Нобелівська премія з фізики, 2017: Детектори брижі в просторі-часі
Шведська академія виправдовується за «промах» 2016 року, визнає лауреатів «вирішальний внесок у детектор Ліго та спостереження за гравітаційними хвилями» — підтвердження передбачення Ейнштейна та найбільшого у фізиці з моменту відкриття бозона Хіггса.
Фізики Каліфорнійського технологічного інституту Кіп С. Торн (праворуч) і Баррі К. Баріш відвідують прес-конференцію після вигравання Нобелівської премії з фізики 2017 року, яку вони розділили з Райнером Вайсом з MIT, у Пасадені, Каліфорнія, США, 3 жовтня 2017 року. ( Фото Reuters) Коли в понеділок Стокгольм зателефонував Майклу Росбашу, щоб повідомити йому, що він отримав Нобелівську премію з фізіології та медицини за відкриття фізичної основи біологічного годинника, він відповів: «Ви жартуєте». Можливо, він був здивований тому, що нагорода була асинхронною — його важлива робота була зроблена багато років тому. Минулого року Нобелівський фонд також продемонстрував, що він не в фазі зі світом, вшанувавши теоретичні роботи з топології матерії, ігноруючи Гравітаційно-хвильову обсерваторію лазерного інтерферометра (Ligo), яка виявила гравітаційні хвилі за 12 місяців до церемонія. Підтверджуючи передбачення, зроблене Ейнштейном століття тому, випливаючи з загальної теорії відносності, це було найбільше у фізиці з моменту відкриття бозона Хіггса. На загальну огиду і радість букмекерів, Ліго не отримав приз.
У 2017 році Шведська королівська академія наук внесла поправки, вшанувавши лідерство Ligo — Райнера Вайсса, який розробив найчутливіший інструмент, коли-небудь створений людською расою, Кіп С Торн, який звузив коло сигналів і частот, для яких він був розроблений. , і Баррі Сі Баріш, який створив проект власноруч.
Що саме побачив — чи почув Ліго, якщо бути точним, — після того, як сигнатура першої гравітаційної хвилі, виявлена 15 вересня 2015 року, була переведена у звук, який був між цвірканням і пінгом?
Лабораторії LIGO в Хенфорді, штат Вашингтон (з люб'язності надано Caltech/MIT/LIGO Laboratory) Він чув зіткнення двох масивних чорних дір, які оберталися одна навколо одної з маніакальною швидкістю, а потім зіткнулися 1,3 мільярда років тому, коли життя на Землі ледве зародилося. Космічний інцидент не було видно, оскільки світло не може уникнути горизонту подій чорної діри, але це можна зробити за випромінюванням поблизу виру матерії та енергії. Він також поширює гравітаційні хвилі, брижі, що поширюються зі швидкістю світла по тканині простору-часу. Коли перший Homo sapiens ходив рівнинами Африки тисячоліття тому, хвилі прокотилися крізь Магелланову Хмару, і вони досягли Землі у вересні 2015 року, викликаючи крихітні збурення на лазерних інтерферометрах Ліго в Луїзіані та штаті Вашингтон, окрім приладу Virgo в Італії. . Він викликав крихітний звук, який сколихнув світ квантової фізики.
Читайте також | Нобелівська премія з фізіології та медицини, 2017: Що змушує нас відбиватися
Протягом багатьох років до відкриття бозона Хіггса у фізиці тривала криза. Метод науки полягає в розробці теорії і подальшому її підтвердженні в лабораторії. Без другого кроку теорія залишається неперевіреною. Бозон Хіггса був останнім елементом стандартної моделі фізики, який залишився непоміченим у дикій природі. Тож теорія будувалася на теорії роками поспіль, а лабораторія залишилася далеко позаду. Може, це все будувалося на піску?
З відкриттям бозона Хіггса лабораторія наздогнала, і теорія була підтверджена. Проте столітнє передбачення гравітаційних хвиль залишилося неперевіреним — насправді воно сходить до постулату Анрі Пуанкаре 1905 року. Тепер Ліго надав ще одну гарантію прохідності стандартної моделі. Раніше було зроблено висновок про гравітаційні хвилі, і Рассел Халс і Джозеф Х. Тейлор-молодший отримали за це Нобелівську премію в 1993 році. Але Ліго зробив перше пряме спостереження гравітаційної хвилі, викликавши посмикування в інструменті.
Заглядаючи наперед, астрономія гравітаційних хвиль дасть людству доступ до частин простору і часу, які залишилися невидимими. На відміну від електромагнітного випромінювання, такого як світло, яке проходить через простір-час, вони є брижами всередині самої тканини простору-часу. Вони не розсіюються матерією, і дозволять приладам зазирнути в неможливу далечінь у просторі — і, відповідно, далеко назад у часі. Частини Всесвіту, які залишилися темними для оптичних і радіотелескопів, тепер стануть видимими. Чорні діри та нейтронні зірки — тіла настільки щільні, що ложка їхньої речовини важила б стільки ж, скільки земля — відкриють таємниці, яких ніколи раніше не бачили.
Все, що має масу, при прискоренні створює гравітаційні хвилі. Кожен раз, коли ви танцюєте, ви створюєте скупчення гравітаційних хвиль, але вони недостатньо сильні, щоб їх підхопити інструменти. Але все, що має гігантську масу, як-от чорна діра або нейтронна зірка, генеруватиме вимірювані хвилі, роблячи видимими досі приховані явища. У минулому телескопи були відправлені в космос, щоб отримати більш чітке уявлення про Всесвіт, без перешкод пилу, хмар і фонового випромінювання цивілізації. Найвідомішим є телескоп Хаббл, і один із його аналогів навіть шукає гравітаційні хвилі — LISA Pathfinder Європейського космічного агентства. Але оскільки гравітаційні хвилі не розсіюються, можна було б логічно поховати детектор у вугільній шахті, і він все одно бачить світло далеких зірок — у своєму власному спектрі, а не в спектрі видимого світла. У неймовірно близькому майбутньому ця форма телескопії відкриє новий погляд на простір і час і дозволить нам побачити Всесвіт таким, яким його ніколи не бачили раніше, у незліченних невидимих кольорах веселки гравітації.
Лабораторії LIGO в Лівінгстоні, штат Луїзіана. LIGO описує трьох лауреатів Нобелівської премії з фізики 2017 року як своїх засновників і найдавніших і найбільших чемпіонів. (Надано лабораторією Caltech/MIT/LIGO) ПЕРЕМОЖЦІ 2016: У 1970-х роках МІХАЇЛ КОСТЕРЛІЦ & ДАВІД ТАУЛЕС перевернув тодішню теорію про те, що надпровідність або надплинність не можуть виникати в тонких шарах. Вони продемонстрували, що надпровідність може виникати при низьких температурах, а також пояснили механізм, фазовий перехід, через який надпровідність зникає при більш високих температурах. У 80-х роках Дункан Холдейн виявив, як топологічні поняття можуть пояснити властивості ланцюжків малих магнітів, знайдених у деяких матеріалах.
Поділіться Зі Своїми Друзями:
