Извилистый путь создания квантовой механики: рассказ физика об удивительной истории

На фотографии изображён известный Институт теоретической физики в составе Университета Копенгагена, основанный в 1920 году при поддержке пивоваренной компании Carlsberg выдающимся датским физиком-теоретиком Нильсом Бором. Недавно в Берлине вышла книга «Копенгагенская сеть: Рождение квантовой механики с точки зрения постдокторанта» («The Copenhagen Network: The Birth of Quantum Mechanics from a Postdoctoral Perspective») известного историка науки и техники, профессора Университета Британской Колумбии в Ванкувере Алексея Кожевникова. В своей работе профессор Кожевников исследует историю становления квантовой механики, анализируя влияние социально-экономических факторов того времени на этот процесс. Особое внимание уделяется роли Нильса Бора – выдающегося физика, создателя первой квантовой теории атома и активного участника разработки основ квантовой механики.

Читать далее

В ионизованной лазерным лучом воде обнаружен короткоживущий водородно-кислородный комплекс

Иллюстрация представлена M.-F. Lin et al / Science.  Инициативная группа американских физиков в исследованиях применила метод дифракции сверхбыстрых электронов для изучения основных динамических изменений межмолекулярных связей в жидкой воде после ее ионизации лазерным импульсом. В ходе проведенного учеными эксперимента было подтверждено теоретическое предсказание о формировании уникального, кратковременно существующего комплекса OH(H3O+). Также были получены данные о процессе релаксации локального нагрева. Результаты исследования опубликованы в журнале Science. Вода играет фундаментальную роль в жизнедеятельности человека, что обуславливает повышенный интерес к ее исследованию. Несмотря на кажущуюся простоту, структура воды, как внутримолекулярная, так и межмолекулярная, оказывается достаточно сложной. Динамика молекул воды проявляется на чрезвычайно коротких, субпикосекундных временных интервалах. Именно по этой причине вода не способна хранить информацию, что опровергает распространенный миф о ее “памяти”.

Читать далее

Синхротронный механизм предложен в качестве основы модели генерации молниями рентгеновского и гамма-излучения

Российский физик Николай Петров разработал модель, поясняющую механизм генерации рентгеновского и гамма-излучения молниями. Модель основана на широко известном синхротронном механизме. Сравнение всех результатов вычислений по предложенной модели с данными наблюдений грозовых разрядов как в природных условиях, так и в лабораторных экспериментах, продемонстрировало ее преимущества в описании пространственных и энергетических характеристик гамма-вспышек. Данное преимущество связано с тем, что модель Петрова оказывается более точной по сравнению с моделями, основанными на усиленных релятивистских электронных лавинах. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.  Молнии являются наиболее распространенным источником мощных электромагнитных полей естественного происхождения. Спектр излучения молний чрезвычайно широк и охватывает диапазон от очень низких частот до ультрафиолета.

Читать далее

Наиболее ожидаемые научные эксперименты и открытия ближайшего будущего

Выделение наиболее значимых научных достижений за какой-либо период – задача чрезвычайно сложная. Даже престижные награды, такие как Нобелевская премия, не могут охватить весь спектр выдающихся открытий (например, физик Фримен Дайсон, безусловно, заслуживал премии, но уступил её Швингеру, Фейнману и Томонаге). Причем, формирование рейтингов «ТОП 10» научных достижений уважаемыми изданиями также не свободно от субъективности. В списке революционных технологий ближайшего будущего, опубликованном журналом “MIT Technology Review”, присутствуют самоуправляемые грузовики, технологии распознавания лиц и квантовые компьютеры, но отсутствуют открытия в аэрокосмической сфере. Такой выбор может быть оспорен, особенно учитывая прогресс в разработке двигателя EmDrive. При отборе наиболее ожидаемых экспериментов из многих сотен запланированных, целесообразно ориентироваться на масштаб (вероятно, впереди нас ждут в основном дорогостоящие исследования) и ценность для всего человечества.

Читать далее

Сформированная на пересечении лазерной и резонаторной мод оптическая решетка позволила создать звуковую волну

Иллюстрация: Yudan Guo et al. / Nature.  Российские физики осуществили прорывное достижение, впервые создав звуковую волну в оптической решетке. Эта решетка была сформирована на пересечении лазерного и резонаторного режимов. Для реализации данного эксперимента ученые применили двойную лазерную накачку и перевели резонатор в конфокальный режим. Результаты исследования опубликованы в престижном журнале Nature. Идея использования одной квантовой системы для моделирования другой, получившая название квантовых симуляторов, активно разрабатывается с начала 80-х годов прошлого века. Этот подход позволяет получать информацию о деталях сложных процессов, которые не поддаются прямому вычислению с помощью обычных компьютеров. Одним из наиболее успешных примеров квантовых симуляций являются ультрахолодные газы, удерживаемые в оптических решетках.

Читать далее

Ученые разработали метаматериал способный скручиваться в ответ на механическое воздействие

Учёные разработали новый искусственный материал, демонстрирующий очень нетипичное поведение при воздействии постоянной силы вдоль одной оси: он закручивается. Данный материал относится к классу механических метаматериалов, свойства которых полностью определяются в первую очередь очень сложной геометрической структурой, а не характеристиками составляющих его элементов. Результаты исследования опубликованы в авторитетном журнале Science. В классической механике сплошных сред кручение невозможно получить при воздействии силы вдоль прямой линии. Сжатие упругого тела обычно приводит к расширению в направлениях, перпендикулярных оси сжатия. Однако исследователям из Технологического института Карлсруэ (Германия) и Университета Франш-Конте (Франция) удалось создать кристалл, нарушающий это правило. Разработанный метаматериал закручивается на более чем 2 градуса при каждом процентном укорочении.

Читать далее