Time Crystals To Tetraquarks: Quantum Physics În 2017

{h1}

În acest an, s-au prezentat mai multe progrese noi în fizica cuantică, de la demonstrarea cristalelor de timp până la descoperirea unei posibile quarksplozii.

Fizică cuantică în 2017

Cercuri colorate strălucitoare de teletransport în fractal spațial cu particule, generate de computer pe fundal abstract

Anul 2017 a fost sălbatic și imprevizibil. Și ce știință este mai potrivită pentru un an ciudat decât fizica cuantică?

Anul acesta s-au inaugurat descoperiri cuantice uimitoare din toate colțurile - laboratoare de neutrino îngropate adânc în Antarctica, laboratoare de calcul cuantic la universitățile majore și chiar furtuni care zburlă asupra Japoniei. De la cristale de timp până la tetraquark-ul evaziv, iată 15 dintre cele mai uimitoare descoperiri cuantice din ultimele 12 luni.

Un computer cuantic simplu

Model de calculator cuantic

Calculatoarele cuantice vin și aduc unele funcții care le vor depăși pe cele ale computerelor moderne. Dar construirea lor rămâne o propunere complicată - eforturile anterioare s-au bazat pe lasere de laborator sau alte echipamente rarificate. Acum, cercetătorii de la Universitatea din Sussex au produs un. În teorie, calculatorul cuantic ar putea funcționa în condiții mult mai puțin extreme și la o scară mult mai mare decât modelele actuale.

Un cristal de timp

ilustrare cristal timp

Cristalele de timp sună ca talismane dintr-un roman fantezist, dar sunt de fapt obiecte cuantice reale, generate pentru prima dată în 2017. Un cristal de timp este o stare unică a materiei, un grup de ioni legați împreună de legături cuantice, astfel încât se agită. sau să oscileze împreună la o perioadă de repetare. Atâta timp cât rămân condițiile de care trebuie să existe, cristalele de timp devin blocate într-un singur moment în timp; oricât de multă energie este pompată în ele, acestea nu se încălzesc sau cresc în entropie - suspendând eficient legile termodinamicii așa cum sunt înțelese de obicei. [Cele mai mari 18 mistere nesoluționate în fizică.]

Particule ultracold

molecule

Fizica cuantică este (mai mult sau mai puțin) știința a ceea ce se întâmplă când lucrurile foarte mici interacționează fără interferența forțelor și energiilor mai mari, exterioare. Așadar, pentru a face ca multe experimente cuantice-mecanice să funcționeze, cercetătorii trebuie să răcească grupuri mici de particule, în jos, până la punctul în care căldura nu lasă atomii să râdă. Cercetătorii au folosit de mult timp laserele pentru a încetini particulele, eliminându-și energia. Dar o nouă tehnică, folosind câmpuri magnetice pentru a prinde moleculele în loc înainte de a le încetini cu laser, face această metodă cu un pas mai departe și funcționează pentru multe alte tipuri de molecule. Într-un experiment timpuriu cu această tehnică, cercetătorii de la Imperial College London au răcit o moleculă de monofluorură de calciu la 50 de microkelvin - 50 de milioane de grade peste zero absolut.

Simetrii Neutrino

Observatorul IceCube Neutrino

Noi rezultate de la IceCube Neutrino Observatory - demonstrații într-un laborator îngropat 0,9 mile (1,45 kilometri) sub suprafața de gheață din Antarctica, care studiază particule dificil de detectat - sugerează că există o simetrie ciudată în masele neutrinilor. Neutrinii se împart în trei arome: muon, tau și electron. Iar masele lor se împart în trei „specii proprii” sau, în mod informal, specii. O specie pare a fi formată din majoritatea neutrinilor electroni și oa doua specie este formată dintr-un amestec aproape egal de toate cele trei arome. Însă noile dovezi sugerează că a treia specie este alcătuită dintr-o scindare egală de neutroni muoni și tau - și asta este o simetrie pe care oamenii de știință încă nu o pot explica, sugerând că ar putea exista în continuare reguli ascunse care guvernează neutrinii pe care fizicienii încă nu au descoperit-o.

Particule fermecate dublu

Colizor de Hadroni mari

Un experiment efectuat la colizorul de Hadroni (LHC), care atârna atomii, un inel subteran de 27 de mile (27 km) în apropiere de Geneva, a dezvăluit un barion - sau o particulă cu trei quarci - alcătuită din două quark-uri „de farmec” grele și unul. quark „mai ușor”. Când a apărut o particulă evazivă, așa-numita Xi-cc-plus-plus, un văr îndepărtat al barionilor mai comuni precum neutronii și protonii, a validat predicțiile modelului standard, teoria domnitoare care explică particulele subatomice. Fizicienii teoretici Jonathan Rosner și Marek Karliner au dezvoltat o metodă pentru estimarea masei barioane încă necunoscute, iar acest experiment s-a apropiat foarte mult de predicția lor, demonstrând că a funcționat.

