Хочу всё знать 1 часть 34

Хочу всё знать 1 часть 34

Жидкость с отрицательной массой
В 2017 году физики создали реально крутую штуку: новую форму материи, которая движется в сторону силы, ее отталкивающей. Хотя это не совсем бумеранг, но у этой материи есть то, что можно назвать отрицательной массой. С положительной массой все понятно: вы даете ускорение какому-нибудь объекту, и он начинает двигаться в том направлении, в котором это ускорение было передано. Однако ученые создали жидкость, которая работает совсем иначе, чем что-либо в физическом мире. Когда ее толкают, она ускоряется источнику оказываемого ускорения.
И опять на помощь в этом деле пришел конденсат Бозе — Эйнштейна, в роли которого выступили охлажденные до сверхнизких температур атомы рубидия. Таким образом ученые получили сверхтекучую жидкость с обычной массой. Затем они сильно сжали атомы с помощью лазеров. Затем вторым набором лазеров они сильно возбудили атомы, да так, что те изменили свои спины. Когда атомы освободили из лазерных тисков, то реакцией обычной жидкости было бы стремление движения от центра фиксации, что фактически можно интерпретировать как толкание. Однако сверхтекучая жидкость из рубидия, атомам которой придали достаточное ускорение, при освобождении от лазерных тисков осталась на своем месте, продемонстрировав тем самым отрицательную массу.
Кристаллы времени
Когда Фрэнк Вильчек, лауреат Нобелевской премии, впервые предложил идею кристаллов времени, она показалась безумной. Особенно в той части, в которой объяснялось, что эти кристаллы могут обладать движением, оставаясь при этом в состоянии покоя, то есть демонстрируя низший уровень энергии материи. Это казалось невозможным, так как для движения требуется энергия, а теория в свою очередь гласила, что в таких кристаллах энергии практически нет. Вильчек считал, что вечное движение может быть достигнуто путем изменения основного состояния атома кристалла из стационарного в периодичное. Это шло в противовес известным нам законам физики, однако в 2017 году, спустя 5 лет с того момента, как Вильчек это предложил, физики нашли способ, как это сделать. В итоге в Гарвардском университете создали кристалл времени, где азотные примеси «вращались» в алмазах.
Брэгговские зеркала
Брэгговское зеркало не обладает высокой отражательной способностью и состоит из 1000-2000 атомов. Но оно способно отражать свет, что делает его полезным там, где необходимо использование крошечных зеркал, например, в продвинутой электронике. Форма такого зеркала тоже не совсем обычна. Его атомы подвешены в вакууме и напоминают цепочку из бисера. В 2011 году немецкая группа ученых смогла создать Брэгговское зеркало, обладавшее на тот момент самым высоким уровнем отражения (порядка 80 процентов). Для этого ученые объединили 10 миллионов атомов в одной решетчатой структуре.
Однако позже научные команды из Дании и Франции нашли способ существенно сократить число необходимых атомов, но при этом сохранить высокую отражательную эффективность. Вместо плотного объединения друг вокруг друга, атомы поместили вдоль микроскопического оптического волокна. При правильной расстановке возникают необходимые условия – световая волна отражается прямиком обратно в точку своего начала. При передаче света некоторые фотоны вырываются за пределы волокна и сталкиваются с атомами. Отражательная эффективность, продемонстрированная датской и французской командами, весьма различается и составляет около 10 и 75 процентов соответственно. Однако в обоих случаях свет возвращается (то есть отражается) в точку своего начала.
Помимо перспективных преимуществ в развитии технологий, такие зеркала могут быть полезны в квантовых устройствах, так как атомы дополнительно используют световое поле для взаимодействия друг с другом.
Двухмерный магнит
Физики пытались создать двухмерный магнит с 1970-х годов, но всегда терпели неудачу. Настоящий 2D-магнит должен сохранять свои магнитные свойства, даже будучи разделенным до состояния, при котором он становится двухмерным, или слоем толщиной всего в один атом. Ученые даже стали сомневаться, что такая вещь вообще возможна.
Однако в июне 2017 года физики, используя трииодид хрома, наконец-то смогли создать двухмерный магнит. Соединение оказалось очень интересным сразу с нескольких сторон. Его слоистая кристаллическая структура отлично подходит для сужения, а, кроме того, его электроны обладают нужным направлением спина. Эти важные свойства позволяют трииодиду хрома сохранять магнитные свойства даже после того, как его кристаллическая структура сокращается до толщины последних атомных слоев.
Первый в мире 2D-магнит смогли получить при относительно высокой температуре в -228 градусов Цельсия. Его магнитные свойства перестают действовать при комнатной температуре, так как его разрушает кислород. Однако эксперименты продолжаются.
Тайны мира: загадочные глубины Земли
В современной инфраструктуре туннели играют весьма важную роль. Даже Элон Маск решил перевести, как минимум, часть автотрафика под землю, чтобы разгрузить магистрали. Но насколько глубокий туннель можно вырыть, прежде чем находиться в нем станет невыносимо для человека?..
 На сегодняшний день самой глубокой является шахта Моава в ЮАР, к юго-западу от Йоханнесбурга. Ее глубина составляет 5470 метров, и если человек упадет в нее, то полет до дна займет у него долгих 25 секунд.
Но самое глубокое рукотворное отверстие в земле принадлежит России. Кольская сверхглубокая скважина (СГ-3) находится в Мурманской области, в 10 км к западу от города Заполярный. Ее глубина составляет 12 262 метра; диаметр верхней части — 92 см, а нижней — 21,5 см. Ее создание обусловлено исключительно научно-исследовательским интересом. Увы, в настоящее время скважина законсервирована и постепенно разрушается.
Как правило, самым важным фактором, ограничивающим глубину бурения, является температура. На глубине 12 км датчики фиксировали 220oC, что намного превысило ожидания ученых.
Представляем вашему вниманию наглядную демонстрацию того, как глубоко люди смогли пробуриться вглубь планеты на сегодняшний день и что останавливает человечество от дальнейшего погружения в землю. Давайте посмотрим видео: