Физики из Хьюстонского университета, Аргоннской национальной лаборатории и расположенной в штате Вашингтон частной исследовательской корпорации Intellectual Ventures разработали экспериментальный метод, позволивший достичь длительной сверхпроводимости при атмосферном давлении и температуре 151 К (–122 °С). В работе принимал участие профессор Пол Чжу Цзинъу (朱經武), который в 1986 году одним из первых в мире занялся высокотемпературной сверхпроводимостью. Результаты рекордного на данный момент эксперимента опубликованы в начале марта в PNAS.
Метка: Алексей Левин
Новое объяснение маленьких красных точек
Группа астрономов из Британии, Дании и Швейцарии, возглавляемая сотрудником Манчестерского университета Вадимом Русаковым, сделала новый шаг в решении проблемы так называемых маленьких красных точек (little red dots, LRDs), возникшей вскоре после начала работы космического телескопа «Джеймс Уэбб». Результаты исследования обнародованы 15 января в Nature. Авторы приходят к выводу, что маленькие красные точки — это молодые сверхмассивные черные дыры, окутанные плотным коконом ионизованного газа. Эти выводы укрепляют позиции одного из предшествующих объяснений физической природы этих объектов, которое было опубликовано в конце прошлого года.
Квантовая интерференция наночастиц натрия
Физики из Австрии и Германии поставили новый рекорд в демонстрации квантовых свойств мультиатомных систем со всё бóльшими размерами и весом. Группа исследователей из Венского университета и Университета Дуйсбурга — Эссена работала под руководством Себастьяна Педалино. Результаты их эксперимента опубликованы в Nature.
Новое подтверждение принципа дополнительности
Все знают, что в науке (точнее, в самых разных науках) подчас рождаются проблемы, которые не удается решить в течение десятилетий, а то и столетий. Великая теорема Ферма и гипотеза Римана о нулях дзета-функции — примеры хрестоматийные, но далеко не единственные. И физика вместе с астрофизикой в этом отношении, конечно, не исключение. Можно напомнить о загадках темной материи и темной энергии или о поисках новых фундаментальных симметрий, которые позволили бы выйти за рамки Стандартной модели элементарных частиц и даже, чего доброго, создать квантовую теорию гравитации. Это только присказка, а сказка у нас впереди. Она состоит в том, что сотрудники Научно-технического университета Китая, расположенного в столице провинции Аньхой Хэфэе, и их коллеги из шанхайского Центра квантовых исследований выполнили очень изящный…
Сверхпроводимость и квантовая механика: от нейтралитета к союзу
Эта статья ставит точку в цикле моих работ, посвященных отмечавшемуся в 2025 году столетнему юбилею квантовой механики как концептуально целостной науки и эффективного способа описания микромира. Все они были опубликованы в ТрВ-Наука, за что я выражаю редакции самую искреннюю благодарность. В них говорилось не только о предшественниках квантовой механики в первой четверти XX века и о ряде ключевых этапов ее формирования, но также о ее использовании в физике твердого тела, физике атома и ядерной физике, сделавшем возможным быстрый прогресс этих наук в 1930-е годы. Военного и послевоенного времени я практически не касался — это отдельная история.
Эрвин Шрёдингер и его уравнение — 2
Эта статья в двух частях замыкает серию публикаций, посвященных столетнему юбилею квантовой механики, которые в 2024–2025 годах появились в «Троицком варианте». Посвящена она одному из его создателей — Эрвину Рудольфу Йозефу Александру Шрёдингеру. Вместо традиционного жизнеописания, охватывающего все эпизоды его земного существования, здесь собраны только те автобиографические факты, которые существенны для понимания его пути к главным, перевернувшим квантовую механику результатам. В первой части было рассказано о первой половине жизни Шрёдингера — о детстве, школьных годах и студенчестве, участии в Первой мировой войне, работе в Венском университете, переезде в Германию, а затем Швейцарию. Словом, обо всем, что предшествовало его главным научным работам.
Эрвин Шрёдингер и его уравнение
Эта статья замыкает серию публикаций, посвященных столетнему юбилею квантовой механики, которые в 2024–2025 годах появились в «Троицком варианте». Одновременно это дань памяти и дань уважения одному из ее создателей. С января по июнь 1926 года профессор теоретической физики Цюрихского университета Эрвин Рудольф Йозеф Александр Шрёдингер отправил в немецкий журнал Annalen der Physik пять статей, ставших важнейшим вкладом в науку XX столетия. В этих работах он сформулировал ключевые физические идеи и математический аппарат новой концепции описания структуры и динамики атомов и молекул, которую назвал волновой механикой. Великое творение Шрёдингера быстро стало самой универсальной и удобной для практического применения версией создававшейся уже четверть века теории вещества и излучения, основанной на квантовой идеологии. Столетний юбилей этих публикаций…
Аббат Жорж Леметр: основатель физической космологии
Жорж Анри Жозеф Эдуар Леметр родился 17 июля 1894 года в Шарлеруа, городе на реке Самбр в валлонской части Бельгии в полусотне километров к югу от Брюсселя. Его предки по мужской линии жили в тех местах как минимум с начала XVIII века, передавая от отца к сыну ткацкое ремесло и угольную торговлю. Формальное образование Жоржа началось в сентябре 1904 года, когда он поступил в иезуитский колледж Сердца Иисусова. Там он проучился шесть лет, постоянно получая награды за успехи в обретении знаний (по математике — уже во втором классе). Помимо гуманитарных дисциплин старшеклассники изучали и физику с химией, и в этих предметах Жорж также отличился. Любопытно, что за успехи в овладении религиозной частью программы его ни разу не награждали…
Светлая леди темной материи
Имя американской ученой Веры Рубин (Vera C. Rubin, 1928–2016) сейчас на слуху. Хотя бы потому, что в 2025 году начала работать, а буквально на днях, 23 июня, выдавать данные («первый свет» на профессиональном жаргоне) обсерватория в Чили, названная в ее честь. Там функционирует один из крупнейших в мире наземных телескопов с самой мощной цифровой камерой в истории (3,2 гигапикселя). Подробно об установке и ее первых результатах мы писали в предыдущем выпуске (ТрВ-Наука № 432). А кто расскажет о самой Вере Рубин? Конечно, историк науки Алексей Левин, тем более, что ему довелось лично с ней общаться. Вера Рубин стала одним из 18 героев его книги «Астрофизика в лицах», вышедшей в 2022 году в издательстве URSS. С любезного разрешения автора мы публикуем…
Воспоминания Стивена Вайнберга: краткий очерк великой жизни
Несколько месяцев назад вышла из печати новая книга нобелевского лауреата, профессора Техасского университета в Остине Стивена Вайнберга «Жизнь в физике». Как отметил автор в предисловии, датированным 2 июня 2021 года, он задумал ее как первую часть двухтомных мемуаров, содержащую в основном воспоминания о родителях, учебе, работе, семье, многочисленных встречах с друзьями, коллегами и различными знаменитостями, конференциях и путешествиях. Конечно, в книге немало говорится и о науке, однако с довольно скупым вхождением в детали прославленных исследований автора в теоретической физике и космологии. О них Вайнберг планировал подробно рассказать во втором томе, который, к сожалению, ему не суждено было написать…
Эксперимент Muon g–2: новое подтверждение Стандартной модели
Международный коллектив специалистов по экспериментальной физике высоких энергий, работающих в американской Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми, обнародовал новейшие результаты измерения аномального магнитного момента мюона, которые оказались в разумном согласии с результатами теоретических вычислений, выполненных на основе Стандартной модели элементарных частиц. Это означает, что Стандартная модель выдержала очередную проверку на прочность, дав возможность объяснить накопленные за последние годы экспериментальные данные по магнитным свойствам мюона без привлечения гипотез, выходящих за ее рамки (так называемой Новой Физики).
Эти загадочные энионы
В последние годы физики и инженеры всё чаще обсуждают перспективы практического применения экзотических квазичастиц, которые могут существовать только в двумерных или одномерных квантовых системах при сверхнизких температурах. Хотя пока что эти перспективы выглядят неблизкими, вера в их конечную реальность уже находит немало сторонников. В то же время даже название частиц, приведенное в заголовке статьи, пока не слишком известно широкой публике, а те идеи и концепции, которые за ним стоят, — тем более. Думаю, что в год столетия квантовой механики рассказ о них будет весьма уместным.
Запуск космологического спутника
12 марта агентство NASA отправило с калифорнийской базы военно-космических сил США Ванденберг на околоземную орбиту космическую обсерваторию SPHEREx с весьма нестандартным полетным заданием. Успешное выполнение ее исследовательской программы может стать немаловажным вкладом в современную космологию, а также принести интересные астрофизические результаты.
Влияние квантовой механики на другие ветви физики в первой половине XX века
Квантовая физика во всех ее исторических версиях оплодотворила и другие физические дисциплины, которые я еще не успел упомянуть в предыдущих статьях. Чтобы отдать ей полную дань уважения в юбилейный год, надо хоть ненадолго остановиться и на этой ее роли. Поэтому в четвертой, заключительной статье я попытаюсь предложить информацию, вынужденно краткую, о проникновении квантовой механики в те ветви физической науки, где ее влияние было наиболее сильным и значимым. Это атомная и молекулярная физика, физика конденсированной материи и астрофизика. Как и раньше, речь пойдет почти исключительно о событиях первых четырех десятилетий XX века.
Квантовая механика и теория ядра
В двух предшествующих статьях, приуроченных к столетнему юбилею квантовой механики, я не раз отмечал, что ее первые приложения демонстрировали прежде всего возможность расчетов электронных структур и — как естественное следствие — атомных и молекулярных спектров. Положение дел стало меняться, когда квантовая механика впервые была успешно использована для понимания ядерных превращений. Это случилось в 1928 году, когда с помощью уравнения Шрёдингера удалось (по крайней мере, в общих чертах) объяснить один из трех главных механизмов естественной радиоактивности — альфа-распад…
Год великого перелома II: раскрытие Вселенной (окончание)
Продолжаем публикацию очерка Алексея Левина о революции в астрономии, произошедшей сто лет назад. Начало см. в предыдущем номере.
Год великого перелома II: раскрытие Вселенной
В предновогоднем выпуске ТрВ-Наука я опубликовал статью «Год великого перелома и его предыстория». Она была посвящена очень важному этапу в эволюции физики, который занял три десятилетия и в конечном счете сделал возможным появление абсолютно революционных работ с первыми формулировками квантовой механики, обнародованных во второй половине 1925 года. Однако 1925 год стал свидетелем и другого не менее революционного научного прорыва — в наблюдательной астрономии. Речь шла о существовании звездных скоплений того же масштаба, что и наш Млечный Путь, однако лежащих далеко за его границами.
Подсчет звездных супервспышек
Международный коллектив астрономов и астрофизиков обнародовал новые данные по статистике звездных супервспышек, собранных аппаратурой космической обсерватории NASA «Кеплер». Они представлены в статье Валерия Васильева, сотрудника гёттингенского Института исследования Солнечной системы Общества Макса Планка, и его коллег из Германии, Австрии, Финляндии, Японии, США и Франции, появившейся 13 декабря 2024 года в журнале Science.
Год великого перелома в физике и его предыстория
29 июля 1925 года редакция немецкого журнала Zeitschrift für Physik получила и вскоре опубликовала статью молодого приват-доцента Института теоретической физики Гёттингенского университета Вернера Гейзенберга «О квантовомеханическом истолковании кинематических и механических соотношений». В короткой, всего на одно предложение, аннотации автор отметил, что в его работе «делается попытка получить основы квантовотеоретической механики, которые базируются исключительно на соотношениях между принципиально наблюдаемыми величинами». Эта публикация стала началом серии блестящих теоретических исследований сравнительно немногочисленной группы ученых, которые в течение нескольких лет привели к созданию основ принципиально новой теории материи и излучения, основанной на квантовых принципах.
Теория Янга — Миллса и вторая геометризация физики
В статье, приуроченной к 70-летнему юбилею теории Янга — Миллса, историк науки Алексей Левин рассказывает об одном из крупнейших достижений фундаментальной физики XX столетия и его взаимосвязи с математикой.
