Füüsika maailm avaldab heameelega 10. aasta 2023 parimat läbimurret, mis ulatuvad astronoomia- ja meditsiinifüüsikaalastest teadusuuringutest kvantteaduse, aatomifüüsika ja muuni. Üleüldine Füüsika maailm Aasta läbimurre selgub neljapäeval, 14. detsembril.
10 läbimurret valis välja komitee Füüsika maailm toimetajad, kes sõelusid läbi sadu sel aastal veebisaidil avaldatud teadusuuendusi kõigis füüsikavaldkondades. Lisaks sellele, et on teatatud aastal Füüsika maailm 2023. aastal peavad valikud vastama järgmistele kriteeriumidele:
- Märkimisväärne edasiminek teadmistes või arusaamises
- Töö tähtsus teaduse progressi ja/või reaalmaailma rakenduste arendamise jaoks
- Üldist huvi pakkuv Füüsika maailm lugejad
10. aasta 2023 parimat läbimurret on loetletud allpool kronoloogilises järjestuses selle järgi, millal need aastal raporteeriti. Füüsika Maailm. Tule järgmisel nädalal tagasi, et teada saada, kumb võitis üldarvestuse Füüsika maailm Aasta läbimurde auhind.
Et Xenofon Strakosas, Hanne Biesmans, Magnus Berggren ja kolleegidele Linköpingi ülikoolist, Lundi ülikoolist ja Göteborgi ülikoolist, et töötada välja viis luua elektroonilisi vooluringe otse eluskoe sees. Närvikoe ühendamine elektroonikaga annab võimaluse uurida närvisüsteemi keerulist elektrilist signaalimist või moduleerida närviskeeme haiguste raviks. Jäiga elektroonika ja pehmete kudede mittevastavus võib aga kahjustada õrnu elusüsteeme. Selle asemel kasutas meeskond süstitavat geeli, et luua pehmed elektroodid otse kehasse. Pärast eluskoesse süstimist lagundavad geelis olevad ensüümid kehas endogeensed metaboliidid, mis käivitavad geelis olevate orgaaniliste monomeeride ensümaatilise polümerisatsiooni, muutes need stabiilseteks pehmeks juhtivateks elektroodideks. Teadlased kinnitasid protsessi, süstides geele sebrakaladesse ja meditsiinilistesse kaanidesse, kus geel polümeriseeris ja kasvatas koes elektroode.
Et Tejin Cai USA-s Rochesteri ülikoolis ja kolleegidega, kes töötavad Fermilabi kallal MINERVA eksperiment, mis näitab, kuidas prootoni sisestruktuuri kohta teavet saab koguda plastist sihtmärgilt hajuvatest neutriinodest. Neutriinod on subatomaarsed osakesed, mis on kuulsad selle poolest, et nad suhtlevad harva ainega. Seega tekkisid kahtlused, kui järeldoktor Cai väitis, et võib täheldada neutriinode aeg-ajalt hajumist prootonitest plastikus. Meeskonna jaoks oli suureks väljakutseks üksikute prootonite (vesiniku tuumade) hajutatud neutriinode signaali jälgimine süsiniku tuumades seotud prootonitest hajutatud neutriinode palju suuremal taustal. Selle probleemi lahendamiseks simuleerisid nad süsiniku hajutatud signaali ja lahutasid selle hoolikalt katseandmetest. Lisaks prootoni struktuurile ülevaate andmisele võib see tehnika anda täiendavat valgust neutriinode ja ainega suhtlemise kohta.
