I den vidunderlige verden af fysik umuligt, i hvert fald ikke lige med det samme, men stadig er muligt. Men på det seneste har forskerne formået at opnå virkelig superawesome ting. Videnskab skrider frem. Kun én spaghetti monster ved hvad der venter os i hendes mest hemmelige dybder. I dag vil vi analysere top ti af urealistiske ting og objekter, muliggjort af moderne fysik.
Utroligt lave temperaturer
I fortiden, kunne forskerne ikke cool objekter under grænsen på de såkaldte “quantum grænse”. Noget til at slappe af, at denne tilstand, er det nødvendigt at bruge en laser med en meget langsom bevægelse atomer og til at undertrykke det brændstof, de skaber vibrationer.
Men fysikere har fundet frem til den rigtige løsning. De skabte ultracryogenic aluminium vibrerende tromme og var i stand til at køle det til 360 mckelvies, at 10 000 gange lavere end temperaturen i dybet af det ydre rum.
Tromle diameter er kun 20 mikrometer (diameteren af et menneskehår er 40-50 mikrometer). Cool at sådanne lave temperaturer var på grund af den nye teknologi af såkaldte “klemt lys”, hvor alle partikler har samme retning. På denne måde, laser forsvinde vibrationer, der genereres varme. På trods af det faktum, at tromlen er afkølet til den lavest mulige temperatur, det er ikke den koldeste form af sagen. Denne titel tilhører kondensat Bose — Einstein. Men selv i dette tilfælde, opfyldelsen spiller en vigtig rolle. Som en sådan metode og teknologi kan bruges til at skabe ultra-hurtig elektronik, samt til at hjælpe i en forståelse af den mærkelige opførsel af de materialer, den kvantemekaniske verden, der nærmer sig i dens egenskaber til de fysiske grænser.
Det klareste lys
Lyset fra Solen skinner lyse. Forestil dig nu, at lyset af en milliard Sole. Det er for nylig etableret et laboritorium, faktisk oprettet den klareste kunstigt lys på Jorden, hvilket også opfører sig på en meget uforudsigelig måde. Det ændrer udseendet af objekter. Men menneskelige vision er til rådighed, så er det stadig til at tro, fysikere ord for det.
Molekylær sort hul
En gruppe af fysikere for nylig skabt noget, der opfører sig som et sort hul. For at gøre dette, de tog verdens mest kraftfulde x-ray laser Linac Coherent Light Source (LCLS) og skubbet gennem et molekyle iodomethane og iogansona. Oprindeligt var det forventet, at laser puls vil banke de fleste af elektroner i kredsløb om atomer jod, forlader i stedet et vakuum. I forsøg med svage lasere, som tomhed, som en regel, straks fyldt af elektroner i de ydre grænser i kredsløb om atom. Når laseren rammer LCLS, den forventede proces er faktisk begyndt, men så blev fulgt op af en virkelig fantastisk fænomen. Under dette niveau af ophidselse, et atom af jod begyndte bogstavelig talt æder elektroner fra nærliggende hydrogen atomer og kulstof. Udefra virkede det lille sorte hul i molekylet.
Efterfølgende laser pulser er slået energi elektroner, men tomhed er forsinket mere og mere. Cyklen blev gentaget indtil da, indtil hele molekyle eksploderede. Det er interessant, atom i molekylet af jod var den eneste, der viser, at denne adfærd. Da han i gennemsnit mere end andre, kan absorbere en enorm mængde af x-ray energi og til at miste sin oprindelige elektroner. Dette tab blade atom med en stærk nok positiv ladning, det tiltrækker elektroner fra andre, mindre atomer.
Metallisk hydrogen
Det blev kaldt “den Hellige Gral af højt tryk fysik”, men indtil for nylig har ingen været i stand til at lykkes i at få det. Muligheden for omdannelsen af brint i metal blev første gang annonceret i 1935. Fysik i dag foreslået, at denne transformation kan kaldes ved hjælp af meget stærk pres. Problemet ligger i det faktum, at det pres, teknologi af tiden ikke kunne fastslå.
I 2017, det Amerikanske team af fysikere besluttet at gå tilbage til den gamle idé, men der anvendes en anden fremgangsmåde. Forsøget blev udført inde i en særlig enhed kaldet en diamant greb. Er der genereres af disse greb trykket er produceret af to syntetiske diamanter anbragt på begge sider af pressen. Takket være denne enhed var det muligt at opnå et utroligt pres: mere end er 71,7 millioner pounds per square inch. Selv i den center of the Earth trykket er lavere.
En computer chip med hjerneceller
Hvis det er for at puste liv i elektronik, lys, vil en dag blive i stand til at erstatte elektricitet. Fysik forstå de fantastiske muligheder for lys årtier siden, da det blev klart, at lysbølger er i stand til at bevæge sig parallelt i forhold til hinanden og dermed udføre mange samtidige opgaver. Vores elektronik er baseret på transistorer til at åbne og lukke vejen for transport af elektricitet. Denne ordning medfører mange begrænsninger. For nylig, dog har forskerne skabt en fantastisk opfindelse – en computerchip, der efterligner den menneskelige hjerne. Gennem brug af at interagere stråler af lys, der virker som neuroner i en levende hjerne, denne chip er i stand til virkelig at “tænke”.
Tidligere har forskere også kunne oprette en simpel kunstige neurale netværk, men blev besat af sådant udstyr flere laboratorium tabeller. At frembringe noget med samme effektivitet, men meget mindre, blev anset for umuligt. Og alligevel er det mislykkedes. Størrelsen af den chip, der anvender silicium, der er kun et par millimeter. Og computing operationer, den udfører, gennem 16 integreret neuroner. Det sker på denne måde. Chippen er leveret til laser-lys, som er opdelt i flere bjælker, som hver indeholder antallet af signalet eller oplysninger, der varierer i lysstyrke. Intensiteten af laser output giver svaret til et numerisk problem eller nogen oplysninger, der var nødvendige for at levere en løsning.
Det umulige form af sagen
Der er en type af stof kaldet “superflydende fast”. Og i virkeligheden, i denne sag er ikke så forfærdeligt som det kan synes ud fra titlen. Det faktum, at denne meget bizar form for stof har en krystalstruktur karakteristisk for faste stoffer, men på samme tid er en væske. Dette paradoks har længe var realiseret. Men i 2016, to uafhængige grupper af forskere (Amerikanske og Schweiziske) skabt noget, som med rette kan henføres til egenskaber ved det superflydende fast. Det er interessant, begge hold der anvendes forskellige metoder i sin skabelse.
Den Schweiziske har skabt et kondensat af Bose — Einstein (den koldeste kendt sag), der er kølet ned til ekstremt lave temperaturer en gas af rubidium. Derefter, kondensat, som var placeret i en to-kammer-installation hver afdeling, som var lidt til hver andre spejl. Kameraet var rettet laserstråler, som blev lanceret transformation. Gas partikler i svar til laser eksponering bygget krystal struktur af faste stoffer i Almindelighed, men sagen har bevaret sin væske ejendom.
Amerikanerne fik en lignende hybrid spørgsmål på grundlag af et kondensat fra natrium atomer, som også er stærkt afkølet og udsat for laser eksponering. Sidstnævnte blev brugt til at flytte tæthed af atomer, før fremkomsten af krystallinske struktur i flydende form.
Væske med negativ masse
I 2017, fysikere har skabt en virkelig cool ting: en ny form for stof, som bevæger sig i retning af den kraft, hendes frastødende. Selv om dette er virkelig ikke en boomerang, men dette spørgsmål er, hvad der kan kaldes negativ masse. Med positive jorden, alt er klart: du giver accelerationen af et objekt, og han begynder at bevæge sig i den retning, som denne acceleration er blevet overført. Men forskerne har skabt en væske, der virker meget anderledes end noget andet i den fysiske verden. Når det er skubbet det fremskynder kilde gengives acceleration.
