Na saite Astrometriya Astronomicheskie instrumenty Astronomicheskoe obrazovanie Astrofizika Istoriya astronomii Kosmonavtika, issledovanie kosmosa Lyubitel'skaya astronomiya Planety i Solnechnaya sistema Solnce

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

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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').

5. 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.

6. 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.

7. 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 ...

8. 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.

9. Novye sverhprovodniki
   
   

   Otkryta sverhprovodimost' u eshe dvuh veshestv:
   K Os₂O₆ stanovitsya sverhprovodnikom pri T=9.6K;
   drugoe veshestvo opisyvaetsya formuloi Na_0.7CoO₂.

10. 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: Formula Einshteina Vsemirnyi god fiziki: triumf Einshteina Vneshnyaya ballistika pnevmaticheskogo oruzhiya Nobelevskaya premiya po fizike za 2004 god Pochemu u koshek devyat' zhiznei? URANIYa Nauchno-populyarnyi obrazovatel'nyi zhurnal v "Russkom pereplete" Fizika i astronomiya Vse publikacii na tu zhe temu >>