Вновь ненайденные вимпы
26 августа была обнародована важная и долгожданная информация о текущих результатах международной научной коллаборации LUX–ZEPLIN (LZ), занятой поиском частиц темной материи. Эти сообщения были одновременно сделаны на конференциях TeV Particle Astrophysics в Чикаго и LIDINE в Сан-Пауло. Ученые подвели итог двух раундов наблюдений на самом чувствительном в мире ксеноновом детекторе частиц темной материи, установленном на глубине 1480 м на бывшем золотом руднике Хоумстейк в Южной Дакоте (сейчас там расположена подземная лаборатория Sanford Underground Research Facility, SURF). В общей сложности наблюдения заняли 280 дней: 60 в течение первого раунда и еще 220 во втором, с марта 2023 года по апрель 2024-го. Основная новость: никаких следов частиц темной материи пока не обнаружено.
Реликтовые черные дыры и темная материя
Астрофизики из Польши, Британии и Израиля опубликовали итоги анализа данных, собранных в ходе двадцатилетних оптических наблюдений Большого Магелланова Облака, которые проводились для того, чтобы выявить события, связанные с присутствием гипотетических первичных черных дыр в этом звездном скоплении. Согласно ряду космологических теорий, такие дыры не только входят в состав темной материи, но и при выполнении определенных условий могут быть ее главным и даже единственным компонентом. Теперь ученые из Варшавского университета, Уорикского университета в британском Ковентри и отдела физики частиц и астрофизики Института имени Вейцмана в израильском Реховоте пришли к выводу, что даже если первичные черные дыры в наше время реально существуют,…
Новый путь синтеза сверхтяжелых элементов
Международный коллектив физиков-ядерщиков сообщил об успешном синтезе ливермория, 116-го элемента периодической системы, осуществленного посредством обстрела плутониевой мишени разогнанными в ускорителе ионами самого тяжелого из стабильных изотопов титана с массовым числом 50. Хотя синтез этого элемента был выполнен еще в 2000 году в дубненском Объединенном институте ядерных исследований, эксперимент Жаклин Гейтс, сотрудницы отделения ядерной физики Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, и ее коллег из США, Великобритании и Швейцарии стал новым и всего лишь вторым по счету примером успешного использования для бомбардировки мишени ядер элемента тяжелее кальция-48.
Эйнштейн спасает человечество. Нелитературная фантастика
Наступил XXIII век. Человечество справилось с большинством проблем, угрожавших не только его благополучию, но и просто существованию. Энергосберегающие технологии вкупе с отказом от органического топлива в пользу термоядерной и солнечной энергии затормозили глобальное потепление, сократили выбросы метана в атмосферу и ликвидировали угрозу парникового эффекта. Во второй половине XXI века были разработаны и внедрены технологии геоинженерного регулирования климата… Однако, несмотря на эти достижения, в начале XXIII века человечество оказалось на пороге самого грозного кризиса за всю свою историю.
Черная дыра промежуточной массы
Международный коллектив астрофизиков подтвердил выдвинутую шестнадцать лет назад гипотезу о существовании черной дыры промежуточной массы в центре самого массивного звездного шарового скопления в нашей галактике ω Центавра, также известного под обозначением NGC 5139.
Фред Хойл: предтеча ядерной астрофизики
Фред Хойл (Fred Hoyle, 1915–2001) занимает совершенно особое место в новейшей науке о Вселенной. Где-то с четверть века, с конца 1940-х до начала 1970-х, он был одним из самых известных теоретиков космических исследований не только у себя на родине, в Великобритании, но и в мировом масштабе. Широкая публика знала его как известнейшего радиолектора (если угодно, отчасти даже и шоумена), автора научно-популярных книг и фантастических романов, одного из создателей эффектной модели Вселенной, которая много лет считалась сильным конкурентом ныне общепринятой модели Большого взрыва…
Мартин Шварцшильд, пионер высотной телескопии
Мартин Шварцшильд (1912–1997), сын Карла Шварцшильда, жил почти буквально в те же годы, что и Субраманьян Чандрасекар (1910–1995). Подобно Чандре, он выполнил фундаментальные исследования по структуре и эволюции звезд, а также работы мирового класса по структуре галактик. Но если Чандра был par excellence теоретиком астрофизики, то Шварцшильд занимался не только теорией, но и наблюдениями. К тому же он принадлежит к славной когорте ученых, благодаря которым появилось новое средство изучения Вселенной — стратосферные (а потом и орбитальные) телескопы.
Бозон Хиггса: загадки именной частицы
Питер Хиггс (29.05.1929–08.04.2024), профессор Эдинбургского университета, лауреат Нобелевской премии по физике (2013), скончался в Эдинбурге в начале апреля на 95-м году жизни. Публикуем одну из глав недавно вышедшей книги Алексея Левина «Этюды о частицах».
Лем, наука и будущее
Если верить свидетельству о рождении, то Станислав Лем появился на свет 12 сентября 1921 года. Писатель утверждал, что на самом деле это произошло 13 сентября, однако родители не хотели вписывать в документы «несчастливое число». Так что еще при рождении будущий писатель-фантаст столкнулся с суевериями и совершил небольшое бюрократическое «путешествие во времени»…
Холодный термояд à la Google
Физическую природу нестабильности элементов удалось понять лишь в 1930-е годы, когда появилась квантовая механика, были открыты нейтроны и нейтрино и созданы теории альфа- и бета-распада. Однако за пару десятилетий до того в научной печати не раз сообщалось о новооткрытых трансмутациях, которые, как мы сейчас понимаем, были решительно невозможны. Когда эта невозможность была осознана на базе новой физики, такие сенсации стали уделом фриков. Тридцать лет назад эта тенденция была нарушена, причем с большим шумом.
Новое о сверхновых
В этом году Премии Чемблисса в области астрономической литературы удостоились профессор астрономии Техасского университета в Остине Джон Крейг Уилер и заслуженный профессор Оклахомского университета Дэвид Бранч за монографию “Supernova Explosions”, в которой с исключительной полнотой и ясностью обсуждаются природа, причины и последствия вспышек сверхновых. О последних результатах в той области, которая стала предметом премированной книги, с Крейгом Уилером побеседовал Алексей Левин, уже много лет знакомый с этим ученым.
Пульсары: предсказание, открытие и признание
Открытие пульсаров стало возможным благодаря пятерым сотрудникам Кембриджского университета во главе с одним из пионеров и бесспорных лидеров британской радиоастрономии Энтони Хьюишем. Они работали на радиотелескопе-интерферометре, построеннном в 1967 году по его оригинальному проекту. Хьюиш планировал использовать новый телескоп для детального сканирования небосвода. Его главная цель состояла в поиске квазаров, которые были открыты четырьмя годами ранее, но всё еще не объяснены. Среди его помощников по монтажу мультидипольной антенной решетки телескопа была 24-летняя аспирантка Джоселин Белл.
О двух распространенных ошибках в понимании принципов общей и специальной теорий относительности
В интересной статье А. Левина «Эмми Нётер и ее теорема», содержится одна ошибка. В статье говорится: считается, что, выбрав локально-инерциональную систему координат (где равны нулю так называемые коэффициенты Кристофеля), можно в бесконечно малой области пространства полностью исключить гравитационное поле. В действительности это ошибка. Гравитационное поле, создаваемое гравитационными телами, имеет кривизну, которая характеризуется тензором кривизны.
Эмми Нётер и ее теорема
33-летняя Эмми Нётер приехала в Гёттинген весной 1915 года по приглашению великих математиков Феликса Клейна и Давида Гильберта. Через несколько месяцев там произошли события, ставшие прелюдией к ее первой великой работе. Летом Альберт Эйнштейн ознакомил гёттингенских коллег с основными идеями своей уже близкой к завершению теории гравитации…
Электронный arXiv науки
Новые методы получения информации о космических событиях меняют социальную структуру науки о Вселенной. Подобные сдвиги влияют и на характер научных институтов, и на коммуникацию членов научных сообществ. Эту тенденцию легко проиллюстрировать на примере эволюции открытых электронных хранилищ научных статей…
Новый виток науки о космосе: пришествие многоканальной астрономии
С осени 2015 года американский двойной детектор волн тяготения Advanced LIGO вместе с младшим итальянским партнером VIRGO отловили гравитационные следы встречи черных дыр. Правда, гравитационный след финала этого катаклизма поймать не удалось…
Космология в момент рождения
Новые науки редко возникают практически в одночасье, как Афина из головы Зевса. Однако сто лет назад нечто подобное имело место. Именно так появилась на свет одна из самых динамичных и перспективных наук нашего времени — физическая космология. В 1916 году Альберт Эйнштейн написал четыре статьи с детальным изложением общей теории относительности, после чего применил ее для моделирования Вселенной. Свои результаты он представил в статье Kosmologische Betrachtungen zur Allgemeinen Relativitätstheorie, Preussische Akademie der Wissenschaften, Sitzungsberichte, 1917 (part 1), 142–152, отправленной в печать 8 февраля 1917 года. В этой работе он смоделировал Вселенную в виде статичного трехмерного неевклидова пространства положительной кривизны, заполненного…
Новая модель Научной Революции
Споры о том, что такое наука и когда, как, где и почему она возникла, ведутся давно и вряд ли закончатся в обозримой перспективе. Как бы ни относиться к этим дискуссиям, нельзя не признать, что институционализация науки, которая обеспечила ее непрерывное и прогрессивное развитие вплоть до наших дней, действительно имела место в середине названной эпохи, то есть в XVII веке. Становление этой институционализации обычно называют Научной Революцией.
Новое о быстрых радиовсплесках
В конце февраля появилась важная астрономическая новость: впервые удалось определить место рождения так называемых быстрых радиовсплесков. Само событие FRB 150418 (как следует из его обозначения) наблюдалось в апреле прошлого года. Предлагаем вашему вниманию исторический экскурс Алексея Левина на эту тему.
«Черные дыры» из XVIII столетия
В статье «Карл Шварцшильд: астрономия, артиллерия, черные дыры» говорилось о том, что Шварцшильд не выдвигал гипотезы черных дыр, но, бесспорно, проложил к ней дорогу. Теперь рассказ пойдет о двух работах ученых не меньшего масштаба, в которых нередко усматривают первые предположения о существовании этих экстремальных объектов.
Гравитационные волны: дорога к открытию
Эпохальное открытие сделали члены международной коллаборации LIGO, объединяющей более тысячи ученых из пятнадцати стран. Этот проект был предложен в 1980-е годы Кипом Торном, Рональдом Древером и Рейнером Вейссом. Открытие гравитационных волн произошло почти что ровно через сто лет после публикации статьи Альберта Эйнштейна, где было предсказано их существование.
Карл Шварцшильд: астрономия, артиллерия, черные дыры
Сто лет назад Карл Шварцшильд, 42-летний директор Астрофизической обсерватории в Потсдаме и артиллерийский офицер германской армии, во фронтовом госпитале в России сделал важные вычисления и благодаря Альберту Эйнштейну опубликовал две статьи, проложившие путь к созданию теории черных дыр. Алексей Левин прочел судьбоносные тексты в оригинале и решил поделиться выводами с читателями ТрВ-Наука.
Мистер Гамов, юная Вселенная и начало алфавита
70 лет назад Джордж Гамов, профессор теоретической физики, задумался над происхождением химических элементов. Эту задачу пытались решить и раньше, однако Гамов первым связал ее с неравновесными процессами, которые, предположительно, имели место на самой ранней стадии существования Вселенной.
ФОНД ДМИТРИЯ ЗИМИНА «ДИНАСТИЯ» МОГУТ ОБЪЯВИТЬ ИНОСТРАННЫМ АГЕНТОМ (новостная лента)
Новость о возможном признании Фонда «Династия» иностранным агентом воспринимается не иначе как черный юмор.
Планк-2015
5 февраля ЕКА обнародовало обширный массив материалов, основанных на обработке и анализе данных, собранных аппаратурой космической обсерватории «Планк». Профессор физики Принстонского университета Лайман Пейдж в беседе с научным журналистом из Вашингтона Алексеем Левиным прокомментировал этот новый транш планковской информации.
Да будет светодиод!
Премия 2014 года по физике присуждена «за изобретение эффективных голубых светоизлучающих диодов…». Премии удостоились японские физики Исаму Акасаки и Хироси Амано из Нагойского университета, а также Сюдзи Накамура…
Кваркам — полвека
В прошлом году Питер Хиггс и Франсуа Энглер получили Нобелевскую премию по физике за теоретические исследования, «способствующие пониманию природы массы субатомных частиц».