyjnego wynosi 21 km. Główny tunel o średnicy 5 metrów położono na głębokości od 20 do 60 metrów (w zależności od terenu).

Rok rozpoczął się wraz ze zdobyciem świętego Graala - fizykom udało się przekształcić wodór w metal. Eksperyment potwierdził rozwój teoretyczny pierwszej połowy ubiegłego wieku. Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda ochłodzili pierwiastek do -267 stopni Celsjusza i poddali go ciśnieniu 495 gigapaskali, więcej niż w centrum Ziemi.

„Na Zachodzie przestaną pić alkohol i przejdą na nieszkodliwy alkosynt”

Sami eksperymentatorzy porównali produkcję pierwszego metalicznego wodoru na planecie z nabyciem świętej misy - głównego celu legendarnych rycerzy. Pozostaje jednak pytanie, czy wodór zachowa swoje właściwości po zmniejszeniu ciśnienia. Fizycy mają nadzieję, że nie.

Podróż w czasie jest możliwa

Zrewiduj koncepcję czasu przez teoretyków z Uniwersytetu Wiedeńskiego i Austriackiej Akademii Nauk. Zgodnie z prawami mechaniki kwantowej im dokładniejszy zegar, tym szybciej podda upływ czasu efektowi niepewności kwantowej. A to ogranicza możliwości naszych przyrządów pomiarowych, bez względu na to, jak dobrze są wykonane.

Czasu nie da się zmierzyć. Ale można w nim podróżować za pomocą krzywizny, naukowca z University of British Columbia (Kanada). To prawda, chociaż jest to tylko teoretyczne przyznanie. Nie ma niezbędnych materiałów do stworzenia maszyny czasu rzeczywistego.

Ale cząstki kwantowe są zdolne do przechodzenia w przeszłość, a dokładniej, wpływania na inne cząstki w czasie. Teoria ta została potwierdzona w 2017 roku przez naukowców z Chapman University (USA) i Perimeter Institute for Theoretical Physics (Kanada). Ich teoretyczne badania doprowadziły do ​​ciekawego wniosku: albo zjawiska fizyczne mogą przenosić się w przeszłość, albo nauka ma do czynienia z niematerialnym sposobem interakcji cząstek.

Dokładnie dwie warstwy grafenu mogą zatrzymać pocisk

Ciemna energia nie istnieje. Ale to nie do końca

Spory dotyczące ciemnej energii – hipotetycznej stałej, która wyjaśnia ekspansję wszechświata – nie ustały od początku tysiąclecia. W tym roku fizycy doszli do wniosku, że ciemna energia w końcu nie istnieje.

Naukowcy z Uniwersytetu w Budapeszcie i ich koledzy z USA twierdzą, że błąd tkwi w zrozumieniu budowy wszechświata. Zwolennicy koncepcji ciemnej energii wyszli z faktu, że materia ma jednorodną gęstość, ale tak nie jest. Model komputerowy wykazał, że Wszechświat składa się niejako z bąbelków, co usuwa sprzeczności. Ciemna energia nie jest już potrzebna do wyjaśnienia niewytłumaczalnych zjawisk.

Jednak zbudowana na superkomputerze na Uniwersytecie Durham (Wielka Brytania) doprowadziła astrofizyków do przeciwnych wniosków. I dane z magnetycznego spektrometru alfa z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, że ciemna energia istnieje. Stwierdzały to niezależnie dwie grupy badaczy: z Niemiec i Chin.

A co najważniejsze, XENON1T, najczulszy detektor ciemnej materii na świecie, dał pierwszy. Jednak nie ma jeszcze pozytywnych wyników. Ale naukowcy są zadowoleni, że system ogólnie działa i pokazuje minimalne błędy.

