Decembris ir izvērtēšanas laiks. Projekta Vesti.Nauka (nauka.vesti.ru) redaktori jums ir atlasījuši desmit interesantākos jaunumus, ar kuriem fiziķi mūs iepriecinājuši aizvadītajā gadā.

Jauns matērijas stāvoklis

Vielas, ko sauc par eksitoniju, stāvoklis teorētiski tika prognozēts gandrīz pirms pusgadsimta, taču tikai tagad to bija iespējams iegūt eksperimentā.

Šis stāvoklis ir saistīts ar Bose kondensāta veidošanos no eksitona kvazidaļiņām, kas ir elektronu un caurumu pāris. Mēs jau esam paskaidrojuši, ko nozīmē visi šie viltīgie vārdi.

Polariton dators

Šīs ziņas nāca no Skolkovas. Skoltech zinātnieki ir ieviesuši principiāli jaunu datora darbības shēmu. To var salīdzināt ar šādu virsmas apakšējā punkta atrašanas metodi: neiesaistieties apgrūtinošos aprēķinos, bet uzlieciet virs tās glāzi ūdens. Tikai virsmas vietā bija vajadzīgās konfigurācijas lauks, un ūdens vietā bija polaritonu kvazidaļiņas. Mūsu materiāls palīdzēs jums izprast šo kvantu gudrību.

Kvantu teleportācija "Zemes pavadonis"

Kvantu teleportācija (kvantu stāvokļa pārnešana, izmantojot sapinušos fotonus) ir viena no pēdējo desmitgažu daudzsološākajām tehnoloģijām.

2017. gadā Ķīnas fiziķi spēra jaunu soli pretī kvantu internetam. Viņi bija pirmie, kas teleportēja atsevišķus fotonus no satelīta uz Zemi. Attālums starp "punktu A un punktu B" bija 1400 kilometri, un signāls tika pārraidīts ar lāzera staru.

"Vesti.Nauka" vēstīja sīkāk par šo izcilo sasniegumu.

Metāliskais ūdeņradis

Pašā 2017. gada sākumā nāca aizraujošas ziņas: Hārvardas universitātes fiziķi paziņoja, ka viņiem izdevies iegūt stabilu metālisku ūdeņradi.

Atcerēsimies, ka cietu vielu sauc par metālu, ja daži tās elektroni nav saistīti ar atomiem, bet brīvi pārvietojas pa visu kristālu. Teorētiski tiek prognozēts, ka ekstrēmākajā spiedienā arī ūdeņradis pārvēršas metāliskā formā. Praksē šādu stāvokli varēja atjaunot tikai uz sekundes tūkstošdaļu.

Un tagad Hārvardas zinātnieki paziņoja, ka viņiem izdevās izveidot stabilu paraugu. Paredzams, ka normālos apstākļos saglabāsies stabils metālisks ūdeņradis. Turklāt tas būs supravadītājs, ko tik ļoti vēlas cilvēce istabas temperatūrā.
Mēs runājām par šo skaļo eksperimentu un skeptiķu iebildumiem.

Rekordjaudas lāzers

Pagājušajā gadā Lielbritānijas un Čehijas zinātnieku komanda paziņoja par veiksmīgu rekordliela lāzera testēšanu. Ierīce, kas nosaukta par "Bivoy" par godu spēkavīram no čehu leģendām, attīsta vidēji viena kilovata jaudu.

Šis skaitlis var šķist pieticīgs, it īpaši salīdzinājumā ar lāzera “brāļiem”, kas ražo līdz 1015 vatiem. Bet šādas milzīgas vērtības tiek sasniegtas tikai īsos starojuma impulsos, kas tiek izvadīti diezgan reti. Tā kā starp impulsiem ir garas pauzes, šādu milžu vidējā laika jauda ir maza. Tātad šajā parametrā “Bivoy” patiešām ir priekšā pārējiem.

Mēs runājām par to, kur šis “varonīgais spēks” varētu būt noderīgs cilvēcei.

Fotonu sadursme Lielajā hadronu paātrinātājā

Divu fotonu sadursme jeb, kā saka eksperti, gaismas izkliede ar gaismu, ir klasisks efekts, kas teorētiski aprakstīts daudzās kvantu fizikas mācību grāmatās. Bet to vēl nav bijis iespējams novērot eksperimentāli, vismaz “tīrā veidā”, bez mezonu starpniecības.

Fotonu mijiedarbība istabas temperatūrā

Fotoniem ir daudz dažādu veidu, kā mijiedarboties viens ar otru, un šī ir zinātne, ko sauc par nelineāro optiku. Un, ja gaismas izkliede ar gaismu tika novērota tikai nesen, Kerra efekts eksperimentētājiem bija pazīstams jau sen.

Tomēr 2017. gadā tas pirmo reizi tika reproducēts atsevišķiem fotoniem istabas temperatūrā. Mēs detalizēti runājām par šo interesanto parādību, ko savā ziņā var saukt arī par "gaismas daļiņu sadursmi", un par tehnoloģiskajām perspektīvām, kas paveras saistībā ar to.

Laika kristāls

Tukšā telpā neviens punkts neatšķiras no cita. Kristālā viss ir savādāk: ir atkārtota struktūra, ko sauc par kristāla režģi. Vai ir iespējamas līdzīgas struktūras, kas, netērējot enerģiju, atkārtojas nevis telpā, bet laikā?

Materiālu sagatavoja fizisko un matemātikas zinātņu kandidāts Aleksejs Poņatovs

Gravitācijas viļņi no neitronu zvaigžņu saplūšanas

Neitronu zvaigžņu sadursme. Ilustrācija: NSF/LIGO/Sonomas State University/A. Simonnet.

Pabeigts akseleratora tunelis. Foto: Eiropas XFEL/Heiners Mullers-Elsners.

Kompaktais neitrīno detektors, ko fiziķis Bjerns Šolcs tur rokās, pēc formas un izmēra ir līdzīgs parastai pudelei. Foto: Juan Collar/uchicago.edu.

TRAPPIST-1 sistēmas planētas salīdzinājumā ar Saules sistēmas planētām. Ilustrācija: NASA/JPL-Caltech.

