Decembrie este momentul pentru a face bilanțul. Redactorii proiectului Vesti.Nauka (nauka.vesti.ru) au selectat pentru tine cele mai interesante zece știri de care fizicienii ne-au încântat în ultimul an.

Noua stare a materiei

Starea unei substanțe numite excitoniu a fost prezisă teoretic în urmă cu aproape jumătate de secol, dar abia acum a fost posibil să o obținem în experiment.

Această stare este asociată cu formarea unui condensat Bose din cvasiparticule de exciton, care sunt o pereche de electron și gaură. Am explicat deja ce înseamnă toate aceste cuvinte complicate.

Calculator Polariton

Această știre a venit de la Skolkovo. Oamenii de știință Skoltech au implementat o schemă fundamental nouă de operare a computerului. Poate fi comparat cu următoarea metodă de a găsi punctul de jos al unei suprafețe: nu vă angajați în calcule greoaie, ci răsturnați un pahar cu apă peste el. Numai în loc de suprafață a existat un câmp cu configurația cerută, iar în loc de apă au fost cvasiparticule de polaritoni. Materialul nostru vă va ajuta să înțelegeți această înțelepciune cuantică.

Teleportarea cuantică „Satelitul Pământului”

Teleportarea cuantică (transferul unei stări cuantice folosind fotoni încâlciți) este una dintre cele mai promițătoare tehnologii din ultimele decenii.

În 2017, fizicienii chinezi au făcut un nou pas către Internetul cuantic. Ei au fost primii care au teleportat fotoni unici de la un satelit pe Pământ. Distanța dintre „punctul A și punctul B” a fost de 1.400 de kilometri, iar semnalul a fost transmis printr-un fascicul laser.

„Vesti.Nauka” a relatat detaliile acestei realizări remarcabile.

Hidrogen metalic

Chiar la începutul anului 2017, au venit vești incitante: fizicienii de la Universitatea Harvard au anunțat că au reușit să obțină hidrogen metalic stabil.

Să ne amintim că o substanță solidă se numește metal dacă unii dintre electronii săi nu sunt atașați de atomi, ci se mișcă liber în tot cristalul. Se prezice teoretic că la cele mai extreme presiuni, hidrogenul se transformă și într-o formă metalică. În practică, o astfel de stare nu putea fi recreată decât pentru o miime de secundă.

Și acum oamenii de știință de la Harvard au anunțat că au reușit să creeze un eșantion stabil. Este de așteptat ca hidrogenul metalic stabil să persiste în condiții normale. Mai mult, va fi un supraconductor atât de dorit de omenire la temperatura camerei.
Am vorbit despre acest experiment de mare profil și despre obiecțiile scepticilor.

Laser cu putere record

În ultimul an, o echipă de oameni de știință britanici și cehi a anunțat testarea cu succes a unui laser care a doborât recordul. Dispozitivul, numit „Bivoy” în onoarea omului puternic din legendele cehe, dezvoltă o putere medie de un kilowatt.

Această cifră poate părea modestă, mai ales în comparație cu „frații” săi ai laserului, care produc până la 1015 wați. Dar astfel de valori enorme sunt obținute numai în impulsuri scurte de radiație, care sunt emise destul de rar. Datorită pauzelor lungi dintre impulsuri, puterea medie în timp a unor astfel de giganți este mică. Deci, în acest parametru, „Bivoy” este cu adevărat înaintea restului.

Am vorbit despre unde această „putere eroică” ar putea fi utilă umanității.

Ciocnirea fotonilor la Large Hadron Collider

Ciocnirea a doi fotoni sau, după cum spun experții, împrăștierea luminii de către lumină, este un efect clasic care este descris teoretic în multe manuale de fizică cuantică. Dar nu a fost încă posibil să-l observăm experimental, cel puțin „în forma sa pură”, fără medierea mezonilor.

Interacțiunea fotonului la temperatura camerei

Fotonii au multe moduri diferite de a interacționa între ei, iar aceasta este știința numită optică neliniară. Și dacă împrăștierea luminii de către lumină a fost observată doar recent, efectul Kerr este de mult cunoscut experimentatorilor.

Cu toate acestea, în 2017, a fost reprodus pentru prima dată pentru fotoni individuali la temperatura camerei. Am vorbit în detaliu despre acest fenomen interesant, care într-un anumit sens poate fi numit și „coliziune de particule de lumină” și despre perspectivele tehnologice care se deschid în legătură cu acesta.

Cristal timpului

În spațiul gol, niciun punct nu este diferit de altul. Într-un cristal, totul este diferit: există o structură care se repetă numită rețea cristalină. Sunt posibile structuri similare care, fără consum de energie, să se repete nu în spațiu, ci în timp?

Materialul a fost pregătit de Aleksey Ponyatov, candidat la științe fizice și matematice

Unde gravitaționale de la fuziunea stelelor de neutroni

Coliziune stele neutronice. Ilustrație: NSF/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet.

Tunelul de accelerație finalizat. Foto: European XFEL/Heiner Muller-Elsner.

Detectorul compact de neutrini pe care fizicianul Björn Scholz îl ține în mâini este similar ca formă și dimensiune cu o sticlă obișnuită. Foto: Juan Collar/uchicago.edu.

Planetele sistemului TRAPPIST-1 în comparație cu planetele sistemului solar. Ilustrație: NASA/JPL-Caltech.

O imagine a inelelor lui Saturn luată de sonda spațială Cassini. Foto: Space Science Institute/JPL-Caltech/NASA.

Cea mai semnificativă descoperire din 2017 a fost prima detectare vreodată a undelor gravitaționale din fuziunea a două stele neutronice. Pentru prima dată, astronomii au reușit să detecteze simultan erupțiile cu raze gamma care au apărut în timpul fuziunii și apoi să găsească și să exploreze locul unde s-a produs catastrofa cosmică - la 100 de milioane de ani lumină de Pământ.

Undele gravitaționale au fost descoperite pe 17 august de detectoarele de unde gravitaționale LIGO (SUA) și Virgo (Franța, Italia), iar câteva secunde mai târziu, observatoarele spațiale Integral (ESA) și Fermi (NASA) au înregistrat erupții scurte de raze gamma. Observatoarele terestre și spațiale s-au alăturat în căutarea sursei semnalului, care au monitorizat apoi rămășița treptat a „exploziei” care se estompează timp de câteva zeci de zile. La lucrări au participat cercetători ruși de la IKI RAS, SAI MSU și Institutul Fizicotehnic. A. F. Ioffe.

Această descoperire este relevantă pentru mai multe probleme din astrofizică. În primul rând, la întrebarea originii exploziilor puternice de raze gamma, care emit mai multă energie într-o fracțiune de secundă decât o face Soarele de-a lungul miliardelor de ani.

Astrofizicienii au presupus de mult că sursa exploziilor ar putea fi fuziunea a două stele neutronice, dar acum au primit dovezi experimentale ale validității teoriei dezvoltate. Ca urmare a ciocnirii stelelor, simultan cu o explozie de raze gamma, o parte din materia stelară este aruncată în spațiul înconjurător cu viteză mare. Acest fenomen, descoperit în 2013, se numește kilonova. Apoi elementele radioactive din norul rezultat se descompun în unele stabile, generând radiația acestuia. Astronomii au descoperit cantități mari de elemente grele în nor, cum ar fi aurul și platina, ceea ce sugerează că fuziunile stelare sunt adevărate fabrici galactice de elemente grele care erau absente în tânărul Univers.

Calculator cuantic de 53 de qubiți

Calculatoarele cuantice, care sunt foarte așteptate, nu au fost încă create, dar în 2017 au fost făcuți pași importanți pentru a transforma această idee în realitate. Dispozitivele de calcul cuantic lucrează cu qubiți - obiecte care stochează cel mai mic element de informație, similar unui bit dintr-un computer obișnuit. Numărul de qubiți determină capacitățile unui computer cuantic.

În noiembrie, revista Nature a publicat articole despre modelarea sistemelor cuantice folosind computere cuantice de 51 și 53 de qubiți. Anterior, astfel de dispozitive universale erau limitate la 20 de qubiți. Creșterea numărului de qubiți de 2,5 ori a crescut foarte mult capacitățile computerelor. Calculatorul cuantic de 51 de qubiți a fost creat sub conducerea lui Mikhail Lukin, care lucrează la Centrul cuantic din Rusia și la Universitatea Harvard. Pe 28 iulie a acestui an, un astfel de dispozitiv a fost prezentat la Conferința internațională privind tehnologiile cuantice de la Moscova.

Hidrogen metalic stabil

În ianuarie, fizicienii de la Harvard au raportat că au produs cantități mici de hidrogen metalic stabil pentru prima dată în istorie. Proba a avut dimensiuni de 1,5 x 10 µm. Existența teoretică a hidrogenului metalic la presiuni mari a fost prezisă în 1935. În natură, astfel de condiții se realizează în adâncurile stelelor și planetelor gigantice. Din 1996, a fost produs de mai multe ori prin compresie de șoc, dar hidrogenul a existat în această stare pentru o perioadă foarte scurtă de timp.

Pentru a produce hidrogen metalic stabil, echipa de la Harvard a folosit o instalație în care nicovalele de diamant au generat o presiune de 495 gigapascali, care este de aproximativ cinci milioane de ori presiunea atmosferică normală.

Pe lângă valoarea pur științifică, acest material exotic poate avea și aplicații practice - are supraconductivitate la temperatură ridicată (în acest caz a avut loc la -58 o C).

Laserul cu electroni liberi cu raze X începe să funcționeze

La 1 septembrie, a avut loc ceremonia oficială de deschidere a celui mai mare laser XFEL (laser cu electroni fără raze X) din lume, la crearea căreia a luat parte și Rusia. De fapt, această instalație nu este un laser, adică o sursă de radiații optice de un anumit tip. În ea, radiația cu raze X, similară ca proprietăți cu radiația laser, creează un fascicul de electroni accelerat la viteze apropiate de viteza luminii. XFEL face acest lucru folosind cel mai mare accelerator liniar supraconductor din lume, care măsoară 1,7 km lungime. Electronii accelerați intră într-un ondulator - un dispozitiv care creează un câmp magnetic în schimbare periodică în spațiu. Deplasându-se în ea pe o cale în zig-zag, electronii emit în intervalul de raze X. Noua instalație unică va genera flash-uri ultrascurte de raze X la o frecvență record de 27.000 de ori pe secundă, iar luminozitatea sa de vârf este de așteptat să fie de un miliard de ori mai mare decât sursele de raze X existente.

Peste 60 de echipe de cercetare au depus deja cereri pentru a efectua experimente. Folosind impulsuri de raze X extrem de strălucitoare și foarte scurte, cercetătorii vor putea vedea nu numai aranjarea atomilor în molecule, ci și procesele care au loc acolo. Acest lucru ne va permite să atingem un nou nivel în cercetare în domeniile fizicii, chimiei, științei materialelor, științelor vieții și biomedicinei. De exemplu, atunci când creează noi medicamente, specialiștii, cunoscând locația exactă a atomilor în moleculele de proteine, vor putea selecta substanțe care le vor bloca sau, dimpotrivă, le vor stimula munca. Cunoașterea structurii cristalelor va face posibilă dezvoltarea materialelor cu proprietățile dorite.

Detectarea neutrinilor prin rebound elastic

În septembrie 2017, o mare echipă internațională de fizicieni, inclusiv din Rusia, a raportat descoperirea împrăștierii elastice coerente a neutrinilor pe nucleele materiei. Acest fenomen a fost prezis în 1974 de teoreticianul MIT Daniel Friedman. Neutrinii sunt o particulă evazivă, iar pentru a le prinde, cercetătorii construiesc instalații uriașe care conțin zeci de mii de tone de apă. Friedman a constatat că, datorită proprietăților de undă ale neutrinului, acesta va interacționa în mod constant cu toți protonii și neutronii nucleului, ceea ce va crește semnificativ numărul de interacțiuni luate în considerare - neutrinul sare din nucleu. Pe parcursul a 461 de zile, cercetătorii au observat 134 de astfel de evenimente.

Această descoperire nu va forța ca manualele să fie rescrise. Semnificația sa constă în crearea de către experimentatori a unui mic detector, care conține doar 14,6 kg de cristale de iodură de cesiu. Detectoarele portabile de neutrini mici vor găsi o varietate de aplicații, de exemplu pentru monitorizarea reactoarelor nucleare. Din păcate, ei nu vor putea înlocui detectorii giganți în toate experimentele, deoarece un detector bazat pe împrăștiere coerentă nu este capabil să facă distincția între tipurile de neutrini.

Cristal temporal - două opțiuni

În martie, două echipe de cercetători din Statele Unite au raportat descoperirea unei noi stări a materiei, numită un cristal de timp - un cristal temporal (vezi „Știința și viața” nr. 6, 2017). Aceasta este o idee nouă în fizică care a fost discutată pe larg în ultimii ani. Astfel de cristale sunt structuri de particule în continuă mișcare care se repetă în timp. Un grup a folosit un lanț de atomi de iterbiu în care proiecția momentului magnetic al sistemului a oscilat sub influența laserelor. Un altul s-a uitat la un cristal care conținea aproximativ un milion de defecte aranjate aleatoriu, fiecare dintre ele având propriul său moment magnetic. Când un astfel de cristal a fost expus la impulsuri de radiații cu microunde pentru a inversa spin-urile, fizicienii au înregistrat răspunsul sistemului la o frecvență care era doar o fracțiune din frecvența radiației excitante. Lucrarea a stârnit o dezbatere: pot fi considerate astfel de sisteme cristale temporale? La urma urmei, teoretic, sistemele ar trebui să oscileze fără influențe externe. Dar, în orice caz, astfel de cristale temporale se vor folosi ca senzori super-preciși, de exemplu, pentru măsurarea celor mai mici modificări ale temperaturii și câmpurilor magnetice.

Exoplanete asemănătoare Pământului

În ultimii ani, astronomii au descoperit multe exoplanete - planete care orbitează în jurul altor stele. Cu toate acestea, descoperirile de planete asemănătoare Pământului în zona în care poate exista apa lichidă și, prin urmare, viața (zona locuibilă), nu sunt atât de frecvente. În februarie, astronomii NASA au anunțat descoperirea a șapte exoplanete în sistemul piticului roșu TRAPPIST-1 (trei planete au fost găsite în 2016), dintre care cinci sunt apropiate ca dimensiune de Pământ, iar două sunt puțin mai mici decât Pământul, dar mai mari decât Marte. . Acest lucru este mai mult decât în ​​orice alt sistem. Cel puțin trei planete, și posibil toate, sunt în zona locuibilă.

TRAPPIST-1 este o stea pitică ultra-cool, de aproximativ 2500 K, cu o masă de doar 8% din masa Soarelui (adică puțin mai mare decât planeta Jupiter), situată la aproximativ 40 de ani lumină de Pământ. Planetele sunt foarte aproape de stea, iar orbita celei mai îndepărtate este mult mai mică decât orbita lui Mercur. În august, astronomii care foloseau telescopul spațial Hubble au raportat primele indicii că TRAPPIST-1 conținea apă, făcând posibilă viața acolo.

În aprilie, astronomii au raportat descoperirea unei planete stâncoase de 1,4 ori mai mare decât Pământul, în zona locuibilă a unei alte pitici roșii, LHS 1140. Primește jumătate mai multă lumină decât Pământul. Autorii descoperirii îl consideră un bun candidat pentru căutarea vieții extraterestre.

În decembrie, astronomii americani au raportat descoperirea unei a opta planete în sistemul stelar Kepler-90, situată la o distanță de aproximativ 2.500 de ani lumină de Pământ. Acest sistem este cel mai apropiat de Sistemul Solar din punct de vedere al numărului de planete. Adevărat, planeta găsită este situată prea aproape de stea, iar temperatura de pe suprafața sa este mai mare de 400°C. Interesant este că planeta a fost găsită prin prelucrarea datelor de la telescopul Kepler folosind o rețea neuronală.

Finalizarea misiunii Cassini

Pe 15 septembrie, misiunea de 13 ani a sondei spațiale Cassini s-a încheiat cu căderea acesteia pe suprafața lui Saturn. Lansat în 1997, a explorat a șaptea planetă din 2004, transmițând o cantitate imensă de date și fotografii unice pe Pământ. Ultima etapă a vieții sale – „Marele Final” – a început pe 26 aprilie 2017. Cassini a făcut 22 de zboruri între planetă și inelul interior. Astfel de „scufundări” adânci au oferit o mulțime de informații noi, în special despre conexiunea electrică și chimică a ionosferei lui Saturn cu inelele.

Pe baza datelor sondei din 2017, astronomii au ajuns la concluzia că inelele lui Saturn sunt mult mai tinere decât planeta, care are aproximativ 4,5 miliarde de ani. Se estimează că inelele au o vechime de 100 de milioane de ani, ceea ce le face contemporane cu dinozaurii.

Cercetătorii au decis să „arune” sonda pe planetă, astfel încât să nu poată transporta accidental bacterii terestre către lunile lui Saturn Titan și Enceladus, unde pot fi prezente microorganisme locale.

Fuziunea cuarcilor

În noiembrie, în revista Nature a apărut un articol în care doi fizicieni, din Statele Unite și Israel, sugerau teoretic posibilitatea ca o reacție asemănătoare reacției termonucleare să se producă la nivelul cuarcului, dar cu o eliberare mult mai mare de energie. După cum se știe, în timpul unei reacții termonucleare, elementele ușoare se contopesc cu eliberarea de energie. O reacție similară poate avea loc și în timpul ciocnirii particulelor elementare, care, conform conceptelor moderne, constau din quarci. În acest caz, quarkurile particulelor care se ciocnesc vor interacționa și se vor regrupa. Ca rezultat, va apărea o nouă particulă cu o energie de legare diferită a quarcilor și va fi eliberată energie.

Cercetătorii au indicat două posibile reacții. În primul dintre ele, când doi quarci de farmec se îmbină, o energie de 12 MeV va fi eliberată. Când doi quarci de fund se îmbină, ar trebui eliberați 138 MeV, ceea ce este de aproape opt ori mai mult decât într-o fuziune separată de deuteriu și tritiu într-o reacție termonucleară (18 MeV). Aplicarea practică a acestor ipoteze nu a fost încă luată în considerare din cauza vieții mici a quarcilor.

Excitanele au fost condensate cu succes

În decembrie, o echipă de fizicieni din SUA, Marea Britanie și Țările de Jos a anunțat descoperirea unei noi forme de materie, pe care au numit-o excitoniu. Cvasiparticula de exciton, o stare excitată specială a unui cristal care poate fi considerată ca un compus dintr-un electron și o gaură, similară unui atom de hidrogen, a fost prezisă în 1931 de fizicianul sovietic Iakov Ilici Frenkel.

Un exciton este un boson, o particulă cu un spin întreg, iar la o temperatură suficient de scăzută sistemul de bosoni intră într-o stare specială numită condensat, în care toate particulele sunt în aceeași stare cuantică și se comportă ca o undă cuantică mare. . Din acest motiv, lichidul Bose devine superfluid sau supraconductor. Cercetătorii au descoperit un condensat Bose de excitoni în cristalele 1T-TiSe 2.

Descoperirea este importantă pentru dezvoltarea ulterioară a mecanicii cuantice și, în practică, supraconductivitatea și superfluiditatea excitoniului își pot găsi aplicație.

Citiți cele mai recente știri din Rusia și din lume în secțiunea Toate știrile de pe Newsland, participați la discuții, primiți informații actualizate și de încredere despre subiectul Toate știrile pe Newsland.

19:38 08.02.2020

Femeile de știință au adus o mare contribuție la știința rusă

Ziua Științei Ruse a devenit una dintre cele mai distractive sărbători profesionale din Federația Rusă. La urma urmei, aceasta este una dintre zilele în care rușii nu numai că vor putea felicita comunitatea științifică, dar vor învăța și o mulțime de lucruri interesante din lumea științei și ingineriei. În lumea modernă, femeilor li se acordă multă atenție, dar nu a fost întotdeauna cazul. Aș dori să vă reamintesc de femeile de știință remarcabile care au făcut multe pentru viitorul nostru strălucit, în ciuda vremurilor dificile. Puțini oameni știu, dar chimista Anna Mezhlumova era exact persoana respectivă

14:30 20.01.2020

Despre primul meu profesor de fizică amabil și naiv.

La Leningrad, imediat după război, la vârsta de șase ani, am comunicat în principal cu femei și am cunoscut îndeaproape un singur bărbat - Pavel Ivanovich, un coleg și prieten al mătușii Zhenya. Este inginer, cea mai amabila si delicata persoana, iar pentru mine comunicarea cu el este cea mai mare fericire. Mi-a dat un microscop și era atât de multă bucurie când ne uitam la insecte prin el. Luxul uluitor, sofisticat al unui ochi de muscă.Mi-a dăruit și un set de unelte de instalații pentru copii, dintre care eu idolatriam în special ciocanul, numindu-l Stalin pentru superioritatea sa. Am făcut o plecăciune și suntem undeva în urmă

23:30 27.06.2019

formalismul lagrangian. Coordonate generalizate. Partea 1

Salutare, dragi camarazi! Iată al 5-lea număr din ciclul Diamat, Istorie și Matematică și Fizică. Astăzi, poate, a treia componentă va prevala. Și poate că ar trebui să le cer scuze în avans textiștilor că ar putea fi prea multă fizică și fizicienilor că va fi prezentat prea liber. Și totuși, în așa-zisul modern. publicațiile populare din fizica teoretică scurg, de regulă, interpretări exclusiv vulgare ale prevederilor acesteia, care nu apropie cititorul sau privitorul de înțelegerea lor, ci doar îi creează o anumită iluzie.

14:35 30.05.2019

„Descoperirea anului” a fost făcută de oamenii de știință din Sankt Petersburg: acest fenomen fizic va schimba totul

La sfârșitul anului trecut, un grup de profesori de la Universitatea de Mine din Sankt Petersburg și de la Institutul de Fizică și Energie (Obninsk) au făcut o descoperire incredibilă pe care lumea nu a putut să nu o aprecieze. Munca lor continuă din 2010, iar rezultatele au primit pe merit statutul de descoperire a anului. Noul fenomen fizic va face posibilă creșterea eficienței controlului rachetelor balistice intercontinentale, crearea de noi instalații nucleare autonome și chiar crearea de nave spațiale capabile să zboare în condiții extreme de spațiu adânc.

18:08 25.02.2019

Conservare și transformare

Așa cum ar trebui să fie în științele exacte, la început va exista o mică teorie uscată. Și apoi vom vedea cum se manifestă această teorie în practică și cum tocmai această practică a condus oameni minunați la o teorie minunată. De asemenea, vom vorbi despre cum în capul altor oameni de știință, ca urmare a descoperirilor științifice, fie materia dispare, lăsând doar ecuații, fie cauzalitatea se prăbușește, deschizând calea unui miracol divin. De asemenea, vom vorbi despre trecerea de la cantitate la calitate, despre potențiale bariere și reacții în lanț ramificat și chiar vom vedea o astfel de reacție (atunci

20:59 31.10.2018

Astronomii au arătat cum arată gaura neagră din centrul Căii Lactee

Folosind instrumentul GRAVITY ultrasensibil al ESO, Very Large Telescope (VLT) a putut observa pentru prima dată materia care orbitează o gaură neagră foarte aproape de punctul fără întoarcere. Este situat chiar în inima galaxiei noastre Calea Lactee, are o masă de patru milioane de mase solare, iar acumularea de gaze în jurul ei se rotește cu viteza de 30% a luminii. Oamenii de știință europeni au observat fulgerări de radiații infraroșii la granițele obiectului masiv Săgetător A*. Această observație a confirmat că obiectul din centrul galaxiei

04:13 01.06.2018

Foc apa. Noua formă de sticlă pentru apă minerală poate provoca incendiu

Pentru Cupa Mondială FIFA 2018, a fost lansată o sticlă de apă în formă de minge de fotbal. Dar legile fizicii au intervenit într-o mișcare de marketing frumoasă: s-a dovedit că aceasta era o lentilă aproape perfectă, iar într-unul dintre birourile din Sankt Petersburg o astfel de sticlă aproape că a provocat un incendiu. Puțini oameni știu că orice recipient transparent - sticlă și chiar plastic - este un pericol de incendiu. Uneori, cauzele incendiilor de pădure nu erau aruncate nici măcar cu mucuri de țigară sau incendii nestinse, ci sticle sau fragmentele lor uitate în pădure - lumina soarelui care trecea era concentrată.

12:39 26.04.2018

Ce este „mecanica binară”?

Vorbim de mecanică, care folosește două dimensiuni: kilogram și metru. Mai mult, nu există secunde în această mecanică. Postulatele mecanicii binare. În primul rând, toate corpurile din Univers sunt în continuă schimbare, în al doilea rând, o schimbare într-un corp corespunde unei schimbări în alte corpuri. În al treilea rând, numărul de modificări dintr-un corp dat poate fi corelat cu numărul de modificări din alte corpuri (corpuri de referință). Un corp de referință este înțeles ca un corp ale cărui modificări sunt ciclice. Mai mult, vorbim atât despre modificări ale caracteristicilor corpurilor, cât și despre locație

15:26 21.03.2018

Cea mai recentă teorie a lui Stephen Hawking va dovedi existența universurilor paralele

Înainte de moartea sa, marele om de știință, într-un grup cu colegi, și-a petrecut câțiva ani dezvoltându-și teoria finală. În prezent, acesta este revizuit într-una dintre revistele științifice și va fi publicat după verificare. Această teorie ar trebui să arate ce caracteristici ar trebui să aibă lumea noastră dacă face parte din multivers. Colegii lui Hawking spun că această muncă i-ar fi adus premiul Nobel, pe care nu l-a primit niciodată în timpul vieții sale. Teoria se numește O ieșire lină din inflația eternă. Oamenii de știință care au ajutat

15:54 22.02.2018

Rusia va lansa pe orbită sateliți de sticlă

Pe 4 mai 1976, NASA a trimis pe orbită un satelit foarte neobișnuit numit LAGEOS (LAser GEOdynamics Satellite, imagine). Nu avea electronice, motoare sau surse de alimentare la bord. De fapt, este doar o bilă de alamă cu un diametru de 60 cm și o masă de 407 kg cu un strat de aluminiu. Există 426 de reflectoare de colț situate uniform pe minge, dintre care 422 sunt umplute cu cuarț topit, iar 4 sunt fabricate din germaniu (pentru radiații infraroșii). Satelitul a intrat pe o orbită de 5860 km, unde se va roti în următorii 8,4 milioane de ani, stocând

13:49 19.12.2017

O rușine mai gravă decât dopajul: Rusia este suspectată de fraudă la Jocurile Olimpice de Fizică

Dacă suspiciunile vor fi confirmate, școlarii ruși vor fi privați de primul loc.Organizația IPhO, care desfășoară olimpiade internaționale de fizică, a anunțat îndoieli cu privire la rezultatele echipei ruse, care în 2017 a ocupat primul loc la numărul de premii la individual și la echipe. concursuri, relatează agenția de presă Panorama. Cu alte cuvinte, vorbim despre faptul că, în loc de școlari, la olimpiade au participat studenți. Un reprezentant IPhO a spus că organizația are un informator valoros de la Moscova, care este gata să ofere informații despre mașinațiunile rusului.

18:33 14.12.2017

Fizicianul Brian Cox despre coloniile spațiale și viitorul rasei umane

Profesorul crede că în următorii 10-20 de ani vom deveni o civilizație spațială și astfel ne vom garanta viitorul dacă nu facem nimic prostesc, de exemplu, începem un război în Oceanul Pacific. Profesorul Brian Cox are mari speranțe pentru viitorul omenirii. Potrivit omului de știință britanic, soluția pentru multe dintre problemele noastre pământești constă în spațiu, unde există resurse neexploatate care pot satisface nevoile tot mai mari ale rasei umane. Adică, desigur, atâta timp cât ne putem menține tendința spre prostie. Dacă putem evita

12:02 11.12.2017

Fizicienii au obținut pentru prima dată o stare a materiei prezisă acum aproape 50 de ani

Excitoniul evaziv, a cărui existență nu a putut fi dovedită experimental timp de aproape jumătate de secol, s-a arătat în sfârșit cercetătorilor. Acest lucru este raportat într-un articol pe care o echipă științifică condusă de Peter Abbamonte l-a publicat în revista Science. Anterior, a fost descris ce sunt cvasiparticulele în general și așa-numitele găuri în special. Să ne amintim asta pe scurt. Este convenabil să descrii mișcarea electronilor într-un semiconductor folosind conceptul de gaură, un loc în care lipsește un electron. Gaura, desigur, nu este o particulă, așa ceva

19:08 19.10.2017

Au fost detectate unde gravitaționale de la fuziunea a două stele neutronice

Observatorul European de Sud (ESO) raportează că, pentru prima dată în istorie, astronomii au observat unde gravitaționale și lumina (radiația electromagnetică) generate de același eveniment cosmic. Undele gravitaționale sunt prezise de relativitatea generală, precum și de alte teorii ale gravitației. Acestea sunt modificări ale câmpului gravitațional care se deplasează ca valurile. Se raportează că pe 17 august 2017 au fost observate pentru prima dată unde gravitaționale și semnale electromagnetice generate în timpul fuziunii a două stele neutronice. Acest

13:38 03.10.2017

Au fost anunțați laureații Premiului Nobel pentru Fizică

Oamenii de știință americani Rainer Weiss, Kip Thorne și Barry Barish au primit în 2017 Premiul Nobel pentru Fizică. Oamenii de știință au fondat observatorul de unde gravitaționale cu interferometru cu laser LIGO, care a făcut posibilă detectarea experimentală a undelor gravitaționale. Anterior, laureații Premiului Nobel pentru fiziologie și medicină au devenit cunoscuți. Premiul a fost acordat oamenilor de știință americani Geoffrey Hall, Michael Rozbash și Michael Young pentru studiul lor asupra ceasurilor celulare.

08:11 12.09.2017

China a creat un motor care încalcă legile fizicii

Experții chinezi au dezvoltat un prototip de lucru EmDrive, a cărui acțiune nu poate fi explicată în cadrul legilor de conservare, relatează Daily Mail cu referire la canalul de televiziune CCTV-2. Detaliile tehnice ale invenției nu sunt date. Cu toate acestea, videoclipul despre invenție spune că motorul va fi testat în curând în spațiu. EmDrive este un dispozitiv format dintr-un magnetron care generează microunde și un rezonator care stochează energia vibrațiilor acestora. Acest lucru creează un impuls care nu poate fi explicat prin legea conservării energiei. Cum au descoperit astronomii o întreagă „puimă” de găuri negre care încalcă legile fizicii

Astronomii au descoperit trei găuri negre supermasive în Universul timpuriu, care au devenit de un miliard de ori mai grele decât Soarele în doar o sută de mii de ani, o performanță imposibilă conform teoriilor astronomice actuale, potrivit unui articol publicat în Astrophysical Journal. Quasar 3C 273 descris de un artist ESO/M. Kornmesser Nici un model teoretic actual nu poate explica existența acestor obiecte. Descoperirea lor în Universul timpuriu pune sub semnul întrebării teoriile actuale ale formării găurilor negre, iar acum va trebui să creăm altele noi.

11:12 04.03.2017

Fizicienii au creat o nouă formă de materie

Oamenii de știință de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts din Statele Unite au creat un solid superfluid din atomi de sodiu. În acest scop, au folosit lasere, cu ajutorul cărora au putut să confere lichidului cuantic (condens Bose-Einstein) o structură caracteristică cristalelor. Articolul cercetătorilor a fost publicat în revista Nature. Un condensat Bose-Einstein este o substanță formată din bozoni, particule care pot exista în aceeași stare cuantică. Acest lucru îi diferențiază de fermioni (cum ar fi electronii), pentru care

19:21 18.02.2017

Satelit pe un șir sau sisteme de prindere spațială

Când vorbesc despre sistemele de prindere spațială, oamenii se gândesc de obicei la ascensoarele spațiale și la alte structuri ciclopice, care, dacă sunt construite, vor fi într-un viitor foarte îndepărtat. Dar puțini oameni știu că experimentele de desfășurare a legăturilor în spațiu au fost efectuate în mod repetat, cu scopuri diferite, iar ultimul s-a încheiat cu eșec la începutul lunii februarie a acestui an. Gemeni 11 conectat printr-o legătură de ținta Agena, fotografie NASA. Cum a fost întrerupt cablul din cală pe HTV-KITE Experimentul HTV-KITE așa cum este imaginat de un artist, fotografie JAXA 27 ianuarie din

În ultimul an, în Rusia au fost făcute descoperiri importante în domeniile chimiei, fizicii și medicinei.

FOTO: Alexander Kozhokhin, „Seara Moscova”

Corespondentul VM a aflat ce s-a inventat în vastitatea țării noastre în 2017 și în ce măsură știința rusă este recunoscută în întreaga lume.

1. Blockchain cuantic- un sistem distribuit de stocare a datelor care este pur și simplu imposibil de piratat, deoarece este protejat prin metode de criptografie cuantică. Și primul blockchain cuantic din lume a fost lansat în mai anul trecut de către fizicienii de la Moscova de la Centrul Cuantic Rus. Potrivit dezvoltatorilor, în viitor acest sistem va deveni indispensabil pentru întocmirea „contractelor inteligente”, stocarea informațiilor despre drepturile de proprietate intelectuală și alte date.

„Toată munca de creare a unui blockchain cuantic a fost realizată ca parte a investițiilor deja primite pentru proiectul de criptografie cuantică”, a spus creatorul tehnologiei, Alexey Fedorov. – Acum trebuie să creăm produse bazate pe acesta - să modificăm platforma și să creăm aplicații blockchain cu logica de business.

2. Metamaterial tridimensional, creată de oamenii de știință ruși de la Sankt Petersburg, a fost recunoscută drept una dintre principalele descoperiri ale anului 2017 conform uneia dintre prestigioase reviste științifice din lume. Proprietățile sale fac posibilă controlul propagării luminii și a undelor electromagnetice fără nicio pierdere de energie. Particularitatea metamaterialului este că suprafața sa conduce curentul, în timp ce interiorul său izolează.

„Datorită izolatoarelor tridimensionale, putem obține un comportament al undelor electromagnetice care anterior nu era atins din punct de vedere tehnic”, a comentat Alexander Khanikaev, profesor la Universitatea City din New York, despre invenție.

3. Sistem virtual de testare a medicamentelor pentru cancer a fost inventat și în Rusia. Dezvoltarea aparține geneticienilor de la Institutul de Biologie a Sistemelor. Tehnologia a fost demonstrată în februarie anul trecut. Invenția demonstrează încă o dată: totul ingenios este simplu. O echipă de cercetători a creat un computer analog al sistemului imunitar uman. Reacționează la toate medicamentele exact în același mod ca corpul nostru. Așa că acum experimentele cu metodele de tratament pot fi efectuate în condiții complet sigure, iar rezultatele obținute vor fi mult mai complete și mai eficiente. Pachetul de software, potrivit oamenilor de știință, va accelera procesul de dezvoltare și testare a imunoterapiei.

4. O altă revistă americană de autoritate a recunoscut descoperirea anului 2017 detectarea undelor gravitaționale care apar în timpul fuziunii unei stele neutronice în galaxia NGC 4993. În ciuda faptului că peste șaptezeci dintre observatoarele de top din lume s-au angajat în cercetare în acest domeniu, astrofizicienii noștri de la Academia Rusă de Științe și Universitatea de Stat din Moscova Lomonosov au dreptul să fie numiți pionieri. Această descoperire, de altfel, este o confirmare directă a Teoriei relativității.

5. Pe 8 februarie 2017, oficialul includerea celui de-al 118-lea element chimic oganesson în tabelul periodic, numit după directorul științific al Laboratorului Flerov de Reacții Nucleare al Institutului Comun de Cercetare Nucleară din Dubna, lângă Moscova, Yuri Oganesyan. Prin eforturile sale s-a făcut descoperirea. Apropo, Oganesyan este primul om de știință rus al cărui nume a fost dat unui element chimic în timpul vieții sale.

„Numele celui de-al 118-lea element a fost propus de colegii mei din Dubna, împreună cu oamenii de știință de la Laboratorul Național Lawrence Livermore din SUA”, a spus Oganesyan. - După cinci luni de discuții, numele elementului a fost aprobat în cele din urmă. Și sunt recunoscător colegilor mei pentru o evaluare atât de înaltă a muncii mele.

Anul a început cu descoperirea Sfântului Graal - fizicienii au reușit să transforme hidrogenul în metal. Experimentul a confirmat evoluțiile teoretice din prima jumătate a secolului trecut. Cercetătorii de la Universitatea Harvard au răcit elementul la -267 de grade Celsius și l-au supus unei presiuni de 495 gigapascali, care este mai mult decât în ​​centrul Pământului.

„În Occident vor înceta să bea alcool și vor trece la băuturi alcoolice inofensive”

Experimentatorii înșiși au comparat producția primului hidrogen metalic de pe planetă cu achiziția unei cupe sacre - scopul principal al cavalerilor legendari. Dar rămâne întrebarea dacă hidrogenul își va păstra proprietățile atunci când presiunea scade. Fizicienii speră că nu.

Călătoria în timp este posibilă

Reconsiderați conceptul de timp de către teoreticienii de la Universitatea din Viena și de la Academia Austriacă de Științe. Conform legilor mecanicii cuantice, cu cât un ceas este mai precis, cu atât expune mai repede fluxul timpului efectului incertitudinii cuantice. Și acest lucru limitează capacitățile instrumentelor noastre de măsurare, indiferent cât de bine sunt ele realizate.

Este imposibil să măsori timpul. Dar puteți călători în el folosind curburi, un om de știință de la Universitatea British Columbia (Canada). Adevărat, deocamdată aceasta este doar o admitere teoretică. Nu există materiale necesare pentru a crea o mașină în timp real.

Dar particulele cuantice sunt capabile să se întoarcă în trecut, sau mai degrabă să influențeze alte particule în timp. Această teorie a fost confirmată în 2017 de oamenii de știință de la Universitatea Chapman (SUA) și de la Institutul Perimetru de Fizică Teoretică (Canada). Cercetările lor teoretice au condus la o concluzie interesantă: fie fenomenele fizice sunt capabile să se propagă în trecut, fie știința a întâlnit un mod intangibil de interacțiune a particulelor.

Exact două straturi de grafen pot opri un glonț

Energia întunecată nu există. Dar nu este exact

Dezbaterea despre energia întunecată – o constantă ipotetică care explică expansiunea Universului – nu s-a oprit de la începutul mileniului. Anul acesta, fizicienii au ajuns la concluzia că energia întunecată nu există până la urmă.

Oamenii de știință de la Universitatea din Budapesta și colegii lor din SUA spun că eroarea constă în înțelegerea structurii Universului. Susținătorii conceptului de energie întunecată au presupus că materia are o densitate uniformă, dar nu este cazul. Modelul computerizat a arătat că Universul este format din bule, iar acest lucru înlătură contradicțiile. Energia întunecată nu mai este necesară pentru a explica fenomene inexplicabile.

Cu toate acestea, construit pe un supercomputer de la Universitatea din Durham (Marea Britanie), a condus astrofizicienii la concluzii exact opuse. Și datele de la spectrometrul magnetic alfa de la Stația Spațială Internațională arată că energia întunecată există. Acest lucru a fost declarat independent de două grupuri de cercetători: din Germania și din China.

Și cel mai important, XENON1T, cel mai sensibil detector de materie întunecată din lume, a dat primul. Adevărat, nu există încă rezultate pozitive. Dar oamenii de știință sunt fericiți că sistemul funcționează deloc și prezintă erori minime.

Oamenii de știință nu mai înțeleg cum funcționează AI

Tehnologii

Gravitația este cheia altor dimensiuni

Fizicienii au visat de mult să construiască o teorie a totul - un sistem care să descrie cuprinzător realitatea. Una dintre cele patru interacțiuni fundamentale nu permite - gravitația. Particulele care ar tolera interacțiunea gravitațională nu au fost detectate. Aceasta înseamnă că, în conformitate cu legile mecanicii cuantice, nu există unde.

O soluție ingenioasă a problemei de către oamenii de știință de la Institutul Max Planck. În opinia lor, câmpul gravitațional apare tocmai în momentul în care o undă cuantică devine o particulă.

Un alt obstacol în construirea unei teorii a totul este absența unei acțiuni inverse forței de atracție; acest factor încalcă și simetria formulelor ideale. Cu toate acestea, oamenii de știință de la Universitatea de Stat din Washington au descoperit în aprilie 2017 o substanță care se comportă ca și cum ar avea o masă negativă. Efectul a fost atins înainte, dar rezultatul nu a fost niciodată atât de precis și de definit.

Interesul pentru studiul gravitației este sporit de teoria conform căreia gravitația este influențată de alte dimensiuni. Fizicienii de la Institutul Max Planck (Germania), folosind cele mai moderne detectoare de unde gravitaționale, confirmă sau infirmă existența altor măsurători în decurs de un an. La sfârșitul anului 2018 sau cel mai târziu - la începutul anului 2019.

„Bitcoin a eșuat ca monedă”

Tehnologii

Mecanica cuantică este condamnată

Este ușor de observat că majoritatea descoperirilor fizicii moderne sunt asociate cu studiul mecanicii cuantice. Cu toate acestea, oamenii de știință cred că teoria cuantică în forma sa actuală nu va dura mult. Iar cheia înțelegerii lumii va fi matematica nouă.

În lumina unor astfel de afirmații, nu este clar cum să percepem vestea că experimentatorii de la Institutul Niels Bohr, pentru prima dată în istoria științei, au făcut ca qubiții să se rotească în direcția opusă. Sau că a doua lege a termodinamicii în anumite circumstanțe din lumea cuantică, așa cum susțin fizicienii de la MIPT. Poate că toate acestea ar trebui luate ca o confirmare a teoriei actuale. Poate - ca un pas către o nouă fizică, care va descrie realitatea și mai precis.

Între timp, oamenii de știință continuă să caute fenomene care să împace lumile lui Einstein și Newton. Poate că o nouă formă de materie va ajuta în acest sens. Apropo, s-a dovedit a fi condensat, deși până acum teoreticienii au argumentat mult despre natura lui.