Naukowcy nie rozumieją już, jak działa sztuczna inteligencja

Technologia

Grawitacja jest kluczem do innych wymiarów

Fizycy od dawna marzyli o zbudowaniu teorii wszystkiego - systemu, który wyczerpująco opisywałby rzeczywistość. Nie dopuszcza jednej z czterech podstawowych interakcji - grawitacji. Nie znaleziono cząstek, które przeniosłyby oddziaływanie grawitacyjne. Tak więc, zgodnie z prawami mechaniki kwantowej, fale nie istnieją.

Pomysłowe rozwiązanie problemu naukowców z Instytutu Maxa Plancka. Ich zdaniem pole grawitacyjne powstaje właśnie w momencie, gdy fala kwantowa staje się cząstką.

Kolejną przeszkodą w budowie teorii wszystkiego jest brak działania odwrotnego do siły przyciągania, czynnik ten również narusza symetrię formuł idealnych. Jednak naukowcy z Uniwersytetu Waszyngtońskiego w kwietniu 2017 roku substancja, która zachowuje się tak, jakby miała ujemną masę. Efekt osiągnięto już wcześniej, ale efekt jeszcze nigdy nie był tak precyzyjny i pewny.

Zainteresowanie badaniem grawitacji zwiększa teoria, że ​​na grawitację wpływają inne wymiary. Fizycy z Instytutu Maxa Plancka (Niemcy), posługując się najnowocześniejszymi detektorami fal grawitacyjnych, za rok potwierdzą lub obalą istnienie innych wymiarów. Pod koniec 2018 roku lub najpóźniej na początku 2019 roku.

„Bitcoin zawiódł jako waluta”

Technologia

Mechanika kwantowa jest skazana na zagładę

Łatwo zauważyć, że większość odkryć współczesnej fizyki wiąże się z nauką mechaniki kwantowej. Naukowcy uważają jednak, że teoria kwantów w obecnej formie nie przetrwa długo. A kluczem do zrozumienia świata będzie nowa matematyka.

W świetle takich stwierdzeń nie jest jasne, jak odbierać wiadomość, że eksperymentatorzy z Instytutu Nielsa Bohra po raz pierwszy w historii nauki sprawią, że kubity będą się obracać w przeciwnym kierunku. Albo że druga zasada termodynamiki w pewnych warunkach w świecie kwantowym, według fizyków z Moskiewskiego Instytutu Fizyki i Techniki. Być może to wszystko należy uznać za potwierdzenie obecnej teorii. Być może – jako krok w stronę nowej fizyki, która dokładniej opisze rzeczywistość.

Tymczasem naukowcy kontynuują poszukiwania zjawisk, które pogodzą światy Einsteina i Newtona. Być może to pomoże - nowa forma materii. Nawiasem mówiąc, okazało się, że jest to kondensat, choć do tej pory teoretycy dużo dyskutowali o jego naturze.

MOSKWA, 20 maja- Wiadomości RIA. Eugene Polzik, profesor fizyki w Instytucie Nielsa Bohra w Kopenhadze, jeden z pionierów teleportacji kwantowej, wyjaśnił RIA Novosti, gdzie przebiega granica między światem „prawdziwym” i „kwantowym”, dlaczego nie można teleportować człowieka i jak udało mu się stworzyć materię o „ujemnej masie”.

Pięć lat temu jego zespół po raz pierwszy zrealizował eksperyment dotyczący teleportacji nie pojedynczego atomu lub cząstki światła, ale obiektu makroskopowego.

Niedawno przewodniczył Międzynarodowej Radzie Doradczej Rosyjskiego Centrum Kwantowego (RQC), zastępując Michaiła Łukina, twórcę jednego z największych na świecie komputerów kwantowych i światowego lidera w dziedzinie obliczeń kwantowych. Zdaniem prof. Polzika skupi się on na rozwijaniu i realizacji potencjału intelektualnego młodych rosyjskich naukowców oraz wzmacnianiu międzynarodowego udziału w pracach RCC.

