Nobelova nagrada za fiziko, 2017: Detektorji valovanja v prostoru-času
Švedska akademija se je popravila za 'gospodično' leta 2016, priznala nagrajence 'odločilne prispevke k detektorju Ligo in opazovanju gravitacijskih valov' - potrditev Einsteinove napovedi in največja stvar v fiziki od odkritja Higgsovega bozona.
Fizika Kalifornijskega tehnološkega inštituta Kip S. Thorne (R) in Barry C. Barish se udeležujeta tiskovne konference po zmagi za Nobelovo nagrado za fiziko za leto 2017, ki si jo delita z Rainerjem Weissom z MIT, v Pasadeni, Kalifornija, ZDA, 3. oktobra 2017. ( Reutersova fotografija) Ko je Stockholm v ponedeljek poklical Michaela Rosbasha in mu povedal, da je prejel Nobelovo nagrado za fiziologijo in medicino za odkritje fizične osnove biološke ure, je odgovoril: Šališ se. Morda je bil začuden, ker je bila nagrada asinhrona – njegovo ključno delo je bilo opravljeno že pred leti. Tudi lani je Nobelova fundacija pokazala, da je v neskladju s svetom, s spoštovanjem teoretičnega dela v topologiji snovi, pri čemer je ignorirala laserski interferometer Gravitacijski valovni observatorij (Ligo), ki je zaznal gravitacijske valove 12 mesecev pred slovesnost. Potrditev Einsteinove napovedi pred stoletjem, ki izhaja iz splošne teorije relativnosti, je bila največja stvar v fiziki od odkritja Higgsovega bozona. Na splošno gnus in veselje stavnic Ligo ni dobil nagrade.
Leta 2017 se je Kraljeva švedska akademija znanosti popravila tako, da je počastila vodstvo Ligo - Rainerja Weissa, ki je zasnoval najbolj občutljiv instrument, kar jih je človeška rasa kdaj izdelala, Kip S Thorne, ki je zožil signale in frekvence, za katere je bil zasnovan , in Barry C Barish, ki je projekt zgradil praktično.
Kaj točno je Ligo videl – oziroma slišal, če smo natančni, saj je bil podpis prvega gravitacijskega vala, zaznanega 15. septembra 2015, preveden v zvok, ki je bil med čivkanjem in piskanjem?
Laboratoriji LIGO v Hanfordu v Washingtonu (z dovoljenjem Caltech/MIT/LIGO Laboratory) Slišal je trk dveh masivnih črnih lukenj, ki sta se vrteli druga okoli druge z manično hitrostjo in nato trčili pred 1,3 milijarde let, ko se je življenje na Zemlji komaj začelo. Kozmični incident ni bil viden, saj svetloba ne more uiti obzorju dogodkov črne luknje, lahko pa jo sklepamo po sevanju v bližini vrtinca snovi in energije. Razširja tudi gravitacijske valove, valovanje, ki se širi s svetlobno hitrostjo po tkanini prostor-časa. Ko so prvi Homo sapiensi pred tisočletji hodili po ravnicah Afrike, so valovi šli skozi Magellanov oblak in so septembra 2015 dosegli Zemljo ter povzročili drobne motnje na laserskih interferometrih Ligo v Louisiani in zvezni državi Washington, razen instrumenta Virgo v Italiji. . Proizvedel je majhen piskanje, ki je pretreslo svet kvantne fizike.
Preberite tudi | Nobelova nagrada za fiziologijo ali medicino, 2017: Kaj nas pripelje do tega
Leta do odkritja Higgsovega bozona je bila v fiziki kriza. Metoda znanosti je sestavljena iz razvijanja teorije in nato potrditve v laboratoriju. Brez drugega koraka teorija ostaja nepreverjena. Higgsov bozon je bil zadnji element standardnega modela fizike, ki je v divjini ostal neopažen. Teorija se je torej leta zapored gradila na teoriji in laboratorij je ostal daleč zadaj. Mogoče se je vse gradilo na pesku?
Z odkritjem Higgsovega bozona je laboratorij dohitel in teorija je bila potrjena. Vendar pa je stoletna napoved gravitacijskih valov ostala nepreizkušena - pravzaprav sega v postulat Henrija Poincareja iz leta 1905. Zdaj je Ligo zagotovil še eno zagotovilo o prehodnosti standardnega modela. O gravitacijskih valovih so sklepali že prej in Russel A Hulse in Joseph H Taylor Jr sta leta 1993 za to dobila Nobelovo nagrado. Toda Ligo je prvič neposredno opazoval gravitacijski val in povzročil trzanje v instrumentu.
Če pogledamo naprej, bo astronomija gravitacijskih valov človeštvu omogočila dostop do delov prostora in časa, ki so ostali nevidni. Za razliko od elektromagnetnega sevanja, kot je svetloba, ki prečka prostor-čas, so valovi znotraj same tkanine prostor-časa. Niso razpršeni v materiji in bodo instrumentom omogočili, da pokukajo nemogoče daleč v brezne vesolja - in temu primerno daleč nazaj v čas. Deli vesolja, ki so ostali temni za optične in radijske teleskope, bodo zdaj postali vidni. Črne luknje in nevtronske zvezde - telesa tako gosta, da bi žlica njihove snovi tehtala toliko kot zemlja - bodo izdale skrivnosti, ki jih še nikoli nismo videli.
Vse, kar ima maso, pri pospeševanju proizvaja gravitacijske valove. Vsakič, ko plešete, ustvarite skale gravitacijskih valov, ki pa niso dovolj močni, da bi jih lahko pobrali instrumenti. Toda vse z velikansko maso, kot je črna luknja ali nevtronska zvezda, bi ustvarilo merljive valove, zaradi česar bi bili vidni doslej skrite pojave. V preteklosti so bili teleskopi poslani v vesolje, da bi dobili bolj jasen pogled na vesolje, neovirano s prahom, oblaki in sevanjem civilizacije. Najbolj znan je teleskop Hubble, eden od njegovih vrstnikov pa celo išče gravitacijske valove - LISA Pathfinder Evropske vesoljske agencije. Ker pa gravitacijski valovi niso razpršeni, bi lahko logično zakopali detektor v premogovnik in bi še vedno videl svetlobo oddaljenih zvezd - v svojem spektru, ne v spektru vidne svetlobe. V neverjetno bližnji prihodnosti bo ta oblika teleskopije odprla novo oko na prostor in čas ter nam omogočila, da vidimo vesolje, kot ga še nikoli prej, v neštetih nevidnih barvah mavrice gravitacije.
Laboratoriji LIGO v Livingstonu v Louisiani. Tri Nobelove nagrajence za fiziko za leto 2017 LIGO opisuje kot svoje ustanovitelje ter svoje najdaljše in največje prvake. (z dovoljenjem Caltech/MIT/LIGO Laboratory) ZMAGOVALCI 2016: V sedemdesetih letih prejšnjega stoletja MICHAEL KOSTERLITZ & DAVID THOULESS ovrgla takrat veljavno teorijo, da se superprevodnost ali suprafluidnost ne moreta pojaviti v tankih plasteh. Dokazali so, da se superprevodnost lahko pojavi pri nizkih temperaturah, in razložili tudi mehanizem, fazni prehod, zaradi katerega superprevodnost izgine pri višjih temperaturah. V 80. letih, DUNCAN HALDANE odkrili, kako lahko topološki koncepti razložijo lastnosti verig majhnih magnetov, ki jih najdemo v nekaterih materialih.
Delite S Prijatelji:
