Физика раскрыла некоторые жуткие и странные стороны нашего мира, от причудливого антивещества до экспериментов, которые заставляют свет свернуться в узел. Вот семь из самых потрясающих последних открытий.
Кварк-глюонный суп
Один из удивительныч подвигов физики был совершен этом году в Брукхейвенском релятивистском коллайдере с тяжелыми ионами. В феврале 2010 года ученые объявили, что создали «кварк-глюонный суп», в котором протоны и нейтроны распались на составляющие их строительные блоки - кварки и глюоны. Для достижения необходимой температуры потребовались чрезвычайно мощные столкновения атомов золота в ускорителе - около 7 триллионов градусов по Фаренгейту (4 триллиона градусов по Цельсию). Эти условия в 250000 раз жарче, чем центр Солнца, и аналогичны температурам, наблюдаемым сразу после рождения Вселенной. Это были самые высокие температуры, когда-либо достигнутые на Земле.
Удивительные триплеты частиц
Используя атомы лития, ученые воссоздали древний математический символ, который был замечен во втором веке в афганском буддийском искусстве. Символ, называемый кольцами Борромео, изображает три кольца, соединенных вместе. Если бы какое-нибудь кольцо было удалено, они бы все развалились. Физики предсказали, что частицы должны быть в состоянии сформировать ту же самую фигуру, но никто до сих пор не смог достичь этого. Окончательная реализация, объявленная в декабре 2009 года, наступила через 40 лет после прогноза.
Легкие изгибы световой материи
В то время как легко увидеть изгиб света в лаборатории - просто посмотрев через призму - редко можно найти изгибы световой матрерии. Но ученые увидели именно это в эксперименте, о котором сообщалось в марте 2010 года. Исследователи собрали плоские ленты из наночастиц - крошечных кусочков вещества длиной всего лишь в одну миллиардную метра - в затемненной лаборатории. Затем, когда ленты были выставлены на свет, они свернулись в спирали. Результаты могут помочь инженерам разрабатывать новые типы оптики и электроники.
Левитирующий магнит
Ядерный синтез – реакция в атомных ядрах, происходящих внутри звезд - является долгожданной целью на Земле. Если ученые смогут достичь этого, они смогут предложить мощный источник энергии с небольшими негативными последствиями для окружающей среды. Ученые сделали шаг ближе к этой цели в январе 2010 года, когда они объявили, что создали магнит, который помог придумать идею , необходимую для слияния. Подвесив гигантский магнит в форме пончика в воздухе, исследователи смогли контролировать движение чрезвычайно горячего газа заряженных частиц, содержащихся во внешней камере магнита. По словам исследователей, плотность этого газа была близка к той, которая необходима для ядерного синтеза.
Новая частица антивещества
Разбивая микрочастицы на скорости, близкой к скорости света, внутри атома ученые смогли создать новое вещество: антигипертритон. Эта частица странная во многих отношениях. Во-первых, это не нормальное явление, а противоположное, называемое антивеществом, которое уничтожается всякий раз, когда вступает в контакт с обычной массой. Во-вторых, антигипертритон называют «странной» частицей, то есть он содержит редкий строительный блок, называемый странным кварком, которого нет в протонах и нейтронах, составляющих правильные атомы. Эксперимент проводился на релятивистском коллайдере тяжелых ионов в Брукхейвенской национальной лаборатории в Аптоне, Нью-Йорк. Результаты были объявлены в марте 2010 года.
Узлы света
Может показаться, что свет движется по прямой линии, но иногда он превращается в узлы. В январе 2010 года исследователи сообщили, что компьютерная голограмма используется для скручивания лучей или лазерного излучения в форме кренделя. Голограммы, которые направляют поток света, были специально созданы, чтобы посылать свет в определенных направлениях и формах Исследователи использовали область математики, известную как теория узлов, чтобы изучить получающиеся петли. Физики считают, что эти вихри света, называемые оптическими вихрями, могут иметь значение для будущих лазерных устройств.
Жуткая запутанность
Одно из самых строгих предсказаний теории квантовой механики состоит в том, что частицы могут «запутаться», так что даже после того, как они разделены в пространстве, когда действие выполняется на одной частице, другая частица реагирует немедленно. В июне 2009 года ученые объявили, что они измерили количество пар вибрирующих частиц. Предыдущие эксперименты включали внутренние свойства частиц, такие как спиновые состояния, но это был первый раз, когда ученые сформировали структуру движения частиц, которая представляет собой систему, которая напоминает большой, повседневный мир.
