2013-05-13

donmigel_62: (кот - учёный)
2013-05-13 10:07 am

Фейнман.

Пять причин, сделавших знаменитым Ричарда Фейнмана


Ровно 95 лет назад, 11 мая 1918 года, родился Ричард Филипс Фейнман — выдающийся американский физик-теоретик, которого друзья и коллеги за невероятный круг интересов в науке и за ее пределами нередко называли «человеком эпохи Возрождения».

Британский научный журнал Physics World в 1999 году по результатам опроса ученых составил список величайших физиков всех времен, в котором Фейнман оказался единственным американцем в первой десятке, рядом с Альбертом Эйнштейном, Исааком Ньютоном, Галилео Галилеем и другими своими коллегами.

Впрочем, как остроумно замечают некоторые пользователи интернета, называть Фейнмана физиком — это примерно как называть микроскоп молотком.

Починка радио, португальский язык, взлом сейфов, барабаны, язык майя, живопись, биология, публичные выступления — кажется, если есть на свете какое-нибудь интересное занятие, то Ричард Фейнман им занимался.

Поэтому выбрать всего пять пунктов для этого обзора было, конечно, непросто.

Нобелевская физика

Ричард Фейнман, получивший степень бакалавра в Массачусетском технологическом институте (MIT), успел поработать в Принстоне и Корнелльском университете, однако в 1950 году стал профессором физики в Калифорнийском техологическом институте — по некоторым свидетельствам, отказаться от «северных» научных учреждений в пользу мягкого климата Фейнмана заставил не очень приятный опыт починки колес автомобиля во время снегопада в Итаке (город в штате Нью-Йорк, где находится Корнелльский университет).




Нобелевскую премию по физике 1965 года «за фундаментальные работы по квантовой электродинамике, имевшие глубокие последствия для физики элементарных частиц» Ричард Фейнман разделил с Синъитиро Томонагой и Джулианом Швингером.

Некоторые считают, что Фейнман мог бы получить и еще одну «нобелевку» вместе с коллегой Марри Гелл-Маном за разработку теории слабого взаимодействия, одного из четырех фундаментальных физических взаимодействий. Известно, что вторая работа самому физику нравилась больше.

Среди других областей, в которых «отметился» Ричард Фейнман, — физика сверхтекучести жидкого гелия, так называемого слабого распада массивных частиц на более легкие, квантовая гравитация.

В своей знаменитой лекции «Там внизу много места» в 1959 году Фейнман предположил, что с помощью «манипулятора» соответствующего размера можно перемещать отдельные атомы, и таким образом заложил будущие основы нанотехнологий.

Но, наверное,

больше всего духу самого физика соответствуют изобретенные им диаграммы Фейнмана — изящный, наглядный и очень эффективный способ описания поведения частиц. Диаграммы украшали знаменитый автомобиль физика, Dodge Tradesman 1975 года, с номером QANTUM («квант»).

Проект «Манхэттен»

Работая в Принстонском университете в 1940-х годах, Фейнман попал в команду Манхэттенского проектапрограммы США по разработке ядерного оружия под руководством физика Роберта Оппенгеймера и генерала Лесли Гровса. Работать над бомбой Фейнман согласился потому, что считал важным опередить в «ядерной гонке» Германию, но позже ученый сам признавал, что, возможно, ему стоило пересмотреть эту позицию после поражения Гитлера в войне.

255346870.jpg
Рис. 1. Первый в истории взрыв ядерного устройства был произведен 16 июля 1945 года. Испытание ядерного устройства под кодовым обозначением «Тринити тест» (Ttinity test) в целях достижения абсолютной секретности было решено провести в местечке Аламогордо (несколько десятков километров от Лос‑Аламоса, штат Нью‑Мексико), являвшемся территорией авиабазы ВВС США.

Фейнман присутствовал на первом в мире испытании ядерного оружия, «Тринити», которое провели в июле 1945 года в штате Нью-Мексико — и там ученый отличился тем, что, по собственным словам, был единственным, кто смотрел на взрыв без выданных солнцезащитных очков.

Интересно, что в ходе работы над Манхэттенским проектом Фейнман получил известность не только как одаренный молодой физик, но и как взломщик — благодаря своей наблюдательности и нестандартному мышлению ученый быстро научился вскрывать многочисленные сейфы, в которых хранились бумаги разной степени секретности.

«Ненаучная» страсть Фейнмана, надо полагать, сильно раздражала военное руководство проекта, хотя коллеги считали необычное хобби физика своеобразным развлечением и даже полезным способом достать нужный документ из сейфа, хозяин которого уехал или забыл комбинацию к нему.

Впрочем, как отмечает Фейнман в одной из своих книг, после того, как штатный слесарь лаборатории сказал ему, какие комбинации ставятся на заводе «по умолчанию», ему удалось без всякого труда вскрыть каждый пятый сейф в здании.

«Челленджер»

Журналист Джеймс Гляйк в некрологе Фейнмана для New York Times пишет, что тот «за редким исключением, активно избегал разнообразных комитетов, в которые обычно приходится входить известным ученым». Так, однажды в 1960-х годах Фейнман ненадолго стал членом комиссии по учебным планам штата Калифорния, чтобы оценить качество школьных учебников по научным дисциплинам. Комиссии «явно запомнился этот уникальный опыт, потому что Фейнман назвал учебники "отвратительными», «лживыми» и «бесполезными», отмечает Гляйк.

Вместе с тем, в 1986 году Ричард Фейнман, наряду с первым человеком на Луне Нилом Армстронгом и первой женщиной-астронавтом Салли Райд, а также крупными инженерами и учеными, все же вошел в состав так называемой «комиссии Роджерса» под руководством бывшего госсекретаря США Уильяма Роджерса.

Комиссия из 14 экспертов должна была найти ответ на очень печальный вопрос — почему 28 января, через 73 секунды после начала своего десятого полета разрушился в воздухе шаттл «Челленджер».

При этом Фейнман и здесь не изменял своему стилю, проводя «независимое» расследование и немало раздражая своим поведением руководство комиссии. Во время телетрансляции официальных слушаний по расследованию катастрофы он положил кусок резины, из которой были сделаны злополучные уплотнительные кольца, в стакан с ледяной водой, и наглядно продемонстрировал, что в таких условиях после сжатия резина не восстанавливает свою форму. Как сейчас уже хорошо известно, «Челленджер» в то утро стартовал при отрицательной температуре воздуха, к которой не был готов — о чем НАСА неоднократно предупреждали и собственные инженеры, и специалисты подрядчика, Morton Thiokol.

В книге «Какое тебе дело до того, что думают другие?» Фейнман подробно рассказывает о своем участии в работе комиссии и о том, насколько сильно его поразило отсутствие нормальной коммуникации между специалистами и руководством агентства, а также непонимание последними простейших технических понятий вроде «запаса прочности». На сайте НАСА можно найти «особое мнение» Фейнмана в виде приложения к итоговому докладу комиссии, которое заканчивается фразой, мгновенно ставшей знаменитой:



«Для успешного развития технологии реальность должна быть важнее пиара, ибо природу обмануть нельзя».


Головоломки

Как признается Фейнман в книге «Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!», с самого детства он испытывал «присущую (ему) потребность к разгадыванию головоломок». Причем «головоломками» могло быть что угодно, от школьных загадок и иероглифов майя до сейфов других участников Манхэттенского проекта в Лос-Аламосской национальной лаборатории.

Сейфы Ричарда Фейнмана привлекли от невероятной скуки, поскольку в Лос-Аламосе «развлекать себя приходилось самому».

Похожим образом физик связался и с майя: судя по книге, медовый месяц со второй женой, Мэри Лу, которая интересовалась искусством Мексики, был для Фейнмана очень утомительным — пока он не купил в гватемальском музее копию Дрезденского Кодекса, одной из четырёх рукописных книг майя, которые дожили до наших дней.

