Donosimo 8 stvari u kojima nas je fizika oduševila u 2022.
1. Nuklearna fuzija postiže paljenje
U decembru su naučnici iz Nacionalnog instituta za paljenje (NIF) koji finansira američka vlada u Nacionalnoj laboratoriji Lawrence Livermore u Kaliforniji, koristili najmoćniji laser na svijetu da postignu nešto o čemu su fizičari sanjali skoro cijeli vijek – paljenje peleta goriva pomoću nuklearne fuzije.
Demonstracija je prvi put pokazala da je energija koja izlazi iz plazme u vatrenom jezgru nuklearnog reaktora premašila energiju zračenu laserom, što je okupilo za naučnike pokazujući da je ranije daleki cilj neograničene i čiste energije je, u stvari, ostvariv.
Naučnici ipak upozoravaju da energija iz plazme samo premašuje onu iz lasera, a ne iz reaktora u cjelini, prenosi LiveScience.
2. NASA se namjerno zabija u asteroid kako bi skrenula njegovu putanju
U septembru, NASA-ini naučnici su pogodili astronomski “bull’s-eye” tako što su namjerno usmjerili svemirsku letjelicu od 550 kilograma, vrijednu 314 miliona dolara za dvostruki test preusmjeravanja asteroida (DART) u asteroid Dimorphos samo 17 metara od njegovog tačnog centra .
Test je osmišljen kako bi se utvrdilo može li mala svemirska letjelica koja se pokreće duž planirane putanje, s obzirom na dovoljno vremena, preusmjeriti asteroid od potencijalno katastrofalnog sudara sa Zemljom.
I to je bio nevjerovatan uspjeh. Prvobitni cilj sonde bio je da promijeni orbitu Dimorphosa oko njegovog većeg partnera – 390 m širokog asteroida Didymos – za najmanje 73 sekunde, ali je svemirska letjelica zapravo promijenila orbitu Dimorphosa za zapanjujuća 32 minuta.
NASA je pozdravila sudar kao prekretnicu za planetarnu odbranu, što je prvi put da su ljudi dokazali da su sposobni da spriječe vanzemaljski armagedon, i to bez ikakve pomoći Brucea Willisa.
3. Eksperiment warp pogona koji pretvara atome u nevidljive čestice mogao bi dodati kredibilitet poznatom predviđanju Stephena Hawkinga
Fizičari su ispitali potpuno novi stolni eksperiment kako bi se elektron ubrzao do brzine svjetlosti, učinio nevidljivim i okupao mikrovalnim fotonima ili paketima svjetlosti.
Njihov cilj je bio da otkriju Unruhov efekat, hipotetički, ali još neviđeni fenomen koji kaže da bi čestica koja putuje brzinom svjetlosti trebala dati dovoljno energije okolnom vakuumu da stvori tok virtualnih čestica.
Kako je efekat usko povezan sa Hawkingovim efektom – u kojem virtuelne čestice poznate kao Hawkingovo zračenje spontano iskaču na rubovima crnih rupa – oba efekta su povezana s neuhvatljivom teorijom kvantne gravitacije u kojoj su naučnici dugo željeli uočiti jedan fenomen kao nagoveštaj postojanja drugog.
Ali za uočavanje efekta potrebna su ogromna ubrzanja, daleko iznad snage bilo kojeg postojećeg akceleratora čestica.
Stoga su fizičari predložili genijalno rješenje s tehnikom zvanom transparentnost izazvanom ubrzanjem kako bi se stimulirao učinak: kupanjem vakuuma koji okružuje elektron snažnim mikrotalasnim snopom, istovremeno čineći sam elektron nevidljivim tako da ga svjetlost ne ometa.
4. Naučnici šalju informacije kroz prvu simulaciju holografske crvotočine
U sljedećem primjeru majstorskog kvantnog petljanja, fizičari su koristili Googleov kvantni kompjuter Sycamore 2 da simuliraju prvu holografsku crvotočinu i prenesu informacije kroz nju.
“Baby” pukotina kroz prostor-vrijeme nije stvorena gravitacijom, već kvantnom isprepletenošću – povezivanjem dvije ili više čestica tako da mjerenje jedne trenutno utiče na druge.
Napravljena je dijelom da testira teoriju koja nalaže da je svemir hologram na čiji se kvantni efekti niže površine, dimenzije i gravitacija spajaju da bi postali jedno.
Sam eksperiment je izveden korištenjem samo devet kvantnih bitova, ili kubita, na Sycamore 2 čipu. Preplitanjem dva kubita sa obje strane čipa, naučnici su uspjeli da prenose netaknute informacije s jedne strane na drugu kao da su dvije crne rupe povezane crvotočinom.
Uspjeh njihovog eksperimenta stvorio je potpuno novi sistem koji bi se mogao koristiti za testiranje gdje se kvantna mehanika i gravitacija ukrštaju, te otkriti da li smo ipak svi samo dio holograma.
5. Najdublja i najdetaljnija fotografija svemira koja je ikada snimljena
NASA je konačno postavila svemirski teleskop James Webb online, otkrivajući njegovu prvu sliku u punoj boji kao najdublju i najdetaljniju sliku svemira koja je ikada snimljena.
Nazvana “Webbovo prvo duboko polje”, izgleda da je slika toliko udaljena da svjetlost koju hvata dolazi iz vremena kada je naš univerzum bio star samo nekoliko stotina miliona godina, tačno kada su počele da se formiraju galaksije i kada je svetlost prvih zvezda počela da treperi.
Slika sadrži izuzetno gustu kolekciju galaksija.
Ali uprkos vrtoglavom broju galaksija na vidiku, slika predstavlja samo mali komadić neba – zrnce neba zaklonjeno zrncem pijeska.
6. Primordijalna čestica iz zore vremena izvire iz plazma supe
Postoji više od jednog načina da se osvrnete u prošlost.
U januaru su fizičari na Velikom hadronskom sudaraču, najvećem razbijaču atoma na svijetu, rekreirali sto milijarditi dio sekunde nakon Velikog praska tako što su razbili olovne ione kako bi napravili kvark gluonsku plazmu – uzavrelu juhu od elementarnih čestica koja sadrži građevne blokove materije univerzuma.
Iz ove plazma supe, usred triliona drugih čestica, nastala je X čestica.
Nazvana zbog svoje nepoznate strukture, X čestica je ostala neuhvatljiva jer je vrlo kratkog vijeka, raspadajući se gotovo u stabilnije čestice.
Fizičari su pregledali milijarde interakcija kako bi pronašli ovu jedinstvenu strukturu raspadanja, izdvajajući oko 100 čestica iz ogromnog skupa podataka.
Sada kada su fizičari pronašli znak, željelji su otkriti čestičnu strukturu.
Protoni i neutroni se sastoje od tri blisko povezana kvarka, ali istraživači misle da će X čestica izgledati potpuno drugačije, sadržavajući četiri kvarka povezana zajedno na način koji tek treba da otkriju. Morat će naručiti još plazma supe.
7. Astronomi identificiraju termonuklearnu eksploziju toliko veliku da je moraju smjestiti u potpuno novu naučnu kategoriju
Veliki prasak nije bio jedini veliki prasak pod istragom ove godine. Astronomi su 2011. vidjeli kako mrtva zvijezda na rubu Mliječnog puta eksplodira na tako ekstravagantno nasilan način da su ove godine za nju predložili potpuno novu kategoriju termonuklearne eksplozije.
Nazvana hipereksplodiranjem, kolosalna detonacija je vjerovatno rezultat toga što je jezgro mrtve zvijezde – poznato kao neutronska zvijezda – otkinulo kuglice plina sa zvijezde pratioca, samo da bi plin eksplodirao pri udaru kada dotakne površinu neutronske zvijezde.
Ove eksplozije učinile su površinu zvijezde toliko vrućom i pod pritiskom da su čak i teški elementi poput kisika i neona počeli da se stapaju u njenom jezgru, što je izazvalo brzu lančanu reakciju.
Rezultat? Pojedinačna najsnažnija eksplozija ikada otkrivena u neutronskoj zvijezdi, koja je oslobodila više energije za tri minute nego sunce u 800 godina.
Uslovi za hipereksplozije su nevjerovatno rijetki, tako da astronomi sumnjaju da će ih još jednom ugledati u životu.
8. Fizičari čestica ponovo pokušavaju da razbiju fiziku
Godina u fizici ne bi bila potpuna bez barem jednog pokušaja da se razbije naš trenutni najbolji model stvarnosti.
Razbijač atoma u Fermilabu u Illinoisu izmjerio je masu W bozona, osnovne čestice i nosioca sile za slabu nuklearnu silu, kao težu nego što je predviđeno Standardnim modelom (vladajućim opisom zoološkog vrta subatomskih čestica).
Procjena biće ispitana, a rezultati će biti detaljno rekonstruirani prije potpune potvrde, pišu Nezavisne.