Secretul cuantic exploziv

Bliț de lumină

Când metoda Rosner și Karliner s-au dovedit a fi funcționale, au putut să o aplice în alte contexte. Un exemplu notabil: ei CKCK au descoperit că este posibil să fuzioneze două quark-uri extrem de grele, „de jos” și să formeze un nucleon. Acea „quarksplosion” care combate mintea ar elibera o cantitate enormă de energie - de 7,6 ori mai mare decât energia reacțiilor individuale de fuziune cu hidrogen care au loc în bombele atomice. Descoperirea l-a speriat suficient pe Karliner, a spus lui WordsSideKick.com, că a luat în considerare păstrarea ei secretă, până când s-a asigurat că nu există nicio modalitate de a asambla suficient materialul implicat pentru a construi o armă.

Tetraquark evaziv

Ilustrația unui artist abstract arată o coliziune de hadron cu energie mare.

Tehnica lui Rosner și Karliner pentru determinarea masei de particule teoretice le-a permis, de asemenea, să prezică că hadronul „sfântului graal”, un tetraquark - o particulă formată din patru quarkuri, nu cele trei găsite în barioni - ar putea exista cu adevărat în forma sa cea mai pură. Ei chiar au prezis masa sa. Cercetările lor indică calea către experimentele viitoare la LHC, care ar trebui să reveleze mai devreme sau mai târziu un tetraquark din viața reală pe Pământ. [7 Fapte ciudate despre Quarks]

Acceleratoare de particule cu fulgere

Fulger peste oraș

Începând cu 1925, cercetătorii au bănuit că cascadele de electroni ale fulgerului ar putea declanșa procese de divizare a atomilor. Însă, pentru prima dată în 2017, cercetătorii au dovedit că fulgerul este o fabrică de antimaterie uriașă. S-au arătat sclipirile de fulgere în interiorul furtunilor, dezlănțuind un lanț de evenimente care determină neutronii să se despartă de atomii de azot și oxigen ambientali. Acest proces lasă în urmă izotopi instabili, radioactivi - și dușuri de neutrino și antimaterie, care sunt detectabile de la sol, datorită luminilor cu raze gamma, deoarece antimateria întâlnește materie și anihilează. [Infografic: cum funcționează fulgerul]

Înțelegerea cuantică pe distanțe lungi

Legatura cuantica

Satelitul chinez Micius a început să trimită și să primească particule cuantice interesante către și de pe Pământ în această vară. Primul truc? Zdrobirea înregistrării pentru separarea particulelor încurcate. Micius a trimis o pereche de protoni încurcați - sau legați cuantici - la stațiile de bază de pe Pământ, separați unul de celălalt cu o distanță de 747,5 mile (1,203 km), primul pas către construirea criptării sigure pentru un internet cuantic.

Teleportare cuantică

Cercuri colorate strălucitoare de teletransport în fractal spațial cu particule, generate de computer pe fundal abstract

În termen de o lună de la anunțul de înțelegere a lui Micius, echipa Micius a anunțat o altă realizare: teleportarea cuantică a unui pachet de informații de la un proton de pe o stație de bază a Pământului la un proton sus pe satelitul din orbită. Din nou, acesta este tipul de transfer de informații pe distanțe lungi pe care viitoarele rețele cuantice vor trebui să le realizeze în mod fiabil.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Mașina Reală De Zbor Va Fi Disponibilă Pentru Precomandă În Acest An
Mașina Reală De Zbor Va Fi Disponibilă Pentru Precomandă În Acest An

Laboratorii De Economisire A Șobolanilor Din Florida Nu Plătesc
Laboratorii De Economisire A Șobolanilor Din Florida Nu Plătesc

5 Grupuri Care Pretind Că Vorbesc Cu Morții
5 Grupuri Care Pretind Că Vorbesc Cu Morții

Compresiile Toracice Vin Acum Pe Primul Loc În Rcp
Compresiile Toracice Vin Acum Pe Primul Loc În Rcp

Live And Let Die: Obiceiurile De Fumat Ale Lui James Bond De-A Lungul Anilor
Live And Let Die: Obiceiurile De Fumat Ale Lui James Bond De-A Lungul Anilor


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com