Г. Горелик. Кто изобрел современную физику? От маятника Галилея до квантовой гравитации
(Издательство АСТ, Corpus).
Описывать науку и научные достижения непросто. Но когда у автора получается, рождается удивительная литература, одновременно интересная и познавательная. Редакция "Вести.Наука" представляет подборку научно-популярных книг, в которую вошли наиболее продаваемые в 2014 году издания, а также произведения, отмеченные премией "Просветитель".
В водах океанов циркулирует как минимум 5,2 триллиона пластиковых частиц общим весом не менее 268 тысяч тонн
С каждым годом экологическая ситуация на планете Земля ухудшается, но постепенное осознание цивилизованным миром того, что многое зависит от нас, меняет ситуацию. В итоговом обзоре 2014 года редакция "Вести.Наука" постаралась собрать не только самые значимые проблемы, но и решения уже имеющихся.
Самые точные в мире стронциевые часы
(фото Ye group, Baxley/JILA).
Законы физики нельзя нарушить. Но их можно изучить. И лучше всего природа поддаётся изучению, когда исследователи испытывают установленные пределы на прочность. Так, известно, что ничто во Вселенной не может быть холоднее абсолютного нуля температуры или двигаться быстрее, чем свет в вакууме. Однако физики постоянно ставят эксперименты, в результате которых наши представления о предельных величинах меняются.
В итоговом материале о главных открытиях физиков за 2014 год мы собрали новости о поставленных или зарегистрированных учёными рекордах. И все они поистине поражают воображение.
Андреа Аккомаццо, глава миссии "Розетта"
(фото Andreas Reeg/AgenturFocus/Eyevine).
Множество новых научных открытий было совершено в уходящем 2014 году. Сегодня мы вспоминаем десять человек, так или иначе изменивших этот мир, благодаря науке.
Первым в списке по праву идёт Андреа Аккомаццо (Andrea Accomazzo). Не зря же высадка зонда "Филы" была признана журналом Science – главным научным достижением года. Этот бывший лётчик-испытатель, который направил миссию "Розетта" к ледяному миру сквозь космос. Сам Аккомаццо начал свою карьеру как лётчик-испытатель ВВС Италии, однако после двух лет такой работы он выбрал другой путь — авиационно-космическую технику.
Взрыв сверхновой в галактике "Сигара"
(фото NASA, ESA, Hubble Heritage Team, STScI/AURA)).
Совсем немного времени осталось до наступления нового 2015 года — самое время подводить итоги. Редакция проекта "Вести.Наука" внимательно следит за интересами своих читателей и старается регулярно удовлетворять их исследовательское любопытство. Мы решили составить список самых популярных публикаций за 2014 год и попытаться разобраться в том, что же больше всего заинтересовало читателей в каждом месяце уходящего года.
Явление сверхпроводимости чаще всего проявляется при низких температурах
(фото Wikimedia Commons).
Явление сверхпроводимости в физике представляет огромный интерес для науки. Однако условий, при которых различные материалы показывают нулевое электрическое сопротивление и электроны тока могут проходить сквозь него свободно, трудно достичь.
Как правило, материалы демонстрируют сверхпроводимость при очень низких температурах, близких к абсолютному нулю. Но с конца XIX века, когда было открыто это явление, наука продвинулась уже очень далеко. Учёные смогли "заставить" материалы оказывать нулевое сопротивление и при существенно более высоких температурах, но воспроизвести эксперимент при комнатных 20 градусах по Цельсию физикам удавалось разве что в мечтах.
Серия "снимков" изменений энергии электрона в кристалле кремния. Когда электрон находится в связанном состоянии, его положение показано красным цветом, при переходе в зону проводимости (через 450 ас) – оранжевым и жёлтым
(иллюстрация UC Berkeley).
Группа физиков и химиков из Германии, Японии и США провела уникальный эксперимент по съёмке процесса перехода электронов в кристалле в возбуждённое состояние и постоянные движения этих частиц в проводнике.
Для этого учёные использовали современную лазерную установку — так называемый аттосекундный лазер, способный испускать импульсы рентгеновского излучения длительностью всего в несколько миллиардных долей миллиардной доли секунды.
Резонансное колебание атомов кислорода (размытые) между слоями оксида меди (голубые) под действием световых импульсов вызывает изменение положения атомов в кристаллической решётке, утолщение слоёв
(иллюстрация Joerg M.Harms/MPSD).
Сверхпроводимость — уникальное свойство некоторых материалов, которое позволяет передавать электричество без сопротивления, а следовательно, без потерь.
Несмотря на то, что впервые этот эффект был открыт в начале XX века, долгое время ему не могли найти практического применения. Дело в том, что первые сверхпроводники работали при температуре близкой к абсолютному нулю, а для их охлаждения исследователи использовали жидкий гелий.
Рисунок, иллюстрирующий прохождение звуковых волн через интегрированный оптический волновод
(иллюстрация University of Minnesota).
Общеизвестно, что во время грозы звук раскатов грома приходит после того, как появляется молния. Это происходит из-за того, что звук распространяется гораздо медленнее, чем свет: его скорость равна 0,33 километра в секунду (против скорости света почти в 300000 км/c).
Теперь же инженеры из университета Миннесоты разработали специальный чип, в котором звуковая и световая волны генерируются в замкнутом пространстве, так что звук может эффективно управлять светом. Устройства, созданные с помощью подобной технологии, могут улучшить коммуникационные системы беспроводной связи на основе оптических волокон, а в конечном счёте могут быть использованы для вычислений с помощью квантовой физики. В планах исследователей – использовать звуковые волны как носители информации для квантовых вычислений.
Незримый инфракрасный свет оказался доступен для восприятия человеческим глазом
(иллюстрация Sara Dickherber).
Результаты последних исследований показывают, что так называемый видимый диапазон электромагнитного излучения можно расширить: оказывается, человек может в некоторых случаях видеть инфракрасный свет, несмотря на то, что он считается полностью невидимым для нашего глаза.
Серия экспериментов продемонстрировала, что подобный эффект возникает в результате того, что два инфракрасных фотона одновременно попадают на один пигментный белок глаза. Из-за этого выделяется энергия, инициирующая химические изменения, которые позволяют нам увидеть первоначально невидимый свет.
Наука гласит, что глаз человека способен разглядеть электромагнитные волны с длиной волны от 400 нанометров (синий свет) до 720 нанометров (красный свет). Тем не менее, известны случаи, когда люди видели специфический инфракрасный лазерный свет с длиной волны более 1000 нанометров и интерпретировали его как белый, зелёный или другие цвета.