Saturna gredzenu attēls, ko uzņēmis kosmosa kuģis Cassini. Foto: Kosmosa zinātnes institūts/JPL-Caltech/NASA.

Nozīmīgākais 2017. gada atklājums bija pirmā gravitācijas viļņu noteikšana divu neitronu zvaigžņu saplūšanas rezultātā. Pirmo reizi astronomiem izdevās vienlaikus atklāt gamma staru uzliesmojumus, kas radās apvienošanās laikā, un pēc tam atrast un izpētīt vietu, kur notika kosmiskā katastrofa - 100 miljonu gaismas gadu attālumā no Zemes.

Gravitācijas viļņus 17. augustā atklāja LIGO (ASV) un Virgo (Francija, Itālija) gravitācijas viļņu detektori, un pāris sekundes vēlāk Integral (ESA) un Fermi (NASA) kosmosa observatorijas fiksēja īsus gamma staru uzliesmojumus. Signāla avota meklējumos iesaistījās zemes un kosmosa observatorijas, kuras pēc tam vairākus desmitus dienu novēroja pakāpeniski izzūdošās “sprādziena” paliekas. Darbā piedalījās Krievijas pētnieki no IKI RAS, SAI MSU un Fizikotehniskā institūta. A. F. Jofs.

Šis atklājums attiecas uz vairākām astrofizikas problēmām. Pirmkārt, uz jautājumu par spēcīgu gamma staru uzliesmojumu izcelsmi, kas sekundes daļā izdala vairāk enerģijas nekā Saule miljardos gadu.

Astrofiziķi jau sen ir pieņēmuši, ka uzliesmojumu avots varētu būt divu neitronu zvaigžņu saplūšana, taču tagad viņi ir saņēmuši eksperimentālus pierādījumus izstrādātās teorijas pamatotībai. Zvaigžņu sadursmes rezultātā vienlaikus ar gamma staru uzliesmojumu daļa zvaigžņu vielas lielā ātrumā tiek izmesta apkārtējā telpā. Šo parādību, kas atklāta 2013. gadā, sauc par kilonovu. Tad radioaktīvie elementi no iegūtā mākoņa sadalās stabilos, radot tā starojumu. Astronomi mākonī ir atklājuši lielu daudzumu smago elementu, piemēram, zeltu un platīnu, kas liecina, ka zvaigžņu saplūšana ir reālas smago elementu galaktikas rūpnīcas, kuru jaunajā Visumā nebija.

53 kubitu kvantu dators

Ļoti gaidītie kvantu datori vēl nav radīti, taču 2017. gadā tika sperti svarīgi soļi šīs idejas īstenošanai. Kvantu skaitļošanas ierīces darbojas ar kubitiem - objektiem, kas glabā mazāko informācijas elementu, līdzīgi kā parastajā datorā. Kubitu skaits nosaka kvantu datora iespējas.

Novembrī žurnāls Nature publicēja rakstus par kvantu sistēmu modelēšanu, izmantojot 51 un 53 kubitu kvantu datorus. Iepriekš šādas universālas ierīces bija ierobežotas līdz 20 kubitiem. Kubitu skaita palielināšana 2,5 reizes ir ievērojami palielinājusi datoru iespējas. 51 kubitu kvantu dators tika izveidots Mihaila Lūkina vadībā, kurš strādā Krievijas Kvantu centrā un Hārvardas universitātē. Šī gada 28. jūlijā šāda iekārta tika prezentēta Starptautiskajā kvantu tehnoloģiju konferencē Maskavā.

Stabils metālisks ūdeņradis

Janvārī Hārvardas fiziķi ziņoja, ka viņi pirmo reizi vēsturē ir radījuši nelielu daudzumu stabila metāliska ūdeņraža. Parauga izmēri bija 1,5 x 10 µm. Teorētiskā metāliskā ūdeņraža pastāvēšana augstā spiedienā tika prognozēta 1935. gadā. Dabā šādi apstākļi tiek realizēti zvaigžņu un milzu planētu dzīlēs. Kopš 1996. gada tas tika ražots ar trieciena kompresiju vairākas reizes, taču ūdeņradis šādā stāvoklī pastāvēja ļoti īsu laiku.

Lai ražotu stabilu metālisku ūdeņradi, Hārvardas komanda izmantoja iekārtu, kurā dimanta laktas radīja spiedienu 495 gigapaskāļu apmērā, kas ir aptuveni piecus miljonus reižu lielāks par normālo atmosfēras spiedienu.

Papildus tīri zinātniskai vērtībai šim eksotiskajam materiālam var būt arī praktisks pielietojums - tam piemīt augstas temperatūras supravadītspēja (šajā gadījumā tā radās -58 o C temperatūrā).

Sāk darboties rentgena brīvo elektronu lāzers

1. septembrī notika pasaulē lielākā Eiropas rentgena brīvo elektronu lāzera XFEL (x-ray free elektronu laser), kura tapšanā piedalījās arī Krievija, oficiālā atklāšanas ceremonija. Faktiski šī instalācija nav lāzers, tas ir, noteikta veida optiskā starojuma avots. Tajā rentgena starojums, kas pēc īpašībām ir līdzīgs lāzera starojumam, rada elektronu staru, kas paātrināts līdz ātrumam, kas ir tuvu gaismas ātrumam. XFEL to dara, izmantojot pasaulē lielāko supravadošo lineāro paātrinātāju, kura garums ir 1,7 km. Paātrināti elektroni iekļūst undulatorā – ierīcē, kas telpā rada periodiski mainīgu magnētisko lauku. Pārvietojoties tajā pa zigzaga ceļu, elektroni izstaro rentgenstaru diapazonā. Unikālā jaunā instalācija radīs īpaši īsus rentgenstaru uzplaiksnījumus ar rekordlielu biežumu 27 000 reižu sekundē, un paredzams, ka tās maksimālais spilgtums būs miljards reižu lielāks nekā esošajiem rentgenstaru avotiem.

Vairāk nekā 60 pētnieku grupas jau ir iesniegušas pieteikumus eksperimentu veikšanai. Izmantojot rekordspilgtus un ļoti īsus rentgena impulsus, pētnieki varēs redzēt ne tikai atomu izvietojumu molekulās, bet arī tajās notiekošos procesus. Tas ļaus sasniegt jaunu līmeni pētniecībā fizikas, ķīmijas, materiālu zinātnes, dzīvības zinātņu un biomedicīnas jomās. Piemēram, veidojot jaunas zāles, speciālisti, zinot precīzu atomu atrašanās vietu olbaltumvielu molekulās, varēs atlasīt vielas, kas bloķēs vai, gluži pretēji, stimulēs viņu darbu. Zināšanas par kristālu uzbūvi ļaus izstrādāt materiālus ar vēlamām īpašībām.

Neitrīno noteikšana ar elastīgu atsitienu

2017. gada septembrī liela starptautiska fiziķu komanda, tostarp no Krievijas, ziņoja par elastīgas koherentas neitrīno izkliedes atklāšanu uz vielas kodoliem. Šo fenomenu 1974. gadā paredzēja MIT teorētiķis Daniels Frīdmens. Neitrīni ir nenotverama daļiņa, un, lai tos noķertu, pētnieki būvē milzīgas iekārtas, kurās ir desmitiem tūkstošu tonnu ūdens. Frīdmens atklāja, ka neitrīno viļņu īpašību dēļ tas konsekventi mijiedarbosies ar visiem kodola protoniem un neitroniem, kas būtiski palielinās aplūkojamo mijiedarbību skaitu – neitrīno atlēcienus no kodola. 461 dienas laikā pētnieki novēroja 134 šādus notikumus.

Šis atklājums nepiespiedīs mācību grāmatas pārrakstīt. Tās nozīme ir tajā, ka eksperimentētāji ir izveidojuši nelielu detektoru, kurā ir tikai 14,6 kg cēzija jodīda kristālu. Mazie pārnēsājamie neitrīno detektori atradīs dažādus pielietojumus, piemēram, kodolreaktoru uzraudzību. Diemžēl tie nespēs aizstāt milzu detektorus visos eksperimentos, jo detektors, kura pamatā ir koherenta izkliede, nespēj atšķirt neitrīno veidus.

Temporālais kristāls - divas iespējas

Martā divas pētnieku grupas no ASV ziņoja par jauna matērijas stāvokļa atklāšanu, ko sauc par laika kristālu – laicīgo kristālu (sk. "Zinātne un dzīve" Nr. 6, 2017,). Tā ir jauna ideja fizikā, kas pēdējos gados ir plaši apspriesta. Šādi kristāli ir pastāvīgi kustīgas daļiņu struktūras, kas pašas atkārtojas laika gaitā. Viena grupa izmantoja iterbija atomu ķēdi, kurā lāzeru ietekmē svārstījās sistēmas magnētiskā momenta projekcija. Cits aplūkoja kristālu, kurā bija aptuveni miljons nejauši sakārtotu defektu, no kuriem katram bija savs magnētiskais moments. Kad šāds kristāls tika pakļauts mikroviļņu starojuma impulsiem, lai apgrieztu griezienus, fiziķi reģistrēja sistēmas reakciju ar frekvenci, kas bija tikai daļa no aizraujošā starojuma frekvences. Darbs izraisīja debates: vai šādas sistēmas var uzskatīt par īslaicīgiem kristāliem? Galu galā teorētiski sistēmām vajadzētu svārstīties bez ārējas ietekmes. Bet jebkurā gadījumā šādi temporālie kristāli tiks izmantoti kā īpaši precīzi sensori, piemēram, mazāko temperatūras un magnētisko lauku izmaiņu mērīšanai.

Zemei līdzīgas eksoplanetas

Pēdējos gados astronomi ir atklājuši daudzas eksoplanētas – planētas, kas riņķo ap citām zvaigznēm. Tomēr Zemei līdzīgu planētu atklāšana zonā, kur var pastāvēt šķidrs ūdens un līdz ar to dzīvība (apdzīvojama zona), nav tik bieži. Februārī NASA astronomi paziņoja par septiņu eksoplanetu atklāšanu sarkano punduru sistēmā TRAPPIST-1 (trīs planētas tika atrastas vēl 2016. gadā), no kurām piecas ir pēc izmēra tuvu Zemei, bet divas ir nedaudz mazākas par Zemi, bet lielākas par Marsu. . Tas ir vairāk nekā jebkurā citā sistēmā. Vismaz trīs planētas un, iespējams, visas atrodas apdzīvojamajā zonā.

TRAPPIST-1 ir īpaši vēsa, aptuveni 2500 K, pundurzvaigzne, kuras masa ir tikai 8% no Saules masas (tas ir, nedaudz lielāka par planētu Jupiteru), kas atrodas aptuveni 40 gaismas gadu attālumā no Zemes. Planētas atrodas ļoti tuvu zvaigznei, un visattālākās orbīta ir daudz mazāka nekā Merkura orbīta. Augustā astronomi, izmantojot Habla kosmisko teleskopu, ziņoja par pirmajiem mājieniem, ka TRAPPIST-1 satur ūdeni, padarot tajā iespējamu dzīvību.

Aprīlī astronomi ziņoja, ka cita sarkanā pundura LHS 1140 apdzīvojamajā zonā ir atklāta akmeņaina planēta, kas ir 1,4 reizes lielāka par Zemi. Tā saņem uz pusi vairāk gaismas nekā Zeme. Atklājuma autori to uzskata par labu kandidātu ārpuszemes dzīvības meklējumiem.

Decembrī amerikāņu astronomi ziņoja par astotās planētas atklāšanu zvaigžņu sistēmā Kepler-90, kas atrodas aptuveni 2500 gaismas gadu attālumā no Zemes. Šī sistēma planētu skaita ziņā ir vistuvāk Saules sistēmai. Tiesa, atrastā planēta atrodas pārāk tuvu zvaigznei, un temperatūra uz tās virsmas ir vairāk nekā 400°C. Interesanti, ka planēta tika atrasta, apstrādājot Keplera teleskopa datus, izmantojot neironu tīklu.

