Изминаващата 2026 година бе посветена на квантовата механика. И като че ли в чест на нейния вековен юбилей, годината бе пълна с много и важни постижения в областта на физиката.
Да, 2025 наистина бе "Годината на физиката". Ето някои истории.
Нобеловият комитет забеляза квантовата физика
Макроскопичната квантова система на лауреатите с известния мисловен експеримент за котката на Шрьодингер. Кредит: НаукаOFFNews
През стоте години, откакто Вернер Хайзенберг успешно формулира квантовата теория, бродейки по скалистите склонове на Хелголанд, квантовата механика промени света. Но все още физиците са объркани и разделени относно значението на теорията и какво тя предполага за природата на реалността.
От много време Нобелова награда не бе давана за квантова физика, но тази година това се случи. Носителите на Нобелова награда за физика за 2025 г., Джон Кларк, Мишел Деворе и Джон Мартинис, със серия от експерименти са демонстрирали, че странните свойства на квантовия свят могат да бъдат конкретизирани в система, достатъчно голяма, за да се държи в ръка. Тяхната свръхпроводяща електрическа система може да тунелира от едно състояние в друго, сякаш преминава директно през стена. Те също така са показали, че системата абсорбира и излъчва енергия на порции с определени размери, точно както е предсказано от квантовата механика.
Повече:
Нобеловата статия за наградата за физика 2025: Квантови свойства в човешки мащаб
Отслабва ли тъмната енергия? Нови доказателства потвърждават тази теза
Разширяване на Вселената. Кредит: Christian Pfeifer (AI-assisted)
Най-голямата новина тази година във фундаменталната физика бе и най-голямата новина от миналата година. През април 2024 г. карта на космоса, публикувана от Спектроскопския инструмент за тъмна енергия (DESI), намекна, че тъмната енергия, отблъскващата сила, която движи разширяването на пространството, отслабва с течение на времето. Новината тогава бе посрещната скептично, но през март физиците от DESI привлякоха вниманието с още по-голяма космологична карта (15 милиона галактики този път, вместо 6 милиона) и със заключение, което има още по-голяма тежест.
Същия месец втори екип, на Dark Energy Survey, също съобщава за доказателства, че тъмната енергия губи сила.
Тъмната енергия е разпръсната в пространството, достигайки маса от няколко атома на кубичен метър; може да се разглежда като енергията на самото пространство. Но откъде идва и защо е толкова разпръсната, никой не може да каже. Ако плътността на тъмната енергия наистина намалява, това означава, че трябва да се търси съвсем различно обяснение, отколкото ако тъмната енергия бе стабилна.
Резултатите от 2025 г. все още не са достатъчно статистически убедителни, за да се считат за откритие. Необходими са повече данни. За щастие, обсерваторията "Вера Рубин“, мощен нов телескоп в Чили, който започна работа това лято, ще картографира местоположението на 20 милиарда галактики през следващото десетилетие. Това би трябвало да е достатъчно, за да могат изследователите да кажат със сигурност дали тъмната енергия се променя или не.
Повече:
DESI показва, че може би не живеем в ΛCDM вселена, а в ωCMD вселена. Тъмната енергия се променя!
Отслабва ли тъмната енергия? Нови данни подкрепят шокиращата констатация
Разширяването на Вселената сега се забавя, а не се ускорява
"Невъзможна" квантова телепортация по интернет
Концептуално изображение на лабораторна експериментална установка за квантова телепортация, включваща двойка светещи квантови възли, свързани с трептящ енергиен лъч. Кредит: mQ - stock.adobe.com
Квантовата телепортация се премести от научнофантастичните филми в лабораторна реалност. През ноември германски изследователи съобщиха, че в един важен експеримент, са постигнали нещо, което звучи невъзможно. Те успешно са изпратили информация между две отделни устройства, излъчващи светлина, като са телепортирали квантовото състояние на светлината, вместо да изпращат обикновен сигнал през оптичното влакно. Това постижение е станало възможно благодарение на странното явление, известно като квантово вплитане.