„Eugene, czy ludzkość kiedykolwiek będzie w stanie teleportować coś więcej niż pojedyncze cząsteczki, zbiór atomów lub inne obiekty makroskopowe?

- Nie masz pojęcia, jak często zadaje mi się to pytanie - dziękuję, że nie pytasz mnie, czy można teleportować osobę. Mówiąc bardzo ogólnie, sytuacja wygląda następująco.

Wszechświat to gigantyczny obiekt „uwikłany” na poziomie kwantowym. Problem w tym, że nie jesteśmy w stanie „zobaczyć” wszystkich stopni swobody tego obiektu. Jeśli weźmiemy duży obiekt w takim układzie i spróbujemy na niego spojrzeć, to interakcje tego obiektu z innymi częściami świata spowodują tak zwany „stan mieszany”, w którym nie ma splątania.

W świecie kwantowym działa tak zwana zasada monogamii. Wyraża się to w tym, że jeśli mamy dwa idealnie splątane obiekty, to oba nie mogą mieć tak silnych „niewidzialnych połączeń” z jakimikolwiek innymi obiektami otaczającego świata, jak ze sobą.

Wracając do kwestii teleportacji kwantowej, oznacza to, że w zasadzie nic nie stoi na przeszkodzie, aby pomylić i teleportować obiekt wielkości przynajmniej całego Wszechświata, ale w praktyce będzie to przeszkadzało w tym, że nie widzimy wszystkich tych połączeń w tym samym czasie. Dlatego, kiedy przeprowadzamy takie eksperymenty, musimy odizolować makroobiekty od reszty świata i pozwolić im na interakcję tylko z „niezbędnymi” obiektami.

Na przykład w naszych eksperymentach udało nam się to zrobić dla chmury zawierającej bilion atomów, ponieważ znajdowały się one w próżni i trzymane w specjalnej pułapce, która izolowała je od świata zewnętrznego. Nawiasem mówiąc, te kamery zostały opracowane w Rosji - w laboratorium Michaiła Bałabasa na Uniwersytecie Państwowym w Petersburgu.

Później przeszliśmy do eksperymentów na większych obiektach, które można zobaczyć gołym okiem. A teraz przeprowadzamy eksperyment z teleportacją oscylacji zachodzących w cienkich membranach materiałów dielektrycznych mierzących milimetr po milimetrze.

Teraz natomiast osobiście bardziej interesują mnie inne dziedziny fizyki kwantowej, w których, jak mi się wydaje, w niedalekiej przyszłości nastąpią prawdziwe przełomy. Na pewno wszystkich zaskoczą.

- Gdzie dokładnie?

„Wszyscy doskonale wiemy, że mechanika kwantowa nie pozwala nam poznać wszystkiego, co dzieje się w otaczającym nas świecie. Ze względu na zasadę nieoznaczoności Heisenberga nie możemy jednocześnie mierzyć wszystkich właściwości obiektów z najwyższą możliwą dokładnością. I w tym przypadku teleportacja staje się narzędziem, które pozwala ominąć to ograniczenie, przekazując nie częściowe informacje o stanie obiektu, ale sam obiekt jako całość.

Te same prawa świata kwantowego uniemożliwiają nam dokładne zmierzenie trajektorii ruchu atomów, elektronów i innych cząstek, ponieważ można poznać dokładną prędkość ich ruchu lub ich położenie. W praktyce oznacza to, że dokładność wszelkiego rodzaju czujników ciśnienia, ruchu i przyspieszenia jest poważnie ograniczona przez mechanikę kwantową.

Niedawno zdaliśmy sobie sprawę, że nie zawsze tak jest: wszystko zależy od tego, co rozumiemy przez terminy „prędkość” i „pozycja”. Na przykład, jeśli podczas takich pomiarów użyjemy nie klasycznych układów współrzędnych, ale ich kwantowych odpowiedników, to te problemy znikną.

Innymi słowy, w systemie klasycznym próbujemy określić położenie określonej cząstki względem, mówiąc z grubsza, stołu, krzesła lub innego punktu odniesienia. W kwantowym układzie współrzędnych zero będzie kolejnym obiektem kwantowym, z którym oddziałuje interesujący układ.

Okazało się, że mechanika kwantowa umożliwia pomiar obu parametrów – zarówno prędkości ruchu, jak i trajektorii – z nieograniczoną dokładnością dla pewnej kombinacji właściwości punktu odniesienia. Co to za kombinacja? Chmura atomów służąca jako zero kwantowego układu współrzędnych musi mieć efektywną masę ujemną.

Tak naprawdę atomy te nie mają oczywiście "problemów z wagą", ale zachowują się tak, jakby miały masę ujemną, ponieważ są ułożone w specjalny sposób względem siebie i znajdują się w specjalnym polu magnetycznym. W naszym przypadku prowadzi to do tego, że przyspieszenie cząstki raczej obniża niż zwiększa jej energię, co jest absurdem z punktu widzenia klasycznej fizyki jądrowej.

Pomaga nam to pozbyć się przypadkowych zmian pozycji lub prędkości cząstek, które występują, gdy mierzymy ich właściwości za pomocą laserów lub innych źródeł fotonów. Jeśli na ścieżce tej wiązki umieścimy chmurę atomów o „ujemnej masie”, to najpierw wejdzie ona w interakcje z nimi, a potem przeleci przez badany obiekt, te losowe perturbacje znoszą się nawzajem i będziemy mogli mierzyć wszystkie parametry z nieskończenie wysoką dokładnością.

Wszystko to jest dalekie od teorii - kilka miesięcy temu przetestowaliśmy już te pomysły eksperymentalnie i opublikowaliśmy wyniki w czasopiśmie Nature.

- Czy są do tego jakieś praktyczne zastosowania?

- Już rok temu mówiłem, przemawiając w Moskwie, że podobną zasadę „usuwania” kwantowej niepewności można zastosować do poprawy dokładności LIGO i innych obserwatoriów grawitacyjnych.

Wtedy był to tylko pomysł, ale teraz zaczął nabierać konkretnych kształtów. Nad jego wdrożeniem pracujemy wspólnie z jednym z pionierów pomiarów kwantowych i uczestnikiem projektu LIGO, profesorem Faridem Khalili z RCC i Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego.

Oczywiście nie mówimy jeszcze o instalacji takiego systemu na samym detektorze – to bardzo skomplikowany i długotrwały proces, a samo LIGO ma plany, w które po prostu nie możemy się wciąć. Z drugiej strony są już zainteresowani naszymi pomysłami i są gotowi słuchać nas dalej.

W każdym razie najpierw musimy stworzyć działający prototyp takiej instalacji, który pokaże, że naprawdę możemy przekroczyć granicę dokładności pomiaru, którą narzuca zasada nieoznaczoności Heisenberga i inne prawa świata kwantowego.

Pierwsze tego typu eksperymenty przeprowadzimy na dziesięciometrowym interferometrze w Hanowerze, mniejszej kopii LIGO. Teraz montujemy wszystkie niezbędne komponenty do tego systemu, w tym stojak, źródła światła i chmurę atomów. Jeśli nam się uda, to jestem pewien, że nasi amerykańscy koledzy nas wysłuchają – nie ma jeszcze innych sposobów na obejście granicy kwantowej.

- Czy zwolennicy deterministycznych teorii kwantowych, którzy wierzą, że w świecie kwantowym nie ma przypadków, uznają takie eksperymenty za dowód słuszności swoich pomysłów?

Szczerze mówiąc, nie wiem, co o tym myślą. W przyszłym roku organizujemy w Kopenhadze konferencję na temat granic między fizyką klasyczną a kwantową i podobnymi zagadnieniami filozoficznymi, a oni mogą w niej uczestniczyć, jeśli chcą przedstawić swoją wizję tego problemu.

