Типа Ia был сделан вывод, что постоянная Хаббла изменяется, и расширение Вселенной ускоряется со временем. Затем эти наблюдения были подкреплены другими источниками: измерениями реликтового излучения , гравитационного линзирования, нуклеосинтеза Большого Взрыва . Полученные данные хорошо объясняются наличием тёмной энергии , заполняющей всё пространство Вселенной.
Физика элементарных частиц
Главным результатом современной теоретической ФЭЧ является построение Стандартной модели физики элементарных частиц. Данная модель базируется на идее калибровочных взаимодействий полей и механизме спонтанного нарушения калибровочной симметрии (механизм Хиггса). За последние пару десятков лет её предсказания были многократно перепроверены в экспериментах, и в настоящее время она - единственная физическая теория, адекватно описывающая устройство нашего мира вплоть до расстояний порядка 10 −18 м.
В последнее время имеются опубликованные экспериментальные результаты, не укладывающиеся в рамки Стандартной модели, - рождение мюонных струй на коллайдере Тэватрон , установке CDF в протон -антипротонных столкновениях при полной энергии 1,96 ГэВ . Впрочем, многие физики считают найденный эффект артефактом анализа данных (статью коллаборации CDF согласились подписать только около двух третей её участников).
Перед физиками, работающими в области теоретической ФЭЧ, стоят две основные задачи: создание новых моделей для описания экспериментов и доведение предсказаний этих моделей (в том числе и Стандартной модели) до экспериментально проверяемых величин.
Квантовая гравитация
Два основных направления, пытающихся построить квантовую гравитацию , - это теории суперструн и петлевая квантовая гравитация .
В первой из них вместо частиц и фонового пространства-времени выступают струны и их многомерные аналоги - браны . Для многомерных задач браны являются как бы многомерными частицами, но с точки зрения частиц, движущихся внутри этих бран, они являются пространственно-временными структурами. Во втором подходе осуществляется попытка сформулировать квантовую теорию поля с отсутствием привязки к пространственно-временному фону. Большинство физиков сейчас полагают, что правильный второй путь.
Квантовые компьютеры
В практическом аспекте это технологии производства устройств и их компонентов, необходимых для создания, обработки и манипуляции частицами, размеры которых находятся в пределах от 1 до 100 нанометров. Однако нанотехнология сейчас находится в начальной стадии развития, поскольку основные открытия, предсказываемые в этой области, пока не сделаны. Тем не менее, проводимые исследования уже дают практические результаты. Использование в нанотехнологии передовых научных достижений позволяет относить её к высоким технологиям .
Примечания
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Последние достижения в физике" в других словарях:
Результат столкновения ионов золота с энергией 100 ГэВ, зарегистрированный детектором STAR на коллайдере тяжелых релятивистских ионов RHIC. Тысячи линий обозначают пути частиц, родившихся в одном столкновении. Физика элементарных частиц (ФЭЧ),… … Википедия
Результат столкновения ионов золота с энергией 100 ГэВ, зарегистрированный детектором STAR на коллайдере тяжелых релятивистских ионов RHIC. Тысячи линий обозначают пути частиц, родившихся в одном столкновении. Физика элементарных частиц (ФЭЧ),… … Википедия
В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Гамов. Георгий Антонович Гамов (Джордж Гамов) … Википедия
Нанотехнология - (Nanotechnology) Содержание Содержание 1. Определения и терминология 2. : история возникновения и развития 3. Фундаментальные положения Сканирующая зондовая микроскопия Наноматериалы Наночастицы Самоорганизация наночастиц Проблема образования… … Энциклопедия инвестора
Хокинг, Стивен - Британский физик теоретик Британский ученый, известный теоретик в области черных дыр и космологии. С 1979 по 2009 год занимал престижный пост Лукасовского профессора Кэмбриджского университета. Занимается наукой несмотря на тяжелую болезнь,… … Энциклопедия ньюсмейкеров
Ярослав Гейровский Дата рождения … Википедия
1 . в России и СССР. Предшественниками Э. и с. на Руси были рукописные сборники общего содержания, а также перечни (реестры) иноземных слов, прилагавшиеся к рукописям церковных книг. Уже наиболее ранние памятники др. рус. письменности Изборники… … Советская историческая энциклопедия
У этого термина существуют и другие значения, см. Тесла. Никола Тесла серб. Никола Тесла … Википедия
В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия
Книги
- Изотопы: свойства, получение, применение. Том 2 , Коллектив авторов. В данной книге собраны статьи по широкому кругу интенсивно развивающихся направлений науки и техники, которые связаны с получением и применением стабильных и радиоактивных изотопов.…
Правообладатель иллюстрации Science Photo Library Image caption Парадокс Шрёдингера известен давно, но продемонстировать его на физическом уровне до сих пор не удавалось
Обнаружение гравитационных волн в пространстве-времени, а также первая практическая демонстрация знаменитого парадокса Шрёдингера включены в список крупнейших достижений физики за 2016 год, по версии журнала Physics World .
В нем также присутствует и открытие первой экзопланеты в ближайшей к нам звездной системе.
Обнаружение гравитационных волн , признанное крупнейшим открытием года, было достигнуто научным сообществом LIGO, в котором участвует более 80 научных институтов всего мира.
Сообщество использует несколько лабораторий, пытающихся обнаружить отклонения в структуре пространства-времени, возникающие при прохождении мощного лазерного импульса в вакуумном тоннеле.
Первый сигнал, зафиксированный ими, был порождением столкновения двух черных дыр на расстоянии более миллиарда световых лет от Земли.
По словам Хамиша Джонстона, редактора журнала Physics World, где опубликован список достижений, эти наблюдения стали первым прямым свидетельством существования черных дыр.
Правообладатель иллюстрации LIGO/T. Pyle/SCIENCE PHOTO LIBRARY Image caption Альберт Эйнштейн первым предположил возможность существования гравитационных волнСреди других крупнейших физических открытий года:
Кот Шрёдингера: ученые в течение многих лет ломают голову над загадкой кота Шрёдингера. Это мысленный эксперимент австрийского ученого Эрвина Шредингера. Кот находится в ящике. В ящике имеется механизм, содержащий радиоактивное атомное ядро и ёмкость с ядовитым газом. Парадокс заключается в том, что животное может быть живым или мертвым в одно и то же время. Узнать это точно можно, только открыв ящик. Это означает, что открытие ящика выделяет одно из множества состояний кота. Но до того, как ящик будет открыт, животное нельзя считать живым или мертвым - кот может находиться в двух состояниях одновременно.
Однако американские и французские физики впервые смогли отследить состояние кота на примере внутреннего устройства молекулы, проявляющегося в одновременном нахождении системы в двух квантовых состояниях.
Для этого специалисты привели молекулы в возбужденное состояние с помощью рентгеновского лазера (разера). Из полученных дифракционных картин высокого пространственного и временного разрешений физики смонтировали видео.
Компактный "гравиметр": ученые из университета Глазго построили гравиметр, которые способен очень точно измерять силу тяжести на Земле. Это компактное, точное и недорогое устройство. Прибор может быть использован при поиске полезных ископаемых, в строительстве и исследовании вулканов.
Ближайшая к нам экзопланета: астрономы обнаружили признаки присутствия в системе Проксима Центавра планеты, находящейся в обитаемой зоне. Эта планета, получившая название Proxima b, по массе всего в 1,3 больше Земли и может иметь жидкую воду на своей поверхности.
Правообладатель иллюстрации ESO/M.Kornmesser Image caption Так может выглядить поверхность планеты Proxima bКвантовое запутывание: группе физиков из США удалось впервые продемонстрировать эффект квантовомеханического запутывания на примере макроскопической механической системы.
Развитие экспериментальных методов изучения квантовых систем и отработка методик по запутыванию разного рода объектов должна, по прогнозам физиков, привести к появлению принципиально новых компьютеров.
Чудо-материал: ученым удалось впервые измерить свойство материала графена - так называемую негативную рефракцию. Это явление может быть использовано при создании новых типов оптических устройств, например, крайне чувствительных линз и объективов.
