2023 წლის 7 მნიშვნელოვანი ამბავი ფიზიკაში, რომლებიც სამყაროს შესახებ ჩვენს წარმოდგენებს ცვლის

0 წაკითხვა 0 კომენტარი 0 გაზიარება

2023 წელი მეცნიერებაში საკმაოდ საინტერესო გამოდგა. მიუხედავად იმ ომებისა, რომლებიც დღემდე მიმდინარეობს და აზარალებს მოსახლეობას და უფრო ვიწრო ფინანსურ ჩარჩოებში სვამს მეცნიერებას, 2023 წელს პროგრესი ნამდვილად შენარჩუნებულია. კერძოდ, ფიზიკის დარგისთვის ეს წელი ძალიან მნიშვნელოვანი აღმოჩენებით არის სავსე. სტატიაში ფიზიკაში 2023 წლის მთავარი მოვლენების შესახებ წაიკითხავთ.

სტოქასტური გრავიტაციული ტალღების ფონი

წელს გამოქვეყნდა მონაცემთა ინტერპრეტაცია, რომელიც მოიცავს რამოდენიმე ობსერვატორიის მრვალწლიანი დაკვირვებების შედეგად მიღებულ მონაცემებს. აღმოჩნდა, რომ სიგნალი რასაც მეცნიერები აკვირდებოდნენ ნამდვილად დაბალ-სიხშირულ გრავიტაციული ტალღების ფონია სამყაროში.

ეს დაკვირვება სრულიად განსხვავდება აქამდე აღმოჩენილი გრავიტაციული ტალღებისგან. პირველ რიგში იმით, რომ ამ შემთხვევაში საქმე გვაქვს ფონთან, ანუ მრავალი ტალღის სუპერპოზიციასთან.

აქამდე მეცნიერები გრავიტაციული ტალღების ობსერვატორიების (LIGO, VIRGO) საშუალებით აკვირდებოდნენ კონკრეტული მაღალენერგეტიკული ასტროფიზიკური მოვლენის შედეგად გამონთავისუფლებულ გრავიტაციულ ტალღებს. ამ ობსერვატორიებს მხოლოდ 10 ჰერცზე მაღალსიხშირული ტალღების დაფიქსირება შუძლიათ. წლევანდელ კვლევაში კი ლაპარაკია 1 ნანოჰერცის რიგის სიხშირის გრავიტაციულ ტალღებზე.

ფონი შეიძლება გამოწვეული იყოს ზემასიური შავი ხვრელების შერწყმის პროცესით. ზემასიური შავი ხვრელი გალაქტიკების ცენტრში მდებარეობენ. ამის ყველაზე ცნობილი მაგალითი ჩვენი გალაქტიკა ირმის ნახტომია. როდესაც მსგავსი მასის ობიექტები ერთმანეთს ერწყმიან წარმოქმნიან გრავიტაციულ ტალღებს.

ფოტო: nanograv.org

მეორე, უფრო საინტერესო ვარიანტი კოსმოლოგიის დარგიდან მომდინარეობს. შესაძლოა ეს ფონი სწორედ დიდი აფეთქების შედეგი იყოს. ეს დაკვირვება მნიშვნელოვანი წინსვლა იქნებოდა დიდი აფეთქების თეორიაში.

ზეგამტარი ოთახის ტემპერატურაზე

მეცნიერები დიდი ხანია ეძებენ მასალას, რომელიც ოთახის ტემპერატურაზე გამოავლენს ზეგამტარულ თვისებებს. მსგავსი აღმოჩენა იქნება რევოლუცია ელექტრონიკაში. ეს ნიშნავს, რომ დენი გამტარში ენერგიის დანაკარგის გარეშე გაივლის!

სამხრეთ კორეელმა მეცნიერებმა აღმოაჩინეს პოტენციურად ზეგამტარი მასალა LK-99, რომელიც ოთახის ტემპერატურაზე ავლენს ზეგამტარულ თვისებებს. ეს შედეგი განმეორებითაც იქნა მიღებული, დამოუკიდებლად, ჩინეთში.

ასევე იხილეთ: მკვლევრები აცხადებენ, რომ ოთახის ტემპერატურის ზეგამტარის ექსპერიმენტი წარმატებით გაიმეორეს — რას ნიშნავს ეს

თუმცა ჯერ ადრეა ამ მასალას ზეგამტარი დაერქვას. ჯერჯერობით ცნობილია, რომ ის ლევიტირებს (ჰაერში ჩერდება) მაგნიტური ველის მოდებისას, რაც ზეგამტარების ერთ-ერთი თვისებაა. თუმცა აუცილებელია მეტი კვლევის ჩატარება, რომ დადგინდეს თუ აკმაყოფილებს ზეგამტარობის ყველა კრიტერიუმს LK-99, მათ შორის მთვარი იქნება მისი წინაღობის შემოწმება, რომელიც ზეგამტარისთვის 0-თან ძალიან ახლოს უნდა იყოს.

ნეიტრინოზე დაკვირვება კოლაიდერში

ფიზიკის სტანდარტული მოდელის მიხედვით ნეიტრინო თითქმის უმასო ელემენტარული ნაწილაკია, რომელიც სუსტად ურთიერთქმედებს გარემოსთნ, შესაბამისად მისი დაფიქსირება ძალიან რთულია. ნეიტრინოების ნაკადი მუდმივად მოძრაობს მთელს სამყაროში. ისინი ყველგან არიან. ყოველ წამს თითოეულ ჩვენგანს 100 ტრილიონი ნეიტრინო ისე ჩაუვლის, რომ არც ერთი მათგანი ჩვენთან არ იურთიერთქმედებს. საშუალოდ სიცოცხლის განმავლობაში ადამიანს ტრილიონჯერ მილიარდი (ე.ი. 1021 ) ნეიტრინო ჩაუვლის, თუმცა ჩვენ ვერცერთ მათგანს ვიგრძნობთ.

წელს პირველად, კოლაიდერში დააფიქსირეს ნეიტრინო. მათი დაფიქსირება მოხერხდა CERN-ის ერთ-ერთ კოლაიდერში, სახელად FASER. აქამდე ხერხდებოდა კოსმოსური ნეიტრინოების დაფიქსირება, ანუ ისეთი ნეიტრინოების, რომლებიც კოსმოსში შეიქმნა. ზემოთ აღნიშნული შედეგი ნიშნავს იმას, რომ უკვე ლაბორატორიის პირობებში შეგვიძლია დავაკვირდეთ მაღალენერგეტიკული ნეიტრინოების თვისებებს. ეს კი მეცნიერებს გზას უხსნის თეორიით ნაწინასწარმეტყველები პარამეტრების შემოწმებაში, რაც ფუნდამენტურად მნიშვნელოვანია რიგ ფიზიკის დარგებში, როგორებიცაა ასტროფიზიკა, კოსმოლოგია, ნაწილაკების ფიზიკა და ა.შ.

ასევე იხილეთ: უკვე ოფიციალურად დადასტურდა, რომ კოლაიდერში წარმოქმნილი იდუმალი ნაწილაკი ნეიტრინო დააფიქსირეს

კიდევ ერთი ტესტი ფარდობითობის ზოგადი თეორიისთვის

სამყაროში ყველა დამუხტულ ნაწილაკს ანტინაწილაკი გააჩნია, რომელიც საპირისპიროდაა დამუხტული, მაგრამ სხვა ყველა თვისება იგივე აქვს რაც მოცემულ ნაწილაკს. ანტინაწილაკების თეორია თითქმის საუკუნეს ითვლის. მისი დაფიქსირებაც მალევე, 1932 წელს მოხერხდა.

ნაწილაკის და ანტინაწილაკის ურთიერთქმედება იწვევს მათ ანიჰილაციას; ისინი ქრებიან და მათ ადგილას ფოტონები (სინათლის ნაწილაკები) ჩნდებიან. საინტერესო ისაა, რომ ჯერჯერობით არაა ცნობილი რაიმე მიზეზი, რომლის გამოც სამყაროში მატერია უნდა დომინირებდეს ანტიმატერიაზე, მიუხედავად ამისა, სამყარო მატერიისგან შედგება და ანტიმატერია სამყაროში თავისებურად თითქმის არ არსებობს.

მეცნიერებმა რამდენიმე ათწლეულის წინ შექმნეს პირველი ანტიატომი — ანტიწყალბადი. ის შედგება ანტიპროტონისგან და პოზიტრონისგან. ეს ნაწილაკები არიან პროტონისა და ელექტრონის ანტინაწილაკები.

