10 أشياء من المستحيل ممكنا من خلال الفيزياء الحديثة

في عالم رائع من فيزياء المستحيل, على الأقل ليس الآن, ولكن لا يزال من الممكن. ولكن في الآونة الأخيرة وقد تمكن العلماء من تحقيق حقا superawesome الأشياء. مع تقدم العلم. واحد وحش السباغيتي يدري ماذا ينتظرنا في معظم سر الأعماق. اليوم سنقوم بتحليل العشرة الأولى من أشياء غير واقعية, الدول, الكائنات, ممكن من خلال الفيزياء الحديثة.

منخفضة بشكل لا يصدق درجات الحرارة

في الماضي ، العلماء لا يمكن أن تبرد الأجسام تحت عتبة ما يسمى ب "الكم الحد". شيء البرد إلى هذه الدولة ، فمن الضروري استخدام الليزر مع بطيئة جدا تتحرك الذرات وقمع الوقود أنها تخلق الاهتزاز.

ومع ذلك ، الفيزيائيين وجدت الحل المناسب. وأنشأوا ultracryogenic الألومنيوم تهتز طبلة و كان قادرا على تبريده إلى 360 mckelvies أن 10 000 مرات أقل من درجة الحرارة في أعماق الفضاء الخارجي.

طبل قطر فقط 20 ميكرومتر (قطر شعرة الإنسان هو 40-50 ميكرون). بارد مثل درجات الحرارة المنخفضة بسبب التكنولوجيا الجديدة ما يسمى "ضغط هواء" في كل جزيئات لها نفس الاتجاه. في هذه الطريقة, الليزر تختفي الاهتزاز ، توليد الحرارة. على الرغم من حقيقة أن طبل يتم تبريده إلى أدنى درجة حرارة ممكنة ، فإنه ليس أبرد شكل المسألة. هذا العنوان ينتمي إلى بوس المكثفات — أينشتاين. ولكن حتى في هذه الحالة ، تحقيق يلعب دورا هاما. واحدة من هذه الطريقة و التكنولوجيا يمكن أن تستخدم لخلق بسرعة فائقة الإلكترونيات ، وكذلك للمساعدة في فهم سلوك غريب من المواد الكم العالم تقترب في خصائصه إلى الحدود المادية.

ألمع ضوء

ضوء الشمس مشرقة زاهية. الآن تخيل ضوء مليار شمس. وقد أنشأت مؤخرا مختبر الفيزياء في الواقع خلق ألمع الضوء الاصطناعي على الأرض ، والتي أيضا يتصرف بطريقة لا يمكن التنبؤ بها جدا. يتغير مظهر الكائنات. بيد أن الرؤية البشرية المتوفرة ، لذا فإنه لا يزال يعتقد علماء الفيزياء كلمة.

الجزيئية الثقب الأسود

مجموعة من علماء الفيزياء مؤخرا خلقت شيئا أن يتصرف مثل الثقب الأسود. للقيام بذلك, أخذوا في العالم أقوى ليزر الأشعة السينية Linac متماسكة مصدر الضوء (LCLS) دفعت من خلال جزيء يوديد الميثيل يعتبر و iogansona. في البداية كان من المتوقع أن الليزر نبض ضرب معظم الإلكترونات من مدار ذرات من اليود ، وترك بدلا فراغ. في التجارب مع أضعف الليزر هذا الفراغ ، كقاعدة عامة ، على الفور شغلها عن طريق الإلكترونات من أكثر الحدود الخارجية المدار من الذرة. عندما الليزر ضرب LCLS المتوقع العملية هي في الواقع بدأت ، ثم تليها ظاهرة مدهشة حقا. بعد هذا المستوى من الإثارة, ذرة اليود بدأت حرفيا التهام الإلكترونات القريبة من ذرات الهيدروجين والكربون. من الخارج يبدو صغيرة الثقب الأسود داخل الجزيء.