Sam trzymam się klasycznej interpretacji kopenhaskiej mechaniki kwantowej i uznaję, że funkcje falowe nie są ograniczone pod względem wielkości. Jak na razie nie widać żadnych oznak, że jej zapisy są gdzieś łamane lub kłócą się z praktyką.

W ostatnich latach fizycy przeprowadzili niezliczone testy nierówności Bella i paradoksu Einsteina-Podolskiego-Rosena, które całkowicie wykluczają możliwość, że zachowaniem obiektów na poziomie kwantowym mogą sterować jakieś ukryte zmienne lub inne rzeczy, które wykraczają poza klasyczne kwanty. teoria.

Na przykład kilka miesięcy temu przeprowadzono inny eksperyment, który zamknął wszystkie możliwe „dziury” w równaniach Bella używanych przez teoretyków ukrytych zmiennych. Możemy tylko, parafrazując Nielsa Bohra i Richarda Feynmana, „zamknąć się i eksperymentować”: wydaje mi się, że powinniśmy zadać sobie tylko te pytania, na które można odpowiedzieć eksperymentalnie.

- Jeśli wrócimy do teleportacji kwantowej– biorąc pod uwagę opisane przez Ciebie problemy: czy znajdzie zastosowanie w komputerach kwantowych, satelitach komunikacyjnych i innych systemach?

- Jestem przekonany, że technologie kwantowe będą coraz częściej przenikać do systemów komunikacyjnych i szybko wkraczają w nasze codzienne życie. Jak dokładnie, nie jest jeszcze jasne - informacje, na przykład, mogą być przesyłane zarówno za pomocą teleportacji, jak i konwencjonalnymi liniami światłowodowymi za pomocą systemów dystrybucji klucza kwantowego.

Z kolei pamięć kwantowa, jak sądzę, po pewnym czasie stanie się rzeczywistością. Co najmniej będzie potrzebne do stworzenia repeaterów sygnałów i systemów kwantowych. Z drugiej strony, jak i kiedy to wszystko zostanie wdrożone, wciąż trudno przewidzieć.

Prędzej czy później teleportacja kwantowa nie stanie się egzotyczna, ale zwykła rzecz, z której może korzystać każda osoba. Oczywiście raczej nie zobaczymy tego procesu, ale wyniki jego pracy, w tym bezpieczne sieci danych i systemy łączności satelitarnej, odegrają ogromną rolę w naszym życiu.

- Jak dalece technologie kwantowe przenikną do innych dziedzin nauki i życia, które nie dotyczą informatyki czy fizyki?

To dobre pytanie, ale jeszcze trudniej na nie odpowiedzieć. Kiedy pojawiły się pierwsze tranzystory, wielu naukowców wierzyło, że znajdą zastosowanie tylko w aparatach słuchowych. I tak się stało, choć obecnie stosuje się w ten sposób tylko niewielką część przyrządów półprzewodnikowych.

Mimo to wydaje mi się, że przełom kwantowy rzeczywiście nastąpi, ale nie wszędzie. Na przykład wszelkie gadżety i urządzenia, które wchodzą w interakcję ze środowiskiem i w jakiś sposób mierzą jego właściwości, nieuchronnie osiągną granicę kwantową, o której już mówiliśmy. A nasze technologie pomogą im ominąć ten limit lub przynajmniej zminimalizować zakłócenia.

Co więcej, rozwiązaliśmy już jeden z tych problemów, stosując to samo podejście „masy ujemnej”, ulepszając kwantowe czujniki pól magnetycznych. Takie urządzenia mają bardzo specyficzne zastosowanie biomedyczne – mogą służyć do monitorowania pracy serca i mózgu, oceny szans na zawał serca i inne problemy.

