Наука
В конце года принято подводить итоги. Мы решили предоставить слово людям, которые занимаются непосредственно наукой, – чтобы они смогли поделиться самыми захватывающими событиями 2024 года
Физика
Алексей Федоров
Директор института физики и квантовой инженерии университета МИСИС и руководитель научной ГРУ
Физикам удалось получить сразу пять новых изотопов: тулий-182 и -183, иттербий-186 и -187 и лютеций-190. Открыть новые изотопы непросто, требуются многолетние исследования и создание очень специальных условий. Изотопы химического элемента – это его разновидности, отличающиеся друг от друга числом нейтронов в ядре. Например, в ядре тулия-182 всего 182 частицы: 69 протонов и 113 нейтронов, а тулия-183 на один нейтрон больше.
Ядра, чересчур богатые нейтронами, очень нестабильны. Тем интереснее находить новые ядра, которые могут просуществовать хоть какое-то время. Это позволяет нам лучше понять ядерную физику, а также развивает сопутствующие технологии.
Второе достижение касается квантовой запутанности. Если не вдаваться в формальные математические определения, запутанность означает, что состояния двух объектов взаимосвязаны. Обычно для иллюстрации квантовой запутанности пользуются аналогиями с носками или перчатками. Допустим, вы забыли дома перчатку, но не знаете, какую. Вынув из кармана правую перчатку, вы понимаете, что дома осталась левая. Но квантовая запутанность еще более удивительна: состояние одной частицы связано с состоянием другой, какое бы расстояние их ни разделяло. Запутанность используется в квантовых компьютерах, квантовом распределении ключей для шифрования, при создании чувствительных датчиков и в других областях.
Могут ли запутаться между собой частицы с огромной энергией, как в окрестностях сверхмассивных черных дыр или вскоре после Большого взрыва? Теоретически –да, но в физике все нужно поверять экспериментом. В 2024 г. ученые получили на Большом адронном коллайдере запутанную пару из t-кварка и его антикварка. Никто раньше не наблюдал запутанности на таких огромных энергиях. К тому же это было первое наблюдение запутанности кварков.
Квантовая физика выдержала очередное испытание, и фундаментальные теории строения материи не надо переписывать – во всяком случае, пока.
Астрономия
Владимир Сурдин
Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник государственного астрономического института имени П.К. Штернберга