Това е важно постижение, защото са преобразували светлината във дължини на вълните, които работят с обикновени интернет кабели, което означава, че тази технология евентуално би могла да използва съществуващата оптична инфраструктура, вместо да изисква изцяло нови системи.
Телепортацията е работила с точност от 72%, което е доста над минимума от 67%, необходим за доказване на истинската квантова активност, а не просто нормален трансфер на данни. Получавало се е успешно само няколко пъти на час и то при температури от -267°C, така че не очаквайте квантов интернет утре. Но това доказва, че концепцията работи с практична, технологично приложима технология.
Повече:
Постигната е "невъзможна" квантова телепортация, използвайки съществуващия интернет
Две алтернативни теории за Големия взрив се появяват пред 2025
Настоящата теория за Вселената е моделът ΛCDM, който приема съществуването на тъмна енергия (Λ) и студена тъмна материя (CDM). В този модел се приема, че момент на експоненциално разширяване на Вселената е настъпил много скоро след Големия взрив, така нареченият инфлационен модел.
Една от алтернативите на този инфлационен модел е разработена от екип от астрономи, ръководен от Раул Хименес (Raúl Jiménez) от Института за космически науки (ICCUB) към Университета в Барселона. Хименес и екипът му смятат, че Вселената е започнала с така наречената метрика на Де Ситер, вид пространство, което съответства добре на наблюденията на тъмната енергия (повече може да научите В статията "Хуан Малдасена: Илюзията гравитация").
Хименес и екипът му предполагат, че в това пространство са присъствали гравитационни вълни – тоест флуктуации в пространство-времето – способни да причинят вариации в плътността на материята и по този начин да предизвикат образуването на звезди и галактики. Предимството на тази теория пред инфлационния модел е, че не са необходими допълнителни частици, като например хипотетичния инфлатон, за да се обясни наблюдаваната вселена. Всичко, което е необходимо, са съществуващите, добре познати теории на квантовата механика и относителността.
Pablo Carlos Budassi – Own work, CC BY-SA 4.0 / Wikimedia Commons
Втората теория е представена от Енрике Гастаняга (Enrique Gaztañaga) от Института по космология и гравитация, Университет в Портсмут, и неговите колеги. Те смятат, че Големият взрив не е началото на всичко, а по-скоро резултат от гравитационен колапс, създал масивна черна дупка, последвано от отскок в нея. Затова те я наричат още „вселена с черна дупка“.
Те имат няколко възражения срещу настоящия модел на Големия взрив, като например самото начало със сингулярност, момент, в който всичко се е събрало в една точка с безкрайна плътност. И гореспоменатата инфлация, за която хипотетичното инфлатонно поле е осигурило енергията.
Гастаняга и колегите му са изследвали теорията за сингулярността, предложена преди това от Пенроуз и Хокингс, която гласи, че черните дупки (и Големият взрив) трябва да имат сингулярност. Тоест, те трябва да я имат според класическите закони на физиката на Нютон. Но според квантовата механика, черната дупка изобщо не е необходимо да има сингулярност, според Гастаняга и колегите му. Когато се образува черна дупка, в даден момент може да се случи отскок на имплодиращата материя, момент, в който имплозията се обръща.
Повече:
Две алтернативни теории за Големия взрив се появяват внезапно в рамките на една седмица
Няма пространство, няма време, няма частици: Радикална визия за квантовата реалност
Наред с пространството, времето и наблюдателите, изглежда, че частиците може да не са фундаментална съставка на реалността. Кредит: Unsplash
Мнозина свързват раждането на квантовата механика с малкия, обезлесен остров Хелголанд, където младият Вернер Хайзенберг отива през лятото на 1925 г. Там той очертава основите на това, което ще се превърне в най-блестящия и успешен начин за обяснение на реалността. В основата на неговия подход лежи решението да се съсредоточим изключително върху това, което наблюдателите биха открили, измервайки частиците.
Трябва ли да вярваме, че реалността по някакъв начин зависи от това дали я гледаме, пита Влатко Ведрал (Vlatko Vedral), физик от Оксфордския университет, и заявява, че е крайно време "да се откажем от тази метафизична бъркотия".
Ако признаем, че квантовите числа са истинската същност на реалността – не частици, пространство или време – тогава пред нас се открива изненадваща и красива нова визия за реалността, предполага Ведрал.
Визията на Влатко Ведрал е, че реалността не е съставена от фундаментални частици, пространство или време, а по-скоро от квантови числа (q-числа), които описват взаимодействията в квантовите полета, което прави класическия свят възникваща граница на по-дълбоки квантови принципи. Той твърди, че всичко е квантово, от микроскопични до макроскопични мащаби, включително биологичните системи и дори гравитацията, където класическите понятия (като пространство-време) са просто удобни етикети, които се предефинират като квантова информация, водеща до единна, квантово-центрична вселена.
Тази визия, макар и не нова, отново привлече вниманието през 2025 година.
Повече:
Няма пространство, няма време, няма частици: Радикална визия за квантовата реалност
Ами ако всичко, което знаем за реалността, е точно наопаки? Времето да е 3-измерно?
Три времеви измерения формират първичната тъкан на всичко, като платно на картина. Кредит: AI (imagine.art) / НаукаOFFNews
Още една екзотична теория за реалността, която си струва да се отбележи, се появи през 2025 година.
Пространството не е просто сцена, където се разиграва времето, физик от Университета на Аляска твърди, че самото време е фундаменталната тъкан на Вселената – и то се проявява в три измерения, които никога не сме забелязвали. Това радикално преосмисляне на реалността би могло да реши най-големия проблем на физиката: как да се обединят квантовата механика с гравитацията.
Доцент Гюнтер Клетецка (Gunther Kletetschka) от Геофизичния институт на Университета на Аляска, Феърбанкс е разработил математическа рамка, която предполага, че три времеви измерения формират "първичната тъкан на всичко, като платно на картина". Пространството, според него, става вторично – "по-скоро като боята върху платното, отколкото самото платно".
Това е дълбок обрат в начина, по който разбираме съществуването. В продължение на повече от век физиката третира пространство-времето като единна цялост, където едно измерение на времето се свързва с три измерения на пространството. Теорията на Клетецка обръща този сценарий наопаки.
Повече:
Времето е 3-измерно и по-фундаментално от пространството, показва проучване
и още една идея:
Електромагнетизмът е свойство на самото пространство-време
Една единствена, "гола" черна дупка пренаписва историята на Вселената
В зората на Вселената, астрономите са открили мистериозни светлинни точки, които може да са огромни сфери от горещ газ. Въпреки че приличат на обикновени звезди, задвижвани от термоядрен синтез, се смята, че тези обекти светят, защото свръхмасивните черни дупки в ядрата си привличат околната материя, освобождавайки енергия и произвеждайки светлина. Кредит: T. Müller/A. de Graaff/Max Planck Institute for Astronomy
Космическият телескоп "Джеймс Уеб“, един от водещите телескопи, доведе до важно откритие за ранната Вселена.
До изстрелването на "Джеймс Уеб“ преди няколко години, астрономите не можеха да видят почти нищо от първите милиарди години на вселената. Оттогава телескопът е забелязал много от т. нар. "малки червени точки“ из целия зараждащ се космос.
Сега физиците са разбрали самоличността на една от точките: Това е огромна черна дупка с тегло 50 милиона слънца, разположена самотно в младата Вселена, обвита във фин воал от газ.
И преди са откривани черни дупки, но тази "гола дупка" е уникална. Тя сама преобръща представите за младата Вселена. Смятало се е, че черните дупки са се появили едва след образуването на галактиките, след като звездите гравитационно са колапсирали в черни дупки, които след това са се слели и са пораснали. Но този новооткрито чудовище съществува, без да се вижда галактика. Може би по-късно около него се е оформила галактика. Как тази гола черна дупка (и всички други подобни) се е образувала в ранната Вселена - и дали е възможно да е първична, произхождаща от самия Голям взрив - все още не е установено.
Повече:
Черните дупки със звездна обвивка могат да разрешат загадката на малките червени точки
Засечена е първата известна експлозия на "свръхкилонова"
Може би е открита първата по рода си "свръхкилонова" – революционно космическо събитие, което съчетава силните характеристики както на свръхнови, така и на килонови.Кредит Caltech/K. Miller и R. Hurt (IPAC)
Това е новината, която дойде в края на тази година.
Може би е открита първата по рода си "свръхкилонова" – революционно космическо събитие, което съчетава силните характеристики както на свръхнови, така и на килонови.
В безпрецедентно откритие, астрономи може би са наблюдавали първата известна "свръхкилонова" – експлозивно космическо събитие, което съчетава елементи както на свръхнова, така и на килонова.
Това събитие, наблюдавано през август 2025 г., първоначално е било смятано за стандартна килонова, но по-късни наблюдения разкриват изненадващи характеристики.
Повече:
Засечена е първата известна експлозия на "свръхкилонова" (видео)
Изкуственият интелект измисля странни физични експерименти. Но те работят
Докато хората и класическите компютри трябва да изпълняват тензорни операции стъпка по стъпка, светлината може да ги направи всички наведнъж. Кредит Photonics group / Aalto University
С цялото внимание към изкуствения интелект тази година, е естествено да се запитаме дали нашите уж умни нови приятели-машините могат да ни помогнат в най-трудните човешки занимания. През юли Анил Анантасвами (Anil Ananthaswamy) докладва за влиянието, което изкуственият интелект оказва върху физиката. Забележително е, че компютрите сякаш имат усет за измисляне на странни физични експерименти – проекти, за които хората не би им хрумнало да направят, но въпреки това работят.
Друго въздействие на изкуствения интелект е нарастващото използване на чатботове за генериране на изчисления и доказателства, които изглеждат легитимни, но са безсмислени. През юни е публикувана на сайта за предпечат на физиката arxiv.org статия за проблема с масовата разлика на Янг-Милс - изчисление, отнасящо се до силното взаимодействие, което е толкова трудно, че идва с награда от 1 милион долара. Но авторите със сигурност няма да получат наградата. Формулите в статията са били генерирани от изкуствен интелект глупости, но статията се е промъкнала през автоматичните филтри на arxiv.org.
"Процентът на отхвърлени публикации се е увеличил драстично от 2023 г. насам и продължава да се увеличава през последните месеци, всичко това благодарение на помията на изкуствения интелект от квазитехнически хора“, заявява администраторът на сайта и физик Пол Гинспарг (Paul Ginsparg). Тази боклук, казва той, "представлява екзистенциална заплаха за методологията на arxiv“.
Повече:
Скандал: Конференция по AI е залята от доклади, написани изцяло от AI
Разбирането на съзнанието е спешно необходимо, предупреждават учени
Схема за безжичен пренос на енергия с помощта на изкуствен интелект (видео)
Как научните измами се превърнаха в индустрия
Мащабно проучване открива следи от изкуствен интелект в милиони научни статии
Ами ако мисълта не се развива във времето, а се оформя в пространството?
Източник: The Year in Physics (Quanta magazine) и дописките на Наука ОFFNews през 2025 година
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
Прост Човек
Последната теорема на Стивън Хокинг преобръща времето и причинността
Прост Човек
Разрязването на фотон на две създава безкраен рояк от частици
zlatkov
Учени сканират 74 милиона радиосигнала от междузвезден обект за признаци на извънземни технологии
Джендо Джедев
За срещата на Земята с Халеевата комета през 1910 г. някои са пили "противокометни хапчета"