اللاحقة نبضات الليزر طرقت تنشيط الإلكترونات ، ولكن الفراغ تأخر أكثر وأكثر. دورة وتكررت حتى كامل جزيء انفجرت. ومن المثير للاهتمام ، ذرة من جزيء اليود هو الوحيد الذي يظهر هذا السلوك. حيث أنه بلغ أكثر من غيرها ، يمكن أن تمتص كمية كبيرة من الأشعة السينية الطاقة يفقد الأصلي الإلكترونات. هذه الخسارة أوراق الذرة مع قوي بما فيه الكفاية تهمة إيجابية ، فإنه يجذب الإلكترونات من أصغر الذرات.

الهيدروجين المعدني

ويسمى "الكأس المقدسة من ارتفاع ضغط الفيزياء", ولكن حتى وقت قريب لم يكن أحد قادرا على النجاح في الحصول عليه. إمكانية تحويل الهيدروجين في المعدن أعلن لأول مرة في عام 1935. الفيزياء اليوم اقترح أن هذا التحول يمكن أن يسمى باستخدام ضغط قوي جدا. المشكلة تكمن في حقيقة أن ضغط التكنولوجيا من الوقت لا يمكن إنشاء.

في عام 2017 الأمريكية فريق من علماء الفيزياء قررت أن أعود إلى الفكرة القديمة ، ولكن استخدام نهج مختلف. وأجريت التجربة داخل جهاز خاص يسمى قبضة الماس. يتم إنشاؤها بواسطة هذه قبضة الضغط التي تنتجها اثنين الاصطناعية الماس مرتبة على كلا الجانبين من الصحافة. بفضل هذا الجهاز كان من الممكن لتحقيق ضغط لا يصدق: أكثر من 71.7 مليون جنيه لكل بوصة مربعة. حتى في مركز الأرض الضغط أقل.

رقائق الكمبيوتر مع خلايا الدماغ

إذا لبعث الحياة في الالكترونيات, ضوء يوم واحد سوف تكون قادرة على استبدال الكهرباء. الفيزياء فهم إمكانات مذهلة من الضوء منذ عقود ، عندما أصبح واضحا أن موجات الضوء تستطيع أن تتحرك موازية لبعضها البعض وبالتالي تنفيذ العديد من المهام في وقت واحد. الالكترونيات لدينا يعتمد على الترانزستورات لفتح وإغلاق الطريق أمام حركة الكهرباء. هذا المخطط يفرض العديد من القيود. غير أنه في الآونة الأخيرة قد خلقت العلماء اختراع مدهش – رقائق الكمبيوتر التي تحاكي الدماغ البشري. من خلال استخدام التفاعل أشعة الضوء التي تتصرف مثل الخلايا العصبية في الدماغ المعيشة, هذه الشريحة يمكن حقا بسرعة جدا،"."

سابقا ، يمكن للعلماء أيضا إنشاء بسيط الشبكة العصبية الاصطناعية ، ولكن كانت تحتلها هذه المعدات المعملية عدة جداول. لإنتاج شيء بنفس الكفاءة ، ولكن أصغر بكثير ، واعتبرمستحيل. لكنها فشلت في ذلك. حجم الشريحة التي يستخدم السيليكون ليست سوى بضعة ملليمترات. و عمليات الحوسبة تجري خلال 16 المتكاملة الخلايا العصبية. يحدث هذا الطريق. رقاقة هو الموردة إلى ضوء الليزر ، والتي تنقسم إلى العديد من الحزم ، كل منها يحتوي على عدد من الإشارات أو المعلومات متفاوتة في السطوع. كثافة الليزر الناتج يوفر الجواب العددية مشكلة أو أي من المعلومات التي كان مطلوبا منها أن تقدم حلا.