Cassini misijas pabeigšana

15. septembrī kosmosa zondes Cassini 13 gadus ilgā misija beidzās ar tās nokrišanu uz Saturna virsmas. Tas tika palaists 1997. gadā un kopš 2004. gada pēta septīto planētu, nosūtot uz Zemi milzīgu datu apjomu un unikālas fotogrāfijas. Pēdējais viņa dzīves posms - "Grand Finale" - sākās 2017. gada 26. aprīlī. Cassini veica 22 pārlidojumus starp planētu un iekšējo gredzenu. Šādas dziļas “niršanas” sniedza daudz jaunas informācijas, jo īpaši par Saturna jonosfēras elektrisko un ķīmisko savienojumu ar gredzeniem.

Pamatojoties uz zondes datiem 2017. gadā, astronomi secināja, ka Saturna gredzeni ir daudz jaunāki par planētu, kas ir aptuveni 4,5 miljardus gadu veca. Tiek lēsts, ka gredzeni ir 100 miljonus gadu veci, tāpēc tie ir dinozauru laikmetīgi.

Pētnieki nolēma "nomest" zondi uz planētas, lai tā nejauši nenogādātu sauszemes baktērijas uz Saturna pavadoņiem Titānu un Encelādu, kur var atrasties vietējie mikroorganismi.

Kvarku saplūšana

Novembrī žurnālā Nature parādījās raksts, kurā divi fiziķi no ASV un Izraēlas teorētiski ierosināja termokodolreakcijai līdzīgas reakcijas iespējamību, kas notiek kvarku līmenī, bet ar daudz lielāku enerģijas izdalīšanos. Kā zināms, kodoltermiskās reakcijas laikā gaismas elementi saplūst ar enerģijas izdalīšanos. Līdzīga reakcija var notikt arī elementārdaļiņu sadursmes laikā, kas saskaņā ar mūsdienu koncepcijām sastāv no kvarkiem. Šajā gadījumā sadursmes daļiņu kvarki mijiedarbosies un pārgrupēsies. Rezultātā parādīsies jauna daļiņa ar atšķirīgu kvarku saistīšanas enerģiju un tiks atbrīvota enerģija.

Pētnieki norādīja uz divām iespējamām reakcijām. Pirmajā no tiem, saplūstot diviem šarma kvarkiem, tiks atbrīvota 12 MeV enerģija. Saplūstot diviem grunts kvarkiem, vajadzētu izdalīties 138 MeV, kas ir gandrīz astoņas reizes vairāk nekā atsevišķā deitērija un tritija saplūšanas gadījumā termokodolreakcijā (18 MeV). Šo pieņēmumu praktiskā pielietošana vēl nav apsvērta kvarku mazās dzīves dēļ.

Eksitoni tika veiksmīgi kondensēti

Decembrī fiziķu komanda no ASV, Apvienotās Karalistes un Nīderlandes paziņoja par jaunas matērijas formas atklāšanu, ko viņi sauca par eksitoniju. Eksitona kvazidaļiņu, īpašu ierosinātu kristāla stāvokli, ko var uzskatīt par elektrona un cauruma savienojumu, kas ir līdzīgs ūdeņraža atomam, 1931. gadā paredzēja padomju fiziķis Jakovs Iļjičs Frenkels.

Eksitons ir bozons, daļiņa ar veselu spinu, un pietiekami zemā temperatūrā bozonu sistēma nonāk īpašā stāvoklī, ko sauc par kondensātu, kurā visas daļiņas atrodas vienā kvantu stāvoklī un uzvedas kā viens liels kvantu vilnis. . Sakarā ar to Bose šķidrums kļūst superšķidrs vai supravadošs. Pētnieki ir atklājuši Bose eksitonu kondensātu 1T-TiSe 2 kristālos.

Atklājums ir svarīgs kvantu mehānikas tālākai attīstībai, un praksē var tikt pielietota eksitonija supravadītspēja un superfluiditāte.

Lasiet jaunākās ziņas no Krievijas un pasaules Newsland sadaļā Visas ziņas, piedalieties diskusijās, saņemiet aktuālu un uzticamu informāciju par tēmu Visas ziņas vietnē Newsland.

19:38 08.02.2020

Sievietes zinātnieces ir devušas lielu ieguldījumu Krievijas zinātnē

Krievijas Zinātnes diena ir kļuvusi par vienu no izklaidējošākajiem profesionālajiem svētkiem Krievijas Federācijā. Galu galā šī ir viena no dienām, kad krievi varēs ne tikai apsveikt zinātnieku aprindas, bet arī uzzināt daudz interesanta no zinātnes un inženierzinātņu pasaules. Mūsdienu pasaulē sievietēm tiek pievērsta liela uzmanība, taču tas ne vienmēr bija tā. Gribu atgādināt par izcilajām zinātniecēm, kuras, neskatoties uz grūtajiem laikiem, ir daudz darījušas mūsu gaišās nākotnes labā. Tikai daži cilvēki zina, bet ķīmiķe Anna Mežlumova bija tieši tā persona

14:30 20.01.2020

Par manu laipno un naivo pirmo fizikas skolotāju.

Ļeņingradā tūlīt pēc kara sešu gadu vecumā es sazinājos galvenokārt ar sievietēm un biju cieši pazīstams tikai ar vienu vīrieti - Pāvelu Ivanoviču, krustmātes Žeņas kolēģi un draugu. Viņš ir inženieris, laipnākais un smalkākais cilvēks, un man komunikācija ar viņu ir vislielākā laime. Viņš man iedeva mikroskopu, un bija tik daudz prieka, kad mēs caur to skatījāmies uz kukaiņiem. Mušas acs satriecošā, izsmalcinātā greznība.Viņš man arī uzdāvināja bērnu santehnikas instrumentu komplektu, no kuriem es īpaši dievināju āmuru, nosaucot to par Staļinu tā pārākuma dēļ. Es uztaisīju loku, un mēs esam kaut kur aiz muguras

23:30 27.06.2019

Lagranža formālisms. Vispārinātas koordinātas. 1. daļa

Sveiki, dārgie biedri! Šeit ir 5. numurs no cikla Diamat, vēsture un matemātika un fizika. Šodien, iespējams, dominēs trešā sastāvdaļa. Un varbūt man jau iepriekš jāatvainojas tekstu autoriem, ka fizikas var būt par daudz, un fiziķiem, ka tā tiks pasniegta pārāk brīvi. Un tomēr mūsdienu t.s. populārās publikācijas no teorētiskās fizikas parasti izplūst tikai vulgāras tās noteikumu interpretācijas, kas netuvina lasītāju vai skatītāju viņu izpratnei, bet tikai rada viņam zināmu ilūziju.