Og igen for bistand i denne sag kom kondensat Bose — Einstein, hvis rolle blev udført af køling til meget lave temperaturer rubidium atomer. Således, forskere fik en superflydende væske med en normal vægt. Så de er kraftigt komprimeret atomer ved hjælp af lasere. Så er det andet sæt af lasere de er meget glade atomer, så meget, at de har ændret deres ryg. Når atomerne er frigivet fra kløerne af en laser, reaktionen er normalt flydende ville være den ønske af bevægelsen fra midten af fiksering, som i virkeligheden kan fortolkes som at trykke på. Men superflydende væske af rubidium, atomer, som bibringes en tilstrækkelig acceleration ved overgang fra kløerne på en laser, der er tilbage på sin plads, og dermed demonstrere en negativ masse.
Krystaller af tid
Når Frank Wilczek, nobelprismodtager, først foreslået idéen om de krystaller af tid, det virkede sindssyg. Især i den del, som forklarede, at disse krystaller kan have bevægelse, mens de resterende er i hvile, der er, viser det laveste energi niveau af sagen. Det syntes umuligt, som bevægelse kræver energi, og den teori, som igen fastslår, at i sådanne krystaller der er stort set ingen energi. Wilczek mente, at evig bevægelse kan også opnås ved at ændre grundtilstanden af atomet af krystal fra stationære til periodisk. Dette var i modsætning til de kendte fysiske love, men i 2017, efter 5 år fra det øjeblik, Wilczek foreslås det, fysikerne har fundet en måde at gøre det på. I den sidste ende, Harvard University har skabt krystal tid, hvor kvælstof urenheder er “drejet” i diamanter.
Bragg spejle
Vækst spejl har en høj reflektion og består af 1000-2000 atomer. Men det er i stand til at reflektere lys, hvilket gør den anvendelig, hvor det er nødvendigt at bruge små spejle, for eksempel i avanceret elektronik. Formen på spejlet er heller ikke meget fælles. Dens atomer suspenderet i vakuum, og som ligner en kæde af perler. I 2011, den tyske gruppe af forskere, der var i stand til at skabe Vækst spejl, der var på det tidspunkt den højeste grad af refleksion (cirka 80 procent). For dette, forskerne kombinerede 10 millioner atomer i et enkelt gitter-struktur.
Men senere forskerhold fra Danmark og Frankrig, har fundet en måde at reducere antallet af nødvendige atomer, men for at opretholde en høj refleksion effektivitet. I stedet for en tæt virksomheder rundt om hinanden, for de atomer, som er placeret langs den mikroskopiske optiske fibre. Med korrekt placering af de nødvendige betingelser er til stede – en lys bølge reflekteres direkte tilbage til det punkt i sin begyndelse. Når transmissionen af lys nogle af de fotoner slippe uden fiber, og kolliderer med atomer. Den reflekterende effektivitet, fremgår af den danske og franske hold, er meget forskellige, og der er omkring 10 og 75 procent, henholdsvis. Men i begge tilfælde, lyset tilbage (dvs, reflekteres) til det punkt i sin begyndelse.
Foruden at love fordele i udvikling af teknologier, såsom spejle, der kan være nyttige i quantum devices, fordi atomer eventuelt bruge lyse felt til at interagere med hinanden.
To-dimensionelle magnet
Fysikere forsøger at skabe en to-dimensionelle magnet med 1970-erne, men altid mislykkedes. Fast 2D magnet skal bevare deres magnetiske egenskaber, selv når de er adskilt, at den stat, i hvilken han bliver til to-dimensionelle, eller et lag med en tykkelse på kun et atom. Forskere selv begyndte at tvivle på, at sådan en ting er endda muligt.
Men i juni 2017 fysik ved hjælp af [chrome, det endelig er lykkedes at skabe en to-dimensionelle magnet. Forbindelsen var meget interessant fra flere sider. Dens lagdelte krystallinsk struktur, velegnet til smalle, og, i øvrigt, at elektroner er i besiddelse af den ønskede retning af spin. Disse vigtige egenskaber tillader [chrom at bevare den magnetiske egenskaber, selv efter dets krystalstruktur er reduceret til tykkelsen af de sidste atomare lag.
Verdens første 2D-magnet, der var i stand til at opnå ved en forholdsvis høj temperatur for -228 grader Celsius. Dens magnetiske egenskaber ophører med at fungere ved stuetemperatur, fordi det ødelægger ilt. Men forsøgene fortsætter.
10 umulige ting muliggjort af moderne fysik
Nikolai Khizhnyak