Prātīga zinātne
Mazā pasaule šogad tika galā ar dažām diezgan lielām lietām. Sākot ar dīvainām Šrēdingera kaķu situācijām un beidzot ar ūdens noslēpumiem un beidzot ar neiespējamām šķietamām daļiņām, kas lido no Antarktikas ledus, daļiņu fizika pierādīja, ka Visumā ir daudz nezināmu, ko mums izpētīt. Šeit ir 18 2018. gada satriecošākie kvantu mehānikas un lieljaudas daļiņu fizikas stāsti.
Kvantu dati kļuva blīvāki nekā jebkad agrāk
Lai izveidotu kvantu datorus, zinātniekiem vispirms būs jāizdomā, kā manipulēt un efektīvi uzglabāt informāciju ar kvantu objektiem. 2018. gadā pētnieki sasniedza pavērsienu šajos centienos, iesaiņojot 18 kvitu informācijas kvantu tikai sešos fotonos, kas ir jauns ieraksts.
Termometrs devās uz Šrēdingeru
Mūsu pasaulē temperatūra ir tikai viena lieta. Ja saldētava ir pietiekami auksta, lai veidotos ledus, jebkuram ūdenim, kuru ievietojat tajā, vajadzētu sasalt. Bet kvantu mehānika ļauj objektiem pastāvēt nenoteiktībā starp vairākiem stāvokļiem, savā ziņā vienlaikus būt vairāk nekā vienai lietai - tāpat kā Šrēdingera kaķis savā domu eksperimentā ir gan dzīvs, gan miris. Un 2018. gadā mēs uzzinājām, ka tas attiecas arī uz temperatūru. No noteikta skatu punkta kvantu objekti vienlaikus var būt gan karsti, gan auksti.
Gaisma zaudēja laika uzskaiti
Domājams, ka laiks plūst vienā virzienā, ejot pa cēloņsakarības noteikto ceļu. Boulinga bumba ripo pa joslu un iesprauž tapu, tāpēc tapa nokrīt. Tapas krišana neizraisa boulinga bumbiņas ripošanu pa joslu un tajā iespraukties. Bet kvantu jomā lietas ir izplūdušākas. Zinātnieku komanda 2018. gadā nosūtīja fotonu ceļojumā - tādu, kam vajadzēja to aizvest pa ceļu A un pēc tam ceļu B vai ceļu B un pēc tam ceļu A. Bet, pateicoties funkcijai loosey-goosey veidā, kvantu objektiem, tas fotons neizdevās neseko vienu ceļu pirms otra. Tas sekoja viņiem abiem, netraucējot izvēlēties pasūtījumu.
Kvantu fizika piespieda mūs pārvērtēt dzīvi
Teorētiski kvantu fizikai vajadzētu darboties jebkura izmēra objektiem. Bet daudzi pētnieki uzskata, ka dzīve varētu būt pārāk sarežģīta, lai rastos jebkāda veida jēgpilna kvantu ietekme. Bet 2016. gadā veikts eksperiments šķita, ka baktērijas ļoti ierobežotā un smalkā veidā mijiedarbojas ar kvantu un gaismu. 2018. gadā cita pētnieku grupa devās atpakaļ un apskatīja šo eksperimentu un secināja, ka varētu būt noticis kaut kas daudz dziļāks un savādāks, liekot mums pārvērtēt dzīvi un kvantu pasauli.
Maza hantele savērpās tiešām, ļoti ātri
Dažreiz, kad esat saņēmis jaunu rotaļlietu, jums tā ir jāizņem, lai iegūtu griešanos. Tas ir tas, ko zinātnieki izdarīja ar silīcija dioksīda kopīgajām sfērām, kas šogad bija tikai 0,000012 collas (320 nanometri) un aptuveni 0,000007 collas platas (170 nm). Izmantojot lāzerus, viņi uzspridzināja šīs hanteles līdz griešanās ātrumam 60 miljardi virpuļu minūtē.
Ūdens atklāja savu Jekyll un Hyde
Tur tiešām nav tikai viena veida ūdens molekulas, atklāja kvantu fizikas eksperiments šogad. Tā vietā ir divi. Abus veido divi ūdeņraža atomi, kas atdalās no viena lielā skābekļa atoma, H2O. Bet viena veida ūdenī, ko sauc par "orto ūdeni", tiem ūdeņraža atomiem ir kvantu "griezieni", kas vērsti tajā pašā virzienā. Cita veida ūdenī, ko sauc par “paraūdeni”, tie griezieni norāda pretējos virzienos.
Einšteinam atkal tika pierādīta taisnība
Šveices zinātnieku komanda ir veikusi apjomīgu viena dīvaināko paradoksu pārbaudi kvantu mehānikā - milzīgu piemēru Alberta Einšteina uzvedībai, ko skeptiski sauca par “spocīgu rīcību no attāluma”. Izmantojot gandrīz dzesētu atdzesētu sakopojumu ar gandrīz 600 atomiem, viņi parādīja, ka sapīšanās joprojām notiek pat ļoti lielos (kvantu-mehāniski runājošos) mērogos.
20 kvīti bija sapinušies
Kubīti ir galvenā informācijas vienība kvantu datoros, un, lai kvantu datori darbotos, tie būs savstarpēji jāsapin. 2018. gadā eksperimentam izdevās sapīties 20 kvotu kopā un likt viņiem sarunāties, pēc tam nolasīt tajos esošo informāciju. Rezultāts bija sava veida kvantu-datorsistēmas īstermiņa atmiņas prototips.
Kvantu radars kļuva tuvāk, lai kļūtu par realitāti
Militārais radars darbojas, atlecot radioviļņiem no objektiem, kas lido caur debesīm. Bet reģionos, kas atrodas netālu no Zemes magnētiskā ziemeļpola, šie signāli var tikt sašifrēti. Un ir slepenas lidmašīnas, kas izstrādātas, lai izvairītos no radara viļņu atlecšanas atpakaļ pie to avota. 2018. gadā Kanāda panāca progresu attiecībā uz kvantu radaru, kas atleks gaismas fotoniem no ienākošajām lidmašīnām, pēc tam, kad šos fotonus būs sapinuši citi fotoni tālu, radara bāzē. Kvantu radaru sistēma izpētīs fotonus pie pamatnes, lai redzētu, vai viņu iepītie partneri ir sagrozīti ar kvantu tehnoloģijām.
Kvantu nejaušība kļuva mazliet demokrātiskāka
Nejaušība ir ārkārtīgi svarīga kiberdrošībai. Bet patiesi nejaušību, ko fiziski nav iespējams paredzēt, ir pārsteidzoši grūti panākt. Viens no nedaudzajiem nejaušības avotiem pasaulē ir kvantu valstība, kas lielākajai daļai no mums nav pieejama. Bet tas mainījās 2018. gadā, kad zinātnieki izveidoja tiešsaistes nejaušības "bāksignālu" - publisku nejaušu skaitļu virkņu avotu, kam var piekļūt ikviens. Kopš tā laika viņi šo avotu ir padarījuši sarežģītāku un noderīgāku, un drīzumā parādīsies vēl citi nejaušības avoti.