შეავსე ტესტი: რა იცი ანტიმატერიაზე?

დიდი ხნის მანძილზე არსებობდა სპეკულაციები, თითქოს ანტინაწილაკები გრავიტაციას არ უნდა დამორჩილებოდნენ. თუმცა ფარდობითობის ზოგადი თეორიის მიხედვით ყოველი მასიური ნაწილაკი გრავიტაციას ერთნაირად ექვემდებარება. ზუსტად ამის დაფიქსირება მოხერხდა პირველად. მეცნიერები დააკვირდნენ ანტიწყალბადს და დააზუსტეს, რომ ანტინაწილაკები ნამდვილად ემორჩილებიან გრავიტაციის კანონებს. ამასთან, მათი აჩქარება იგივეა როგორიც ჩვეულებრივი ნაწილაკებისა დედამიწის ზედაპირზე, ანუ დაახლოებით 9.8 მ/წმ2.

ფოტო: news.berkeley.edu

ასევე იხილეთ: აინშტაინი არ ცდებოდა — რა დაადასტურა CERN-ის ექსპერიმენტმა

ჯეიმს ვების ტელესკოპის დაკვირვება ადრეულ კოსმოსზე

ჯეიმს ვების ტელესკოპი კოსმოსში 2021 წელს გაუშვეს და ვარაუდობენ, რომ ის კიდევ 20 წელი ორბიტაზე ქინება. ის თავისი გადაღებული სურათებით და დაგროვებული მონაცემებით დღემდე გვაოცებს.

ფოტო: NASA, ESA, CSA, I. Labbe/Swinburne University of Technology

წელს ვების ტელესკომპა უცნაურ რამეს მიაკვლია, მონაცემების მიხედვით ღრმა, შორეულ კოსმოსში დაფიქსირდა მრავალი კაშკაშა გალაქტიკა. ეს გალაქტიკები დიდი აფეთქებიდან დაახლოებით 300 მილიონი წლის შემდეგ უნდა შექმნილიყვნენ, თუმცა სტრუქტურათა ფორმირების დღევანდელი თეორიების მიხედვით, გალაქტიკების რაოდენობა ბევრად ნაკლები უნდა იყოს ამ პერიოდში. მაგრამ ვხედავთ გიგანტურ, ჩამოყალიბებულ გალაქტიკებს, რომლებიც, არსებული თეორიის მიხედვით, იქ არ უნდა იყვნენ.

ასევე იხილეთ: ვების ტელესკოპმა აღმოაჩინა უზარმაზარი შორეული გალაქტიკები, რომლებიც, წესით, არ უნდა არსებობდეს

კოსმოლოგებისთვის ახლა მთავარია გაარკვიონ, თუ როგორ შეიქმნენ და გაიზარდნენ ასე სწრაფად პირველყოფილი გალაქტიკები. ჯერჯერობით, ამ კუთხით ვების ტელესკოპმა უფრო მეტი ახალი კითხვა დაბადა, ვიდრე პასუხი გაგვცა.

ახალი საზღვრები ჰიგსის ბოზონისთვის

2012 წელს პირველად დააფიქსირეს ჰიგსის ნაწილაკი. ეს აღმოჩენა 21-ე საუკუნის ერთ-ერთ გამორჩეულ სამეცნიერო მიღწევად ითვლება. ამ ნაწილაკის არსებობა ჰიგსმა და მისმა კოლეგებმა იწინასწარმეტყველეს, როდესაც ისინი ცდილობდნენ აეხსნათ თუ რატომ გააჩნია ზოგიერთ ნაწილაკს მასა, ზოგს კი — არა.

CERN-ში ჩატარებული ექსპერიმენტების შედეგად მეცნიერებმა მოახერხეს ჰიგსის ბოზონის მასისთვის ახალი საზღვრები დაედოთ. ახალი საზღვრები აქამდე ცნობილთან შედარებით პატარაა და იძლევა საშუალებას, გამოვრიცხოთ ზოგიერთი თეორია, რომლის მიხედვითაც ჰიგსის ნაწილაკის მასა ამ დიაპაზონს გარეთაა.

თუმცა ეს ყველაფერი არ არის. ჰიგსის ბოზონი ჯერჯერობით მაინც ენიგმად რჩება. გაურკვეველია მისი რიგი თვისებები და არ ვიცით არსებობს თუ არა სხვადასხვა ტიპის ჰიგსის ბოზონები.

