Nylige fremskritt innen teoretisk fysikk. De mest fremragende oppdagelsene av menneskeheten innen fysikk. All materie er energi.

Les siste nytt fra Russland og verden i seksjonen Alle nyheter på Newsland, delta i diskusjoner, få oppdatert og pålitelig informasjon om emnet Alle nyheter på Newsland.

19:38 08.02.2020

Dagen for russisk vitenskap har blitt en av de mest underholdende profesjonelle høytidene i den russiske føderasjonen. Tross alt er dette en av dagene da russerne ikke bare vil kunne gratulere det vitenskapelige samfunnet, men også lære mange interessante ting fra vitenskapens og ingeniørens verden. I den moderne verden gis kvinner mye oppmerksomhet, men dette var ikke alltid tilfelle. Jeg vil minne om de fremragende kvinnelige forskerne som har gjort mye for vår lyse fremtid, til tross for vanskelige tider. De færreste vet det, men kjemikeren Anna Mezhlumova var akkurat den personen som

14:30 20.01.2020

I Leningrad, rett etter krigen, i en alder av seks, kommuniserer jeg hovedsakelig med kvinner, og jeg er nært kjent med bare én mann - Pavel Ivanovich, en kollega og venn av tante Zhenya. Han er en ingeniør, den snilleste og mest delikate personen, og for meg er kommunikasjon med ham den høyeste lykke. Han ga meg et mikroskop og hvor mye glede det var da vi undersøkte insekter i det. Den fantastiske sofistikerte luksusen til et flueøye. Jeg presenterte også et sett med metallverktøy for barn, som jeg spesielt idoliserte hammeren fra, for dens overlegenhet kalte jeg den Stalin. Lagde en bue, og vi er et sted bak

23:30 27.06.2019

Hei kjære kamerater! Før deg er den 5. utgaven av syklusen diamat, istmat og fizmat. I dag vil kanskje den tredje komponenten råde. Og kanskje jeg burde beklage på forhånd overfor tekstforfatterne at fysikk kanskje blir for mye, og før fysikerne at det blir sagt for fritt. Og likevel, i moderne såkalte. populære publikasjoner fra teoretisk fysikk siver som regel utelukkende vulgære tolkninger av bestemmelsene, som ikke bringer leseren eller betrakteren nærmere deres forståelse, men bare skaper en slags illusjon for ham

14:35 30.05.2019

På slutten av fjoråret gjorde en gruppe professorer fra St. Petersburg Mining University og Institute of Physics and Energy (Obninsk) en utrolig oppdagelse som verden ikke kunne annet enn å sette pris på. Arbeidet deres har pågått siden 2010, og resultatene fikk fortjent status som årets oppdagelse. Det nye fysiske fenomenet vil gjøre det mulig å øke effektiviteten av å kontrollere interkontinentale ballistiske missiler, skape nye autonome kjernefysiske installasjoner og til og med lage romfartøyer som er i stand til å fly under ekstreme forhold i det dype rommet.

18:08 25.02.2019

Som seg hør og bør i de eksakte vitenskapene blir det først litt tørr teori. Og så vil vi se hvordan denne teorien manifesterer seg i praksis og hvordan nettopp denne praksisen har ført fantastiske mennesker til en fantastisk teori. Vi vil også snakke om hvordan i hodet til noen andre forskere, fra vitenskapelige oppdagelser, enten forsvinner materie, etterlater bare ligninger, eller kausalitet kollapser, og rydder vei for et guddommelig mirakel. Og vi vil også snakke om overgangen av kvantitet til kvalitet, om potensielle barrierer og forgrenede kjedereaksjoner, og vi vil til og med se en slik reaksjon (som

20:59 31.10.2018

Ved å bruke ESOs ultrasensitive GRAVITY-mottaker, var Very Large Telescope (VLT) i stand til for første gang å observere materien i bane rundt et sort hull, veldig nær punktet uten retur. Den ligger i hjertet av Melkeveien vår, har en masse på fire millioner solmasser, og opphopningen av gass rundt den roterer med en hastighet på 30 % av lysets hastighet. Europeiske forskere observerte glimt av infrarød stråling ved grensene til det massive objektet Sagittarius A*. Denne observasjonen var en bekreftelse på at objektet i sentrum av galaksen

04:13 01.06.2018

For 2018 FIFA World Cup slapp de en flaske vann i form av en fotball. Men fysikkens lover grep inn i et vakkert markedsføringsgrep: det viste seg å være en nesten perfekt linse, og på et av kontorene i St. Petersburg forårsaket en slik flaske nesten brann. Få mennesker vet at enhver gjennomsiktig beholder generelt er brannfarlig - både glass og til og med plast. Noen ganger var årsakene til skogbranner ikke engang kastet sigarettsneiper eller uslukkede branner, men flasker glemt i skogen eller deres fragmenter - det forbigående sollys ble fokusert

12:39 26.04.2018

Vi snakker om mekanikk, som klarer seg med to dimensjoner: kilogram og meter. Og i denne mekanikken er det ingen sekunder. Postulater av binær mekanikk. For det første er alle legemer i universet i konstant forandring, for det andre tilsvarer en endring i en kropp en endring i andre kropper. For det tredje kan antall endringer i et gitt organ korreleres med antall endringer i andre organer (referanseorganer). Et referanseorgan er et organ hvis endringer er sykliske. Dessuten snakker vi om både en endring i egenskapene til kropper og plasseringen

15:26 21.03.2018

Før sin død utviklet den store vitenskapsmannen, i en gruppe med kolleger, sin siste teori i flere år. Nå blir den anmeldt i et av de vitenskapelige tidsskriftene, og vil bli publisert etter verifisering. Denne teorien skal vise hvilke egenskaper vår verden bør ha hvis den er en del av multiverset. Hawkings kolleger sier at dette arbeidet ville gitt ham Nobelprisen, som han aldri fikk i løpet av livet. Teorien kalles A Smooth Exit from Eternal Inflation. Forskere som hjalp til

15:54 22.02.2018

Den 4. mai 1976 sendte NASA en svært uvanlig satellitt i bane kalt LAGEOS (LAser GEOdynamics Satellite, avbildet). Han hadde ikke elektronikk, motorer og strømforsyninger om bord. Faktisk er dette bare en messingkule med en diameter på 60 cm og en masse på 407 kg med et aluminiumsbelegg. 426 hjørnereflektorer er jevnt fordelt på ballen, hvorav 422 er fylt med smeltet kvarts, og 4 er laget av germanium (for infrarød stråling). Satellitten gikk inn i en bane på 5860 km, hvor den vil rotere i de neste 8,4 millioner årene, og beholde

13:49 19.12.2017

Dersom mistankene blir bekreftet, vil russiske skoleelever bli fratatt førsteplassen Med andre ord snakker vi om det faktum at i stedet for skoleelever deltok universitetsstudenter i Olympiaden. En IPhO-talsmann sa at organisasjonen har en verdifull kilde fra Moskva som er klar til å gi informasjon om russerens innspill.

