10 невъзможни неща, станали възможни от съвременната физика
В удивителния свят на физиката невъзможното, макар и не веднага, но все пак става възможно. И наскоро учените успяха да постигнат наистина супер невъзможни неща. Науката напредва. Само едно чудовище от тестени изделия знае какво още ни очаква в най-тайните си недра. Днес ще анализираме дузина нереални неща, състояния и обекти, станали възможни благодарение на съвременната физика.
Невероятно ниски температури
В миналото учените не са били в състояние да охлаждат обекти под така наречения праг на „квантовата граница“. За да охладите нещо до това състояние, е необходимо да използвате лазер с много бавно движещи се атоми и да потиснете генериращите топлина вибрации, които те създават.
Физиците обаче са намерили правилното решение. Те създадоха ултра-малък алуминиев вибриращ барабан и успяха да го охладят до 360 μK, което е 10 000 пъти по-ниско от температурата в самите дълбочини на космоса.
Диаметърът на барабана е само 20 микрометра (диаметърът на човешки косъм е 40-50 микрометра). Беше възможно да се охлади до такива свръхниски температури благодарение на новата технология на така наречената „изцедена светлина“, при която всички частици имат една и съща посока. Това елиминира вибрациите, които генерират топлина в лазера. Въпреки че барабанът е охладен до възможно най-ниската температура, това не е най-студеният вид материя. Това заглавие принадлежи на кондензата на Бозе - Айнщайн. Въпреки това постиженията играят важна роля. Тъй като един ден подобен метод и технологии могат да намерят своето приложение за създаване на свръхбърза електроника, както и да помогнат за разбирането на странното поведение на материалите в квантовия свят, приближавайки се по своите свойства до физически граници.
Най-ярката светлина
Светлината на Слънцето е ослепително ярка. Сега си представете светлината на милиард слънца. Именно той беше създаден наскоро от физици в лабораторията, всъщност създавайки най-ярката изкуствена светлина на Земята, която също се държи по много непредсказуем начин. Променя външния вид на обектите. Това обаче не е достъпно за човешкото зрение, така че остава да вземем думата на физиците.
Молекулярна черна дупка
Група физици наскоро създадоха нещо, което се държи като черна дупка. За целта те взеха най-мощния рентгенов лазер в света Linac Coherent Light Source (LCLS) и го използваха за сблъскване на молекули йодометан и йодобензен. Първоначално се очакваше, че лазерният импулс ще избие повечето електрони от орбитата на йодните атоми, оставяйки вакуум на тяхно място. При експерименти с по-слаби лазери тази кухина обикновено се запълва незабавно с електрони от най-външните граници на атомната орбита. Когато лазерът LCLS удари, очакваният процес всъщност започна, но след това последва наистина невероятно явление. След като получи такова ниво на възбуда, йодният атом започна буквално да поглъща електроните от близките водородни и въглеродни атоми. Отвън изглеждаше като малка черна дупка в молекулата.
Последващите лазерни импулси нокаутираха привлечените електрони, но кухината се привличаше все повече и повече. Цикълът се повтаря, докато цялата молекула не избухне. Интересното е, че атомът на йодната молекула е единственият, който показва такова поведение. Тъй като той е средно по-голям от други, той е в състояние да абсорбира огромно количество рентгенова енергия и да загуби първоначалните си електрони. Тази загуба оставя атома с достатъчно силен положителен заряд, с помощта на който той привлича електрони от други, по-малки атоми.
Метален водород
Наричаха го „свещеният Граал на физиката под високо налягане“, но доскоро никой не успяваше да го получи. Възможността за превръщане на водорода в метал е обявена за първи път през 1935 година. Физиците от онова време предполагат, че подобна трансформация може да бъде предизвикана от много силен натиск. Проблемът беше, че тогавашните технологии не можеха да създадат такъв натиск.
През 2017 г. американският екип от физици реши да се върне към старата идея, но възприе различен подход. Експериментът е проведен в специално устройство, наречено диамантено менгеме. Налягането, генерирано от това менгеме, се произвежда от два синтетични диаманта, разположени от двете страни на пресата. Благодарение на това устройство беше постигнато невероятно налягане: повече от 71,7 милиона psi. Дори в центъра на земята налягането е по-ниско.
Компютърен чип с мозъчни клетки
Вдъхвайки живот на електрониката, тогава светлината може един ден да замести електричеството. Физиците осъзнаха удивителния потенциал на светлината преди десетилетия, когато стана ясно, че светлинните вълни могат да се движат успоредно една на друга и по този начин да изпълняват много едновременни задачи. Нашата електроника разчита на транзистори, за да отваря и затваря пътеките за пътуване на електричество. Тази схема налага много ограничения. Наскоро обаче учените създадоха удивително изобретение - компютърен чип, който имитира работата на човешкия мозък. Благодарение на използването на взаимодействащи светлинни лъчи, които работят като неврони в живия мозък, този чип е в състояние наистина да „мисли“ много бързо.