ასევე იხილეთ: მივიღეთ ჰიგსის ბოზონის მასის ახალი მონაცემები, რომლებიც ყველაზე ზუსტია

დიდი გაერთიანების ახალი თეორია

მეცნიერები უკვე საუკუნეა ცდილობენ ფარდობითობის ზოგადი თეორია და ნაწილაკების კვანტური თეორია გააერთიანონ ერთ თეორიაში. როგორც აღმოჩნდა ეს თეორიები მათემატიკურად შეუსაბამოა ერთმანეთთან, ხოლო ექსპერიმენტულად ჯერჯერობით შეუძლებელია ისეთი მაღალი ენერგიების მიღწევა, რომელშზეც გრავიტაცია და კვანტური თეორია ჰიპოთეტურად უნდა გაერთიანდნენ.

არსებობს მცირე რაოდენობა თეორიებისა, რომელიც აერთიანებს ამ ორ ფუნდამენტურ თეორიას, თუმცა არც ერთი მათგანი არ არის ექსპერიმენტულად გამყარებული. ახალი თეორია ლონდონის საუნივერსიტეტო კოლეჯის პროფესორმა ჯონათან ოპენჰეიმმა შეიმუშავა.

ასევე იხილეთ: ფიზიკის უნიფიკაცია: ახალი თეორიით აინშტაინის გრავიტაციისა და კვანტური მექანიკის დაკავშირება სურთ

ზოგადად, როდესაც ფიზიკოსები ამ საკითხს ეჭიდებიან ცდილობენ გრავიტაციის დაქვანტვას. ანუ ცდილობენ გრავიტაცია დახვეწონ და მიუსადაგონ კვანტურ თეორიას. ოპენჰეიმის ჯგუფმა საპირისპირო მიმართულება აიღო. ისინი გრავიტაციას უყურებენ როგორც კლასიკურს, ანუ დაუქვანტავს და ასე ცდილობენ გაართიანონ ეს ორი თეორია.

ჯერჯერობით არავინ იცის ეს თეორია სწორი აღმოჩნდება თუ არა, რადგან როგორც ყველა სხვა თეორიამ ოპენჰეიმის თეორიამაც ბევრი გამოცდა უნდა გაიაროს, თუმცა ის გზას ხსნის ახალი მიმართულებისკენ, რათა საბოლოოდ მოხერხდეს ოთხივე ფუნდამენტური ძალის (ელექტრომაგნიტური, სუსტი ბირთვული, ძლიერი ბირთვული და გრავიტაციული) გაერთიანება. მეცნიერები ამ საკითხს ფიზიკის წმინდა გრაალად აღიქვამენ, რომლის ამოხსნა ალბერტ აინშტაინმაც ვერ შეძლო, ამიტომ უნდა შემოწმდეს ყველა მეცნიერული თეორია, რომელსაც დიდ გაერთიანებამდე მივყავართ.

მეცნიერები ყოველწლიურად მუშაობენ ახალ თეორიებზე და ექსპერიმენტებზე. 2023 წელიც არ ყოფილა გამონაკლისი. ფიზიკის დარგში წლის განმავლობაში ათასობით სამეცნიერო სტატია იბეჭდება რეფერირებულ ჟურნალებში. სტატიების რიცხვი ყოველ წელს იმატებს და ყველაფერი მიუთითებს იმაზე, რომ ეს ტენდენცია შენარჩუნდება და მომავალი წლები უფრო საინტერესო იქნება ფიზიკის მოყვარულთათვის.


კომენტარები

კვირის ტოპ-5

  1. რომელია მსოფლიოში ყველაზე ძლიერი ცხოველი?
  2. გველმა, სახელად რონალდუმ, 14 ნაშიერი "უბიწოდ შვა" — აქამდე ის მამრი ეგონათ
  3. Mars Express-მა მარსის ზედაპირზე 600 კილომეტრზე გადაჭიმული უზარმაზარი ხრამი გადაიღო
  4. გამოავლინეს ეგზოპლანეტა, რომელზეც ლაყე კვერცხის სუნია და დამდნარი მინის წვიმა მოდის
  5. როგორი ფერის თვალებია ყველაზე მეტად გავრცელებული მსოფლიოსა და საქართველოში

გირჩევთ