Nobelova cena za fyziku, 2017: Detektory vlnenia v časopriestore
Švédska akadémia napravila za rok 2016 „neúspech“, uznáva „rozhodujúce príspevky laureátov k detektoru Ligo a pozorovaniu gravitačných vĺn“ – potvrdenie Einsteinovej predpovede a najväčšia vec vo fyzike od objavu Higgsovho bozónu.
Fyzici z Kalifornského technologického inštitútu Kip S. Thorne (R) a Barry C. Barish sa zúčastňujú tlačovej konferencie po získaní Nobelovej ceny za fyziku za rok 2017, o ktorú sa delia s Rainerom Weissom z MIT, v Pasadene v Kalifornii, USA 3. októbra 2017. ( Foto Reuters) Keď Štokholm v pondelok zavolal Michaelovi Rosbashovi, aby mu povedal, že získal Nobelovu cenu za fyziológiu a medicínu za objav fyzikálneho základu biologických hodín, odpovedal: Si zo mňa robíš srandu. Možno bol ohromený, pretože cena bola asynchrónna - jeho kľúčová práca bola vykonaná už dávno. Aj minulý rok Nobelova nadácia ukázala, že nie je v súlade so svetom, keď ocenila teoretickú prácu v topológii hmoty, ignorujúc laserové interferometrové gravitačné vlnové observatórium (Ligo), ktoré zachytilo gravitačné vlny 12 mesiacov pred obrad. Potvrdzovanie predpovede, ktorú urobil Einstein pred storočím, vychádzajúca z teórie všeobecnej relativity, to bola najväčšia vec vo fyzike od objavu Higgsovho bozónu. Na všeobecné znechutenie a radosť bookmakerov Ligo cenu nedostal.
V roku 2017 Kráľovská švédska akadémia vied urobila nápravu tým, že ocenila vedenie Ligo – Rainera Weissa, ktorý navrhol najcitlivejší nástroj, aký kedy ľudská rasa vyrobila, Kip S Thorne, ktorý zúžil signály a frekvencie, na ktoré bol navrhnutý. , a Barry C Barish, ktorí projekt vybudovali prakticky.
Čo presne Ligo videl – alebo počul, aby som bol presný, pretože podpis prvej gravitačnej vlny zistenej 15. septembra 2015 bol preložený do zvuku, ktorý bol medzi cvrlikaním a pípnutím?
Laboratóriá LIGO v Hanforde, Washington (s láskavým dovolením Caltech/MIT/LIGO Laboratory) Počul zrážku dvoch masívnych čiernych dier, ktoré sa okolo seba otáčali šialenými rýchlosťami a potom sa zrazili pred 1,3 miliardami rokov, keď život na Zemi sotva začal. Kozmický incident nebol viditeľný, pretože svetlo nemôže uniknúť z horizontu udalostí čiernej diery, ale možno ho odvodiť zo žiarenia v blízkosti víru hmoty a energie. Šíri tiež gravitačné vlny, vlnky šíriace sa rýchlosťou svetla cez štruktúru časopriestoru. Keď sa prvý Homo sapiens pred tisícročiami prechádzal po planinách Afriky, vlny sa prehnali cez Magellanov mrak a v septembri 2015 dosiahli Zem a spôsobili drobné poruchy na laserových interferometroch Ligo v Louisiane a štáte Washington, okrem prístroja Virgo v Taliansku. . Vydalo to malé cvrlikanie, ktoré otriaslo svetom kvantovej fyziky.
Prečítajte si tiež | Nobelova cena za fyziológiu alebo medicínu, 2017: Čo nás núti kliešť
Celé roky až do objavu Higgsovho bozónu bola vo fyzike kríza. Metóda vedy spočíva vo vývoji teórie a jej následnom potvrdení v laboratóriu. Bez druhého kroku zostáva teória neoverená. Higgsov bozón bol posledným prvkom štandardného modelu fyziky, ktorý zostal vo voľnej prírode nepozorovaný. Takže teória sa celé roky budovala na teórii a laboratórium zostalo ďaleko za sebou. Možno to všetko bolo postavené na piesku?
S objavom Higgsovho bozónu laboratórium dobehlo a teória bola potvrdená. Storočná predpoveď gravitačných vĺn však zostala nevyskúšaná – v skutočnosti sa datuje do postulátu Henriho Poincareho z roku 1905. Ligo teraz poskytlo ďalšie uistenie o priechodnosti štandardného modelu. Gravitačné vlny boli odvodené skôr a Russel A Hulse a Joseph H Taylor Jr.
Pri pohľade do budúcnosti astronómia gravitačných vĺn umožní ľudstvu prístup k častiam priestoru a času, ktoré zostali neviditeľné. Na rozdiel od elektromagnetického žiarenia, ako je svetlo, ktoré prechádza časopriestorom, sú to vlnky v samotnej štruktúre časopriestoru. Nie sú rozptýlené hmotou a umožnia nástrojom nahliadnuť neuveriteľne ďaleko do priepastí vesmíru - a zodpovedajúcim spôsobom ďaleko späť v čase. Časti vesmíru, ktoré zostali tmavé pre optické a rádiové teleskopy, sa teraz stanú viditeľnými. Čierne diery a neutrónové hviezdy – telesá s takou hustotou, že lyžica ich hmoty by vážila toľko ako Zem – vydajú tajomstvá dovtedy nevídané.
Čokoľvek s hmotnosťou vytvára gravitačné vlny, keď sa zrýchľuje. Pri každom tanci vytvárate vlny gravitačných vĺn, ale nie sú dostatočne silné, aby ich zachytili nástroje. Ale čokoľvek s gigantickou hmotnosťou, ako je čierna diera alebo neutrónová hviezda, by generovalo merateľné vlny, čím by boli doteraz skryté javy viditeľné. V minulosti boli do vesmíru vysielané teleskopy, aby získali jasnejší pohľad na vesmír, bez prekážok prachu, mrakov a žiarenia pozadia civilizácie. Najznámejší je Hubbleov teleskop a jeden z jeho rovesníkov dokonca hľadá gravitačné vlny — LISA Pathfinder Európskej vesmírnej agentúry. Ale keďže gravitačné vlny nie sú rozptýlené, dalo by sa logicky zakopať detektor do uhoľnej bane a stále by videl svetlo vzdialených hviezd – vo svojom vlastnom spektre, nie v spektre viditeľného svetla. V neuveriteľne blízkej budúcnosti táto forma teleskopie otvorí nový pohľad na priestor a čas a umožní nám vidieť vesmír tak, ako ho nikdy predtým nevideli, v nespočetných neviditeľných farbách dúhy gravitácie.
Laboratóriá LIGO v Livingstone, Louisiana. Troch laureátov Nobelovej ceny za fyziku za rok 2017 označuje LIGO za svojich zakladateľov a ich najdlhších a najväčších šampiónov. (S láskavým dovolením Caltech/MIT/LIGO Laboratory) VÍŤAZI 2016: V 70. rokoch 20. storočia MICHAEL KOSTERLITZ & DAVID THOULES prevrátil vtedajšiu súčasnú teóriu, že supravodivosť alebo suprafluidita by sa v tenkých vrstvách nemohla vyskytnúť. Ukázali, že supravodivosť sa môže vyskytnúť pri nízkych teplotách a tiež vysvetlili mechanizmus fázového prechodu, ktorý spôsobuje, že supravodivosť pri vyšších teplotách zmizne. V 80. rokoch DUNCAN HALDANE objavil, ako môžu topologické koncepty vysvetliť vlastnosti reťazcov malých magnetov nachádzajúcich sa v niektorých materiáloch.
Zdieľajte So Svojimi Priateľmi:
