1) К первому примеру открытий в физике, а точнее в биофизике, я бы хотел отнести первый отечественный экзоскелет. Почему я решил рассказать об этом? Ну, во-первых, создание экзоскелетов позволяет решить ряд больших проблем, присущих современному обществу. К таким проблемам относятся: инвалидность, повышение нагрузок при строительстве и т.п. В первом случаи, экзоскелет позволит человеку с инвалидностью стать полноценным членом общества, а это, согласитесь, дорого стоит! Во втором случаи человек сможет переносить стройматериалы и меньше нагружать свой организм, т.е. подвергать своё здоровье меньшей опасности, ну и вишенкой на торте скорость возведения зданий тоже должна увеличиться! И это только два примера использования, а сколько ещё направлений можно задействовать?
2) Нобелевская премия за работы по нейтринным осцилляциям была присуждена ученым не из России, но в число лауреатов Премии по фундаментальной физике (более крупной по сумме и демократичной по числу лауреатов) россияне из Дубны и Троицка вошли. Существование нейтринных осцилляций — переходов разных типов этих частиц друг в друга — позволило доказать, что у нейтрино, ранее считавшихся безмассовыми частицами, есть масса. Ученые полагают, что это, возможно, позволит объяснить, почему во Вселенной наблюдается в основном «обычная» материя и почти нет антиматерии.
3) Российская комическая обсерватория «РадиоАстрон» была запущена в 2011 году и за время работы получила важный результат — карту неба в необычном диапазоне.
Если бы человеческий глаз видел в радиодиапазоне, то привычный вид неба был бы совсем иным — на нем практически не видны были бы звезды. Звезды излучают в основном в оптическом диапазоне, и невооруженному глазу видны те из них, что находятся в нашей Галактике, и то лишь наиболее яркие. В радиодиапазоне на небосводе преобладают внегалактические радиоисточники. Они находятся от Земли так далеко, что радиоизлучение проводит в дороге до Земли время, сопоставимое с возрастом Вселенной (последний составляет 13,7 миллиарда лет). Эти источники очень компактные, и даже в самые лучшие оптические телескопы рассмотреть их структуру невозможно.
Полученную с помощью наблюдений «РадиоАстрона» карту внегалактических источников радиоизлучения руководитель Астрокосмического центра Николай Кардашев считает одним из наиболее значимых результатов работы космической обсерватории.
4) Первый российский кубит
Российские ученые из МФТИ, Института физики твердого тела РАН, Российского квантового центра и НИТУ МИСиС совместными усилиями изготовили и испытали первый в нашей стране сверхпроводящий кубит. Эта работа открывает перспективу создания принципиально новых приборов и устройств на основе сверхпроводниковых элементов.
Кубит — это квантовый разряд или наименьший элемент хранения информации в квантовом компьютере, аналогичный биту в обычных компьютерах. Классический бит представляет собой логическую единицу, которая может принимать два значения: 0 и 1. Кубит может одновременно быть в обоих состояниях, которые как бы перекрываются. При этом они могут перекрываться в любых соотношениях (не «чистые» 0 и 1, а как бы их части), то есть количество состояний кубита фактически бесконечно. Именно поэтому квантовые компьютеры обладают мощнейшим потенциалом.
Для того чтобы кубит перешел в состояние сверхпроводимости (то есть стал полноценным кубитом), его необходимо охладить до температуры в несколько десятков милликельвинов. При такой низкой температуре между двумя основными состояниями кубита возможен спонтанный переход одного состояния в другое, поэтому фактически можно говорить об их одновременном существовании. Такая ситуация называется суперпозицией. Сложность работы с кубитами заключается в том, чтобы, во-первых, обеспечить достаточную для считывания информации продолжительность их жизни, а также в том, чтобы суметь считать и проанализировать полученные в ходе вычислений данные.
5) Квантовые связи на расстоянии
Европейские ученые из Делфтского технического университета окончательно доказали, что между удаленными частицами существует квантовая связь.
Это значит, что изменения одного объекта коснутся и другого, связанного с первым, даже если они находятся на значительном расстоянии друг от друга.
Тем самым физики опровергли теорию Эйнштейна о скрытых переменных, которыми он объяснял странное поведение частиц, и подтвердили гипотезу ирландского физика Джона Белла, который еще в 80-х годах был убежден в квантовом взаимодействии объектов на расстоянии.
6)Двойная квантовая телепортация
Прыжок в подпространство, портал, джонт, транспортный луч, магическое воздействие — примерно такие образы возникают у любителя фантастики, услышавшего слово «телепортация». В физике всё несколько скучнее (хотя тоже — смотря для кого) – речь идет о передаче свойств одной частицы другой точно такой же частице, находящейся в отдалении. Например, значение спина частицы. Долго из-за принципа неопределённости Гейзенберга квантовая телепортация считалась невозможной, ведь нельзя просто взять и точно определить это самое передаваемое свойство. Но статья 1993 года американских и израильских ученых показала возможность телепортации среди «спутанных» фотонов, а спустя 4 года описанные идеи воплотили в эксперименте. Свойства запутанных частиц зависят друг от друга, и при смене одного меняется иное на другой частице – принцип неопределенности успешно обходится. Так ученые квантово-телепортировали атомный спин, спин фотона, когерентные световые поля и т.д.
Пока в прошлом году Чаоян Лю и Джанвей Пан из университета города Хэфэй, Китай, не телепортировали одновременно спин и орбитальный угловой момент фотона, удавалось передавать лишь одно свойство. Целых 18 лет, с момента первой квантовой телепортации, сделать этого не удавалось. Для телепортации одного свойства требуется еще одна пара запутанных частиц и два наблюдателя, обменивающихся информацией по обычному источнику связи. Один наблюдатель знает свойство частицы из дополнительной запутанный пары и комбинацию этого свойства со свойством «телепортируемой» частицы. Другой знает свойство второй частицы из пары и его комбинацию со своей частицей. Обмениваясь этими знаниями, наши наблюдатели точно восстанавливают телепортируемое свойство. Похоже на детскую игру в шифр, когда каждый игрок знает часть кода, но не может восстановить весь код без других игроков.
7) Пентакварк
Нередко самыми значительными результатами эксперимента оказываются совершенно не предполагавшиеся сначала. Ученые из коллаборации LHCb (Large Hadron Collider beauty) на Большом Адронном Коллайдере исследовали столкновения протонов при энергиях в 8 тераэлектронвольт для исследования физики известных кварков, а обнаружили пентакварк.
Вообще-то о пентакварке, о котором писал еще в 1960-х знаменитый теоретик Мюррей Гелл-Ман,сообщало несколько экспериментальных групп, но их данные ставились под сомнение, в отличие от данных LHCb, указывающих на существование двух новых частиц массами около 4400 МэВ/с2. Из кварков состоят мезоны (кварк и антикварк) и трехкварковые барионы, к которым относятся протон и нейтрон. Однако квантовая хромодинамика, изучающая сильное взаимодействие, не отрицает существование частиц из большего числа кварков. На коллайдере наблюдали распад пентакварка на J/ψ-мезон, К-мезон и протон. Потому, по мнению ученых, новые частицы состоят из двух верхних кварков, одного нижнего, очарованного кварка и его антикварка. Неизвестно пока составляют ли они компактную частицу
Комментариев нет:
Отправить комментарий