Celia Viermannile ja Markus Oberthaler Heidelbergi Ülikoolist Saksamaal koos Stefan Floerchinger Jena ülikoolist Saksamaal ja kolleegidega Universidad Complutense de Madridist (Hispaania), Ruhr-Universität Bochumist (Saksamaa) ja Université libre de Bruxelles’ist Belgiast Bose-Einsteini kondensaadi (BEC) kasutamise eest paisuva universumi simuleerimiseks ja selle sees olevad kvantväljad. Selles simuleeritud süsteemis esindas kondensaat universumit, samas kui seda läbivad fononid mängisid kvantväljade rolli. Muutes BEC-is aatomite hajumise pikkust, pani meeskond "universumi" erineva kiirusega paisuma ja uuris, kuidas fononid külvavad selle sees tiheduse kõikumisi. Kosmoloogiateooriad ennustavad, et sarnased mõjud põhjustasid varajases universumis suuremahulise struktuuri külvamise, nii et simuleeritud universum võib anda väärtuslikke teadmisi selle kohta, kuidas tegelik universum kujunes selliseks, nagu see praegu on.
Et Romain Tirole ja Riccardo Sapienza Londoni Imperial College'is ja kolleegidele Youngi kahepilulise interferentsi ajas demonstreerimisel. 19. sajandi vaatlus valguslainete interferentsi poolt Thomas Young on üks ikoonilisemaid eksperimente füüsika ajaloos ja pakkus põhjapanevat tuge valguse laineteooriale. Kuigi see katse ja teised sarnased hõlmavad valguse difraktsiooni läbi paari kitsa pilu ruumis, näitasid Ühendkuningriigi ja mujal tegutsevad teadlased, et samaväärset efekti on võimalik saavutada ka kahekordsete piludega ajas. Ajaline analoog hõlmab fikseeritud impulssi, kuid muutuvat sagedust. Materjal, milles kaks pilu kiiresti ilmuvad ja seejärel üksteise järel kaovad, peaks tekitama sissetulevad lained, mis säilitavad ruumis oma tee, kuid levivad sageduselt. Teadlased saavutasid selle, lülitades pooljuhtpeegli peegelduvuse kaks korda järjest sisse ja välja ning registreerides peeglilt põrganud valguse sagedusspektri häired. Nad nägid, et häired tekivad erineva sagedusega lainete vahel, mitte erinevate ruumiliste positsioonide vahel. Tööl võib olla mitu rakendust, näiteks optilised lülitid signaali töötlemiseks ja sideks või optilises andmetöötluses.
Et Gregoire Courtine Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne'is (EPFL), Jocelyn Bloch Lausanne'i ülikoolihaiglas ja EPFL-is, Guillaume Charvet CEA-Leti Clinatecis ja kolleegid "digitaalse silla" arendamine aju ja seljaaju vahel mis võimaldas halvatud inimesel loomulikult seista ja kõndida. Seljaajuvigastus võib katkestada side aju ja kõndimist tekitava seljaaju piirkonna vahel, mis võib viia püsiva halvatuseni. Selle suhtluse taastamiseks töötas meeskond välja aju-lülisamba liidese, mis koosneb kahest siirdatavast süsteemist: üks registreerib kortikaalset aktiivsust ja dekodeerib kasutaja kavatsust alajäsemeid liigutada; ja teine, et stimuleerida elektriliselt seljaaju piirkonda, mis kontrollib jalgade liikumist. Meeskond katsetas süsteemi 38-aastasel mehel, kellel oli 10 aastat varem toimunud jalgrattaõnnetuse tagajärjel seljaajuvigastus. Pärast implantaadi operatsiooni võimaldas sild osalejal taastada intuitiivse kontrolli oma jalgade liigutuste üle, võimaldades tal seista, kõndida, ronida trepist ja läbida keerukaid maastikke.
