В конце года принято подводить итоги. Редакция «Вокруг света» решила предоставить слово людям, которые занимаются непосредственно наукой, — чтобы они смогли поделиться самыми захватывающими событиями 2024 года. О двух самых важных событиях 2024 года в области физики нам рассказал директор Института физики и квантовой инженерии университета МИСИС и руководитель научной группы Российского квантового центра Алексей Федоров.
- Источник:
Michael Piepgras via Legion Media
директор Института физики и квантовой инженерии университета МИСИС и руководитель научной группы Российского квантового центра, профессор МФТИ, PHD по физике
Новые изотопы
Физикам удалось получить сразу пять новых изотопов: тулий-182 и -183, иттербий-186 и -187 и лютеций-190. Открыть новые изотопы непросто, требуются многолетние исследования и создание очень специальных условий. Изотопы химического элемента — это его разновидности, отличающиеся друг от друга числом нейтронов в ядре. Например, в ядре тулия-182 всего 182 частицы: 69 протонов и 113 нейтронов, а тулия-183 на один нейтрон больше.
Ядра, чересчур богатые нейтронами, очень нестабильны. Тем интереснее находить новые ядра, которые могут просуществовать хоть какое-то время. Это позволяет нам лучше понять ядерную физику, а также развивает сопутствующие технологии.
Запутанные кварки
Второе достижение касается квантовой запутанности. Если не вдаваться в формальные математические определения, запутанность означает, что состояния двух объектов взаимосвязаны. Обычно для иллюстрации квантовой запутанности пользуются аналогиями с носками или перчатками. Допустим, вы забыли дома перчатку, но не знаете, какую. Вынув из кармана правую перчатку, вы понимаете, что дома осталась левая.
Но квантовая запутанность еще более удивительна: состояние одной частицы связано с состоянием другой, какое бы расстояние их ни разделяло. Запутанность используется в квантовых компьютерах, квантовом распределении ключей для шифрования, при создании чувствительных датчиков и в других областях.
Квантовая запутанность не имеет точных аналогов в обыденном опыте и полностью описывается только с помощью математики (изображение художественное)
- Источник:
thequantuminsider.com
Могут ли запутаться между собой частицы с огромной энергией, как в окрестностях сверхмассивных черных дыр или вскоре после Большого взрыва? Теоретически — да, но в физике все нужно проверять экспериментом. В 2024 году ученые получили на Большом адронном коллайдере запутанную пару из t-кварка и его антикварка. Никто раньше не наблюдал запутанности на таких огромных энергиях. К тому же это было первое наблюдение запутанности кварков.
Квантовая физика выдержала очередное испытание, и фундаментальные теории строения материи не надо переписывать — во всяком случае, пока.
Об итогах года в области астрономии «Вокруг света» рассказал старший научный сотрудник Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга Владимир Сурдин.
