Tiskane izdaje
Physics World je angleška fizikalna revija za širok krog bralcev. Njeno uredništvo na koncu leta izbere »preboj leta« in mu doda devet pomembnih odkritij v fiziki v tem obdobju. Seznam za leto 2013 so sestavili, kot da bi podeljevali nagrade.
(1) Sodelavci Nevtrinskega observatorija »kocka ledu« (IceCube) na južnem tečaju so opazovali nevtrine z veliko energijo iz vesolja. »Kocka ledu« je orjaški merilnik v antarktičnem ledu s prostornino kubičnega kilometra. Novembra so poročali o tem, da so zaznali 28 nevtrinov; omenjeni projekt bomo podrobneje predstavili v Znanosti prihodnji četrtek.
(2) Mednarodna raziskovalna skupina je z napravama ISOLDE in Miniball v Cernu ustvarila in raziskala atomska jedra z obliko hruške. Curek vodikovih jeder z veliko energijo iz protonskega sinhrotrona v Cernu, s katerim sicer vbrizgavajo jedra v veliki hadronski trkalnik, so usmerili na tarčo. Iz nje je priletela množica delcev, od katerih je separator ISOLDE izbral jedra radioaktivnih izotopov. V merilniku Miniball so opazovali sevanje, ki je nastalo pri prehodih med stanji teh jeder. Ugotovili so, da imajo jedra izotopa radija 224 hruškasto obliko in da jedra izotopa radona 222 nihajo med hruškasto in krogelno obliko.
(3) Mikhael Lukin s harvardske univerze in Vladan Vuletić z Massachusettskega tehnološkega inštituta sta ustvarila molekulo svetlobe. Delec svetlobe foton v praznem prostoru ne deluje na drug foton. Foton pa deluje na snov, skozi katero gre, in ta snov deluje na drug foton, ko potuje po snovi. Lukin, Vuletić in sodelavci so s skrbno izbiro okoliščin dosegli, da sta se para fotonov v snovi privlačila.
(4) Raziskovalci so z vesoljskim teleskopom Planck Evropske vesoljske agencije natančno premerili prasevanje (vesoljsko mikrovalovno ozadje). S skrbnim merjenjem prasevanja so ugotovili, da je v vesolju malo manj temne energije, kot so menili dotlej, a nekaj več temne in običajne snovi, ter da je vesolje 80 milijonov let starejše. Podatki so tudi podprli prejšnje ugotovitve o malenkostnih razlikah temperatur v nekaterih smereh v vesolju, kar bi lahko pripeljalo do novih odkritij. (O tem je poročala Znanost 6. junija 2013.)
(5) Aneta Stodolna z nizozemskega inštituta za atomsko in molekulsko fiziko in Marc Vrakking in sodelavci z nemškega inštituta Maxa Borna so dobili neposredne slike elektronov v atomih vodika. V kvantni mehaniki je problem vodikovega atoma v električnem polju strogo rešljiv. S »kvantnim mikroskopom« so raziskovalci neposredno opazovali vozelne ploskve verjetnostne gostote za določena stanja z veliko energijo.
(6) Mike Thewalt z univerze Simona Frazerja in sodelavci so pri sobni temperaturi kvantno informacijo shranili in zadržali do 39 minut v napravi iz trdne snovi. Za kvantno računalništvo so zanimivi kvantni sistemi, v katerih je mogoče shraniti informacijo, dokler je dalje ne obdelajo. Zaradi termičnega gibanja atomov in drugih vplivov iz okolice se informacija navadno izgubi, preden bi jo lahko obdelali. Thewalt s sodelavci je dosegel, da so se spini jeder v siliciju obdržali 39 minut v izbranem stanju. Prejšnji najdaljši čas je meril dve sekundi.
(7) Max Shulaker in sodelavci s stanfordske univerze so sestavili računalnik z ogljikovimi nanocevkami. Ogljikove nanocevke so mikroskopske cevke iz zvitih kristalnih ravnin grafita, ki imajo glede na primesi podobne lastnosti kot polprevodniki. Tako je mogoče iz nanocevk narediti vezje z lastnostmi tranzistorja. 178 takih tranzistorjev so združili v napravo, ki lahko izvaja računalniški program.
(8) Astronomi teleskopa na južnem tečaju so ugotovili polarizacijo B v prasevanju. Teleskop, ki zaznava zelo kratke radijske valove, deluje na južnem tečaju, a ni povezan z nevtrinskim observatorijem. Smer magnetnega polja v prasevanju – polarizacijo B – je teže meriti kot smer električnega polja – polarizacijo E. V mladem vesolju je do polarizacije B prišlo zaradi delovanja snovi z gravitacijo na sevanje. Po polarizaciji bo mogoče preizkusiti scenarij o zelo hitrem širjenju mladega vesolja, znanem kot inflacija.
(9) Florian Schreck in sodelavci z inštituta za kvantno optiko in kvantno informacijo v Innsbrucku so ustvarili Bose-Einsteinov kondenzat s hlajenjem z laserji. Skupina enakih atomov se pri zelo nizki temperaturi poveže in deluje kot enoten kvantni sistem. Do te Bose-Einsteinove kondenzacije ne pride zaradi sil med atomi, ampak zaradi kvantnih zakonov za skupine delcev. Doslej so iz oblaka alkalijskih atomov dobili Bose-Einsteinov kondenzat z laserskim hlajenjem, ko so iz magnetne pasti pustili uiti najhitrejše atome. Schreck in sodelavci so to dosegli samo z laserji, kar je preprostejše in omogoča širšo uporabo.
(10) Tri raziskovalne skupine so neodvisno druga od druge opazovale Hofstadterjevega metulja v grafenu. Skupine so vodili Philip Kim, Roman Gorbachev in Ray Ashoori. (Po drugih virih je šlo za dve skupini, od katerih je druga združevala raziskovalce s petih ustanov.) Douglas Hofstadter, znan kot pisec knjige Gödel-Escher-Bach, je leta 1976 opisal energijska stanja elektrona v dvorazsežni kvadratni mreži v magnetnem polju. Pozneje se je pokazalo, da je to fraktal, katerega deli so podobni sami sebi v različnih merilih. Lani so to opazovali pri grafenu, to je kristalni ravnini grafita, in plasti borovega nitrida.
Po navedenem lahko sklepamo, da se je v preteklem letu fizika uspešno razvijala.