18:33 14.12.2017

Professoren tror at vi i løpet av de neste 10-20 årene vil bli en romsivilisasjon og dermed garantere fremtiden vår, hvis vi ikke gjør noe dumt, starter vi for eksempel ikke en krig i Stillehavet Professor Brian Cox har store forhåpninger for menneskehetens fremtid. Ifølge den britiske vitenskapsmannen ligger løsningen på mange av våre jordiske problemer i verdensrommet, hvor det finnes uutnyttede ressurser som kan tilfredsstille menneskehetens stadig økende behov. Det er selvfølgelig så lenge vi kan beholde vår tendens til dumhet. Hvis vi kan unngå

12:02 11.12.2017

Det unnvikende excitoniumet, hvis eksistens ikke kunne bevises eksperimentelt på nesten et halvt århundre, viste seg til slutt for forskere. Dette er rapportert i en artikkel som et vitenskapelig team ledet av Peter Abbamonte (Peter Abbamonte) publiserte i tidsskriftet Science. Vi har tidligere beskrevet hva kvasipartikler er generelt og de såkalte hullene spesielt. La oss snakke om dette i et nøtteskall. Bevegelsen av elektroner i en halvleder er praktisk beskrevet ved å bruke konseptet med et hull, et sted hvor et elektron mangler. Et hull er selvfølgelig ikke en partikkel, slik

19:08 19.10.2017

European Southern Observatory (ESO) rapporterer at astronomer for første gang i historien har observert gravitasjonsbølger og lys (elektromagnetisk stråling) generert av den samme kosmiske hendelsen. Gravitasjonsbølger er forutsagt av generell relativitet så vel som andre teorier om gravitasjon. Dette er endringer i gravitasjonsfeltet som forplanter seg som bølger. Det er rapportert at den 17. august 2017 ble gravitasjonsbølger og elektromagnetiske signaler observert for første gang, født under sammenslåingen av to nøytronstjerner. Dette

13:38 03.10.2017

Amerikanske forskere Rainer Weiss, Kip Thorne og Barry Barish mottok Nobelprisen i fysikk 2017. Forskerne grunnla LIGO laserinterferometrisk gravitasjonsbølgeobservatorium, som muliggjorde eksperimentell påvisning av gravitasjonsbølger. Vinnerne av Nobelprisen i fysiologi eller medisin er allerede blitt kjent. Prisen ble gitt til amerikanske forskere Jeffrey Hall, Michael Rozbash og Michael Young for deres studie av celleklokken.

08:11 12.09.2017

Kinesiske eksperter har utviklet et fungerende utvalg av EmDrive, hvis handling ikke kan forklares innenfor rammen av bevaringslover, rapporterer Daily Mail, som siterer CCTV-2. Tekniske detaljer ved oppfinnelsen er ikke gitt. Videoen om oppfinnelsen forteller imidlertid at motoren snart skal testes i verdensrommet. EmDrive er en enhet som består av en magnetron som genererer mikrobølger og en resonator som lagrer energien til deres vibrasjoner. Dette skaper en drivkraft som ikke kan forklares av loven om bevaring av energi. Hvordan astronomer oppdaget en hel "stamme" av sorte hull som bryter med fysikkens lover

Astronomer har oppdaget tre supermassive sorte hull i det tidlige universet som ble en milliard ganger tyngre enn solen på bare 100 000 år, noe som er umulig sett fra gjeldende astronomiske teorier, ifølge en artikkel publisert i Astrophysical Journal. Quasar 3C 273 som avbildet av en ESO/M-kunstner. Kornmesser Ingen nåværende teoretisk modell kan forklare eksistensen av disse objektene. Oppdagelsen deres i det tidlige universet setter spørsmålstegn ved de nåværende teoriene om dannelse av sorte hull, og nå må vi lage nye.

11:12 04.03.2017

Forskere fra Massachusetts Institute of Technology i USA har laget et superfluid fast stoff fra natriumatomer. Til dette formålet brukte de lasere, ved hjelp av hvilke de klarte å gi kvantevæsken (Bose-Einstein-kondensat) en struktur som er karakteristisk for krystaller. Forskernes artikkel ble publisert i tidsskriftet Nature. Et Bose-Einstein-kondensat er et stoff dannet av bosonpartikler som kan være i samme kvantetilstand. Dette skiller dem fra fermioner (for eksempel elektroner), i forhold til hvilke

19:21 18.02.2017

Når det kommer til space Tether-systemer, tenker man vanligvis på romheiser og andre syklopiske strukturer, som, hvis de bygges, vil være i en meget fjern fremtid. Men få mennesker vet at eksperimenter med utplassering av kabler i verdensrommet har blitt utført gjentatte ganger, med forskjellige mål, og den siste endte med fiasko tidlig i februar i år. Gemini 11 knyttet til Agena-målet, NASA-bilde. Hvordan kabelen i lasterommet ble kuttet av på HTV-KITE Experiment HTV-KITE som presentert av kunstneren, foto av JAXA 27. januar fra kl.

1. februar 2020

Antiferromagnetisk topologisk isolator

1. februar 2020

Ustabilitet i en kvantegass forårsaket av spredning

1. februar 2020

Rotasjon av en superflytende væske

1. februar 2020

Rotasjonen av kvantesuperfluidvæsker har blitt studert i mange arbeider, både teoretisk og eksperimentelt (se for eksempel og ). Et interessant tilfelle er når rotasjonsfrekvensen nærmer seg holdefrekvensen til atomfellepotensialet eller overskrider den. I dette tilfellet, ifølge beregninger, bør ringstrukturer vises, som kan representeres som en forening av mange kvantevirvler til en gigantisk virvel. Slike strukturer ble faktisk observert, men de forfalt raskt, eller væsketettheten i sentrum var ikke lav. Forskere fra University of Paris-North XIII og National Centre for Scientific Research of France oppnådde for første gang i sitt eksperiment en ringstruktur som var stabil i mer enn ett minutt. Ved å rotere det ikke-sfæriske potensialet til fellen, ble Bose-Einstein-kondensatet på 87 Rb-atomer gitt en vinkelmomentum, som økte til 350×h/2π per atom under selektiv fordampning. I dette tilfellet dukket det opp en ring med en radius på ≈30 μm med et hull i midten i kondensatstrukturen, som roterte med en supersonisk lineær hastighet som nådde 18 Mach-tall. En kvadrupol deformasjonsmodus ble begeistret i ringen, for beskrivelsen som de eksisterende hydrodynamiske modellene viste seg å være utilstrekkelige, og utviklingen av en mer detaljert teori er nødvendig.

