“Живий чи мертвий” кіт – найвизначніші відкриття у фізиці

Виявлення хвиль у просторі-часі та відомий парадокс “про кота” – ось два з десяти найвизначніших досягнень фізики у 2016 р.

“Досягненням року” названо відкриття гравітаційних хвиль, оголошене в лютому.
До рейтингу, складеного журналом Physics World, також увійшов новий експеримент, пов’язаний з улюбленцем публіки котом Шредінгера.
Крім того, в “десятці” фігурує виявлення планети, що обертається навколо найближчої до нас зірки.
Переможне відкриття – плід роботи проекту LIGO, в якому взяли участь понад 80 наукових установ з усього світу.
LIGO має кілька лабораторій у різних точках нашої планети, де спеціальні пристрої надсилають по довгих тунелях лазерні промені в намаганнях зафіксувати викривлення у тканині простору-часу.
Перший сигнал був породжений зіткненням двох чорних дір на відстані понад мільярд світлових років від Землі.

“Те, що зробили фахівці з LIGO за відносно короткий проміжок часу, просто неймовірно”, – каже Геміш Джонстон, редактор журналу Physics World.
“Їхні спостереження – перший прямий доказ існування чорних дір. Отже, проект LIGO вже змінив наші уявлення про Всесвіт”.
Далі читайте про дев’ять інших досягнень з рейтингу Physics World, у довільному порядку.
Кіт Шредінгера: у відомому парадоксі йдеться про кота у замкненому просторі, який нібито може бути живим і мертвим одночасно.
Цей приклад придумано для ілюстрації деяких принципів з дивного світу квантової фізики, насамперед принципу квантової суперпозиції, згідно з яким частинки можуть одночасно перебувати у двох різних станах.
Спільна команда американських та французьких науковців сконструювала дві мікрохвильові камери, в яких у ролі “котів” перебували великі скупчення фотонів. Розвиваючи метафору Шредінгера, команда довела, що “кіт” може водночас бути в двох різних локаціях.
Компактний “гравіметр”: вчені з Університету Глазго розробили недорогий і невеличкий гравіметр – пристрій, що дуже точно вимірює гравітацію Землі. Його можна використовувати для пошуку корисних копалин, цивільного будівництва та спостережень за вулканами.
Найближчий сусід: астрономи знайшли докази існування скелястої екзопланети поблизу Проксима Центавра – найближчої зірки до Сонячної системи – в межах зони, придатної для життя. Ця планета отримала назву Проксима b. Вона в 1,3 рази більша від Землі й теоретично може містити на поверхні рідку воду.

Заплутаність: міжнародна наукова група створила і виміряла явище “квантової заплутаності” між двома типами іонів – зарядженим атомом чи молекулою. Це відкриття допоможе прокласти шлях до розробки надшвидких квантових комп’ютерів.
Дивовижний матеріал: один з найперспективніших нині матеріалів – це графен, і цього року науковцям вдалося виміряти ще одну його властивість – негативну рефракцію. Інформація про цю властивість допоможе у створенні нових оптичних приладів, зокрема надпотужних лінз.
Ядерний годинник: німецькі фізики виявили важковловимі енергетичні зміни в елементі під назвою “торій-229”. Це, можливо, дозволить розробити ядерний годинник, який буде набагато точнішим, ніж поширені нині атомні годинники.
Потужна лінза: науковці з Університету Стратклайду, що в Шотландії, створили нову мікроскопічну лінзу, яку назвали “мезолінзою” (Mesolens). Вона унікальним чином поєднує великий кут огляду з високою роздільною здатністю.

Швидке обчислення: квантові комп’ютери спричинили б у нашому світі нову технологічну революцію, але науковці мусять подолати ще багато перешкод, перш ніж зможуть розробити реальні пристрої для щоденного використання. У 2016 р. австрійські вчені, скориставшись квантовим комп’ютером, симулювали фізичний процес базової взаємодії між субатомними частинками – значне зрушення у цій галузі.
Крихітний двигун: наукова група з Університету Майнца (Німеччина) розробила тепловий двигун, що працює лише на одному атомі. Він обертає температурну різницю на механічну дію, втримуючи один-єдиний іон кальцію у пастці, що має форму воронки.