2020 г. е малко да се каже, че бе трудна за науката.
Но въпреки това тази година все пак имаше пробиви и напредък във всички области.
Дори във физиката.
Ето пет постижения през последните 12 месеца.
Свръхпроводимостта при стайна температура е постигната след 109 години опити
Свръхпроводимостта позволява електрически ток без никакво съпротивление, както и създаването на някои особени квантови ефекти с помощта на магнитни полета, като левитация. Не всеки материал е свръхпроводящ и тези, които са, трябва да се охлаждат много под нула градуса по Целзий.
Материал, който е свръхпроводящ при стайна температура, е дълго търсена мечта.
Най-накрая имаме такъв материал. Той е свръхпроводящ при температура 15° C, но има проблем - работи само при екстремни налягания. Трябва да се поддържа налягане от 2,5 милиона пъти атмосферното налягане на морското равнище. Това може да се постигне само като се използва преса от два диаманта. Много е вълнуващо, но това явно не е материалът-чудо, който ще промени живота ни.
„Магическото число“, което оформя Вселената, е определено с изключителна точност
Тази година екип френски физици наскоро проведе най-точното измерване досега на константата на фината структура, която характеризира силата на взаимодействие между светлината и заредените елементарни частици като електроните.
Физиците успяват да определят този параметър с точност до 11 знака след десетичната запетая, подобрявайки точността спрямо предишното измерване 3 пъти.
Константата на фината структура е компонент на много физически теории, включително Стандартния модел. Тази константа описва електромагнитното взаимодействие и е една от най-загадъчните във физиката. В различните части на Вселената е различна.
Ето защо е важно за изследователите да знаят най-точната стойност на този параметър, за да опишат по-добре процесите, протичащи във Вселената.
Екзотичното пето състояние на материята е създадено на Международната космическа станция
През юли 2018 г. бе създадено най-студеното място в космоса - на Международната космическа станция на орбита около Земята. Атоми на метала рубидий бяха охладени до температури около 100 нанокелвина - една десетмилионна част от един Келвин над абсолютната нула.
Така благодарение на микрогравитацията на космоса бе генерирано и изучено петото състояние на материята с помощта на методи, които са невъзможни на Земята. А на 11 юни 2020 г. резултатите, които могат да променят разбирането ни за физиката на фундаментално ниво
Бозе-Айнщайнови кондензати могат да бъдат създадени и тук на Земята като се използва комбинация от лазерно охлаждане, магнитни полета и охлаждане чрез изпаряване. Заради гравитацията този процес се случва доста бързо - само няколко десетки милисекунди. Затова изследователите изпращат оборудване, известно като лаборатория „Cold Atom“, на Международната космическа станция.
Вселената има ос "север-юг", а природните закони не са толкова постоянни
Една универсална константа изглежда досадно непостоянна във външните граници на Вселената. И не само това - тя се променя само в едно направление, което е много странно.
Представа на художник за квазар. Кредит: Wikimedia Commons
Цялата съвременна физика се основава на твърдението, че във Вселената няма привилигировани направления: всички физически закони са еднакви, независимо от коя посока ги гледаме. Освен това не се променят с времето.
Но сега нови данни карат астрофизиците да се съмняват и в тези две симетрии - на пространството и на времето. Ако откритието бъде потвърдено, то ще се превърне в истинска революция в науката.
В документ, публикуван на 24 април 2020 г., учени от Университета UNSW в Сидни съобщават, че четири нови измервания на светлината, излъчена от квазар на 13 милиарда светлинни години, откриват малки изменения в константата на фината структура. Въпреки че все пак е необходима по-строга проверка на идеите, че електромагнетизмът може да се колебае в определени области на Вселената, което дава някаква форма на насоченост, че ако тези констатации продължат да се потвърждават, те могат да помогнат да се обясни защо нашата Вселена е такава, каквато е и защо въобще има живот в нея.
Открити са 39 нови гравитационни вълни само за шест месеца
За период от шест месеца учените уловиха 39 групи гравитационни вълни. Вълните, които разтягат и притискат тъканта на пространство-времето, са причинени от мощни събития като сливането на две черни дупки.
Този набор от регистрации бе съобщен от учени от експериментите LIGO и Virgo в няколко проучвания, публикувани на 28 октомври 2020 г.
Така броят на известните гравитационно-вълнови събития стигна 50.
От септември 2015 г. LIGO/Virgo са открили 50 гравитационни вълни, включително 39 нови само от първата половина на O3. Тази графика илюстрира текущия общ брой и маси от събития на свивания на черни дупки и неутронни звезди (в синьо) в сравнение с известните по-рано черни дупки (в лилаво). Сливанията са обозначени със стрелки, свързващи два предшественика с окончателен обединен обект с по-голяма маса. Кредит: LIGO-Virgo / Northwestern U / Frank Elavsky & Aaron Geller
Макар сблъскващите се черни дупки да произвеждат по-голямата част от вълните, изглежда, че в няколко сблъсъка са участвали неутронни звезди, свръхплътни обекти материя, останали след звездни експлозии.
Някои от събитията, добавени към регистъра на гравитационните вълни, вече са докладвани по-рано поотделно, включително най-мощният сблъсък на две черни дупки, който довежда до най-силната гравитационна вълна, отчетена някога и сблъсък между черна дупка и обект, който не може да бъде идентифициран като неутронна звезда или като черна дупка.
