Știința care suflă mintea
Lumea mică a ajuns la câteva lucruri destul de mari în acest an. De la situații de pisici ciudate ale lui Schrödinger la mistere ale apei până la particule care par imposibile care zboară din gheața Antarctică, fizica particulelor a dovedit că există multe necunoscute în univers pe care trebuie să le explorăm. Iată cele mai uimitoare 18 povești de mecanică cuantică și cu energie mare a fizicii particulelor din 2018.
Datele cuantice au devenit mai dense ca niciodată
Pentru a construi computere cuantice, oamenii de știință vor trebui mai întâi să-și dea seama cum să manipuleze și să stocheze eficient informațiile cu obiecte cuantice. În 2018, cercetătorii au înregistrat o etapă importantă în acest efort, ambalând 18 biți de informații cuantice în doar șase fotoni, o nouă înregistrare.
Termometrul a mers Schrödinger
În lumea noastră, temperatura este doar un lucru. Dacă un congelator este suficient de rece pentru a face gheață, orice apă pe care o puneți în interior ar trebui să înghețe. Dar mecanica cuantică permite ca obiectele să existe în incertitudine între mai multe state, într-un sens să fie mai mult decât un lucru în același timp - la fel cum pisica lui Schrödinger este atât vie cât și moartă în experimentul său de gândire. Și în 2018, am aflat că acest lucru se aplică și la temperatură. Obiectele cuantice pot, dintr-un anumit punct de vedere, să fie calde și reci în același timp.
Lumina a pierdut traseul timpului
Se presupune că timpul curge într-o singură direcție, urmând calea stabilită pentru acesta prin cauzalitate. O minge de bowling se rostogolește pe o bandă și se lovește într-un știft, astfel încât piniul cade. Pinul care cade nu face ca mingea de bowling să se rostogolească pe banda și să se bată în ea. Dar pe tărâmul cuantic, lucrurile sunt pline de culoare. O echipă de oameni de știință în 2018 a trimis un foton într-o călătorie, una care ar fi trebuit să o ia pe calea A și apoi calea B, sau calea B și apoi calea A. Dar, mulțumită modului funcționat de obiecte cuantice în mod dezlegat, acel foton nu nu urmați o cale înainte de cealaltă. I-a urmat pe amândoi, fără să se deranjeze să aleagă o comandă.
Fizica cuantică ne-a obligat să reevaluăm viața
În teorie, fizica cuantică ar trebui să funcționeze pentru obiecte de orice dimensiune. Dar mulți cercetători consideră că viața ar putea fi prea complicată pentru a apărea orice fel de efecte cuantice semnificative. Dar un experiment realizat în 2016 a părut să arate bacteriile care interacționează cuantic mecanic cu lumina într-un mod foarte limitat, subtil. În 2018, un alt grup de cercetători s-a întors și a privit acel experiment și a constatat că s-ar fi putut întâmpla ceva mult mai profund și mai ciudat, forțându-ne să reevaluăm viața și lumea cuantică.
O gantură minusculă a învârtit într-adevăr, foarte repede
Uneori, când ai o jucărie nouă, trebuie să o scoți pentru o învârtire. Asta au făcut oamenii de știință cu sfere comune de silice în acest an, „nanodumbelells” doar 0,000012 inch (320 nanometri) lungime și aproximativ 0,000007 inci lățime (170 nm). Folosind lasere, au exploatat ganterele până la viteze de rotație de 60 de miliarde de vârtej pe minut.
Apa și-a dezvăluit Jekyll și Hyde
Nu există într-adevăr un singur tip de moleculă de apă, a dezvăluit un experiment cu fizica cuantică în acest an. În schimb, există două. Ambii sunt alcătuiți din doi atomi de hidrogen lipiți de un singur atom de oxigen mare, H2O. Dar într-un fel de apă, numit „orto-apă”, acei atomi de hidrogen au „rotiri” cuantice îndreptate în aceeași direcție. Într-un alt tip de apă, numit „para-apă”, acele rotiri indică direcții opuse.
Einstein a fost dovedit încă o dată
O echipă de oameni de știință elvețieni a efectuat un test masiv al unuia dintre cei mai ciudați paradoxuri în mecanica cuantică, un exemplu uriaș de felul de comportament pe care Albert Einstein l-a numit sceptic „acțiune înfricoșătoare la distanță”. Folosind o mulțime super-răcită de aproape 600 de atomi, ei au arătat că încurcarea funcționează încă la scări foarte mari (cuantice care vorbesc mecanic).
20 de cbiti s-au incurcat
Qubits-ul este unitatea fundamentală a informațiilor din computerele cuantice, iar crearea de funcționare a computerelor cuantice va implica legarea lor între ele. În 2018, un experiment a reușit să împletească 20 de cioburi împreună și să-i facă să vorbească între ei, apoi să citească înapoi informațiile pe care le conțineau. Rezultatul a fost un fel de prototip de memorie pe termen scurt pentru un sistem cuantum.
Radarul cuantic s-a apropiat de a deveni realitate
Radarul militar funcționează prin a salta undele radio de pe obiecte care zboară pe cer. Însă în regiunile din apropierea polului nord magnetic al Pământului, aceste semnale pot fi agitate. Și există avioane furtunoase, concepute pentru a evita respingerea undelor radar la sursa lor. În 2018, Canada a înregistrat progrese pe un radar cuantic care va sări fotonii ușori de pe planurile de intrare, după ce a legat fotonii cu alți fotoni departe, la baza radarului. Sistemul cu radar cuantic ar studia fotoni la bază pentru a vedea dacă partenerii lor încurcați au fost influențați de tehnologiile cuantice.
Aleatorizarea cuantică a devenit ceva mai democratică
Randomitatea este extrem de importantă pentru securitatea cibernetică. Dar, aleatoriu adevărat, care este fizic imposibil de prevăzut, este surprinzător de greu de trecut. Una dintre puținele surse de aleatoriu în lume este tărâmul cuantic, care este inaccesibil pentru majoritatea dintre noi. Dar asta s-a schimbat în 2018, când oamenii de știință au creat un „far” aleatoriu online - o sursă publică de șiruri aleatoare ale numerelor la care oricine poate avea acces. De atunci, acea sursă a devenit mai complexă și mai utilă, iar în curând există mai multe surse de aleatoriu public.
