Nobeli füüsikaauhind, 2017: aegruumi lainetuse detektorid
Rootsi Akadeemia parandab 2016. aasta 'missi' ja tunnustab laureaatide 'otsustavat panust Ligo detektorisse ja gravitatsioonilainete vaatlusse' – see on Einsteini ennustuse tõestus ja suurim asi füüsikas pärast Higgsi bosoni avastamist.
California Tehnoloogiainstituudi füüsikud Kip S. Thorne (R) ja Barry C. Barish osalevad 3. oktoobril 2017 USA-s Pasadenas Californias pressikonverentsil pärast 2017. aasta Nobeli füüsikaauhinna võitmist, mida nad jagavad MIT-i esindaja Rainer Weissiga. ( Reutersi foto) Kui Stockholm helistas esmaspäeval Michael Rosbashile, et öelda, et ta on võitnud Nobeli füsioloogia- ja meditsiiniauhinna bioloogilise kella füüsikalise aluse avastamise eest, vastas ta: Sa teed nalja. Võib-olla hämmastas teda see, et auhind oli asünkroonne – tema ülioluline töö sai tehtud aegade eest. Ka eelmisel aastal näitas Nobeli fond, et on maailmast väljas, austades mateeria topoloogiaga seotud teoreetilist tööd, jättes tähelepanuta laserinterferomeetri gravitatsioonilainete observatooriumi (Ligo), mis tuvastas gravitatsioonilaineid 12 kuud enne tseremoonia. Tõestades Einsteini sajand tagasi tehtud ennustust, mis tuleneb üldrelatiivsusteooriast, oli see suurim asi füüsikas pärast Higgsi bosoni avastamist. Üleüldiseks tülgastuseks ja kihlveokorraldajate rõõmuks Ligo auhinda ei saanud.
2017. aastal tegi Rootsi Kuninglik Teaduste Akadeemia muudatused, austades Ligo juhtkonda – Rainer Weissi, kes kujundas inimkonna kõige tundlikuma instrumendi, Kip S Thorne'i, kes piiras signaale ja sagedusi, mida see pidi püüdma. ja Barry C Barish, kes ehitas projekti käed külge.
Mida Ligo täpsemalt nägi või kuulis, kuna 15. septembril 2015 tuvastatud esimese gravitatsioonilaine signatuur tõlgiti heliks, mis jäi piiksumise ja pingi vahele?
LIGO laborid Hanfordis, Washingtonis (lubatud Caltech/MIT/LIGO Laboratory) See kuulis kahe massiivse musta augu kokkupõrget, mis olid üksteise ümber maniakaalse kiirusega keerlenud ja põrkasid seejärel kokku 1,3 miljardit aastat tagasi, kui elu Maal oli vaevu alanud. Kosmilist intsidenti ei olnud näha, kuna valgus ei pääse musta augu sündmuste horisondist, kuid seda saab järeldada kiirguse põhjal aine ja energia keerise läheduses. Samuti levitas see gravitatsioonilaineid, valguse kiirusel levivaid lainetusi kogu aegruumi koel. Kui esimesed Homo sapiens aastatuhandeid tagasi Aafrika tasandikel kõndisid, pühkis lained läbi Magellani pilve ja nad jõudsid Maale 2015. aasta septembris, tekitades Louisiana ja Washingtoni osariigis Ligo laserinterferomeetrites, välja arvatud Itaalias asuv Virgo instrument, väikseid häireid. . See tekitas pisikese piiksumise, mis raputas kvantfüüsika maailma.
Loe ka | Nobeli füsioloogia või meditsiini auhind, 2017: Mis paneb meid tiksuma
Aastaid kuni Higgsi bosoni avastamiseni oli füüsikas kriis. Teaduse meetod seisneb teooria väljatöötamises ja seejärel laboris kinnitamises. Ilma teise sammuta jääb teooria kontrollimata. Higgsi boson oli füüsika standardmudeli viimane element, mida looduses ei täheldatud. Nii ehitati teooriat teooriale aastaid ja labor jäeti kaugele maha. Võib-olla ehitati see kõik liivale?
Higgsi bosoni avastamisega jõudis labor järele ja teooria sai tõeks. Kuid sajandivanune gravitatsioonilainete ennustus jäi testimata – tegelikult pärineb see Henri Poincare’i postulaadist 1905. aastal. Nüüd on Ligo andnud järjekordse tagatise standardmudeli läbipaistvuse kohta. Gravitatsioonilaineid järeldati varem ning Russel A Hulse ja Joseph H Taylor Jr võitsid selle eest 1993. aastal Nobeli auhinna. Kuid Ligo tegi gravitatsioonilaine esimese otsese vaatluse, tekitades instrumendis tõmblemise.
Tulevikku vaadates annab gravitatsioonilainete astronoomia inimkonnale juurdepääsu ruumi ja aja osadele, mis on jäänud nähtamatuks. Erinevalt elektromagnetkiirgusest nagu valgus, mis läbib aegruumi, on need lained aegruumi sisemuses. Need ei ole mateeriast laiali ja võimaldavad instrumentidel piiluda võimatult kaugele ruumilõhedesse – ja vastavalt ajas kaugele tagasi. Universumi osad, mis on jäänud optiliste ja raadioteleskoopide jaoks tumedaks, muutuvad nüüd nähtavaks. Mustad augud ja neutrontähed – kehad, mis on nii tihedad, et lusikatäis nende ainet kaaluks sama palju kui maa – paljastavad seninägematuid saladusi.
Kõik, millel on mass, tekitab kiirenedes gravitatsioonilaineid. Iga kord, kui tantsite, tekitate gravitatsioonilaineid, kuid need ei ole piisavalt tugevad, et instrumendid neid üles võtta. Kuid kõik, millel on hiiglaslik mass, nagu must auk või neutrontäht, tekitaks mõõdetavaid laineid, muutes seni varjatud nähtused nähtavaks. Varem on teleskoope saadetud kosmosesse, et saada universumist selgemat pilti, mida ei takistanud tsivilisatsiooni tolm, pilved ja taustkiirgus. Tuntuim on Hubble'i teleskoop ja üks selle analoogidest otsib isegi gravitatsioonilaineid – Euroopa Kosmoseagentuuri LISA Pathfinder. Kuid kuna gravitatsioonilained ei ole hajutatud, võiks loogiliselt matta detektori söekaevandusse ja see näeks ikkagi kaugete tähtede valgust - oma spektris, mitte nähtava valguse spektris. Uskumatult lähitulevikus avab see teleskoopia vorm ruumile ja ajale uue pilgu ning laseb meil näha universumit sellisena, nagu seda pole kunagi varem nähtud, gravitatsiooni vikerkaare lugematutes nähtamatutes värvides.
LIGO laborid Livingstonis, Louisianas. LIGO kirjeldab kolme 2017. aasta Nobeli füüsikaauhinna laureaati kui selle asutajaid ning pikaajalisemaid ja suurimaid meistreid. (Lubatud Caltech/MIT/LIGO Laboratory) 2016. aasta VÕITJAD: 1970. aastatel MICHAEL KOSTERLITZ & DAVID THOULESS lükkas ümber tollase praeguse teooria, et ülijuhtivus või suprafluidsus ei saa tekkida õhukestes kihtides. Nad näitasid, et ülijuhtivus võib esineda madalatel temperatuuridel, ja selgitasid ka mehhanismi, faasisiiret, mis muudab ülijuhtivuse kõrgematel temperatuuridel kaduma. 80ndatel DUNCAN HALDANE avastas, kuidas topoloogilised kontseptsioonid võivad selgitada mõnes materjalis leiduvate väikeste magnetikettide omadusi.
Jagage Oma Sõpradega:
