Хочу всё знать 1 часть 33

Хочу всё знать 1 часть 33

Молекулярная черная дыра
Группа физиков недавно создала нечто, что ведет себя как черная дыра. Для этого они взяли самый мощный в мире рентгеновский лазер Linac Coherent Light Source (LCLS) и столкнули с помощью него молекулы йодметана и йодбензола. Изначально ожидалось, что лазерный импульс выбьет большинство электронов с орбиты атомов йода, оставив вместо них вакуум. В экспериментах с более слабыми лазерами эта пустота, как правило, сразу же заполнялась электронами из самых внешних границ орбиты атома. Когда лазер LCLS ударил, ожидаемый процесс действительно запустился, но затем последовало по-настоящему удивительное явление. Получив такой уровень возбуждения, атом йода начал в буквальном смысле пожирать электроны у рядом находящихся атомов водорода и углерода. Со стороны это казалось крошечной черной дырой внутри молекулы.
Последующие импульсы лазера выбивали притянутые электроны, но пустота затягивала все больше и больше. Цикл повторялся до тех пор, пока вся молекула не взорвалась. Что интересно, атом молекулы йода оказался единственным, который показывает подобное поведение. Так как он в среднем больше других, то способен поглощать огромный объем энергии рентгеновского излучения и утрачивать свои изначальные электроны. Эта утрата оставляет атом с достаточно сильным положительным зарядом, с помощью которого он притягивает электроны от других, более мелких атомов.
Металлический водород
Его называли «священным Граалем физики высоких давлений», однако до недавнего времени никто не смог преуспеть в его получении. Возможность превращения водорода в металл была впервые озвучена в 1935 году. Физики того времени предположили, что такую трансформацию можно вызвать с помощью очень сильного давления. Проблема же заключалась в том, что такое давление технологии того времени создать не могли.
В 2017 году американская команда физиков решила вернуться к старой идее, но использовала иной подход. Эксперимент проводился внутри специального устройства, носящего название алмазные тиски. Создаваемое этими тисками давление производится двумя синтетическими алмазами, расположенными с обоих сторон пресса. Благодаря этому устройству удалось добиться невероятного давления: более 71,7 миллиона фунтов на квадратный дюйм. Даже в центре Земли давление ниже.
Компьютерный чип с клетками мозга
Если вдохнуть жизнь в электронику, то свет однажды сможет заменить электричество. Физики поняли удивительный потенциал света еще десятилетия назад, когда стало понятно, что световые волны способны двигаться параллельно друг другу и благодаря этому выполнять множество одновременных задач. Наша электроника полагается на транзисторы, открывающие и закрывающие пути для движения электричества. Такая схема накладывает множество ограничений. Однако недавно ученые создали удивительное изобретение – компьютерный чип, имитирующий работу человеческого мозга. Благодаря использованию взаимодействующих между собой лучей света, работающих как нейроны в живом мозге, этот чип способен действительно очень быстро «думать».
Раньше ученые тоже могли создавать простые искусственные нейронные сети, но занимало такое оборудование несколько лабораторных столов. Создать нечто, обладающее такой же эффективностью, но при этом гораздо меньшего размера, рассматривалось невозможным. И все же это удалось. Размер чипа, в основе которого используется кремний, составляет всего несколько миллиметров. И вычислительные операции он проводит с помощью 16 интегрированных нейронов. Происходит это так. На чип подается свет лазера, который разделяется на несколько лучей, каждый из которых содержит номер сигнала или информацию, варьирующуюся по уровню яркости. Интенсивность лазеров на выходе дает ответ на числовую задачу или любую информацию, для которой требовалось предоставить решение.
Невозможная форма материи
Есть такой тип материи, называемый «сверхтекучим твердым телом». И на самом деле эта материя не такая страшная, как это может показаться из названия. Дело в том, что эта весьма причудливая форма материи обладает кристаллической структурой, характерной для твердых тел, но в то же время представляет собой жидкость. Этот парадокс долгое время оставался нереализованным. Однако в 2016 году две независимые группы ученых (американская и швейцарская) создали материю, которой по праву можно приписать свойства сверхтекучего твердого тела. Что интересно, обе команды использовали разные подходы в ее создании.
Швейцарцы создали конденсат Бозе — Эйнштейна (самая холодная из известных материй), охладив до экстремально низких температур газ рубидия. Затем конденсат поместили в двухкамерную установку, в каждой камере которой были установлены небольшие направленные друг на друга зеркала. В камеры были направлены лазерные лучи, которые запустили трансформацию. Частицы газа в ответ на воздействие лазера выстроили кристаллическую структуру твердого вещества, однако в целом материя сохранила свою текучее свойство.
Американцы получили подобную гибридную материю на основе конденсата из атомов натрия, которые тоже сильно охладили и подвергли воздействию лазера. Последние использовались для сдвига плотности атомов до появления кристаллической структуры в жидком виде.