Under sine eksperimenter oppdaget Galileo at tunge gjenstander faller raskere enn lette på grunn av mindre luftmotstand: luft forstyrrer en lett gjenstand mer enn en tung.

Galileos beslutning om å teste Aristoteles lov var et vendepunkt i vitenskapen, det markerte begynnelsen på testingen av alle allment aksepterte lover empirisk. Galileos eksperimenter med fallende kropper førte til vår første forståelse av akselerasjon på grunn av tyngdekraften.

gravitasjon

Det sies at Newton en dag satt under et epletre i hagen og hvilte. Plutselig så han et eple falle fra en grein. Denne enkle hendelsen fikk ham til å lure på hvorfor eplet falt ned mens månen forble på himmelen hele tiden. Det var i dette øyeblikket en oppdagelse ble gjort i hjernen til unge Newton: han innså at en enkelt tyngdekraft virker på eplet og månen.

Newton forestilte seg at en kraft virket på hele frukthagen, som trakk til seg greiner og epler. Enda viktigere, han utvidet denne kraften helt til månen. Newton innså at tyngdekraften er overalt, ingen hadde tenkt på dette før ham.

I følge denne loven påvirker tyngdekraften alle legemer i universet, inkludert epler, måner og planeter. Tyngdekraften til en stor kropp som månen kan forårsake ting som tidevannet i havene på jorden.

Vann i den delen av havet som er nærmere månen opplever en større tiltrekning, så månen kan sies å trekke vann fra en del av havet til en annen. Og siden jorden roterer i motsatt retning, viser dette vannet som er forsinket av månen å være lenger enn de vanlige kystene.

Newtons forståelse av at hvert objekt har sin egen gravitasjonskraft var en stor vitenskapelig oppdagelse. Arbeidet hans var imidlertid ennå ikke fullført.

Bevegelseslover

La oss ta hockey for eksempel. Slå pucken med pinnen og den glir på isen. Dette er den første loven: under påvirkning av en kraft beveger et objekt seg. Hvis det ikke var friksjon på isen, ville pucken gli i det uendelige. Når du treffer pucken med en pinne, gir du den akselerasjon.

Den andre loven sier at akselerasjonen er direkte proporsjonal med den påførte kraften og omvendt proporsjonal med kroppens masse.

Og ifølge den tredje loven, når den treffes, virker pucken på pinnen med samme kraft som pinnen på pucken, dvs. virkningskraften er lik reaksjonskraften.

Newtons bevegelseslover var en dristig beslutning om å forklare mekanikken for universets funksjon, de ble grunnlaget for klassisk fysikk.

Termodynamikkens andre lov

Vitenskapen om termodynamikk er vitenskapen om varme som omdannes til mekanisk energi. All teknologi under den industrielle revolusjonen var avhengig av den.

Termisk energi kan omdannes til bevegelsesenergi, for eksempel ved å rotere en veivaksel eller en turbin. Det viktigste er å få gjort så mye arbeid med så lite drivstoff som mulig. Dette er det mest kostnadseffektive, så folk begynte å studere prinsippene for dampmaskiner.

Blant dem som tok for seg dette problemet var en tysk vitenskapsmann. I 1865 formulerte han den andre loven om termodynamikk. I henhold til denne loven, under enhver energiutveksling, for eksempel under oppvarming av vann i en dampkjele, forsvinner en del av energien. Clausius laget ordet entropi for å forklare den begrensede effektiviteten til dampmaskiner. En del av den termiske energien går tapt under omdannelsen til mekanisk energi.

Denne uttalelsen har endret vår forståelse av hvordan energi fungerer. Det er ingen varmemotor som er 100 % effektiv. Når du kjører bil, brukes faktisk bare 20 % av bensinenergien til kjøring. Hvor blir det av resten? For oppvarming av luft, asfalt og dekk. Sylindrene i sylinderblokken varmes opp og slites, og delene ruster. Det er trist å tenke på hvor bortkastede slike ordninger er.

Selv om den andre termodynamikkens lov var grunnlaget for den industrielle revolusjonen, brakte den neste store oppdagelsen verden til sin nye, moderne tilstand.

Elektromagnetisme

Forskere har lært hvordan man lager en magnetisk kraft med elektrisitet når de kjører en strøm gjennom en vridd ledning. Resultatet er en elektromagnet. Så snart strøm tilføres, dannes et magnetfelt. Ingen spenning - ingen felt.

En elektrisk generator i sin enkleste form er en trådspole mellom polene til en magnet. Michael Faraday oppdaget at når en magnet og en ledning er nær hverandre, flyter det en strøm gjennom ledningen. Alle generatorer opererer etter dette prinsippet.

Faraday holdt oversikt over eksperimentene sine, men han krypterte dem. Likevel ble de verdsatt av fysikeren James Clerk Maxwell, som brukte dem til å forstå prinsippene ytterligere. elektromagnetisme. Maxwell lot menneskeheten forstå hvordan elektrisitet fordeles over overflaten til en leder.

Hvis du vil vite hvordan verden ville vært uten oppdagelsene til Faraday og Maxwell, så forestill deg at elektrisitet ikke eksisterer: det ville ikke vært radio, fjernsyn, mobiltelefoner, satellitter, datamaskiner og alle kommunikasjonsmidler. Tenk deg at du er på 1800-tallet, for uten strøm ville du vært der.

Faraday og Maxwell gjorde oppdagelser og kunne ikke vite at arbeidet deres inspirerte en ung mann til å avsløre lysets hemmeligheter og søke etter dets forbindelse med universets største kraft. Denne unge mannen var Albert Einstein.

Relativitetsteorien

Einstein sa en gang at alle teorier burde forklares for barn. Hvis de ikke forstår forklaringen, så er teorien meningsløs. Som barn leste Einstein en gang en barnebok om elektrisitet, så var den bare dukket opp, og en enkel telegraf virket som et mirakel. Denne boken ble skrevet av en viss Bernstein, der han inviterte leseren til å forestille seg at han rir inne i ledningen sammen med signalet. Vi kan si at i hodet til Einstein ble hans revolusjonære teori født.

I sin ungdom, inspirert av hans inntrykk av den boken, så Einstein for seg at han beveget seg sammen med en lysstråle. Han grunnet på denne ideen i 10 år, inkludert i sine refleksjoner begrepet lys, tid og rom.

I verden som Newton beskrev, var tid og rom skilt fra hverandre: når klokken var 10 på jorden, var det samme tid på Venus, Jupiter og i hele universet. Tiden var noe som aldri vaklet eller stoppet. Men Einstein så annerledes på tiden.

Tiden er en elv som slynger seg rundt stjernene, bremser ned og øker farten. Og hvis rom og tid kan endre seg, endres også våre ideer om atomer, kropper og universet generelt!

Einstein demonstrerte sin teori gjennom såkalte tankeeksperimenter. Den mest kjente av disse er "tvillingparadokset". Så vi har to tvillinger, hvorav den ene flyr ut i verdensrommet på en rakett. Siden hun flyr med nesten lysets hastighet, bremses tiden inne i henne. Etter returen av denne tvillingen til jorden, viser det seg at han er yngre enn den som ble igjen på planeten. Så tiden i forskjellige deler av universet går annerledes. Det avhenger av hastighet: jo raskere du beveger deg, jo langsommere går tiden for deg.

Dette eksperimentet er til en viss grad utført med astronauter i bane. Hvis en person er i verdensrommet, går tiden langsommere for ham. På romstasjonen går tiden langsommere. Dette fenomenet påvirker også satellitter. Ta for eksempel GPS-satellitter: de viser posisjonen din på planeten innen få meter. Satellitter beveger seg rundt jorden med en hastighet på 29 000 km / t, så postulatene til relativitetsteorien gjelder dem. Dette må tas i betraktning, for hvis klokken går saktere i verdensrommet, vil synkronisering med jordtiden mislykkes og GPS-systemet vil ikke fungere.

E=mc 2

Dette er sannsynligvis den mest kjente formelen i verden. I relativitetsteorien beviste Einstein at når lysets hastighet er nådd, endres betingelsene for en kropp på en ufattelig måte: Tiden går langsommere, rommet krymper og massen vokser. Jo høyere hastighet, jo større masse har kroppen. Bare tenk, energien i bevegelse gjør deg tyngre. Masse avhenger av hastighet og energi. Einstein forestilte seg hvordan en lommelykt sender ut en lysstråle. Det er kjent nøyaktig hvor mye energi som kommer ut av lommelykten. Samtidig viste han at lommelykten ble lettere, d.v.s. han ble lettere når han begynte å sende ut lys. Så E - energien til lommelykten avhenger av m - massen i en proporsjon lik c 2 . Alt er enkelt.

Denne formelen viste også at en enorm energi kan inneholdes i en liten gjenstand. Tenk deg at en baseball blir kastet til deg og du fanger den. Jo hardere den kastes, jo mer energi vil den ha.

Nå for hviletilstanden. Da Einstein utledet formlene sine, oppdaget han at selv i hvile har en kropp energi. Ved å beregne denne verdien med formelen vil du se at energien virkelig er enorm.

Einsteins oppdagelse var et stort vitenskapelig sprang. Det var det første glimtet av atomets kraft. Før forskerne fullt ut innså denne oppdagelsen, skjedde den neste, som igjen kastet alle i sjokk.

Kvanteteori

Kvantespranget er det minste mulige spranget i naturen, mens oppdagelsen var det største gjennombruddet i vitenskapelig tenkning.

Subatomære partikler, som elektroner, kan bevege seg fra ett punkt til et annet uten å okkupere rommet mellom dem. I vårt makrokosmos er dette umulig, men på atomnivå er det en lov.

Kvanteteori dukket opp helt på begynnelsen av 1900-tallet, da det var en krise i klassisk fysikk. Det ble oppdaget mange fenomener som var i strid med Newtons lover. Madame Curie oppdaget for eksempel radium, som selv lyser i mørket, energien ble hentet fra ingensteds, noe som var i strid med loven om bevaring av energi. I 1900 trodde folk at energi var kontinuerlig, og at elektrisitet og magnetisme kunne deles uendelig inn i absolutt alle deler. Og den store fysikeren Max Planck erklærte frimodig at energi eksisterer i visse volumer - kvanter.

Hvis vi forestiller oss at lys bare eksisterer i disse volumene, blir mange fenomener tydelige selv på atomnivå. Energi frigjøres sekvensielt og i en viss mengde, kalles dette kvanteeffekt og betyr at energien er bølgeaktig.

Da trodde de at universet ble skapt på en helt annen måte. Atomet ble sett på som noe som lignet en bowlingkule. Og hvordan kan en ball ha bølgeegenskaper?

I 1925 kom endelig en østerriksk fysiker med en bølgeligning som beskrev elektronenes bevegelse. Plutselig ble det mulig å se inn i atomet. Det viser seg at atomer er både bølger og partikler på samme tid, men samtidig er de ustabile.

Er det mulig å beregne muligheten for at en person vil bli delt inn i atomer, og deretter materialisere seg på den andre siden av veggen? Høres absurd ut. Hvordan kan du våkne om morgenen og være på Mars? Hvordan kan du gå i dvale og våkne på Jupiter? Dette er umulig, men sannsynligheten for dette er ganske realistisk å beregne. Denne sannsynligheten er svært lav. For at dette skal skje, må en person oppleve universet, men for elektroner skjer dette hele tiden.

Alle moderne «mirakler» som laserstråler og mikrobrikker fungerer på grunnlag av at et elektron kan være to steder samtidig. Hvordan er dette mulig? Du vet ikke nøyaktig hvor objektet er. Dette ble et så vanskelig hinder at til og med Einstein ga opp kvanteteorien og sa at han ikke trodde Gud spilte terninger i universet.

Til tross for all merkeligheten og usikkerheten, er kvanteteorien så langt vår beste forståelse av den subatomære verden.

Lysets natur

De gamle stilte spørsmålet: hva er universet laget av? De trodde at den består av jord, vann, ild og luft. Men i så fall, hva er lys? Den kan ikke plasseres i et kar, den kan ikke berøres, føles, den er formløs, men den er tilstede overalt rundt oss. Han er overalt og ingen steder på samme tid. Alle så lyset, men visste ikke hva det var.

Fysikere har forsøkt å svare på dette spørsmålet i tusenvis av år. de største sinnene har jobbet med søket etter lysets natur, og startet med Isaac Newton. Newton brukte selv sollys adskilt av et prisme for å vise alle regnbuens farger i én stråle. Dette betydde at hvitt lys besto av stråler i alle regnbuens farger.

Newton viste at rødt, oransje, gult, grønt, cyan, indigo og fiolett kunne kombineres for å danne hvitt lys. Dette førte ham til ideen om at lys er delt inn i partikler, som han kalte korpuskler. Altså den første lys teori- korpuskulær.

Se for deg sjøbølger: enhver person vet at når en av bølgene kolliderer med den andre i en viss vinkel, blandes begge bølgene. Jung gjorde det samme med lys. Han gjorde det slik at lyset fra de to kildene krysset hverandre, og krysset var godt synlig.

Så, da var det alle to lysteorier: Newtons korpuskulære og Jungs bølgeteorier. Og så begynte Einstein, som sa at kanskje begge teoriene gir mening. Newton viste at lys har egenskapene til partikler, og Jung beviste at lys kan ha bølgeegenskaper. Alt dette er to sider av samme sak. Ta for eksempel en elefant: Hvis du tar den i snabelen, vil du tro at den er en slange, og hvis du tar tak i benet hans, vil det virke som om det er et tre, men faktisk har elefanten kvaliteter til begge. Einstein introduserte konseptet dualisme av lys, dvs. lys har egenskapene til både partikler og bølger.

Det tok arbeidet til tre genier over tre århundrer for å se lyset slik vi kjenner det i dag. Uten deres funn kan vi fortsatt leve i tidlig middelalder.

Nøytron

Et atom er så lite at det er vanskelig å forestille seg det. Det er 72 kvintillioner atomer i ett sandkorn. Oppdagelsen av atomet førte til en annen oppdagelse.

Folk visste om eksistensen av atomet for 100 år siden. De trodde at elektroner og protoner var jevnt fordelt i den. Dette ble kalt "rosinpudding"-modellen fordi det ble antatt at elektronene var fordelt inne i atomet som rosiner inne i en pudding.

På begynnelsen av 1900-tallet gjennomførte han et eksperiment med sikte på å studere strukturen til atomet videre. Han rettet radioaktive alfapartikler mot gullfolie. Han ville vite hva som ville skje når alfapartikler treffer gull. Forskeren forventet ikke noe spesielt, siden han trodde at de fleste alfapartiklene ville passere gjennom gullet uten å bli reflektert eller endre retning.

Resultatet var imidlertid uventet. Ifølge ham var det det samme som å skyte et 380 mm prosjektil mot et stykke materie, og ved å gjøre det ville prosjektilet sprette av det. Noen alfapartikler spratt umiddelbart av gullfolien. Dette kunne bare skje hvis det var en liten mengde tett stoff inne i atomet, ikke fordelt som rosiner i en pudding. Rutherford kalte denne lille mengden stoff kjerne.

Chadwick utførte et eksperiment som viste at kjernen består av protoner og nøytroner. For å gjøre dette brukte han en veldig smart metode for gjenkjennelse. For å fange opp partiklene som kom ut av den radioaktive prosessen, brukte Chadwick parafinvoks.

superledere

Fermi Laboratory har en av verdens største partikkelakseleratorer. Dette er en 7 kilometer lang underjordisk ring der subatomære partikler akselereres til nesten lysets hastighet og deretter kolliderer. Dette ble mulig først etter fremkomsten av superledere.

Superledere ble oppdaget rundt 1909. En nederlandsk fysiker ved navn var den første som fant ut hvordan man forvandler helium fra en gass til en væske. Etter det kunne han bruke helium som frysevæske, og han ville studere egenskapene til materialer ved svært lave temperaturer. På den tiden var folk interessert i hvordan den elektriske motstanden til et metall avhenger av temperaturen - om den stiger eller synker.

Han brukte kvikksølv til eksperimenter, som han visste å rense godt. Han plasserte den i et spesielt apparat, slapp den ned i flytende helium i en fryser, senket temperaturen og målte motstanden. Han fant ut at jo lavere temperatur, jo lavere motstand, og når temperaturen nådde minus 268 °C, sank motstanden til null. Ved denne temperaturen vil kvikksølv lede elektrisitet uten tap eller forstyrrelse av strømmen. Dette kalles superledning.

Superledere lar elektrisk strøm bevege seg uten tap av energi. På Fermi Lab brukes de til å skape et sterkt magnetfelt. Det trengs magneter slik at protoner og antiprotoner kan bevege seg i Phasotronen og den enorme ringen. Hastigheten deres er nesten lik lysets hastighet.

Partikkelakseleratoren hos Fermi Lab krever utrolig kraftig kraft. Hver måned koster det millioner av dollar med strøm å kjøle ned superledere til minus 270°C, når motstanden blir null.

Nå er hovedoppgaven å finne superledere som vil fungere ved høyere temperaturer og som vil kreve mindre kostnader.

På begynnelsen av 1980-tallet oppdaget en gruppe forskere ved den sveitsiske avdelingen av IBM en ny type superleder som hadde null motstand ved en temperatur 100 ° C høyere enn vanlig. 100 grader over det absolutte nullpunktet er selvfølgelig ikke temperaturen du har i fryseren. Vi må finne et materiale som kan være en superleder ved vanlig romtemperatur. Dette ville være det største gjennombruddet, som ville være en revolusjon i vitenskapens verden. Alt som nå går på elektrisk strøm ville vært mye mer effektivt. Med utviklingen av akseleratorer som kunne presse subatomære partikler sammen med lysets hastighet, ble mennesket klar over eksistensen av dusinvis av andre partikler som atomer ble brutt inn i. Fysikere har kommet til å kalle det hele «partikkelzoo».

Den amerikanske fysikeren Murray Gell-Man la merke til et mønster i en rekke nyoppdagede "zoo"-partikler. Han delte partiklene inn i grupper etter de vanlige egenskapene. Underveis isolerte han de minste komponentene i atomkjernen, som utgjør selve protonene og nøytronene.

Kvarkene som ble oppdaget av Gell-Mann var for subatomære partikler det periodiske systemet var for kjemiske grunnstoffer. For sin oppdagelse i 1969 ble Murray Gell-Man tildelt Nobelprisen i fysikk. Hans klassifisering av de minste materialpartiklene strømlinjeformet hele deres "zoo".