Атомные часы: немецкие физики обнаружили трансмутацию изотопа тория-229, которая может стать основой конструкции нового типа атомных часов. Такие часы будут гораздо более устойчивыми, чем существующие приборы этого типа.
Оптика для микроскопов: шотландские ученые из Университета Стратклайда создали новый тип линзы для микроскопов, получившей название Mesolens. Новые линзы имеют большое поле зрения и высокое разрешение.
Правообладатель иллюстрации Mesolens Image caption Эти структуры в мозгу крыс были зафиксированы новым микроскопом на основе линз MesolensСверхбыстрый компьютер: австрийские ученые достигли крупного успеха в разработке квантовых компьютеров. Они создали модель фундаментальных взаимодействий элементарных частиц, которая может применяться прототипами квантовых компьютеров.
Атомный двигатель: ученые из университета Майнца в Германии разработали прототип теплового двигателя, который состоит из одного атома. Он конвертирует разницу в температуре в механическую работу, помещая единственный ион кальция в ловушку в форме воронки.
МОСКВА, 8 фев — РИА Новости. Более 70% россиян не в состоянии назвать ни одного научного достижения страны за последние десятилетия — таковы результаты социологического исследования ВЦИОМ, выполненного ко Дню российской науки. При этом как минимум десять открытий наших ученых за последние годы оставили заметный след в мировой науке.
Гравитационные волны
В августе 2017-го детектор LIGO обнаружил гравитационные волны, вызванные столкновением двух нейтронных звезд в галактике NGC 4993 созвездия Гидры. Точнейший прибор почувствовал возмущение пространства — времени, хотя его источник находился в 130 миллионах световых лет от Земли. Журнал Science назвал это главным открытием года.
Немалый вклад в него внесли физики МГУ имени М. В. Ломоносова и нижегородского Института прикладной физики РАН. Россияне подключились к поиску гравитационных волн на детекторе LIGO в 1993 году благодаря член-корреспонденту РАН Владимиру Брагинскому (ушел из жизни в марте 2016-го).
LIGO впервые зафиксировал гравитационные волны (от столкновения двух черных дыр) в сентябре 2015 года.
Озеро Восток в Антарктиде
Россиянам принадлежит последнее крупное географическое открытие на планете — озеро Восток в Антарктиде. Гигантский водоем находится под четырехкилометровой толщей льда в самом центре Шестого континента. Теоретически его предсказали еще в 1950-е океанолог Николай Зубов и геофизик Андрей Капица.
Почти три десятилетия понадобилось, чтобы пробурить ледник. Участники Российской антарктической экспедиции ААНИИ достигли реликтового озера 5 февраля 2012 года.
Озеро Восток изолировано от внешнего мира как минимум 14 миллионов лет. Ученых интересует, сохранились ли там какие-то живые организмы. Если жизнь в водоеме есть, то ее изучение послужит важнейшим источником информации о прошлом Земли и поможет поиску организмов в космосе.
Космический проект "Радиоастрон"
В июле 2011 года на орбиту был выведен радиотелескоп "Спектр-Р". Вместе с наземными радиотелескопами он образует своеобразное ухо, способное слышать пульс Вселенной в радиодиапазоне. Этот успешный российский проект под названием "Радиоастрон" уникален. В его основе — принцип радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами, разработанный академиком Николаем Кардашевым, директором Астрокосмического центра ФИАН.
"Радиоастрон" изучает сверхмассивные черные дыры и, в частности, выбросы из них вещества (джеты). С помощью самого большого в мире (зафиксировано в Книге рекордов Гиннесса) радиотелескопа ученые надеются увидеть тень черной дыры, которая, предположительно, находится в центре Млечного Пути.
Опыты с графеном
В 2010 году выходцы из России Андрей Гейм и Константин Новоселов стали лауреатами Нобелевской премии по физике за исследование графена. Оба окончили МФТИ, работали в Институте физики твердого тела РАН в Черноголовке, а в 1990-е уехали продолжать исследования за границу. В 2004 году они предложили классический теперь способ получения двумерного графена, просто отодрав его скотчем от куска графита. В настоящее время нобелиаты работают в Университете Манчестера в Великобритании.
Графен — это слой углерода толщиной в один атом. В нем видели будущее терагерцовой электроники, но затем обнаружили ряд изъянов, которые пока не удается обойти. К примеру, графен очень непросто превратить в полупроводник, к тому же он очень хрупкий.
Новый вид Homo
В 2010 году мир облетела сенсация — обнаружен новый вид древних людей, живших одновременно с сапиенсами и неандертальцами. Родственников окрестили денисовцами по названию пещеры на Алтае, где нашли их останки. Место денисовцев на генеалогическом древе человека удалось установить после расшифровки ДНК, выделенных из зуба взрослого человека и мизинца маленькой девочки, погибших 30-50 тысяч лет назад (точнее, к сожалению, сказать невозможно).
Древние люди облюбовали Денисову пещеру еще 300 тысяч лет назад. Ученые из Института археологии и этнографии СО РАН не один десяток лет вели там раскопки, и только прогресс в методах молекулярной биологии позволил наконец раскрыть тайну денисовцев.
Археологи хотят восстановить внешний облик денисовского человека Директор Института археологии и этнографии СО РАН, лауреат госпремии этого года академик Анатолий Деревянко надеется, что в ходе раскопок в Денисовой пещере на Алтае ученые смогут найти череп или фрагменты вымершего вида людей - денисовского человека - и восстановить его облик.Сверхтяжелые атомы
В 1960-е отечественные физики предсказали "остров стабильности" — особое физическое состояние, в пределах которого должны существовать сверхтяжелые атомы. В 2006 году экспериментаторы из Объединенного института ядерных исследований в Дубне обнаружили на этом "острове" при помощи циклотрона 114-й элемент, названный позднее флеровием. Затем один за другим были открыты 115-й, 117-й и 118-й элементы — соответственно, московий, теннессин и оганесон (в честь первооткрывателя академика Юрия Оганесяна). Так пополнилась таблица Менделеева.
Гипотеза Пуанкаре
В 2002-2003 годах российский математик Григорий Перельман решил одну из задач тысячелетия — доказал гипотезу Пуанкаре, сформулированную сто лет назад. Решение он опубликовал в серии статей на arxiv.org. Его коллегам потребовалось несколько лет, чтобы проверить доказательство и признать открытие. Перельмана номинировали на Филдсовскую премию, Математический институт Клэя вручил ему миллион долларов, но математик отказался от всех наград и денег. Он также проигнорировал предложение поучаствовать в выборах на звание академика.
Григорий Перельман родился в Санкт-Петербурге, окончил физико-математическую школу № 239 и математико-механический факультет Ленинградского университета, работал в питерском филиале Математического института им. В. А. Стеклова. Он не общается с прессой, не ведет публичной деятельности. Неизвестно даже, в какой стране он сейчас проживает и занимается ли математикой.
В прошлом году журнал "Форбс" включил Григория Перельмана в число людей столетия.
Лазер на гетероструктурах
В конце 1960-х физик Жорес Алферов сконструировал первый в мире полупроводниковый лазер на выращенных им гетероструктурах. В то время ученые активно искали способ усовершенствовать традиционные элементы радиосхем, и это удалось благодаря изобретению принципиально новых материалов, которые нужно было выращивать послойно, атом за атомом, причем из разных соединений. Несмотря на трудоемкость процедур, вырастить такие кристаллы удалось. Выяснилось, что они могут излучать как лазеры и таким образом передавать данные. Это позволило создать компьютеры, компакт-диски, оптоволоконную связь, новые системы космической связи.
В 2000 году академик Жорес Алферов удостоился Нобелевской премии по физике.
Высокотемпературные сверхпроводники
В 1950-х физик-теоретик Виталий Гинзбург вместе со Львом Ландау взялись за теорию сверхпроводимости и доказали существование особого класса материалов — сверхпроводников второго рода. Экспериментально их обнаружил физик Алексей Абрикосов. В 2003 году Гинзбург и Абрикосов получили за это открытие Нобелевскую премию.
В 1960-е Виталий Гинзбург занялся теоретическим обоснованием высокотемпературной сверхпроводимости, написал об этом книгу совместно с Давидом Киржницем. В то время в существование материалов, которые бы без сопротивления проводили электрический ток при температуре несколько выше абсолютного нуля, мало кто верил. А в 1987 году открыли соединения, превращавшиеся в сверхпроводники при 77,4 Кельвина (минус 195,75 градусов Цельсия, точка кипения жидкого азота).
Поиски высокотемпературных сверхпроводников продолжили физики Михаил Еремец и Александр Дроздов, работающие сейчас в Германии. В 2015 году они открыли, что сверхпроводником может стать газ сероводород, причем при рекордно высокой для этого явления температуре — минус 70 градусов. Журнал Nature назвал Михаила Еремеца ученым года.
Последние мамонты на Земле
В 1989-м Сергей Вартанян, молодой сотрудник Ленинградского государственного университета, изучавший древнюю географию Арктики, приехал на остров Врангеля, затерянный в Северном Ледовитом океане. Он собрал кости мамонтов, валявшиеся там в избытке, и с помощью радиоуглеродного анализа определил, что им всего несколько тысяч лет. Как впоследствии установили, шерстистые мамонты вымерли 3730 лет назад. Островные мамонты были чуть помельче своих материковых сородичей, ростом в холке до 2,5 метра, поэтому их еще называют карликовыми. Статья Вартаняна и его коллег о самых последних мамонтах на Земле вышла в Nature в 1993 году, и об их открытии узнал весь мир.
Геном мамонтов с острова Врангеля расшифровали в 2015 году. Сейчас Сергей Вартанян с российскими и зарубежными коллегами продолжают его анализировать, чтобы узнать все особенности жизни карликовых мамонтов и разгадать тайну их исчезновения.
1 февраля 2020Антиферромагнитный топологический изолятор
1 февраля 2020Неустойчивость в квантовом газе, вызванная диссипацией
1 февраля 2020Вращение сверхтекучей жидкости
1 февраля 2020Вращение квантовых сверхтекучих жидкостей исследовалось во множестве работ как теоретически, так и экспериментально (см., например, и ). Интересен случай, когда частота вращения приближается к удерживающей частоте потенциала атомной ловушки или превышает её. В этом случае, согласно расчётам, должны возникать кольцевые структуры, которые можно представить как объединение множества квантовых вихрей в один гигантский вихрь. Такие структуры действительно наблюдались, однако они быстро распадались, либо плотность жидкости в центре была не мала. Исследователи из Университета Париж-север XIII и Национального центра научных исследований Франции впервые получили в своём эксперименте кольцевую структуру, которая была устойчива в течение более одной минуты. Путём вращения несферического потенциала ловушки бозе-эйнштейновскому конденсату атомов 87 Rb сообщался угловой момент, который в процессе селективного испарения повышался до 350×h/2π на атом. При этом в структуре конденсата возникало кольцо радиусом ≈ 30 мкм с отверстием в центре, вращающееся со свехзвуковой линейной скоростью, достигающей 18 чисел Маха. В кольце возбуждалась квадрупольная мода деформаций, для описания которой существующих гидродинамических моделей оказалось недостаточно, и требуется разработка более детальной теории.
Год начался с обретения святого Грааля - физикам удалось водород в металл. Эксперимент подтвердил теоретические разработки первой половины прошлого века. Исследователи из Гарвардского университета охладили элемент до −267 градусов Цельсия и подвергли давлению в 495 гигапаскалей, что больше чем в центре Земли.
«На Западе прекратят пить алкоголь и перейдут на безвредный алкосинт»
Экспериментаторы сами сравнили получение первого на планете металлического водорода с обретением священной чаши - главной цели легендарных рыцарей. Но остался открытым вопрос, сохранит ли водород свои свойства, когда ослабнет давление. Физики надеются, что нет.
Путешествия во времени возможны
Пересмотреть концепцию времени теоретики из Университета Вены и Австрийской академии наук. По законам квантовой механики, чем точнее часы, тем скорее они подвергают поток времени эффекту квантовой неопределенности. И это ограничивает возможность наших измерительных приборов, независимо от того, насколько они хорошо сделаны.