Из множества «головоломных» увлечений Фейнмана стоит, пожалуй, отметить и флексагонылюбопытнейшие бумажные головоломки в виде многоугольников, которые при перегибании как бы «показывают» свои скрытые стороны.

Флексагон придумал британский студент Артур Стоун, которому в аспирантуре Принстона пришлось привыкать к новому формату бумаги Letter, которую используют в Штатах. Обрезая листы А4 до Letter, Стоун случайно сложил из оставшейся полоски фигуру, которая, как он быстро убедился, обладала любопытными свойствами. Британец и его друзья — Фейнман, Брайант Такерман и Джон Тьюки — образовали «Принстонский флексагонный комитет», который занимался теоретическими и практическими аспектами изготовления этих математических игрушек.

Популярная наука

Фейнман, помимо прочего, был очень хорошим преподавателем, который ненавидел «зубрежку» и считал, что если какой-то вопрос невозможно понятно объяснить студенту первого курса, значит, этот вопрос недостаточно изучен.

Знаменитые «фейнмановские» лекции по физике, написанные ученым за три года усиленной работы в начале 1960-х, до сих пор остаются популярными у студентов.

Настоящий ученый, Фейнман терпеть не мог все «ненастоящее» в науке: в знаменитом выступлении перед выпускниками Калтеха в 1974 году он назвал подобные псевдоисследования, лишь имитирующие научный метод, «наукой самолетопоклонников» (cargo cult science).

По мнению Фейнмана, главный принцип, которому должен следовать ученый, чтобы не оказаться похожим на островитянина, строящего ритуальную «взлетно-посадочную полосу» из дерева, — быть предельно честным в своих методах и «не дурачить самого себя».

donmigel_62: (Default)
2013-05-13 11:27 am

Запах темной материи

Давно не было интересного видео. Вот вам научно-популярный ролик NASA о темной материи следы которой недавно зафиксировали на МКС.





Перевод DrMichael для сайта Живая Вселенная.

---------------------------------------------------------------

Еще по теме:


А счастье было так возможно
Вселенная постарела
Темное вещество наконец-то найдено?
Темная материя в Солнечной системе. Ее мало, но она есть


Все самое интересное о космосе здесь - ru_deep_space


donmigel_62: (кот - учёный)
2013-05-13 11:58 am

Музыка из космоса.

Кавер на песню Дэвида Боуи "Space Oddity", записанный астронавтом Крисом Хадфилдом на борту Международной Космической Станции.

donmigel_62: (кот - учёный)
2013-05-13 02:52 pm

5 мифов о компьютерных технологиях.

5 мифов о компьютерных технологиях и их опровержение.


shutterstock_112984753

Мир полон мифов и сфера высоких технологий не исключение. Иногда причиной этому является недостаток или искажение информации, а иногда сама человеческая природа, нуждающаяся в сказках о добрых молодцах и коварных злодеях. Некоторые мифы настолько глубоко укоренились в нашем сознании, что принимают форму непреложных аксиом, сомнение в которых вызывает негодование. В этой статье мы вспомним несколько таких мифов и попытаемся их опровергнуть. Вы узнаете, что на самом деле сказал Билл Гейтс про оперативную память, воровал ли Microsoft элементы дизайна у Apple и кто на самом деле придумал Linux.

640K памяти достаточно!

tech_myths_gates_640k

Первая из рассмотренных нами легенд гласит о том, что Билл Гейтс как-то заявил, что, мол, вряд ли кому-то когда-то может понадобиться более 640K оперативной памяти.

На самом деле Гейтс никогда не говорил этих слов и даже впоследствии в одном из интервью прямо опровергал: «Возможно я говорил в своей жизни некоторые глупые и неправильные вещи, но точно не это. Никто из компьютерных специалистов никогда не скажет, что определенный объем памяти достаточен на все времена». Компьютерное издание Wired даже проводило конкурс среди читателей, которые могли бы назвать точное место и дату этого высказывания. Однако приз так и остался без победителя.




Microsoft украл графический дизайн у Apple

tech_myths_win1

Еще один миф о Билле Гейтсе гласит, что он украл элементы пользовательского интерфейса для своей операционной системы у Apple. На самом деле многие привычные нам сегодня интерфейсные решения, такие как изменение размеров окон, перекрывающиеся окна с заголовком, полосы прокрутки и так далее, были лицензированы Microsoft у компании Apple для использования в Windows 1.0.

Тем не менее, Microsoft продолжает использовать эти элементы пользовательского интерфейса и в следующих версиях ОС Windows, что, разумеется, вызвало негодование Apple и соответствующий иск в суд, в котором они пытались доказать, что лицензионное соглашение действует только для одного выпуска Windows. В свою защиту Гейтс заявил: «Мы утверждаем, что эти элементы дизайна являются идеями, которые не подлежат копирайту». Судья в результате встал на сторону Microsoft. Поэтому с правовой точки зрения Microsoft ничего не украл.

Слово «баг» появилось благодаря насекомым

tech_myth_bug

В компьютерном лексиконе слово «баг» (англ. bug) означает ошибку в какой-либо программе или операционной системе. Существует предание, что этот термин появился в 1947 году в Гарварде, где ученые тестировали первые вычислительные машины на электромеханических реле. В один из дней была выявлена причина многочисленных ошибок и сбоев в работе — маленький жучок (bug), застрявший между контактами.

На самом деле это слово применялось для обозначения неисправностей с оборудованием значительно ранее еще персоналом первых телеграфных и телефонных компаний. И даже Томас Эдисон в 1878 году писал о своей работе: «Это повторялось снова и снова со всеми моими изобретениями. Первым шагом была интуиция, за ней следовала вспышка, затем возникали препятствия — и они исчезали, потом возникали Баги — так называются маленькие недочеты и трудности — и необходимы месяцы постоянного поиска, исследований и тяжелого труда до успеха или неудачи».

Android — это Open Source

tech_myth_android

Еще одним распространенным заблуждением является то, что Android является системой с полностью открытым исходным кодом. Хотя, безусловно, эта ОС более открыта, чем iOS, все же есть ряд вещей, которые делают это утверждение не совсем верным.

Несмотря на то, что 21 октября 2008 был опубликован исходный код платформы Android (операционная система, промежуточное ПО, основные конечные приложения), в последующем президент мобильного подразделения Google Энди Рубин заявил о том, что открытие исходного кода новой версии системы будет отложено по причине того, что система была плохо готова для запуска на коммуникаторах и требует значительных оптимизаций. Однако в 2011 году были частично открыты исходники следующей Android 4.0 Ice Cream Sandwich. В любом случае, эта система содержит как открытые элементы open source, так и закрытые проприетарные разработки.

Линус Торвальдс создал операционную систему Linux

tech_myth_torvalds

Линус, несомненно, сделал огромный вклад в рождение и развитие операционных систем Линукс. Но на самом деле он разработал только ядро операционной системы, которое является центральной частью,  обеспечивающей доступ приложений к ресурсам, аппаратному обеспечению, файловой системе и сетевым протоколам. Современные операционные системы семейства Linux состоят кроме этого из пользовательской оболочки, дополнительного программного обеспечения и множества других элементов, к разработке которых Торвальдс не имеет никакого отношения.

donmigel_62: (кот - учёный)
2013-05-13 03:16 pm

Наука третьего класса

Оригинал взят у [livejournal.com profile] postnauka в Наука третьего класса
Физик Александр Львовский об измерении траектории квантовых частиц, проблеме этики и восклицательном знаке в науке
donmigel_62: (кот - учёный)
2013-05-13 03:29 pm

Атлантиду нашли?

Бразильские и японские ученые обнаружили то, что может быть следами потерянного континента Атлантиды

Подводные исследования


Японские ученые, проводя вместе с бразильскими ученым подводные археологические исследования, обнаружили на морском дне неподалеку от Рио-де-Жанейро следы давно потерянного континента Атлантиды. Фактом, подтверждающим столь сенсационную находку, согласно японскому Агентству по изучению Земли и океанов (Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology) и бразильскому правительству, является обнаружение на морском дне гранитной скалы, структура которой говорит о том, что она могла сформироваться в далеком прошлом только на суше.

Ученые считают факт обнаружения такой скалы убедительным доказательством того, что в прошлые времена в этом месте земного шара существовал континент, легендарный континент Атлантида, о котором упоминал Платон в его философских трактатах. Считается, что в Атлантиде в свое время существовала достаточно развитая цивилизация, история которой прервалась вследствие погружения континента под воду около 12 тысяч лет назад. В настоящее время учеными-археологами не было обнаружено никаких убедительных доказательств существования древней высокоразвитой цивилизации, но имеются некоторые косвенные доказательства, которые заставляют ученых серьезно относиться к этому вопросу.



Исследования проводились с помощью подводного аппарата Shinkai 6500, управляемого аппарата для изучения подводного мира. К сожалению, в ходе данных исследований ученым не удалось обнаружить никаких следов структур рукотворного происхождения. Ученым удалось обнаружить лишь кусок гранита, который погрузился в море очень и очень давно, и никак не может являться остатками пирамиды, возведенной высокоразвитой цивилизацией.

Гранитная скала была обнаружена на морском дне приблизительно в 1000 километров к юго-востоку от Рио-де-Жанейро. Скала имеет размеры приблизительно 10 на 10 метров и находится на глубине 910 метров. Поверхность морского дна вокруг скалы состоит из массы кварцевого песка, который так же не является чисто морским образованием. А основой всему этому является одна большая базальтовая плита.

Гранитная скала находится на территории возвышения морского дна, которое имеет ширину почти в тысячу километров в самом широком месте. Это возвышение считается частью затонувшего континента, который был сформирован когда Южная Америка "откололась" от Африки более 100 миллионов лет назад. Около 50 миллионов лет назад это возвышение находилось выше уровня моря, но оно ушло под поверхность воды за период, охватывающий последние несколько миллионов лет.

"Понятие материка Атлантиды фигурировало в человеческой истории гораздо раньше, чем ученые-геологи восстановили с каким-то процентом достоверности историю геологического развития Земли. Поэтому мы не должны начинать кричать об обнаружении Атлантиды при каждой находке, которая не очень хорошо вписывается в существующие геологические теории" - предупреждает Шиничи Каваками (Shinichi Kawakami), профессор университета Гифу (Gifu University). - "Пока еще не стоит делать из этого сенсации, как это сделала японская пресса. Для того, чтобы прийти к однозначным выводам, ученые придется проделать массу работы и провести дополнительные исследования".

http://www.sciencespacerobots.com/brazilian-and-japanese-scientists-may-have-found-lost-continent-50920131
donmigel_62: (кот - учёный)
2013-05-13 03:34 pm

Работает! Тесты подтвердили высокую производительность и эффективность квантовых компьютеров D-Wave.

Проведенные тесты подтвердили высокую производительность и эффективность квантовых компьютеров D-Wave

Квантовый компьютер D-Wave


Существование квантовые компьютеров, выпускаемых небезызвестной компанией D-Wave, порождает как волну ярого скептицизма, с одной стороны, так и волну сильного интереса со стороны таких гигантов индустрии, как компании Lockheed Martin и Google. И для того, чтобы в очередной раз расставить все точки над "i", специалисты компании D-Wave провели ряд тестов производительности их квантовых компьютеров на вычислительных задачах разного рода. Эти тесты явно продемонстрировали то, что компьютеры D-Wave могут буквально "порвать" обычные вычислительные системы при решении некоторых задач, структура которых подходит для оптимизации под квантовые системы.

В некоторых тестах компьютеры D-Wave справились с решением задач в 3600 раз быстрее, чем классические высокопроизводительные системы компании IBM, согласно информации от Нью-Йорк Таймс. К таким задачам, которые демонстрируют высокую производительность при обработке на квантовых компьютерах, относятся задачи оптимизации по многим параметрам, сложные виды поиска и некоторые другие задачи. Во время тестирования на других задачах, которые больше подходят для вычислений на обычных линейных системах, компьютеры D-Wave показали лишь незначительное преимущество. В любом случае, результаты проведенного тестирования имеют огромное значение для будущих перспектив компании D-Wave.


"Проведенное тестирование является первым разом в истории, когда напрямую было проведено сравнение квантовых вычислительных технологий с традиционными технологиями с помощью одного и того же набора вычислительных задач" - рассказывает Кэтрин МакДжоч (Catherine McGeoch), профессор в области информационных технологий колледжа Амхерст (Amherst College) в Массачусетсе,

Кэтрин МакДжоч, основательница подхода "экспериментального алгоритмирования" в информационных технологиях, была приглашена компанией D-Wave в качестве независимого консультанта при разработке тестов, использованных для сравнения производительности квантовых и обычных вычислительных систем. Чуть позже, на Международной конференции по вопросам границ вычислительных технологий (International Conference on Computing Frontiers ), которая будет проводиться Ассоциацией вычислительной техники (2013 Association for Computing Machinery, ACM) 15 мая в Искье, Италия, Кэтрин МакДжоч планирует сделать развернутый доклад в котором будут подробно описаны результаты проведенного тестирования квантовых компьютеров и сделанные на основе этих результатов выводы.

Следует заметить, что Кэтрин МакДжоч в своих высказываниях старательно избегает того, чтобы называть компьютеры D-Wave действительно квантовыми компьютерами. И это, несмотря на то, что компания D-Wave не так давно предоставила возможность исследователям из Гарвардского университета провести расчеты математической модели белков, которые были построены с учетом архитектуры квантовых компьютеров, и которые стали достаточно убедительным доказательством истинно квантовой природы компьютеров D-Wave.

Джорди Роуз (Geordie Rose), юрист, работающий на компанию D-Wave, сообщает, что портфель патентов в области квантовых вычислений, которым владеет компания D-Wave, гарантирует, что у компании не будет серьезных конкурентов на этом рынке еще минимум 15 лет. С этим очень трудно согласиться, если учесть то, что на этот рынок обращают серьезное внимание такие гиганты компьютерной индустрии, как компания IBM.

Успех квантовых компьютеров D-Wave не означает, что квантовые компьютеры в скором времени заменять ноутбуки или обычные компьютеры, стоящие на столах у большинства людей. Квантовые компьютеры D-Wave демонстрируют высокую производительность при решении достаточно узкого круга задач, к которому повседневные задачи, выполняемые обычными компьютерами, не имеют ни малейшего отношения.
http://spectrum.ieee.org/tech-talk/computing/hardware/dwave-quantum-computer-shows-promise-in-tests
donmigel_62: (кот - учёный)
2013-05-13 03:39 pm

Ученые создают пространственно-временной кристалл.

Ученые создают пространственно-временной кристалл из вращающегося кольца ионов

Структура пространственно-временного кристалла


В прошлом году ученые-физики занимались проработкой идеи о возможности создания так называемых пространственно временных кристаллов, структур, способных двигаться даже после "тепловой смерти" Вселенной. Идею создания таких кристаллов выдвинул в феврале 2012 года Франк Вилкзек (Frank Wilczek), который предположил, что при определенных условиях можно заставить некую физическую повторяющуюся структуру перемещаться бесконечно долго, не расходуя при этом никакой энергии. В июне прошлого года группа исследователей из Беркли предложила реализовать идею Франка Вилкзека в виде постоянно вращающегося кольца, состоящего из заряженных атомов, ионов.

На проблему, скрывающуюся в таком подходе, указал физик Патрик Бруно (Patrick Bruno), который в марте этого года опубликовал в журнале Physical Review Letters, статью, полностью посвященную этому. Он отметил, что для того, чтобы стать действительным пространственно-временным кристаллом, объект должен двигаться, находясь в самом низком из возможных энергетических состояний, стандартное состояние. В системах, описанных Франком Вилкзеком и учеными из Беркли, система находится в возбужденном энергетическом состоянии, которая при некоторых условиях может потерять часть своей энергии и, поэтому, не может считаться пространственно-временным кристаллом.



В ответ на сделанное Патриком Бруно замечание исследователи из Беркли нашли способ преодоления вышеуказанной проблемы. Используя свои последние достижения в области создания низкошумящих ионных ловушек, они собираются создать новую ионную ловушку, в которой можно будет получить действительный пространственно-временной кристалл, характеристики которого удовлетворяют всем требованиям.

В самом ближайшем времени команда из Беркли, возглавляемая Сяном Зангом (Xiang Zhang) и Хартмутом Хэффнером (Hartmut Haffner), попытается создать пространственно-временной кристалл, вводя 100 ионов кальция в ионную ловушку, шириной 100 микронов. Ионы кальция будут удерживаться в ловушке электрическими полями и сформируют невидимое кольцо, которое начнет вращаться под воздействием статического магнитного поля. Согласно первоначальным расчетам, это кольцо ионов должно будет перейти в стандартное энергетическое состояние после принудительного охлаждения атомов лучами лазерного света до температуры около миллионной доли градуса выше абсолютного ноля.

В настоящее время существует несколько разновидностей технологии лазерного охлаждения, но все они работают за счет одного основного принципа. Фотоны лазерного света определенной длины волны попадают в атом и поглощаются им. Полученная атомом энергия заставляет атом излучить новый фотон света, длина волны которого отличается от длины волны поглощенного фотона, а энергия излученного фотона выше, чем энергия поглощенного фотона. Лишняя энергия, требующаяся для работы этого процесса, берется из энергии кинетического движения атома, его тепловой энергии. Таким образом, за несколько таких циклов переизлучения фотонов атом практически перестает двигаться, охладившись до сверхнизкой температуры.

Но раньше сверхнизкотемпературному охлаждению атомов, пойманных в ионную ловушку, мешало тепло, излучаемое электродами, создающими электрические поля ловушки. Проведя исследования, ученые выяснили, что источниками этого тепла являлись атомы некоторых примесей в материале электродов. Избавиться от этого помогла ионная очистка электродов с помощью луча ионов аргона, который является одной из составных частей ловушки. Проведенные позже эксперименты показали, что такая очистка позволила уменьшить в 100 раз тепловые шумы, производимые колебаниями электрического поля в ловушке.

План эксперимента по созданию пространственно-временного кристалла состоит в качественном сверхнизкотемпературном охлаждении области ловушки. По достижению заданной температуры будет включено магнитное поле, которое заставит ионы кальция равномерно двигаться по кругу вокруг одной точки, создавая, таким образом, структуру пространственно-временного кристалла. Чтобы проконтролировать вращение ионов один из сотни ионов время от времени будет переводиться в более высокое энергетическое состояние, в котором можно отследить его движение. И если наблюдения подтвердят равномерное вращение всех ионов, то ученых в руках окажется четырехмерный кристалл, одним из измерений которого будет являться время.

Реализация новых экспериментов учеными Беркли может потребовать значительного времени. Но некоторые ученые-физики, включая и Патрика Бруно, не уверены в успехе этих экспериментов, их основным аргументом является то, что не существует методов определения движения объектов, находящихся в самом низком (стандартном) энергетическом состоянии. Другими словами, даже если станет возможным создание вращающегося в ионной ловушке кольца атомов, то наблюдать за этим движением, не нарушая любой из принципов термодинамики, не предоставляется возможным.

Но, в случае успешного создания пространственно-временного кристалла, человечество может получить в свое распоряжение уникальный квантовый инструмент, на основе которого можно будет создать часы настолько точные, по сравнению с которыми современные атомные часы будут выглядеть детским будильником. Помимо этого, пространственно-временные кристаллы, наверняка найдут применение в качестве вычислительных элементов будущих квантовых компьютеров и других подобных устройств. Так что в любом случае игра стоит свеч.

http://phys.org/news/2013-05-crystals-rotating-ion.html

[ Home | Post Entry | Log in | Search | Browse Options | Site Map ]