Coś podobnego robią moi koledzy z RCC. Teraz wspólnie dyskutujemy o tym, co udało nam się osiągnąć, starając się połączyć nasze podejścia i uzyskać coś ciekawszego.

Grudzień to czas na podsumowanie. Redakcja projektu Vesti.Science (nauka.site) wybrała dla Was dziesięć najciekawszych wiadomości, którymi fizycy ucieszyli nas w minionym roku.

Nowy stan rzeczy

Technologia zmusza cząsteczki do samoorganizacji w pożądane struktury.

Stan skupienia materii zwany ekscytonem przewidziano teoretycznie prawie pół wieku temu, ale dopiero teraz udało się go uzyskać w eksperymencie.

Stan ten jest związany z powstawaniem kondensatu Bosego z kwazicząstek ekscytonowych, które są parą elektronu i dziury. Jesteśmy tym, co oznaczają te wszystkie podchwytliwe słowa.

Komputer polarytonowy

Nowy komputer wykorzystuje kwazicząstki polarytonowe.

Ta wiadomość pochodziła ze Skołkowa. Naukowcy Skoltech wdrożyli całkowicie nowy schemat działania komputera. Można to porównać z następującą metodą znajdowania najniższego punktu powierzchni: nie zajmować się kłopotliwymi obliczeniami, tylko wylać na niego szklankę wody. Tylko zamiast powierzchni znajdowało się pole o wymaganej konfiguracji, a zamiast wody - quasi-cząstki polarytonowe. Nasz materiał w tej mądrości kwantowej.

Teleportacja kwantowa "Ziemia-satelita"

Stan kwantowy fotonu został najpierw „wysłany” z Ziemi do satelity.

I tutaj po raz kolejny z pomocą fizykom przyszedł Wielki Zderzacz Hadronów. "Wiadomości. Nauka", co udało się naukowcom osiągnąć i co mają z tym wspólnego atomy ołowiu.

Oddziaływanie fotonów w temperaturze pokojowej

Zjawisko to zaobserwowano po raz pierwszy w temperaturze pokojowej.

Fotony oddziałują na siebie na wiele różnych sposobów i zajmuje się nimi nauka zwana optyką nieliniową. A jeśli dopiero niedawno zaobserwowano rozpraszanie światła przez światło, to efekt Kerra jest od dawna znany eksperymentatorom.

Jednak w 2017 roku został po raz pierwszy odtworzony dla pojedynczych fotonów w temperaturze pokojowej. Mówimy o tym interesującym zjawisku, które w pewnym sensie można też nazwać „zderzeniem cząstek światła”, oraz o perspektywach technologicznych, jakie się w związku z nim otwierają.

Kryształ czasu

Stworzenie eksperymentatorów demonstruje „kryształowy” porządek nie w przestrzeni, ale w czasie.

W pustej przestrzeni żaden punkt nie różni się od drugiego. W krysztale wszystko jest inne: istnieje powtarzająca się struktura, zwana siecią krystaliczną. Czy możliwe są podobne struktury, które powtarzają się nie w przestrzeni, lecz w czasie, bez wydawania energii?

Reakcje termojądrowe „gwiazdowe” na Ziemi

Fizycy odtworzyli warunki we wnętrzu gwiazd w reaktorze termojądrowym.

Przemysłowy reaktor termojądrowy to ukochane marzenie ludzkości. Ale eksperymenty trwają od ponad pół wieku, a pożądanej praktycznie darmowej energii nie ma.

A jednak w 2017 roku zrobiono ważny krok w tym kierunku. Po raz pierwszy naukowcy niemal dokładnie odtworzyli warunki panujące w głębinach gwiazd. jak to zrobili.

Miejmy nadzieję, że rok 2018 będzie równie bogaty w ciekawe eksperymenty i nieoczekiwane odkrycia. Śledź wiadomości. Nawiasem mówiąc, zrobiliśmy dla Ciebie również przegląd minionego roku.