Et Ben Lanyon ja kolleegid Austrias Innsbrucki ülikoolist ja Prantsusmaal Paris-Saclay ülikoolist kvantrepiiteri ehitamiseks ja selle kasutamiseks kvantteabe edastamiseks 50 km kaugusele standardsete telekommunikatsioonikiudude kaudu, demonstreerides sellega kõiki pikamaa kvantvõrk ühes süsteemis. Meeskond lõi oma kvantreiiteri kinni jäänud kaltsium-40 ioonide paarist, mis kiirgavad pärast laserimpulsiga valgustamist footoneid. Need footonid, millest igaüks on põimunud oma "ema" iooniga, teisendatakse seejärel telekommunikatsiooni lainepikkusteks ja saadetakse alla eraldi 25 km pikkuste optiliste kiudude kaudu. Lõpuks vahetab repiiter kahe iooni põimumise, jättes kaks takerdunud footonit üksteisest 50 km kaugusele – ligikaudu see kaugus, mis on vajalik mitme sõlmega suuremahuliste võrkude loomiseks.
Nägin Wai Hlat, Volker Rose at Argonne'i riiklik labor USA-s ja kolleegidega ühe aatomi pildistamiseks sünkrotronröntgenikiirgusega. Kuni viimase ajani oli väikseim proovi suurus, mida sai sünkrotronröntgeni skaneeriva tunnelmikroskoopia abil analüüsida, attogramm, mis on umbes 10,000 1 aatomit. Põhjus on selles, et ühe aatomi tekitatav röntgenisignaal on äärmiselt nõrk ja tavapärased detektorid ei ole selle tuvastamiseks piisavalt tundlikud. Sellest ülesaamiseks lisas meeskond tavapärasele röntgendetektorile terava metallist otsa, mis asetati uuritavast proovist vaid XNUMX nm kõrgemale. Kui teravat otsa liigutatakse üle proovi pinna, tunnevad elektronid läbi otsa ja proovi vahelise ruumi, luues voolu ja see tuvastab sisuliselt iga elemendi jaoks ainulaadsed "sõrmejäljed". See võimaldas meeskonnal ühendada skaneeriva tunnelmikroskoopia ülikõrge ruumilise eraldusvõime ja keemilise tundlikkusega, mida pakub intensiivne röntgenikiirgus. See tehnika võib viia rakendusteni nii materjalide kujundamises kui ka keskkonnateaduses, kuna see võimaldab jälgida mürgiseid materjale kuni äärmiselt madala tasemeni.
Kuni EIGERi koostöö James Webbi kosmoseteleskoobi (JWST) kasutamise eest, et leida veenvaid tõendeid selle kohta, et varased galaktikad vastutasid varajase universumi reioniseerimise eest. Reioniseerumine toimus umbes 1 miljard aastat pärast Suurt Pauku ja hõlmas gaasilise vesiniku ioniseerimist. See võimaldas valgusel, mille vesinik oleks neeldunud, jõuda tänapäeva teleskoobidesse. Reioniseerumine näib olevat alanud kohalike mullidena, mis kasvasid ja ühinesid. Need mullid oleksid tekkinud kiirgusallikate poolt ja üks võimalus on, et need pärinevad galaktikate tähtedelt. EIGERi teadlased kasutasid JWST-i lähiinfrapunakaamerat, et vaadata iidsete kvasarite valgust, mis olid läbinud ioniseeritud mullid. Nad leidsid korrelatsiooni galaktikate asukohtade ja mullide vahel, mis viitab sellele, et nende varajaste galaktikate valgus oli tõepoolest vastutav reionisatsiooni eest.
Meng Wangile, Songlin Shile ja Jay Fineberg Iisraeli Jeruusalemma Heebrea Ülikoolist, kes avastas, et teatud materjalides esinevad praod võivad levida kiiremini kui helikiirus. Tulemus on vastuolus nii varasemate katsetulemustega kui ka klassikalisel teoorial põhinevate ennustustega, mis väidavad, et ülehelikiirusega pragude levimine ei tohiks olla võimalik, sest heli kiirus materjalis peegeldab seda, kui kiiresti mehaaniline energia sellest läbi saab liikuda. Meeskonna tähelepanekud võivad viidata niinimetatud "supernihke" dünaamika olemasolule, mida juhivad erinevad põhimõtted kui need, mis juhivad klassikalisi pragusid, nagu ennustas Michael Marder Texase ülikoolist Austinis, USA-s peaaegu 20 aastat varem.
Kuni ALPHA koostöö näitamaks, et antiaine reageerib gravitatsioonile samamoodi nagu aine. Füüsikud kasutasid CERNi ALPHA-g eksperimenti, et teha esimene otsene vaatlus vabalt langevate antiaine aatomite kohta - antivesinik, mis sisaldab antiprootonit, mis on seotud antielektroniga. Seda tehti kõrges silindrilises vaakumkambris, milles antivesinikku hoiti esmalt magnetlõksus. Antivesinik vabastati lõksust ja lasti kambri seintel hävida. Töörühm leidis, et vabanemispunktist allpool toimus rohkem hävitamisi kui sellest kõrgemal. Pärast antivesiniku termilise liikumise kaalumist jõudis meeskond järeldusele, et antiaine langeb alla. Huvitaval kombel oli antivesiniku raskuskiirendus ligikaudu 75% tavalise aine kiirendusest. Kuigi sellel mõõtmisel on madal statistiline olulisus, jätab see ukse avatuks uuele füüsikale peale standardmudeli.
Austusavaldus
Aunimetus meie selle aasta top 10 hulgas läheb füüsikutele, kes töötavad 3.5 miljardi dollari väärtuses. Riiklik süüteseade (NIF) USA-s töö eest, mis tehti laboris eelmise aasta lõpus pärast seda, kui valisime välja 2022. aasta võitjad (ja seega jääb ka meie 2023. aasta läbimurdevalikust ilma). 13. detsembril 2022 laboris teatas juhitavast tuumasünteesireaktsioonist rohkem energia tekitamine, kui oli reaktsiooni käivitamiseks vaja. 5. detsembril 2022 tehtud laserlask vabastas kahte vesiniku isotoopi sisaldavast pisikesest pelletist 3.15 miljonit džauli (MJ) energiat – võrreldes 2.05 MJ-ga, mille need laserid sihtmärgini andsid. See netoenergia suurenemise demonstreerimine tähistab lasersünteesi olulist verstaposti.
Füüsika maailmaasta läbimurde kajastamist toetavad Aruanded füüsika edusammudest, mis pakub teie murrangulisele uurimistööle võrratut nähtavust.
- SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
- PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
- PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
- PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
- PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
- Allikas: https://physicsworld.com/a/physics-world-reveals-its-top-10-breakthroughs-of-the-year-for-2023/
- :on
- :on
- :mitte
- : kus
- $3
- 000
- 1
- 10
- 13
- 14
- 15%
- 160
- 20
- 20 aastat
- 2022
- 2023
- 50
- 700
- a
- võime
- MEIST
- üle
- imendub
- AC
- kiirendus
- õnnetus
- Saavutada
- saavutada
- üle
- tegevus
- lisatud
- lisamine
- edendama
- pärast
- Materjal: BPA ja flataatide vaba plastik
- lubatud
- mööda
- Ka
- Kuigi
- an
- Vana
- ja
- Teatama
- lahus
- ilmuma
- ilmub
- rakendused
- OLEME
- ümber
- AS
- koondatud
- astronoomia
- At
- aatom
- aatomi-
- Austin
- Austria
- auto
- auhind
- tagasi
- tagapõhi
- põhineb
- BE
- BEC
- sest
- olnud
- alanud
- on
- Belgia
- alla
- vahel
- Peale
- Suur
- Big Bang
- Miljard
- keha
- mõlemad
- seotud
- Aju
- Murdma
- läbimurre
- läbimurdeid
- BRIDGE
- kuid
- by
- tuli
- kaamera
- CAN
- süsinik
- hoolikalt
- Põhjus
- CERN
- kindel
- väljakutse
- kamber
- muutuv
- keemiline
- valik
- klõps
- ronima
- kolleegidega
- kolledž
- ühendama
- Tulema
- KOMMUNIKATSIOON
- võrreldes
- kaalukad
- keeruline
- koosneb
- koosnevad
- arvutustehnika
- sõlmitud
- Juhtimine
- arvestades
- ehitamine
- kontrollida
- kontrollitud
- kontrolli
- tavaline
- ümber
- konverteeriva
- Korrelatsioon
- Kosmoloogia
- võiks
- katmine
- pragu
- looma
- loodud
- loomine
- kriteeriumid
- Praegune
- kahjustamine
- andmed
- Detsember
- rõõmus
- esitatud
- näidates
- Tihedus
- Disain
- avastama
- arenenud
- arenev
- & Tarkvaraarendus
- erinev
- digitaalne
- otsene
- otse
- kaovad
- avastades
- haigus
- kaugus
- tehtud
- Uks
- kahekordistada
- alla
- kaks
- dünaamika
- iga
- Ajalugu
- Varajane
- Varajane universum
- toimetajad
- mõju
- mõju
- Elektrooniline
- Elektroonika
- elektronid
- element
- mujal
- lubatud
- võimaldades
- energia
- piisavalt
- keskkonna-
- ensümaatiline
- Samaväärne
- põhiliselt
- tõend
- Laiendama
- laiendades
- kogenud
- eksperiment
- eksperimentaalne
- katseid
- äärmiselt
- juga
- vale
- kuulus
- kiiremini
- Valdkonnad
- Lõpuks
- leidma
- esimene
- fikseeritud
- kõikumisi
- Järel
- eest
- avastatud
- Prantsusmaa
- Sagedus
- Alates
- funktsionaalsused
- põhiline
- edasi
- fusioon
- kasu
- Galaktikad
- GAS
- Üldine
- põlvkond
- Saksamaa
- saama
- GitHub
- Goes
- juhitakse
- raskus
- kasvasid
- murranguline
- suunata
- olnud
- juhtub
- Olema
- võttes
- heebrea keel
- Held
- aitas
- teda
- tema
- ajalugu
- Haigla
- Kuidas
- aga
- HTML
- http
- HTTPS
- sajad
- vesinik
- ICON
- ikooniks
- Süüde
- pilt
- Imaging
- keiserlik
- Imperial College
- Imperial College London
- in
- Sissetulev
- näitama
- eraldi
- info
- sees
- teadmisi
- selle asemel
- Kavatsus
- suhelda
- suhtlevad
- huvi
- Interface
- sekkumine
- sisemine
- sisse
- intuitiivne
- kaasama
- seotud
- hõlmab
- Iisrael
- probleem
- IT
- ITS
- james
- James Webb kosmoseteleskoop
- jpg
- lihtsalt
- Võti
- teadmised
- labor
- suuremahuline
- suurem
- laser
- laserid
- viimane
- Eelmisel aastal
- Hilja
- viima
- jätmine
- Pikkus
- taset
- valgus
- nagu
- Loetletud
- elu-
- kohalik
- kohad
- logo
- London
- Vaata
- Madal
- madal tase
- vähendada
- tehtud
- säilitada
- peamine
- tegema
- mees
- materjal
- Materjali kujundus
- materjalid
- küsimus
- max laiuse
- mai..