Selv om Gell-Manom var sikker på eksistensen av kvarker, trodde han ikke at noen faktisk kunne oppdage dem. Den første bekreftelsen på riktigheten av teoriene hans var de vellykkede eksperimentene til kollegene hans, utført ved Stanford lineærakselerator. I den ble elektroner skilt fra protoner, og et makrofoto av et proton ble tatt. Det viste seg at den hadde tre kvarker.

kjernefysiske styrker

Vårt ønske om å finne svar på alle spørsmål om universet har ført mennesket både inn i atomer og kvarker og utover galaksen. Denne oppdagelsen er et resultat av arbeidet til mange mennesker gjennom århundrene.

Etter oppdagelsene til Isaac Newton og Michael Faraday, trodde forskerne at naturen hadde to hovedkrefter: tyngdekraft og elektromagnetisme. Men på 1900-tallet ble ytterligere to krefter oppdaget, forent av ett konsept - atomenergi. Dermed var det fire naturkrefter.

Hver kraft opererer i et bestemt spektrum. Tyngdekraften hindrer oss i å fly ut i verdensrommet med en hastighet på 1500 km/t. Så har vi de elektromagnetiske kreftene, som er lys, radio, fjernsyn og så videre. i tillegg er det ytterligere to krefter, hvis virkefelt er svært begrenset: det er kjernefysisk tiltrekning, som ikke lar kjernen forfalle, og det er atomenergi, som sender ut radioaktivitet og infiserer alt, og også ved måten, varmer opp jordens sentrum, er det takket være det at sentrum av planeten vår ikke har kjølt seg ned på flere milliarder år - dette er effekten av passiv stråling, som blir til varme.

Hvordan oppdage passiv stråling? Dette er mulig takket være geigertellere. Partiklene som frigjøres når et atom deler seg treffer andre atomer, og skaper en liten elektrisk utladning som kan måles. Når den oppdages, klikker Geigertelleren.

Hvordan måle kjernefysisk tiltrekning? Her er situasjonen vanskeligere, fordi det er denne kraften som hindrer atomet i å gå i oppløsning. Her trenger vi en atomsplitter. Det er nødvendig å bokstavelig talt bryte atomet i fragmenter, noen sammenlignet denne prosessen med å kaste et piano ned en stige for å forstå prinsippene for arbeidet, lytte til lydene som pianoet lager når det treffer trinnene.(svak kraft, svak interaksjon) og kjernekraft (sterk kraft, sterk interaksjon). De to siste kalles kvantekrefter, og deres beskrivelse kan kombineres til noe som kalles standardmodellen. Det kan være den styggeste teorien i vitenskapshistorien, men det er faktisk mulig på subatomært nivå. Teorien om standardmodellen hevder å være overlegen, men det hindrer den ikke i å være stygg. På den annen side har vi tyngdekraften – et praktfullt, vakkert system, det er vakkert til tårer – fysikere bokstavelig talt gråter når de ser Einsteins formler. De søker å forene alle naturkreftene til én teori og kaller det «teorien om alt». Hun ville kombinere alle fire kreftene til en supermakt som har eksistert siden tidenes begynnelse.

Det er ikke kjent om vi noen gang vil være i stand til å oppdage en supermakt som vil inkludere alle de fire grunnleggende kreftene i naturen og om vi vil være i stand til å lage en fysisk teori om alt. Men én ting er sikkert: hver oppdagelse fører til ny forskning, og mennesker - den mest nysgjerrige arten på planeten - vil aldri slutte å strebe etter å forstå, søke og oppdage.

Et svært kontroversielt år i 2016 er over, og det er på tide å oppsummere de vitenskapelige resultatene innen fysikk og kjemi. Flere millioner artikler innen disse kunnskapsfeltene publiseres årlig i fagfellevurderte tidsskrifter over hele verden. Og bare noen få hundre av dem viser seg å være virkelig fremragende verk. Livets vitenskapelige redaktører har valgt ut de 10 mest interessante og viktige oppdagelsene og hendelsene fra det siste året som alle trenger å vite om.

1. Nye grunnstoffer i det periodiske systemet

Den hyggeligste begivenheten for russiske vitenskapselskere var nihonium, muscovy, tennessine og oganesson. Kjernefysikere fra Dubna – Laboratory of Nuclear Reactions of JINR under ledelse av Yuri Oganesyan – er involvert i oppdagelsen av de tre siste. Så langt er svært lite kjent om elementene, og levetiden deres måles i sekunder eller til og med millisekunder. I tillegg til russiske fysikere, deltok Livermore National Laboratory (California) og Oak Ridge National Laboratory i Tennessee i funnet. Prioriteten i oppdagelsen av nihonium ble anerkjent av japanske fysikere fra RIKEN Institute. Den offisielle inkluderingen av elementene fant sted ganske nylig - 30. november 2016.

2. Hawking løste paradokset med tap av informasjon i et svart hull

juni i bladet Fysisk Anmeldelsebokstaver utgitt av en av vår tids mest populære fysikere - Stephen Hawking. En vitenskapsmann om endelig å løse det 40 år gamle mysteriet om informasjonstapparadokset i et svart hull. Kort fortalt kan det beskrives som følger: på grunn av det faktum at sorte hull fordamper (ved å sende ut Hawking-stråling), kan vi ikke engang teoretisk spore skjebnen til hver enkelt partikkel som falt inn i den. Dette bryter med de grunnleggende prinsippene for kvantefysikk. Hawking, sammen med medforfattere, foreslo at informasjon om alle partikler lagres ved hendelseshorisonten til et sort hull, og til og med beskrevet i hvilken form. Teoretikerens arbeid fikk det romantiske navnet "mykt hår nær sorte hull".

3. Strålingen av sorte hull ble sett på et modell "døvt" hull

Samme år fikk Hawking enda en grunn til å feire: en ensom eksperimentør ved Israel Institute of Technology, Jeff Steinhauer, oppdaget spor av den unnvikende Hawking-strålingen i et analogt sort hull. Problemer med å observere denne strålingen i vanlige sorte hull er forbundet med dens lave intensitet og temperatur. For et hull med solens masse vil spor av Hawking-stråling gå helt tapt mot bakgrunnen til den kosmiske mikrobølgebakgrunnen som fyller universet.

Steinhauer bygde en modell av et svart hull ved å bruke Bose-kondensatet av kalde atomer. Den inneholdt to regioner, hvorav den ene beveget seg med lav hastighet - som symboliserer materiens fall i et svart hull - og den andre med supersonisk hastighet. Grensen mellom regionene spilte rollen som det sorte hullets hendelseshorisont – ingen oscillasjoner av atomer (fononer) kunne krysse den i retningen fra raske atomer til langsomme. Det viste seg at på grunn av kvantesvingninger ble det fortsatt født oscillasjonsbølger ved grensen, som forplantet seg mot det subsoniske kondensatet. Disse bølgene er en komplett analog av strålingen forutsagt av Hawking.

4. Håp og skuffelse i elementær partikkelfysikk

2016 viste seg å være et svært vellykket år for fysikerne til Large Hadron Collider: forskere overskred planen for antall proton-protonkollisjoner og mottok en enorm mengde data, som vil ta flere år til å behandle fullstendig. Teoretikeres største forventninger var assosiert med toppen av to-foton-forfall skissert tilbake i 2015 ved 750 gigaelektronvolt. Han pekte på en ukjent supermassiv partikkel som ingen teori forutså. Teoretikere klarte å utarbeide rundt 500 artikler om ny fysikk og nye lover i vår verden. Men i august sa eksperimentørene at det ikke ville være noen oppdagelse: toppen, som tiltrakk seg oppmerksomheten til flere tusen fysikere fra hele verden, viste seg å være en enkel statistisk svingning.

Forresten, i år ble oppdagelsen av en ny uvanlig partikkel annonsert av eksperter fra et annet eksperiment i verden av elementære partikler - D0 Tevatron-samarbeidet. Før åpningen av LHC var denne akseleratoren den største i verden. Fysikere har funnet i de arkiverte dataene om proton-antiproton-kollisjoner som bærer fire forskjellige kvantesmaker samtidig. Denne partikkelen består av fire kvarker - de minste byggesteinene i materie. I motsetning til andre oppdagede tetrakvarker, inneholdt den samtidig "opp", "ned", "merkelig" og "sjarm" kvarker. Riktignok var det ikke mulig å bekrefte funnet ved LHC. En rekke fysikere snakket ganske skeptisk om dette, og påpekte at Tevatron-ekspertene kunne ta en tilfeldig svingning for en partikkel.

5. Grunnleggende symmetri og antimaterie

Et viktig resultat for CERN var den første målingen av det optiske spekteret av antihydrogen. I nesten tjue år har fysikere beveget seg mot å lære å skaffe antimaterie i store mengder og arbeide med det. Den største vanskeligheten her er at antimaterie kan utslettes veldig raskt ved kontakt med vanlig materie, så det er ekstremt viktig ikke bare å lage antipartikler, men også å lære å lagre dem.

Antihydrogen er det enkleste antiatomet som fysikere kan produsere. Den består av et positron (antielektron) og et antiproton - de elektriske ladningene til disse partiklene er motsatt av ladningene til elektronet og protonet. De generelt aksepterte fysiske teoriene har en viktig egenskap: deres lover er symmetriske med samtidig speilrefleksjon, tidsreversering og endring av partikkelladninger (CPT-invarians). Konsekvensen av denne egenskapen er et nesten fullstendig sammentreff av egenskapene til materie og antimaterie. Noen teorier om "ny fysikk" bryter imidlertid med denne egenskapen. Eksperimentet med å måle spekteret av antihydrogen gjorde det mulig å sammenligne dets egenskaper med vanlig hydrogen med stor nøyaktighet. Så langt, på nivået av nøyaktighet i milliarddeler, er spektrene de samme.

6. Den minste transistoren

Blant de viktige resultatene i år er det de som er praktisk anvendelige, selv i en fjern fremtid. Fysikere fra Berkeley National Laboratory har den minste transistoren i verden - størrelsen på porten er bare én nanometer. Vanlige silisiumtransistorer er ikke i stand til å jobbe med slike dimensjoner, kvanteeffekter (tunnelering) gjør dem til vanlige ledere som ikke er i stand til å blokkere den elektriske strømmen. Nøkkelen til å beseire kvanteeffekter viste seg å være en komponent i bilsmøremidler - molybdendisulfid.

7. Ny materietilstand - spinnvæske

Et annet potensielt anvendelig resultat er i 2016 av et nytt eksempel på en kvantevæske, rutheniumklorid. Dette stoffet har uvanlige magnetiske egenskaper. Noen atomer oppfører seg i krystaller som små magneter, og prøver å stille seg opp i en slags ordnet struktur. For eksempel å være helt medveis. Ved temperaturer nær absolutt null blir nesten alle magnetiske stoffer ordnet, bortsett fra én - spinnvæsker.

Denne uvanlige oppførselen har én nyttig egenskap. Fysikere har bygget en modell av oppførselen til spinnvæsker og funnet ut at spesielle tilstander av "delte" elektroner kan eksistere i dem. Faktisk deler elektronet seg selvfølgelig ikke - det forblir fortsatt en enkelt partikkel. Slike tilstander-kvasipartikler kan bli grunnlaget for kvantedatamaskiner som er absolutt beskyttet mot ytre påvirkninger som ødelegger deres kvantetilstand.

8. Registrer tetthet av informasjonsregistrering

Fysikere fra University of Delft (Holland) rapporterte i år om dannelsen av minneelementer der informasjon er registrert i individuelle atomer. På en kvadratcentimeter av et slikt element kan omtrent 10 terabyte med informasjon registreres. Det eneste negative er den lave hastigheten på arbeidet. For å omskrive informasjon brukes manipulasjon av enkeltatomer - for å registrere en ny bit løftes et spesielt mikroskop og en etter en overfører partikkelen til et nytt sted. Så langt er minnestørrelsen på testprøven bare én kilobyte, og en fullstendig overskriving tar flere minutter. Men teknologien har kommet nær den teoretiske grensen for tettheten av informasjonsregistrering.

9. Påfyll i grafenfamilien

Kjemikere ved det autonome universitetet i Madrid i 2016 skapte et nytt todimensjonalt materiale som utvider antallet andre grafener. På den tiden dannet antimon, et element mye brukt i halvlederindustrien, grunnlaget for et flatt monoatomisk ark. I motsetning til andre todimensjonale materialer er antimongrafen - antimonen - ekstremt stabilt. Den tåler til og med nedsenking i vann. Karbon, silisium, germanium, tinn, bor, fosfor og antimon har nå todimensjonale former. Gitt de uvanlige egenskapene til grafen, kan vi bare vente på mer detaljerte studier av motpartene.

10. Årets vitenskapelige hovedpris

La oss trekke frem Nobelprisene i kjemi og fysikk, som ble delt ut 10. desember 2016, på listen. Funnene som tilsvarer dem ble gjort i andre halvdel av 1900-tallet, men selve prisen er en viktig årlig begivenhet i den vitenskapelige verden. Kjemiprisen (gullmedalje og 58 millioner rubler) ble gitt til Jean-Pierre Sauvage, Sir Fraser Stoddart og Bernard Feringa "for design og syntese av molekylære maskiner". Dette er mekanismer som er usynlige for det menneskelige øyet og til og med for det kraftigste optiske mikroskopet som kan utføre de enkleste handlingene: rotere eller bevege seg på samme måte som et stempel. Flere milliarder slike rotorer er ganske i stand til å få en glassperle til å rotere i vann. I fremtiden kan slike strukturer godt brukes i molekylær kirurgi. Mer om åpning:

De britiske forskerne David Thouless, Duncan Haldan og John Michael Kosterlitz mottok prisen «fysisk» for, som Nobelkomiteen påpekte, «teoretiske oppdagelser av topologiske faseoverganger og topologiske faser av materie». Disse overgangene bidro til å forklare observasjoner som var veldig merkelige fra eksperimentørenes synspunkt: hvis du for eksempel tar et tynt lag av materie og måler dens elektriske motstand i et magnetfelt, viser det seg at som svar på en jevn endring i feltet endres konduktiviteten trinnvis. Du kan lese om hvordan dette er relatert til bagels og muffins i vår.

Bildeopphavsrett Science Photo Library Bildetekst Schrödingers paradoks har vært kjent i lang tid, men det har ennå ikke vært mulig å demonstrere det på det fysiske nivået.

Deteksjonen av gravitasjonsbølger i rom-tid, samt den første praktiske demonstrasjonen av det berømte Schrödinger-paradokset, er inkludert i listen over de største prestasjonene innen fysikk for 2016, ifølge magasinet Physics World.

Det inkluderer også oppdagelsen av den første eksoplaneten i vårt nærmeste stjernesystem.

Deteksjon av gravitasjonsbølger, anerkjent som årets største oppdagelse, ble oppnådd av LIGOs vitenskapelige fellesskap, som involverer mer enn 80 vitenskapelige institusjoner rundt om i verden.

Samfunnet bruker flere laboratorier som prøver å oppdage avvik i strukturen av rom-tid som oppstår når en kraftig laserpuls passerer gjennom en vakuumtunnel.

Det første signalet de registrerte var resultatet av kollisjonen av to sorte hull i en avstand på mer enn en milliard lysår fra Jorden.

Ifølge Hamish Johnston, redaktør for tidsskriftet Physics World, som publiserte en liste over prestasjoner, var disse observasjonene det første direkte beviset på eksistensen av sorte hull.

Bildeopphavsrett LIGO/T. Pyle/VITENSKAP FOTOBIBLIOTEK Bildetekst Albert Einstein var den første som antydet muligheten for eksistensen av gravitasjonsbølger

Andre store fysiske funn av året inkluderer:

Shroedingers katt: Forskere har undret seg over mysteriet med Schrödingers katt i årevis. Dette er et tankeeksperiment av den østerrikske forskeren Erwin Schrödinger. Katten er i boksen. Boksen inneholder en mekanisme som inneholder en radioaktiv atomkjerne og en beholder med giftig gass. Paradokset er at et dyr kan være levende eller dødt samtidig. Du finner det sikkert bare ved å åpne esken. Dette betyr at åpning av boksen fremhever en av kattens mange tilstander. Men før esken åpnes, kan ikke dyret betraktes som levende eller dødt – katten kan være i to tilstander samtidig.

Imidlertid var amerikanske og franske fysikere for første gang i stand til å spore tilstanden til katten på eksemplet med den indre strukturen til molekylet, som manifesterer seg i den samtidige tilstedeværelsen av systemet i to kvantetilstander.

For å gjøre dette brakte eksperter molekylene inn i en opphisset tilstand ved hjelp av en røntgenlaser (razer). Fra de oppnådde diffraksjonsmønstrene med høy romlig og tidsmessig oppløsning, satte fysikere sammen en video.

Kompakt "gravimeter": Forskere fra University of Glasgow har bygget et gravimeter som er i stand til svært nøyaktig å måle tyngdekraften på jorden. Det er en kompakt, nøyaktig og rimelig enhet. Enheten kan brukes i leting etter mineraler, i bygging og forskning av vulkaner.

Nærmeste eksoplanet til oss: Astronomer har oppdaget tegn på tilstedeværelsen av en planet i den beboelige sonen i Proxima Centauri-systemet. Denne planeten, kalt Proxima b, er bare 1,3 ganger jordens masse og kan ha flytende vann på overflaten.

Bildeopphavsrett ESO/M.Kornmesser Bildetekst Slik kan overflaten til planeten Proxima b se ut

Kvanteforviklinger: En gruppe fysikere fra USA klarte å demonstrere effekten av kvantemekanisk sammenfiltring for første gang ved å bruke eksemplet med et makroskopisk mekanisk system.

Utviklingen av eksperimentelle metoder for å studere kvantesystemer og utviklingen av teknikker for sammenfiltring av ulike typer objekter skulle, i henhold til fysikernes prognoser, føre til fremveksten av fundamentalt nye datamaskiner.

Mirakelmateriale: For første gang har forskere vært i stand til å måle egenskapen til grafenmaterialet – den såkalte negative refraksjonen. Dette fenomenet kan brukes til å lage nye typer optiske enheter, for eksempel ekstremt følsomme linser og linser.

Atomklokke: Tyske fysikere har oppdaget transmutasjonen av thorium-229 isotopen, som kan bli grunnlaget for utformingen av en ny type atomklokke. Slike klokker vil være mye mer stabile enn eksisterende instrumenter av denne typen.

Optikk for mikroskop: Skotske forskere ved University of Strathclyde har laget en ny type mikroskoplinse kalt Mesolens. De nye linsene har et stort synsfelt og høy oppløsning.

Bildeopphavsrett Mesolens Bildetekst Disse strukturene i hjernen til rotter ble fanget opp av et nytt mikroskop basert på Mesolens-linser.

Superrask datamaskin:Østerrikske forskere har oppnådd stor suksess i utviklingen av kvantedatamaskiner. De skapte en modell av grunnleggende interaksjoner av elementærpartikler, som kan brukes av prototyper av kvantedatamaskiner.

Atommotor: Forskere ved University of Mainz i Tyskland har utviklet en prototype varmemotor som består av et enkelt atom. Den konverterer temperaturforskjeller til mekanisk arbeid ved å plassere et enkelt kalsiumion i en traktformet felle.