المستحيل شكل الموضوع

هناك نوع من هذه المسألة تسمى "[ الصلبة". و في الواقع هذه المسألة ليست سيئة كما قد يبدو من العنوان. حقيقة أن هذا غريب جدا شكل المسألة لديها بنية الكريستال مميزة من المواد الصلبة ولكن في نفس الوقت هو السائل. هذا التناقض طالما ظلت غير المحققة. ومع ذلك ، في عام 2016 ، مجموعتين مستقلة من العلماء (الأمريكية و السويسرية) التي تم إنشاؤها المسألة التي يمكن بحق أن يعزى إلى خصائص [الصلبة. ومن المثير للاهتمام أن كلا الفريقين تستخدم أساليب مختلفة في إنشائها.

السويسري خلقت بوس المكثفات — أينشتاين (أبرد المعروف المسألة) ، تبريدها إلى درجات حرارة منخفضة للغاية الغاز من الروبيديوم. ثم المكثفات وضعت في اثنين من غرفة تركيب كل غرفة من الذي كان قليلا كل مرآة أخرى. الكاميرا كانت تستهدف أشعة الليزر التي أطلقت التحول. جزيئات الغاز ردا على التعرض ليزر بناء البنية البلورية للمواد الصلبة بشكل عام ، ومع ذلك ، فإن مسألة احتفظت السوائل المنشأة.

الأميركيين مشابهة الهجين المسألة على أساس من المكثفات من ذرات الصوديوم ، والتي هي أيضا بقوة تبريد تعرض الليزر التعرض. هذا الأخير كان يستخدم لتحويل كثافة الذرات قبل ظهور البنية البلورية في شكل سائل.

السائل سلبية الشامل

في عام 2017 ، الفيزيائيين خلقت شيء رائع حقا: شكل جديد من المسألة ، والتي تتحرك في اتجاه القوة ، للاشمئزاز. على الرغم من أن هذا هو حقا لا يرتد ، ولكن هذه المسألة هو ما يمكن أن يسمى السلبية الشامل. مع إيجابية على أرض الواقع, كل شيء واضح: أنت تعطي التسارع من أي كائن ، وقال انه يبدأ في التحرك في الاتجاه الذي هذا التسارع وقد تم نقله. ومع ذلك ، قد خلقت العلماء السائل الذي يعمل بطريقة مختلفة جدا من أي شيء في العالم المادي. عندما يتم الضغط عليه فإنه يسرع مصدر المقدمة التسارع.

و مرة أخرى للحصول على مساعدة في هذه المسألة جاء بوس المكثفات — أينشتاين ، الدور الذي كان يؤديه التبريد إلى درجات حرارة منخفضة جدا ذرات الروبيديوم. وهكذا العلماء لدينا [السائل مع الوزن الطبيعي. ثم يتم ضغطها بقوة الذرات باستخدام أشعة الليزر. ثم المجموعة الثانية من أشعة الليزر فهي متحمس للغاية الذرات ، لدرجة أنها قد تغيرت مرة أخرى. عندما الذرات صدر من براثن الليزر عادة رد فعل السائل ستكون رغبة الحركة من مركز مدينة التثبيت, والتي في الواقع يمكن أن تفسر على أنها دفع. ومع ذلك ، [السائل من الروبيديوم, الذرات التي تنقل كافية التسارع عند الإفراج عنهم من براثن الليزر تبقى في مكانها ، مما يدل سلبي الشامل.

بلورات

عندما فرانك ولتشيك ، الحائز على جائزة نوبل ، أول من اقترح فكرة بلورات من الوقت ، يبدو مجنونا. خصوصا في الجزء الذي أوضح أن هذه البلورات يمكن أن تمتلك الحركة ، في حين تبقى في راحة ، التي تظهر أدنى مستوى الطاقة من هذه المسألة. يبدو من المستحيل ، كما أن الحركة يتطلب الطاقة و نظرية بدوره الدول في مثل هذه البلورات هناك عمليا أي الطاقة. ولتشيك يعتقد أن الحركة الدائبة يمكن أن يتحقق عن طريق تعديل أرض الدولة من ذرة كريستال من ثابتة إلى الدوري. كان هذا في تناقض قوانين الفيزياء المعروفة, ولكن في عام 2017, بعد 5 سنوات من لحظة ولتشيك اقترح علماء الفيزياء قد وجدت طريقة للقيام بذلك. في النهاية, جامعة هارفارد خلقت الكريستال من الوقت ، حيث النيتروجين الشوائب "استدارة" في الماس.

براج مرآة

نمو مرآة لديها انعكاسية عالية ويتكون من 1000-2000 الذرات. ولكن هي قادرة على عكس الضوء ، مما يجعلها مفيدة حيث أنه من الضروري استخدام المرايا الصغيرة ، على سبيل المثال ، في الإلكترونيات المتقدمة. شكل هذه المرآة هي أيضا ليست شائعة جدا. الذرات المعلقة في الفراغ تشبه سلسلة من الخرز. في عام 2011, الألمانية مجموعة من العلماء كانوا قادرين على خلق النمو مرآة ، الذي كان في ذلك الوقت أعلى مستوى من التفكير (حوالي 80%). لهذا العلماء الجمع بين 10 ملايين الذرات في واحدة بنية شعرية.

ولكن في وقت لاحق فرق البحث من الدنمارك وفرنسا قد وجدت طريقها إلى الحد بشكل كبير من عدد من الذرات ، ولكن الحفاظ على درجة عالية من التفكير الكفاءة. بدلا من الشركات كثيفة حول بعضها البعض, الذرات وضعت على طول المجهرية الألياف البصرية. مع الموضع الصحيح من الشروط اللازمة تحدث – موجة الضوء ينعكس مباشرة مرة أخرى إلى نقطة البداية. عند انتقال الضوء على بعض من الفوتونات الهروب خارج الألياف ، تتصادم مع ذرات. الكفاءة تعكس أثبتت الدنماركية والفرنسية فرق مختلفة جدا و هو حوالي 10 و 75 في المئة على التوالي. ولكن في كلتا الحالتين, ضوء عاد (أي المبين) إلى نقطةنشأتها.

بالإضافة إلى المزايا المحتملة في تطوير التكنولوجيات مثل هذه المرايا يمكن أن تكون مفيدة في الكم الأجهزة لأن ذرات اختياريا استخدام ضوء المجال للتفاعل مع بعضها البعض.

ثنائي الأبعاد المغناطيس

الفيزيائيين كانوا يحاولون خلق ثنائي الأبعاد المغناطيس مع 1970 المنشأ ، ولكن فشلت دائما. الحقيقي 2D المغناطيس يجب أن تحتفظ خصائصها المغناطيسية حتى عندما فصل إلى الدولة التي يصبح ثنائي الأبعاد أو طبقة بسماكة ذرة واحدة فقط. العلماء حتى بدأت أشك في أن هذا الشيء غير ممكن.

ومع ذلك ، في يونيو / حزيران من عام 2017 الفيزياء باستخدام [كروم, وأخيرا تمكنت من خلق ثنائي الأبعاد المغناطيس. وكان اتصال مثيرة جدا للاهتمام من عدة جوانب. لها الطبقات البلورية بنية مناسبة تماما الضيقة ، وعلاوة على ذلك ، فإن الإلكترونات تمتلك الاتجاه المطلوب من زيادة ونقصان. هذه الخصائص تسمح [الكروم الإبقاء على الخصائص المغناطيسية حتى بعد التركيب البلوري يتم تقليل سمك الماضي الذرية الطبقات.

الأولى في العالم 2D-المغناطيس كان قادرا على الحصول على درجة حرارة عالية نسبيا من -228 درجة مئوية. لها خصائص مغناطيسية وقف العمل في درجة حرارة الغرفة لأنه يدمر الأكسجين. ومع ذلك ، وتستمر التجارب.