Top-10 po fizike v 2003 godu
17.01.2004 19:18 | M. E. Prohorov/Izvestiya-Nauka
V dekabre 2003 goda avtoritetnoe britanskoe internet-izdanie PhysicsWeb na osnove oprosa zapadnyh specialistov obnarodovalo top-desyatku samyh vydayushihsya otkrytii 2003 goda v fizike.
Zdes' vy naidete etot spisok (zametim, dostatochno sub'ektivnyi) i kommentarii k nemu vedushih rossiiskih fizikov, sdelannye po pros'be korrespondenta gazety Izvestiya Sergeya Leskova.
Top-10 ot PhysicsWeb
- Kosmologiya
Etomu dostizheniya my obyazany eksperimentu WMAP, rezul'taty pervogo goda nablyudenii reliktovogo izlucheniya poyavilis' v nachale 2003 g. i proizveli ochen' sil'noe vpechatlenie. Teper' my znaem, chto vozrast nashei Vselennoi sostavlyaet 13.7 mlrd. let, chto obychnoe veshestvo sostavlyaet tol'ko 4% (po masse), 23% prihodyatsya na nevidimoe nebarionnoe "temnoe veshestvo", a ostal'nye 73% - na "temnuyu energiyu": lyambda-chlen ili kvintessenciyu (podrobnee sm. zdes').
Na osnove etih zhe dannyh v protivoves standartnoi modeli beskonechnoi i ploskoi Vselennoi byla predlozhena ideya Vselennoi konechnogo razmera so slozhnoi topologiei.
-
Fizika elementarnyh chastic
Higgsovskii bozon ili kakie-libo supersimmetrichnye chasticy obnaruzhit' poka ne udalos', no zato v aprele 2003 goda v Stenforde byl otkryt pervyi D-mezon, sostoyashii iz 4 kvarkov, a v iyune - pentakvarki, chasticy sostoyashie iz 5 kvarkov. Napomnim, chto "obychnye" mezony sostoyat iz 2 kvarkov, a bariony - iz 3. Podrobnee ob etom otkrytii mozhno prochest' v stat'e I.P.Ivanova.
-
Kondensaty
V 2003 godu vpervye udalos' perevesti v sostoyanie Boze-kondensata gaz atomom itterbiya (Yb).
Bolee interesno - v Avstralii udalos' dobit'sya sostoyaniya Boze-kondensacii v molekulyarnom gaze, kazhdaya molekula kotorogo (bozon), sostoyala iz dvuh fermionov.
- Optika i elektromagnetizm
Odnim iz dostizhenii 2003 g. v optike priznany materialy s otricatel'nym koefficientom prelomleniya. Posle treh let sporov fiziki soglasilis', chto sushestvovanie takih sred ne vyzyvaet narusheniya fundamental'nyh zakonov sohraneniya. V veshestve s takimi svoistvami luch prelomlyaetsya ne v tom napravlenii, a skorost' rasprostraneniya elektromagnitnyh voln formal'no prevyshaet skorost' sveta.
Drugim dostizheniem byla registraciya predskazannogo 60 let nazad obratnogo effekta Dopplera. Takoi effekt byl vpervye zaregistrirovan v sredah s anomal'noi dispersiei, pri etom chastota signala priblizhayushegosya k nam tela ponizhaetsya, a udalyayushegosya ot nas - rastet. (Podrobnee pro etot Doppler-detektiv modno prochest' [na angliiskom] zdes').
-
Kvantovye komp'yutery
Elementom pamyati kvantovogo komp'yutera yavlyaetsya "kubit" (qbit): yacheika, v kotoroi nahoditsya ne nol' ili edinica, a ih kvantovaya superpoziciya. V nachale 2003 g. v tverdom tele udalos' sozdat' sistemu iz dvuh kubitov, v pozdnee vpervye sozdat' kvantovyi logicheskii element.
- Kvantovaya optika
Zdes' tozhe dva dostizheniya:
udalos' sozdat' lazer na odnom atome i
"ostanovit' svet" v srede s effektivno ochen' vysokim koefficientom prelomleniya (eto - Rossiiskoe dostizhenie).Oba etih effekta navernyaka dadut sushestvennyi vklad v tehnologii opticheskoi kommunikacii i kvantovyh vychislenii.
