fyzika

Vědci v Japonsku popsali neobvyklé chování vody, kdy molekuly fungují současně jako pevná i kapalná látka. V tomto stavu, nazývaném předtání, se molekuly nacházejí ve fixované poloze, ale rychle se otáčejí. Tento jev byl pozorován díky použití těžké vody D2O uzavřené v nanometrických kanálech. Experiment odhalil, že molekuly vytvářejí třívrstvou strukturu s různými pohyby v jednotlivých vrstvách. Výzkum může mít praktické dopady, například v oblasti ukládání plynných látek. Studie byla publikována v Journal of the American Chemical Society.

Podle nových výpočtů založených na nedávných objevech by se vesmír mohl zhroutit za méně než 20 miliard let. Model naznačuje, že po dalších 11 miliardách let se rozpínání vesmíru zastaví a začne se smršťovat k hypotetickému Velkému křachu. Tým vědců zkoumal možnost, že kosmologická konstanta λ je negativní, což by znamenalo, že rozšiřování vesmíru jednou skončí. Navíc ultralightní axiové pole, připodobněné k temné energii, by také mohlo hrát roli v tomto scénáři. I přesto, že současné důkazy naznačují rozpínání, tento model nabízí nový pohled na potenciální konec vesmíru.

Brit John Clarke, Francouz Michel Devoret a Američan John Martinis získali Nobelovu cenu za fyziku za praktické uplatnění kvantové mechaniky. Jejich práce umožnila rozvoj digitálních technologií, včetně kvantových počítačů a kryptografie. Tento oceněný experiment ukázal makroskopické měřítko kvantového tunelování, což je jev, kdy částice prochází neprostupnou překážkou. Clarke uvedl, že si tehdy neuvědomili význam budoucích aplikací, ale například mobilní telefony částečně fungují díky tomuto výzkumu. Laureáti varovali před dopady rozpočtových škrtů na vědu v USA.

Virtuální částice, ačkoliv samy neexistují, představují zásadní matematický nástroj pro pochopení chování subatomárních částic. Pomáhají fyzikům popsat elektromagnetismus a silné a slabé jaderné síly, což je činí nezbytnou součástí mnoha výpočtů. Přestože nejsou přímo pozorovatelné, predikují efekty s neuvěřitelnou přesností, což u některých vědců vyvolává otázku jejich skutečné existence. Také umožňují vysvětlit jevy jako Hawkingovo záření nebo Casimirův efekt. Ačkoli diskuse o jejich realitě pokračuje, jejich praktická užitečnost v moderní fyzice je nepopiratelná.

Astronomové objevili fosfin v atmosféře hnědého trpaslíka Wolf 1130C, což přináší nové otázky o chemii fosforu v Mléčné dráze. Fosfin, často považovaný za možný biosignaturní znak, byl dosud nalezen pouze na Jupiteru a Saturnu. Překvapením je, že fosfin nebyl zjištěn v jiných hnědých trpaslících či exoplanetách za hranicemi sluneční soustavy. Wolf 1130C, který je součástí trojhvězdného systému, vykazuje podobnou koncentraci fosfinu jako Jupiter a Saturn. Tento objev podněcuje revizi současných modelů atmosférické chemie a vyvolává otázky o unikátní roli Wolf 1130C ve vesmíru.

Fyzici vytvořili laboratorní analogii černé díry pomocí řetězce atomů k simulaci jejího horizontu událostí. Pozorovali tak ekvivalent Hawkingova záření, které je spojováno s poruchami kvantových fluktuací. Tento objev by mohl pomoci sjednotit obecnou teorii relativity a kvantovou mechaniku a přispět k lepšímu porozumění kvantové gravitaci. Výsledky naznačují, že Hawkingovo záření je termální za specifických podmínek a může hrát klíčovou roli v nových experimentálních nastaveních. Výzkum byl publikován v časopise Physical Review Research.

Irský matematik William Rowan Hamilton objevil v 19. století paralelu mezi dráhami světla a pohybem částic, což později inspirovalo vývoj kvantové mechaniky. Jeho práce poskytla vhled do skutečné povahy fyzikálního světa dlouho před tím, než byla kvantová fyzika formálně uznána. Slavným vývojem, který předcházel proniknutí do této problematiky, byl Youngův dvojštěrbinový experiment a Einsteinovy objevy ohledně fotonů a kvantové povahy energie. V roce 1925, kdy Schrödinger formuloval svoji vlnovou rovnici, byla Hamiltonova analógie významně uznána. Tato práce se podílela na ustanovení kvantové mechaniky jako klíčové oblasti fyziky. Hamilton by pravděpodobně nikdy nepředpokládal, jak zásadní roli jeho analogie v tomto oboru sehrají.

Extrémně energetická částice, která zasáhla Zemi, by mohla být posledním pozůstatkem vypařující se černé díry. Dva fyzici z MIT navrhují, že událost KM3-230213A je důsledkem Hawkingova záření, uvolněného při zániku prapůvodní černé díry. Tento mechanismus by mohl vysvětlit i jiné vysokoenergetické neutrinové události. Hypotéza také naznačuje, že tyto prapůvodní černé díry by mohly tvořit významnou část temné hmoty ve vesmíru. I když je pravděpodobnost výbuchu poblíž Země nízká, měření naznačují, že je možné, že naše současné detektory již pozorovaly takový jev.

Transformace neutrin během srážek neutronových hvězd může výrazně ovlivnit výsledky těchto událostí, včetně produkce těžkých prvků jako je zlato a platina. Fyzici poprvé simulovali, jak se neutrina mění během srážky, a zjistili, že tyto změny mohou zvýšit produkci těžkých prvků až desetinásobně. Neutrina, známá jako 'duchové' díky své nízké hmotnosti a omezené interakci, mohou měnit své 'chutě', což přispívá k tvorbě různých prvků. Simulace také ukázaly vliv na strukturu a složení zbytků po srážce. Výzkum může pomoci lépe pochopit kosmický původ důležitých prvků.

V Číně byl spuštěn nový detektor neutrin, který by měl po deset let poskytovat denně údaje o 40–60 neutrinech. Detektor JUNO je umístěn mezi dvěma jadernými elektrárnami a leží 700 metrů pod zemí. Díky své poloze a citlivým fotodetektorům má odhalit fyzikální vlastnosti neutrin, jako je jejich hmotnost a frekvence oscilace mezi třemi typy. Výzkum může přinést nové poznatky v oblastech jako je kosmologie, astrofyzika a geologie. Projekt je výsledkem spolupráce mezi 74 institucemi a 700 vědci, vedený Akademií věd Číny.