Kryształy Czasu Do Tetraquark: Fizyka Kwantowa W 2017 Roku

{h1}

W tym roku wprowadzono kilka nowych osiągnięć w dziedzinie fizyki kwantowej, od demonstracji kryształów czasu po odkrycie możliwej kwarksplozji.

Fizyka kwantowa w 2017 roku

Kolorowe świecące koła teleportacji w przestrzeni fraktali z cząstek, wygenerowane komputerowo streszczenie tło

Rok 2017 był dziki i nieprzewidywalny. A jaka nauka lepiej nadaje się na dziwny rok niż fizyka kwantowa?

W tym roku wprowadzono zadziwiające odkrycia kwantowe ze wszystkich stron - głęboko zakopane laboratoria neutrin na Antarktydzie, laboratoria obliczeń kwantowych na dużych uniwersytetach, a nawet burze z piorunami nad Japonią. Od kryształów czasu po nieuchwytny tetraquark - oto 15 najbardziej niesamowitych odkryć kwantowych z ostatnich 12 miesięcy.

Prosty komputer kwantowy

Plan komputera kwantowego

Nadchodzą komputery kwantowe, które oferują pewne możliwości, które przewyższą możliwości współczesnych komputerów. Ale faktyczne ich zbudowanie pozostaje skomplikowaną propozycją - wcześniejsze wysiłki opierały się na laserach laboratoryjnych lub innym sparametryzowanym sprzęcie. Teraz naukowcy z University of Sussex opracowali. Teoretycznie komputer kwantowy może działać w znacznie mniej ekstremalnych warunkach i na znacznie większą skalę niż obecne modele.

Kryształ czasu

ilustracja kryształ czasu

Kryształy czasu brzmią jak talizmany z powieści fantasy, ale w rzeczywistości są prawdziwymi obiektami kwantowymi, wygenerowanymi po raz pierwszy w 2017 roku. Kryształ czasu jest wyjątkowym stanem materii, grupą jonów połączonych ze sobą wiązaniami kwantowymi tak, że się trzęsą lub oscylują razem w powtarzalnym okresie. Dopóki warunki, które muszą istnieć, pozostają w krysztale czasu w jednej chwili; bez względu na to, ile energii zostanie do nich wpompowane, nie nagrzewają się ani nie zwiększają entropii - skutecznie zawieszając zasady termodynamiki, jak są zwykle rozumiane. [18 największych nierozwiązanych tajemnic w fizyce.]

Ultraciężkie cząsteczki

Molekuły

Fizyka kwantowa jest (mniej więcej) nauką o tym, co dzieje się, gdy bardzo małe rzeczy wchodzą w interakcje bez ingerencji większych, zewnętrznych sił i energii. Aby więc wiele eksperymentów kwantowo-mechanicznych zadziałało, badacze muszą schłodzić małe grupy cząstek w dół, aż do punktu, w którym ciepło nie pozwala na drgania atomów. Naukowcy od dawna używają laserów do spowalniania cząstek, pochłaniając ich energię. Ale nowa technika, wykorzystująca pola magnetyczne do wychwytywania cząsteczek w miejscu przed ich spowolnieniem laserowym, posuwa tę metodę o krok dalej i działa na wiele innych rodzajów cząsteczek. We wczesnym eksperymencie z tą techniką naukowcy z Imperial College London schłodzili cząsteczkę monofluorku wapnia do 50 mikrokelwinów - 50 milionowych stopnia powyżej zera absolutnego.

Symetrie neutrinowe

IceCube Neutrino Observatory

Nowe wyniki z obserwatorium IceCube Neutrino - demonstracje w laboratorium zakopanym 1,9 km pod powierzchnią lodu na Antarktydzie, w którym badane są trudne do wykrycia cząstki - sugerują dziwną symetrię w masach neutrin. Neutrina dzielą się na trzy smaki: mion, tau i elektron. Ich masy dzielą się na trzy „stany własne” lub, nieformalnie, gatunki. Wydaje się, że jeden gatunek składa się głównie z neutrin elektronowych, a drugi gatunek składa się z prawie równej mieszanki wszystkich trzech smaków. Ale nowe dowody sugerują, że trzeci gatunek składa się z równego podziału neutrin mionowych i tau - i to jest symetria, której naukowcy wciąż nie potrafią wyjaśnić, sugerując, że nadal mogą istnieć ukryte reguły rządzące neutrinami, których fizycy jeszcze nie odkryli.

Cząstka podwójnie oczarowana

Wielki Zderzacz Hadronów

Eksperyment w niszczycielskim atomie Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC), 17-kilometrowym (27 km) podziemnym pierścieniu pod Genewą, ujawnił barion - lub cząstkę trzykwarkową - złożoną z dwóch ciężkich kwarków „czarujących” i jednego lżejszy „kwark”. Kiedy pojawiła się nieuchwytna, tak zwana cząstka Xi-cc-plus-plus, odległy kuzyn bardziej powszechnych barionów, takich jak neutrony i protony, potwierdził prognozy Modelu Standardowego, panującej teorii wyjaśniającej cząstki subatomowe. Fizycy teoretyczni Jonathan Rosner i Marek Karliner opracowali metodę szacowania masy dotychczas nieodkrytych barionów, a eksperyment ten zbliżył się do ich przewidywań, wykazując, że zadziałał.

Wybuchowy kwantowy sekret

błysk światła

Kiedy metoda Rosnera i Karlinera okazała się skuteczna, mogli ją zastosować w innych kontekstach. Jeden ważny przykład: odkryli, że CKCK odkrył, że potencjalnie możliwe jest stopienie dwóch bardzo ciężkich „dolnych” kwarków i utworzenie nukleonu. Ta oszałamiająca „kwarksplozja” uwolniłaby ogromną ilość energii - 7,6 razy więcej niż energia poszczególnych reakcji syntezy wodoru zachodzących w bombach atomowych. Odkrycie wystarczająco wystraszyło Karlinera, powiedział WordsSideKick.com, że rozważał zachowanie go w tajemnicy, dopóki nie upewni się, że nie ma sposobu na zgromadzenie wystarczającej ilości materiału potrzebnego do zbudowania broni.

Nieuchwytny tetraquark

Ilustracja abstrakcyjnego artysty pokazuje zderzenie hadronów o wysokiej energii.

Technika Rosnera i Karlinera do określania masy cząstek teoretycznych pozwoliła im również przewidzieć, że hadron „świętego graala”, tetraquark - cząstka złożona z czterech kwarków, a nie trzech znajdujących się w barionach - może naprawdę istnieć w najczystszej postaci. Przewidywali nawet jego masę. Ich badania wskazują drogę do przyszłych eksperymentów w LHC, które prędzej czy później powinny ujawnić prawdziwy tetraquark na Ziemi. [7 Dziwnych faktów na temat kwarków]

Akceleratory cząstek błyskawicy

Błyskawica nad miastem

Od 1925 r. Naukowcy podejrzewają, że kaskady elektronowe błyskawic mogą wyzwalać procesy rozszczepiania atomów. Ale po raz pierwszy w 2017 r. Naukowcy udowodnili, że błyskawica jest gigantyczną fabryką antymaterii. Pokazali, że błyskawice w burzach budzą łańcuch wydarzeń, które powodują oddzielanie się neutronów od otaczających atomów azotu i tlenu. Proces ten pozostawia niestabilne, radioaktywne izotopy - i deszcze neutrin i antymaterii, które są wykrywalne z ziemi, dzięki charakterystycznym błyskom promieniowania gamma, gdy antymateria napotyka materię i anihiluje. [Infografika: jak działa błyskawica]

Splątanie kwantowe na duże odległości

Splątanie kwantowe

Chiński satelita Micius zaczął latem wysyłać i odbierać ciekawe cząstki kwantowe na Ziemię. Pierwsza sztuczka? Druzgocący rekord oddzielania splątanych cząstek. Micius wysłał parę splątanych - lub połączonych kwantowo - protonów do stacji bazowych na Ziemi oddzielonych od siebie odległością 747,5 mil (12003 km), co jest pierwszym krokiem w kierunku bezpiecznego szyfrowania kwantowego Internetu.

Teleportacja kwantowa

Kolorowe świecące koła teleportacji w przestrzeni fraktali z cząstek, wygenerowane komputerowo streszczenie tło

W ciągu miesiąca od ogłoszenia splątania Micius zespół Micius ogłosił kolejne osiągnięcie: kwantowe teleportowanie pakietu informacji od protonu na stacji bazowej Ziemi do protonu na satelicie na orbicie. Ponownie, jest to rodzaj przesyłania informacji na duże odległości, który przyszłe sieci kwantowe będą musiały niezawodnie osiągnąć.


Suplement Wideo: .




Badania


Księżyc Może Być Zamrożonymi Resztkami Starożytnego Oceanu Magmy Na Ziemi
Księżyc Może Być Zamrożonymi Resztkami Starożytnego Oceanu Magmy Na Ziemi

Oto Jak Możesz Śledzić Huragan Irma Online
Oto Jak Możesz Śledzić Huragan Irma Online

Science News


„Inteligentne Ubrania” Mogą Stać Się Nowymi Gadżetami Do Noszenia
„Inteligentne Ubrania” Mogą Stać Się Nowymi Gadżetami Do Noszenia

Kto Wynalazł Internet?
Kto Wynalazł Internet?

Konie Kentucky Derby Są Bardziej Kruche, Ale Nie Szybsze
Konie Kentucky Derby Są Bardziej Kruche, Ale Nie Szybsze

Idaho Niegdyś Roiło Się Od Starożytnych Rekinów O Pyskach Piły
Idaho Niegdyś Roiło Się Od Starożytnych Rekinów O Pyskach Piły

5 Odkryć Dokonanych Przez Duży Zderzacz Hadronów (Do Tej Pory)
5 Odkryć Dokonanych Przez Duży Zderzacz Hadronów (Do Tej Pory)


PL.WordsSideKick.com
Wszelkie Prawa Zastrzeżone!
Kopiowanie Jakichkolwiek Materiałów Pozostawiono Tylko Prostanovkoy Aktywny Link Do Strony PL.WordsSideKick.com

© 2005–2020 PL.WordsSideKick.com