- mõõtmine
- mehaaniline
- meditsiini-
- Meditsiiniline füüsika
- ravimite
- Vastama
- mainima
- Mikroskoopia
- teetähis
- miljon
- peegel
- igatsen
- MJ
- mudel
- Impulss
- rohkem
- kõige
- liikumine
- liikuma
- kolis
- liikumine
- liikumised
- liikuv
- palju
- mitmekordne
- peab
- riiklik
- Lähedal
- peaaegu
- vaja
- neto
- võrk
- võrgustikud
- Neural
- neutrinos
- Uus
- järgmine
- järgmine nädal
- sõlmed
- normaalne
- tuuma-
- Tuumasünteesi
- tähelepanek
- märkused
- vaadeldud
- juhuslik
- toimunud
- of
- maha
- Pakkumised
- Ohio
- on
- ONE
- avatud
- or
- et
- orgaaniline
- Muu
- teised
- meie
- välja
- üle
- üldine
- paar
- paneel
- osavõtja
- Vastu võetud
- tee
- teostatud
- püsiv
- Footonid
- Füüsika
- Füüsika maailm
- valitud
- paigutatud
- plast
- Platon
- Platoni andmete intelligentsus
- PlatoData
- mängis
- Punkt
- positsioone
- võimalus
- võimalik
- võim
- ennustada
- ennustada
- Ennustused
- olemasolu
- eelmine
- põhimõtted
- Probleem
- protsess
- töötlemine
- tootma
- Toodetud
- toodab
- Edu
- paljundamine
- prootonid
- tingimusel
- annab
- pakkudes
- avaldatud
- pulss
- Kvant
- kvantteave
- Kiire
- kiiresti
- Kiirgus
- kiiresti
- harva
- Rates
- pigem
- reaktsioon
- reaalne
- päris maailm
- hiljuti
- rekord
- salvestamine
- peegeldab
- taastada
- piirkond
- vabastama
- vabastatud
- Teatatud
- Aruanded
- esindatud
- nõutav
- teadustöö
- uurija
- Teadlased
- resolutsioon
- vastutav
- taastama
- kaasa
- Tulemused
- Revealed
- Ilmutab
- jäik
- riskide
- Roll
- ligikaudu
- sama
- nägin
- skaneerimine
- laiali
- teadus
- teaduslik
- väljavalitud
- pooljuht
- tundlik
- Tundlikkus
- Saadetud
- eri
- mitu
- terav
- kuur
- lask
- peaks
- näitas
- näidates
- Signaali
- tähendus
- sarnane
- ühekordne
- SUURUS
- So
- Pehme
- LAHENDAGE
- heli
- Allikad
- Ruum
- kosmoseteleskoop
- Hispaania
- ruumiline
- spekter
- kiirus
- laiali
- stabiilne
- seisma
- standard
- Stars
- riik
- statistiline
- stimuleerima
- struktuur
- õppinud
- Uuring
- subatomilised osakesed
- selline
- üleheli
- toetama
- Toetatud
- Pind
- Kirurgia
- Vahetustehingud
- süsteem
- süsteemid
- sihtmärk
- meeskond
- tehnika
- telekommunikatsioon
- telekommunikatsiooni
- teleskoop
- teleskoobid
- kümme
- katsetatud
- texas
- kui
- et
- .
- Suurbritannia
- oma
- Neile
- SIIS
- teooria
- Seal.
- sellega
- soojus
- Need
- nad
- see
- Sel aastal
- need
- Läbi
- thumbnail
- neljapäeval
- aeg
- ots
- kude
- kudede
- et
- täna
- kokku
- liiga
- ülemine
- Top 10
- Kümme parimat
- jälgida
- üle
- lõksus
- reisima
- traavers
- käsitlema
- vallandada
- tunnel
- Pööramine
- Kaks korda
- kaks
- Uk
- ainulaadne
- Universum
- Ülikool
- võrratu
- kuni
- Uudised
- us
- Kasutatud
- kasutamine
- vaakum
- kinnitatud
- väärtuslik
- kaudu
- nähtavus
- kõndima
- jalutamine
- Wang
- oli
- Wave
- lainepikkused
- lained
- Tee..
- we
- web
- veebisait
- nädal
- Hästi
- olid
- millal
- mis
- kuigi
- WHO
- Wikipedia
- will
- Võitjate
- koos
- jooksul
- Võitis
- Töö
- töö
- maailm
- oleks
- röntgen
- aasta
- aastat
- Sinu
- sephyrnet