Измерить время невозможно. Зато в нем можно путешествовать, используя искривления, ученый из Университета Британской Колумбии (Канада). Правда, пока это только теоретический допуск. Для создания реальной машины времени нет необходимых материалов.
Зато в прошлое способны квантовые частицы, точнее влиять на другие частицы во времени. Эту теорию в 2017 году подтвердили ученые из Чепменского университета (США) и Института теоретической физики Периметр (Канада). Их теоретические изыскания привели к любопытному выводу: либо физические явления способны распространяться в прошлое, либо наука столкнулась с нематериальным способом взаимодействия частиц.
Ровно два слоя графена смогут остановить пулю
Темной энергии не существует. Но это не точно
Споры о темной энергии - гипотетической константе, объясняющей расширение Вселенной - не прекращаются с начала тысячелетия. В этом году физики пришли к выводу, что темной энергии все-таки не существует.
Ученые из Будапештского университета и их коллеги из США , что ошибка кроется в понимании структуры Вселенной. Сторонники концепции темной энергии исходили из того, что материя однородна по плотности, а это не так. Компьютерная модель показала, что Вселенная состоит как бы из пузырей, и это снимает противоречия. Темная энергия больше не нужна для того, чтобы объяснить необъяснимые явления.
Впрочем, построенная на суперкомпьютере Даремского университета (Британия) привела астрофизиков к прямо противоположным выводам. И данные магнитного альфа-спектрометра с Международной космической станции , что темная энергия все-таки существуют. Это независимо друг от друга констатировали две группы исследователей: из Германии и из Китая.
А главное, XENON1T, самый чувствительный в мире детектор темной материи, дал первые . Правда, положительных результатов пока нет. Но ученые довольны, что система вообще работает и демонстрирует минимальные погрешности.
Ученые перестали понимать, как работает ИИ
Технологии
Гравитация - ключ к другим измерениям
Физики давно мечтают построить теорию всего - систему, которая исчерпывающе описывала бы реальность. Не позволяет одно из четырех фундаментальных взаимодействий - гравитация. Частицы, которые переносили бы гравитационное взаимодействие, не обнаружены. А значит, в соответствии с законами квантовой механики, нет и волн.
Остроумное решение проблемы ученые из института Макса Планка. По их мнению, гравитационное поле возникает именно в тот момент, когда квантовая волна становится частицей.
Еще одно препятствие к построению теории всего - отсутствие действия обратного силе притяжения, этот фактор тоже нарушает симметрию идеальных формул. Впрочем, ученые из Университета штата Вашингтон в апреле 2017 вещество, которое ведет себя так, будто у него отрицательная масса. Эффект достигался и ранее, но никогда результат не был таким точным и определенным.
Интерес к изучению гравитации увеличивает теория, согласно которой тяготение подвержено влиянию из других измерений. Физики из Института Макса Планка (Германия) , применив самые современные детекторы гравитационных волн, подтвердить или опровергнуть существование других измерений уже через год. В конце 2018-го или самое позднее - в начале 2019 года.
«Биткойн провалился как валюта»
Технологии
Квантовая механика обречена
Нетрудно заметить, что большинство открытий современной физики связано с изучением квантовой механики. Тем не менее, ученые , что квантовая теория в современном виде долго не продержится. И ключом к пониманию мира станет новая математика.
В свете таких высказываний непонятно как воспринимать новость о том, что экспериментаторам из Института Нильса Бора впервые в истории науки заставить кубиты вращаться в обратную сторону. Или о том, что второй закон термодинамики при определенных обстоятельствах в квантовом мире, как утверждают физики из МФТИ. Возможно, все это стоит воспринимать как подтверждение действующей теории. Возможно, - как шаг в сторону новой физики, которая еще точнее опишет реальность.
А пока ученые продолжают искать явления, которые примирят миры Эйнштейна и Ньютона. Возможно, в этом поможет - новая форма материи. Кстати, он оказался конденсатом, хотя до сих пор теоретики много спорили об его природе.