- Elektrichestvo iz vody
Chisto tehnologicheskaya ideya, predlozhennaya inzhenerami iz Kanady: pri prokachke vody cherez tonkie mikrokanaly v steklyannom diske porozhdaetsya elektricheskii tok. Takim obrazom predlozhen pryamoi metod preobrazovaniya energii dvizhusheisya vody v elektrichestvo. Kak skazano v soobshenii PsysicsWeb, eta ideya trebuet nekotoryh dorabotok ...
- Magnetizm
Zdes' dostizheniem bylo nazvano obnaruzhenie u Kobal'ta (Co) samoi vysokoi energii magnitnoi anizotropii, ravnoi 9.3 meV/atom. U shiroko ispol'zuemyh postoyannyh magnitah iz splava kobal'ta i samariya ona primerno v 5 raz men'she.
- Novye sverhprovodniki
Otkryta sverhprovodimost' u eshe dvuh veshestv:
K Os2O6 stanovitsya sverhprovodnikom pri T=9.6K;
drugoe veshestvo opisyvaetsya formuloi Na0.7CoO2. - Lazernye prevrasheniya elementov
Vpervye v istorii s pomosh'yu lazernogo lucha udalos' prevratit' atom radioaktivnogo ioda I-129 (s periodom poluraspada 15.7 millionov let) korotko zhivushii izotop I-128 (s periodom poluraspada - 25 minut).
V kraine dalekoi perspektive eto mozhet otkryt' put' k lazernoi dezaktivacii radioaktivnyh othodov.
Desyat' krupneishih dostizhenii 2003 goda v Fizike
Sergei Leskov / Izvestiya
Kommentiruet Vitalii Ginzburg
Avtoritetnoe
britanskoe internet-izdanie PhysicsWeb na osnove oprosa zapadnyh
specialistov obnarodovalo top-desyatku samyh vydayushihsya otkrytii 2003
goda v fizike. Spektr dostizhenii shirok - ot temnoi energii do kvantovyh
komp'yuterov, hotya nekotorye pozicii udivlyayut. Obozrevatel' Sergei
LESKOV poprosil vedushih rossiiskih uchenyh prokommentirovat' britanskii
fizicheskii hit-parad.
1. Kosmologiya (sm. vopros)
- Karta reliktovogo izlucheniya Vselennoi - zamechatel'noe dostizhenie,
- govorit laureat Nobelevskoi premii Vitalii Ginzburg. - Dumayu, ono po
pravu stoit na pervom meste. I eto ne boltovnya, eto obshepriznannyi
uspeh, hotya karta poyavilas' tol'ko chto. Temnaya energiya - krupnyi
perevorot v nauke. Odnako govorit' o tom, chto karta Vselennoi blizka k
zaversheniyu, rano.
Karta sostavlena NASA po dannym zonda dlya issledovaniya
mikrovolnovoi anizotropii imeni Vilkinsona WMAP. Polucheny dannye o
samoi pervoi generacii zvezd. Vselennoi, kak vyyasnilos', okolo 13,7
milliarda let, pervye zvezdy voznikli uzhe cherez 200 millionov let posle
Bol'shogo vzryva. Raschety NASA govoryat, chto Vselennaya sostoit na 4% iz
obychnogo veshestva, 23% - temnoi materii i 73% - temnoi energii.
2. Fizika elementarnyh chastic (sm. vopros)
- V 2003 godu soobsheno ob otkrytii neskol'kih novyh elementarnyh
chastic s ekzoticheskimi svoistvami, - govorit akademik Valerii Rubakov.
- Amerikancy, kak vsegda, verny sebe: vse otkrytiya sdelany v
SShA, libo, na hudoi schet, v Yaponii.
No pervyi pentakvark byl poluchen v rossiiskom ITEFe. V lyubom sluchae eti
otkrytiya vazhny dlya postroeniya modeli Vselennoi. V Stenforde naiden
novyi D-mezon s nebyvaloi konfiguraciei iz 4 kvarkov. Naiden i
pentakvark - s 5 kvarkami, hotya bol'shinstvo izvestnyh chastic vklyuchayut v
sebya, kak mezony, paru kvark-antikvark ili tri kvarka (ili antikvarka)
- kak bariony, iz kotoryh sostoit ves' privychnyi mir. V konce goda v
Yaponii byla naiden eshe odin udivitel'nyi mezon s 4 kvarkami. V 2003
godu, krome togo, poyavilis' soobsheniya o vozmozhnom obnaruzhenii zagadochnogo
Higgs-bozona, poisk kotorogo yavlyaetsya odnoi iz samyh zavetnyh zadach nauki.
3. Kondensaty (sm. vopros)
- V fizike kondensirovannyh sred v poslednie gody sdelano neskol'ko
yarkih otkrytii, - govorit Vitalii Ginzburg. - Yaponskie fiziki zayavili,
chto nablyudali boze-kondensaciyu v gaze, sostoyashem iz atomov itterbiya.
Kak raz v etom net nichego osobennogo. Bylo desyat' sortov
boze-kondensacii, poyavilsya eshe odin.
Kondensat (ili kondensat Boze-Einshteina) - eto principial'no novoe
sostoyanie veshestva, gde vse atomy nahodyatsya v odnom kvantovom
sostoyanii. Krupneishie rossiiskie specialisty po kondensatam
Boze-Einshteina rabotayut za granicei: akademik Vladimir Zaharov - v SShA,
akademik Lev Pitaevskii - v Italii. Eksperimenty v etoi oblasti v
Rossii ne vedutsya. Kondensaty na osnove itterbiya mogut byt'
ispol'zovany v issledovaniyah fundamental'noi simmetrii: etot element
imeet dva valentnyh elektrona i sposoben perehodit' v nemagnitnoe
sostoyanie. Bukval'no pered Novym godom fiziki iz SShA i Avstrii poluchili
boze-kondensat bozonnyh molekul iz gaza fermionnyh atomov. Po mneniyu
uchenyh, oni okazalis' v odnom shage ot nedostizhimoi mechty vseh fizikov -
nablyudeniya sverhtekuchesti v fermi-gaze, kotoryi podchinyaetsya statistike
Fermi-Diraka.
4. Optika i elektromagnetizm (sm. vopros)
- Pervye principial'nye shagi v etom napravlenii byli sdelany v SSSR
professorom Viktorom Veselago eshe let 40 nazad, - govorit Vitalii
Ginzburg. - No togda nikto uchenomu ne poveril, ego dazhe vysmeivali.
Potomu chto nel'zya narushat' zakony Maksvella! A seichas priznano, chto
materialy s otricatel'nymi pokazatelem dispersii i znacheniem
dielektricheskoi pronicaemosti zakonov ne narushayut. Takie materialy
prelomlyayut svet v protivopolozhnom obychnomu napravlenii. Otsyuda sleduet
celyi ryad neozhidannyh svoistv. Nekotorye uchenye schitayut, chto v takih
materialah skorost' sveta bol'she, chem v vakuume, o chem eshe davno pisal
professor Veselago.
5. Kvantovye komp'yutery (sm. vopros)
- Ideya kvantovyh komp'yuterov voznikla 15-20 let nazad, bum nachalsya
v 1995 godu, kogda amerikanec Shor sozdal algoritm dlya kvantovogo
komp'yutera, - govorit akademik Kamil' Valiev. - V kvantovom komp'yutere
bit informacii ("kubit") - eto ne prosto polozhenie atoma v odnom iz
dvuh sostoyanii, no, vozmozhno, odnovremenno v oboih sostoyaniyah. Eto
neizmerimo povyshaet bystrodeistvie komp'yutera. Soglasno algoritmu Shora,
na zadachu, kotoruyu obychnyi komp'yuter reshal by tysyachu let, kvantovyi
komp'yuter zatratit neskol'ko chasov.
V 2003 godu provedeny vazhnye eksperimenty na puti ego sozdaniya. Fotony,
atomy i elektrony udalos' poimat' v lovushku, no problema v tom, chto
kvantovoe sostoyanie yavlyaetsya ochen' hrupkim, neustoichivym, podverzheno
atake shumov. Dazhe optimisty ne obeshayut, chto real'nye kvantovye
komp'yutery poyavyatsya ran'she chem cherez 20 let. V Rossii teoreticheskimi i
eksperimental'nymi issledovaniyami v oblasti kvantovyh komp'yuterov
zanimaetsya nemalo ser'eznyh uchenyh - nashi dostizheniya nahodyatsya na
mirovom urovne.
6. Kvantovaya optika (sm. vopros)
- Demonstraciya "odnoatomnogo" lazera - krasivaya vesh', - govorit
akademik Ginzburg. - V 2003 godu v Kaliforniiskom tehnologicheskom
institute sumeli zamanit' v lovushku atom ceziya. Takoi lazer mozhet naiti
primenenie v kvantovo-informacionnyh tehnologiyah.
- Obychno v lazernom izluchenii svet ispuskaetsya kak by kollektivno,
- prodolzhaet akademik Vyacheslav Osiko. - Svet ot odnogo atoma bolee
upravlyaem, chem v obychnyh lazerah. Eto principial'nyi shag k kvantovym
komp'yuteram. To, chto svetom mozhno upravlyat', dokazali v dekabre v
sovmestnom eksperimente nashi i amerikanskie fiziki: udalos' "ostanovit'"
svet v gaze iz razogretyh atomov.
7. Elektrichestvo iz vody (sm. vopros)
Sredi rossiiskih uchenyh nam ne udalos' razyskat' kogo-to, kto
slyshal ob eksperimentah nebol'shoi gruppy inzhenerov iz Kanady, kotoraya
utverzhdaet, chto razrabotala novyi sposob polucheniya elektrichestva.
Informaciya ob etih opytah skudnaya, ser'eznye specialisty vyskazyvayut
skepticheskie zamechaniya, no ot kommentariev, tem bolee chto nauchnyh
publikacii poka ne bylo, vozderzhivayutsya. Inzhenery iz Kanady pokazali
ustroistvo, gde voda protalkivaetsya v kroshechnye kanaly mezhdu diskami i
voznikaet raznost' potencialov. Utverzhdaetsya, chto takoi energii
dostatochno, chtoby pitat' mobil'nyi telefon. Eto poka ne dokazano.
Naskol'ko nov takoi sposob, sudite sami. Ne isklyucheno, chto eto
dostizhenie vklyucheno v hit-parad s blagorodnoi cel'yu podnyatiya u publiki
tyagi k samodeyatel'nym nauchnym izyskaniyam. Tak vruchayut pochetnyi priz na
professional'nom konkurse samorodku iz provincii...
8. Magnetizm (sm. vopros)
- Ochen' neobychnye svoistva obnaruzheny u kobal'ta, - govorit
akademik Yurii Tret'yakov. - Energiya ego magnitnoi anizotropii okazalas'
bol'she, chem u lyubogo drugogo elementa, - 9,3 meV na atom. U materialov,
kotorye ispol'zuyutsya seichas v postoyannyh magnitah, etot pokazatel',
harakterizuyushii stepen' ustoichivosti magnitnyh svoistv, ne prevyshaet 2
meV na atom.
9. Novye sverhprovodniki (sm. vopros)
- Fizika sverhprovodnikov perezhivaet period burnogo rascveta, -
govorit akademik Yurii Tret'yakov. - V Yaponii issledovali novyi material
iz kaliya i osmiya s temperaturoi perehoda v sverhprovodyashee sostoyanie
9,6 gradusa Kel'vina. Dlya prikladnyh celei etot material dazhe blizko ne
mozhet konkurirovat' s uzhe izvestnymi. No dlya fundamental'noi nauki eto
vazhnyi shag. V fizike do sih por ne sushestvuet teorii, kotoraya imela by
prognosticheskuyu cennost' i mogla predskazat', gde iskat'
sverhprovodniki s nuzhnymi svoistvami. Nauka lish' ob'yasnyaet svoistva uzhe
sintezirovannyh materialov. No universal'noi teorii sverhprovodnikov
net.
- Nichego osobennogo v etoi rabote ne vizhu, - govorit akademik
Vitalii Ginzburg,
poluchivshii Nobelevskuyu premiyu 2003 goda imenno za issledovaniya v
oblasti sverhprovodnikov. - Slishkom nizkaya temperatura perehoda -
nikakoi cennosti.
10. Yadernye prevrasheniya pod vozdeistviem lazera (sm. vopros)
- Uchenye iz neskol'kih britanskih universitetov i nemeckogo
Instituta transuranovyh elementov prodemonstrirovali vozmozhnost'
prevrasheniya radioizotopov pod vozdeistviem lazernogo lucha, - govorit
akademik Vyacheslav Osiko. - Znachitel'nyi tehnicheskii shag, no dlya nauki
nichego novogo. V Rossii v neskol'kih institutah vedetsya razdelenie
izotopov s pomosh'yu lazera. Dlya mediciny, kogda nuzhno poluchit' osobo
chistye preparaty, eto ochen' vazhnoe napravlenie.
No razgovory o tom, chto lazerom mozhno reshit' problemu unichtozheniya
radioaktivnyh othodov, prosto smeshny. Eto fantastika. Rabota s othodami
- eto problema ne nauki, a ekonomiki.
Publikacii s klyuchevymi slovami:
fizika
Publikacii so slovami: fizika | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> |