14:35 30.05.2019

“Gada atklājumu” veica zinātnieki no Sanktpēterburgas: šī fiziskā parādība mainīs visu

Pagājušā gada nogalē Sanktpēterburgas Kalnrūpniecības universitātes un Fizikas un enerģētikas institūta (Obņinska) profesoru grupa veica neticamu atklājumu, ko pasaule nespēja nenovērtēt. Viņu darbs turpinās jau kopš 2010. gada, un rezultāti pelnīti saņēma gada atklājuma statusu. Jaunā fiziskā parādība ļaus palielināt starpkontinentālo ballistisko raķešu vadības efektivitāti, izveidot jaunas autonomas kodoliekārtas un pat radīt kosmosa kuģus, kas spēj lidot ekstremālos dziļā kosmosa apstākļos.

18:08 25.02.2019

Saglabāšana un pārveidošana

Kā jau eksaktajās zinātnēs pienākas, sākumā būs nedaudz sausa teorija. Un tad mēs redzēsim, kā šī teorija izpaužas praksē un kā šī pati prakse noveda brīnišķīgus cilvēkus pie brīnišķīgas teorijas. Runāsim arī par to, kā dažu citu zinātnieku galvās zinātnisku atklājumu rezultātā vai nu pazūd matērija, atstājot tikai vienādojumus, vai arī cēloņsakarība sabrūk, atbrīvojot ceļu dievišķam brīnumam. Runāsim arī par pāreju no kvantitātes uz kvalitāti, par potenciālajiem šķēršļiem un sazarotām ķēdes reakcijām, un pat redzēsim vienu šādu reakciju (tad

20:59 31.10.2018

Astronomi ir parādījuši, kā izskatās melnais caurums Piena ceļa centrā

Izmantojot ESO īpaši jutīgo GRAVITY instrumentu, ļoti lielais teleskops (VLT) pirmo reizi varēja novērot matēriju, kas riņķo ap melno caurumu ļoti tuvu neatgriešanās punktam. Tā atrodas mūsu Piena Ceļa galaktikas pašā centrā, tās masa ir četri miljoni Saules masu, un gāzu uzkrāšanās ap to griežas ar ātrumu 30% gaismas. Eiropas zinātnieki novērojuši infrasarkanā starojuma uzplaiksnījumus pie masīvā objekta Strēlnieks A* robežām. Šis novērojums apstiprināja, ka objekts atrodas galaktikas centrā

04:13 01.06.2018

Ugunsūdens. Jauna minerālūdens pudeles forma var izraisīt ugunsgrēku

2018. gada FIFA Pasaules kausam tika izlaista ūdens pudele futbola bumbas formā. Taču fizikas likumi iejaucās skaistā mārketinga gājienā: izrādījās, ka šis bija gandrīz ideāls objektīvs, un vienā no Sanktpēterburgas birojiem šāda pudele gandrīz izraisīja ugunsgrēku. Tikai daži cilvēki zina, ka jebkura caurspīdīga tvertne - stikls un pat plastmasa - ir ugunsbīstams. Dažkārt meža ugunsgrēku cēloņi nebija pat izmētāti cigarešu izsmēķi vai nenodzēsti ugunsgrēki, bet gan mežā aizmirstās pudeles vai to lauskas - tika fokusēta garāmejošā saules gaisma

12:39 26.04.2018

Kas ir "binārā mehānika"?

Mēs runājam par mehāniku, kurā tiek izmantoti divi izmēri: kilograms un metrs. Turklāt šajā mehānikā nav sekunžu. Binārās mehānikas postulāti. Pirmkārt, visi ķermeņi Visumā pastāvīgi mainās, otrkārt, izmaiņas vienā ķermenī atbilst izmaiņām citos ķermeņos. Treškārt, izmaiņu skaitu noteiktā ķermenī var korelēt ar izmaiņu skaitu citos ķermeņos (atsauces ķermeņos). Atsauces ķermenis tiek saprasts kā ķermenis, kura izmaiņas ir cikliskas. Turklāt runa ir gan par ķermeņu īpašību, gan atrašanās vietas izmaiņām

15:26 21.03.2018

Stīvena Hokinga jaunākā teorija pierādīs paralēlo Visumu esamību

Pirms savas nāves lielais zinātnieks kopā ar kolēģiem vairākus gadus pavadīja, izstrādājot savu galīgo teoriju. Pašlaik tas tiek pārskatīts vienā no zinātniskajiem žurnāliem un tiks publicēts pēc pārbaudes. Šai teorijai vajadzētu parādīt, kādām īpašībām vajadzētu būt mūsu pasaulei, ja tā ir daļa no multiversuma. Hokinga kolēģi saka, ka šis darbs viņam būtu nopelnījis Nobela prēmiju, ko viņš savas dzīves laikā nekad nav saņēmis. Šo teoriju sauc par vienmērīgu izeju no mūžīgās inflācijas. Zinātnieki, kas palīdzēja

15:54 22.02.2018

Krievija orbītā palaidīs stikla pavadoņus

1976. gada 4. maijā NASA nosūtīja orbītā ļoti neparastu satelītu ar nosaukumu LAGEOS (LAser GEOdynamics Satellite, attēlā). Tajā nebija elektronikas, dzinēju vai barošanas avotu. Faktiski tā ir tikai misiņa bumbiņa ar 60 cm diametru un 407 kg masu ar alumīnija pārklājumu. Uz lodītes ir vienmērīgi izvietoti 426 stūra atstarotāji, no kuriem 422 ir pildīti ar kausētu kvarcu, bet 4 ir izgatavoti no germānija (infrasarkanajam starojumam). Satelīts iegāja 5860 km garā orbītā, kur tas griezīsies nākamos 8,4 miljonus gadu, saglabājot

13:49 19.12.2017

Kauns, kas ir sliktāks par dopingu: Krieviju tur aizdomās par krāpšanu fizikas olimpiskajās spēlēs

Ja aizdomas apstiprināsies, Krievijas skolēniem tiks atņemta pirmā vieta.IPhO organizācija, kas vada starptautiskās fizikas olimpiādes, ir paziņojusi par šaubām par Krievijas komandas rezultātiem, kas 2017. gadā ieņēma pirmo vietu balvu skaitā individuālajā un komandā. konkursiem, vēsta ziņu aģentūra Panorāma. Proti, runa ir par to, ka skolēnu vietā olimpiādē piedalījās augstskolu studenti. IPhO pārstāvis sacīja, ka organizācijai ir vērtīgs informators no Maskavas, kurš ir gatavs sniegt informāciju par Krievijas mahinācijām.

18:33 14.12.2017

Fiziķis Braiens Kokss par kosmosa kolonijām un cilvēces nākotni

Profesors uzskata, ka tuvāko 10-20 gadu laikā mēs kļūsim par kosmosa civilizāciju un tādējādi garantēsim savu nākotni, ja nedarīsim neko muļķīgu, piemēram, nesāksim karu Klusajā okeānā. Profesors Braiens Kokss saista lielas cerības uz cilvēces nākotne. Pēc britu zinātnieka domām, risinājums daudzām mūsu zemes problēmām slēpjas kosmosā, kur ir neizmantoti resursi, kas spēj apmierināt arvien pieaugošās cilvēces vajadzības. Tas, protams, ir tik ilgi, kamēr mēs spējam saglabāt savu tieksmi uz stulbumu. Ja mēs varam izvairīties

12:02 11.12.2017

Fiziķi pirmo reizi ir ieguvuši matērijas stāvokli, kas tika prognozēts gandrīz pirms 50 gadiem

Netveramais eksitonijs, kura eksistenci nevarēja eksperimentāli pierādīt gandrīz pusgadsimtu, beidzot ir parādījis sevi pētniekiem. Par to ziņots rakstā, ko Pītera Ebamontes vadītā zinātniskā komanda publicēja žurnālā Science. Iepriekš tika aprakstīts, kas vispār ir kvazidaļiņas un jo īpaši tā sauktie caurumi. Atcerēsimies to īsumā. Ir ērti aprakstīt elektronu kustību pusvadītājā, izmantojot jēdzienu par caurumu, vietu, kurā trūkst elektrona. Caurums, protams, nav daļiņa, tāda

19:08 19.10.2017

Ir atklāti divu neitronu zvaigžņu saplūšanas gravitācijas viļņi

Eiropas Dienvidu observatorija (ESO) ziņo, ka pirmo reizi vēsturē astronomi ir novērojuši gravitācijas viļņus un gaismu (elektromagnētisko starojumu), ko rada viens un tas pats kosmiskais notikums. Gravitācijas viļņus prognozē vispārējā relativitāte, kā arī citas gravitācijas teorijas. Tās ir izmaiņas gravitācijas laukā, kas ceļo kā viļņi. Tiek ziņots, ka 2017.gada 17.augustā pirmo reizi tika novēroti gravitācijas viļņi un elektromagnētiskie signāli, kas radušies divu neitronu zvaigžņu saplūšanas laikā. Šis

13:38 03.10.2017

Paziņoti Nobela prēmijas laureāti fizikā

Amerikāņu zinātnieki Rainers Veiss, Kips Torns un Berijs Barišs saņēma 2017. gada Nobela prēmiju fizikā. Zinātnieki nodibināja lāzera interferometra gravitācijas viļņu observatoriju LIGO, kas ļāva eksperimentāli noteikt gravitācijas viļņus. Iepriekš kļuva zināmi Nobela prēmijas laureāti fizioloģijā un medicīnā. Balva tika pasniegta amerikāņu zinātniekiem Džefrijam Holam, Maiklam Rozbašam un Maiklam Jangam par pētījumu par šūnu pulksteņiem.

08:11 12.09.2017

Ķīna ir radījusi dzinēju, kas pārkāpj fizikas likumus

Ķīnas eksperti izstrādājuši strādājošu EmDrive prototipu, kura darbība nav izskaidrojama saglabāšanas likumu ietvaros, vēsta Daily Mail ar atsauci uz televīzijas kanālu CCTV-2. Izgudrojuma tehniskā informācija nav sniegta. Taču video par izgudrojumu teikts, ka drīzumā dzinējs tiks izmēģināts kosmosā. EmDrive ir ierīce, kas sastāv no magnetrona, kas ģenerē mikroviļņus, un rezonatora, kas uzglabā to vibrāciju enerģiju. Tas rada grūdienu, ko nevar izskaidrot ar enerģijas nezūdamības likumu. Kā astronomi atklāja veselu melno caurumu "audzu", kas pārkāpj fizikas likumus

Astronomi ir atklājuši trīs supermasīvus melnos caurumus agrīnajā Visumā, kas tikai simts tūkstošu gadu laikā kļuva miljards reižu smagāki par Sauli, kas saskaņā ar pašreizējām astronomiskajām teorijām nav iespējams, teikts rakstā, kas publicēts Astrophysical Journal. Kvazārs 3C 273, kā to attēlojis ESO/M mākslinieks. Kornmesser Neviens pašreizējais teorētiskais modelis nevar izskaidrot šo objektu esamību. Viņu atklājums agrīnajā Visumā liek apšaubīt pašreizējās melno caurumu veidošanās teorijas, un tagad mums būs jārada jaunas.

11:12 04.03.2017

Fiziķi ir radījuši jaunu matērijas formu

Zinātnieki no Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta ASV ir izveidojuši superšķidru cietu vielu no nātrija atomiem. Šim nolūkam viņi izmantoja lāzerus, ar kuriem spēja kvantu šķidrumam (Bose-Einšteina kondensātam) piešķirt kristāliem raksturīgu struktūru. Pētnieku raksts publicēts žurnālā Nature. Bozes-Einšteina kondensāts ir viela, ko veido bozoni, daļiņas, kas var pastāvēt vienā kvantu stāvoklī. Tas tos atšķir no fermioniem (piemēram, elektroniem), kuriem

19:21 18.02.2017

Satelīts virknē vai kosmosa piesaistes sistēmās

Runājot par kosmosa saišu sistēmām, cilvēki parasti domā par kosmosa liftiem un citām ciklopiskām konstrukcijām, kuras, ja tās tiks uzbūvētas, būs ļoti tālā nākotnē. Taču daži cilvēki zina, ka eksperimenti ar saišu izvietošanu kosmosā tika veikti atkārtoti ar dažādiem mērķiem, un pēdējais beidzās neveiksmīgi šī gada februāra sākumā. Gemini 11 savienots ar saiti ar Agena mērķi, NASA foto. Kā HTV-KITE tika nogriezts kravas telpā esošais kabelis HTV-KITE eksperiments, kā to iedomājies mākslinieks, JAXA foto 27. janvāris no plkst.

Pēdējā gada laikā Krievijā ir veikti nozīmīgi atklājumi ķīmijas, fizikas un medicīnas jomās.

FOTO: Aleksandrs Kožohins, “Vakara Maskava”

VM korespondents uzzināja, kas 2017. gadā tika izgudrots mūsu valsts plašumos un cik lielā mērā Krievijas zinātne ir atzīta visā pasaulē.

1. Kvantu blokķēde- izplatīta datu glabāšanas sistēma, kuru vienkārši nav iespējams uzlauzt, jo tā ir aizsargāta, izmantojot kvantu kriptogrāfijas metodes. Un pasaulē pirmo kvantu blokķēdi pagājušā gada maijā palaida Maskavas fiziķi no Krievijas Kvantu centra. Pēc izstrādātāju domām, nākotnē šī sistēma kļūs neaizstājama “gudro līgumu” sastādīšanai, informācijas par intelektuālā īpašuma tiesībām un citu datu glabāšanai.

"Viss darbs pie kvantu blokķēdes izveides tika veikts kā daļa no investīcijām, kas jau saņemtas kvantu kriptogrāfijas projektā," sacīja tehnoloģijas radītājs Aleksejs Fedorovs. – Tagad uz tā bāzes ir jārada produkti – jāpārveido platforma un jāveido blokķēdes aplikācijas ar biznesa loģiku.

2. Trīsdimensiju metamateriāls, ko radījuši Krievijas zinātnieki no Sanktpēterburgas, tika atzīts par vienu no galvenajiem 2017. gada atklājumiem saskaņā ar vienu no pasaules prestižajiem zinātniskajiem žurnāliem. Tās īpašības ļauj kontrolēt gaismas un elektromagnētisko viļņu izplatīšanos, nezaudējot enerģiju. Metamateriāla īpatnība ir tāda, ka tā virsma vada strāvu, bet iekšpuse izolē.

"Pateicoties trīsdimensiju izolatoriem, mēs varam panākt elektromagnētisko viļņu uzvedību, kas iepriekš bija tehniski nesasniedzama," izgudrojumu komentēja Ņujorkas pilsētas universitātes profesors Aleksandrs Khanikajevs.

3. Vēža medikamentu virtuālā testēšanas sistēma tika izgudrots arī Krievijā. Izstrāde pieder Sistēmu bioloģijas institūta ģenētiķiem. Tehnoloģija tika demonstrēta pagājušā gada februārī. Izgudrojums vēlreiz pierāda: viss ģeniālais ir vienkāršs. Pētnieku komanda ir izveidojusi cilvēka imūnsistēmas datora analogu. Tas reaģē uz visām zālēm tieši tāpat kā mūsu ķermenis. Tāpēc tagad eksperimentus ar ārstēšanas metodēm var veikt pilnīgi drošos apstākļos, un iegūtie rezultāti būs daudz pilnīgāki un efektīvāki. Programmatūras pakotne, pēc zinātnieku domām, paātrinās imūnterapijas izstrādes un pārbaudes procesu.

4. Cits autoritatīvs amerikāņu žurnāls atzina 2017. gada izrāvienu gravitācijas viļņu noteikšana, kas parādās neitronu zvaigžņu saplūšanas laikā galaktikā NGC 4993. Neskatoties uz to, ka vairāk nekā septiņdesmit pasaules vadošo observatoriju nodarbojās ar pētījumiem šajā jomā, tieši mūsu astrofiziķiem no Krievijas Zinātņu akadēmijas un Lomonosova Maskavas Valsts universitātes ir tiesības saukties par pionieriem. Šis atklājums, starp citu, ir tiešs relativitātes teorijas apstiprinājums.

5. 2017. gada 8. februārī amatpersona 118. ķīmiskā elementa oganesson iekļaušana periodiskajā tabulā, nosaukts Dubnas piemaskavas Apvienotā kodolpētījumu institūta Flerovas kodolreakciju laboratorijas zinātniskā direktora Jurija Oganesjana vārdā. Pateicoties viņa pūlēm, atklājums tika izdarīts. Starp citu, Oganesjans ir pirmais krievu zinātnieks, kura vārds tika dots ķīmiskajam elementam viņa dzīves laikā.

"118. elementa nosaukumu ierosināja mani kolēģi darbā Dubnā kopā ar zinātniekiem no Lorensa Livermora Nacionālās laboratorijas ASV," sacīja Oganesjans. – Pēc piecu mēnešu diskusijām beidzot tika apstiprināts elementa nosaukums. Un esmu pateicīga saviem kolēģiem par tik augstu mana darba novērtējumu.

Gads sākās ar Svētā Grāla atklāšanu – fiziķiem izdevās ūdeņradi pārvērst metālā. Eksperiments apstiprināja pagājušā gadsimta pirmās puses teorētiskās norises. Pētnieki no Hārvardas universitātes atdzesēja elementu līdz –267 grādiem pēc Celsija un pakļāva to 495 gigapaskālu spiedienam, kas ir vairāk nekā Zemes centrā.

"Rietumos viņi pārtrauks lietot alkoholu un pāries uz nekaitīgiem alkoholiskajiem dzērieniem"

Paši eksperimentētāji salīdzināja pirmā metāliskā ūdeņraža ražošanu uz planētas ar svētā kausa iegūšanu - leģendāro bruņinieku galveno mērķi. Bet paliek jautājums, vai ūdeņradis saglabās savas īpašības, kad spiediens samazināsies. Fiziķi cer, ka nē.

Iespējama ceļošana laikā

Pārskatiet Vīnes Universitātes un Austrijas Zinātņu akadēmijas teorētiķu laika jēdzienu. Saskaņā ar kvantu mehānikas likumiem, jo ​​precīzāks ir pulkstenis, jo ātrāk tas pakļauj laika plūsmu kvantu nenoteiktības ietekmei. Un tas ierobežo mūsu mērinstrumentu iespējas neatkarīgi no tā, cik labi tie ir izgatavoti.

Nav iespējams izmērīt laiku. Bet jūs varat ceļot tajā, izmantojot izliekumus, zinātnieks no Britu Kolumbijas universitātes (Kanāda). Tiesa, pagaidām šī ir tikai teorētiska piekrišana. Nav nepieciešami materiāli, lai izveidotu reāllaika mašīnu.

Bet kvantu daļiņas spēj atgriezties pagātnē vai drīzāk ietekmēt citas daļiņas laikā. Šo teoriju 2017. gadā apstiprināja Čepmena universitātes (ASV) un Perimetra Teorētiskās fizikas institūta (Kanāda) zinātnieki. Viņu teorētiskie pētījumi noveda pie interesanta secinājuma: vai nu fiziskas parādības spēj izplatīties pagātnē, vai arī zinātne ir saskārusies ar nemateriālu daļiņu mijiedarbības veidu.

Tieši divi grafēna slāņi var apturēt lodi

Tumšā enerģija neeksistē. Bet tā gluži nav

Debates par tumšo enerģiju – hipotētisku konstanti, kas izskaidro Visuma paplašināšanos – nav beigušās kopš tūkstošgades sākuma. Šogad fiziķi nonāca pie secinājuma, ka tumšā enerģija tomēr nepastāv.

Budapeštas universitātes zinātnieki un viņu kolēģi no ASV saka, ka kļūda slēpjas izpratnē par Visuma uzbūvi. Tumšās enerģijas jēdziena atbalstītāji pieņēma, ka matērijai ir vienmērīgs blīvums, taču tas tā nav. Datormodelis parādīja, ka Visums sastāv no burbuļiem, un tas novērš pretrunas. Tumšā enerģija vairs nav vajadzīga, lai izskaidrotu neizskaidrojamas parādības.

Tomēr, kas uzbūvēts uz superdatora Daremas Universitātē (Lielbritānija), astrofiziķi izdarīja pilnīgi pretējus secinājumus. Un dati no Starptautiskās kosmosa stacijas magnētiskā alfa spektrometra liecina, ka tumšā enerģija patiešām pastāv. To neatkarīgi norādīja divas pētnieku grupas: no Vācijas un no Ķīnas.

Un pats galvenais, XENON1T, pasaulē visjutīgākais tumšās vielas detektors, deva pirmo. Tiesa, pozitīvu rezultātu pagaidām nav. Taču zinātnieki priecājas, ka sistēma vispār darbojas un uzrāda minimālas kļūdas.

Zinātnieki vairs nesaprot, kā darbojas AI

Tehnoloģijas

Gravitācija ir citu dimensiju atslēga

Fiziķi jau sen ir sapņojuši izveidot teoriju par visu – sistēmu, kas vispusīgi aprakstītu realitāti. Viena no četrām fundamentālajām mijiedarbībām neļauj – gravitācija. Daļiņas, kas izturētu gravitācijas mijiedarbību, nav atklātas. Tas nozīmē, ka saskaņā ar kvantu mehānikas likumiem viļņu nav.

Ģeniāls problēmas risinājums, ko radījuši Maksa Planka institūta zinātnieki. Pēc viņu domām, gravitācijas lauks rodas tieši tajā brīdī, kad kvantu vilnis kļūst par daļiņu.

Vēl viens šķērslis teorijas konstruēšanai par visu ir pievilkšanas spēkam apgrieztas darbības neesamība; šis faktors arī pārkāpj ideālo formulu simetriju. Tomēr Vašingtonas štata universitātes zinātnieki 2017. gada aprīlī atklāja vielu, kas uzvedas tā, it kā tai būtu negatīva masa. Efekts ir sasniegts jau iepriekš, taču rezultāts vēl nekad nav bijis tik precīzs un noteikts.

Interesi par gravitācijas izpēti palielina teorija, ka gravitāciju ietekmē citas dimensijas. Maksa Planka institūta (Vācija) fiziķi, izmantojot modernākos gravitācijas viļņu detektorus, gada laikā apstiprina vai atspēko citu mērījumu esamību. 2018. gada beigās vai vēlākais - 2019. gada sākumā.

"Bitcoin kā valūta ir cietis neveiksmi"

Tehnoloģijas

Kvantu mehānika ir lemta

Ir viegli saprast, ka lielākā daļa mūsdienu fizikas atklājumu ir saistīti ar kvantu mehānikas izpēti. Zinātnieki gan uzskata, ka kvantu teorija tās pašreizējā formā nebūs ilga. Un pasaules izpratnes atslēga būs jaunā matemātika.

Šādu izteikumu gaismā nav skaidrs, kā uztvert ziņas, ka Nīlsa Bora institūta eksperimentētāji pirmo reizi zinātnes vēsturē likuši kubitiem griezties pretējā virzienā. Vai arī otrais termodinamikas likums noteiktos apstākļos kvantu pasaulē, kā apgalvo MIPT fiziķi. Varbūt tas viss ir jāuztver kā pašreizējās teorijas apstiprinājums. Varbūt – kā soli pretī jaunai fizikai, kas vēl precīzāk aprakstīs realitāti.

Tikmēr zinātnieki turpina meklēt parādības, kas saskaņos Einšteina un Ņūtona pasaules. Varbūt jauns matērijas veids tam palīdzēs. Starp citu, tas izrādījās kondensāts, lai gan līdz šim teorētiķi ir daudz strīdējušies par tā būtību.