Slo-Tech - V Stockholmu so danes razglasili letošnje prejemnike Nobelove nagrade za kemijo, ki so si jo prislužili za odkritje in sintezo kvantnih pik. Nagrado prejmejo francoski kemik Moungi Bawendi, ameriški kemik Louis Brus in ruski fizik Aleksej Ekimov. V 80. letih prejšnjega stoletja je Ekimov opazil kvantne efekte v obarvanem steklu, nekaj let pozneje pa je Brus v raztopinah dokazal obstoj lebdečih kvantnih delcev s kvantnimi efekti. Bawendi je nato leta 1993 pripravil prvo robustno metodo za pripravo kvantnih pik.

Obče znano je, da so lastnosti snovi odvisne od elementov, ki jih sestavljajo. Korelacija ni preprosta, saj je klor tako v jedilni soli kot živčnih strupih, a ni zelo nápak poenostaviti, da lastnosti v veliki meri določa elektronska struktura. Atomi (in tudi ioni) imajo točno določeno število elektronov, ki se udeležujejo v kemijskem plesu, kar je tvorba in trganje kemijskih vezi. A ob tem intuitivno pričakujemo, da lastnosti snovi ni odvisne od velikosti. Kilogram železa...

Scientific American - Kanadski raziskovalci so izvedli tehnično navdušujoč eksperiment, ki nakazuje, da kvantni tunelski pojav zahteva svoj čas in da delci nekaj časa preživijo v potencialni oviri.

Kvantni tunelski pojav je poleg prepletenosti in superpozicije stanj tretja na lestvici tistih čudaških značilnosti kvantne mehanike, s katerimi strašimo majhne otroke. V jedru gre za dejstvo, da se lahko majhne količine kvantnih delcev znajdejo na drugi strani ovir, preko katerih sicer na klasične načine zaradi prenizke energije ne morejo priti. Računsko zadeva izhaja iz samih osnov kvantne mehanike: ko rešimo Schrödingerjevo enačbo za primer potencialne ovire, dobimo za rešitev od prvega roba prepreke naprej eksponentno padajočo funkcijo, ki sicer hitro konvergira k ničli, a je vseeno tudi za oviro večja od nič. To pomeni - tudi za oviro obstaja od nič različna verjetnost nahajanja delca. V makroskopskem svetu so možnosti za to, da bomo zatunelirali skozi Karavanke, precej premajhne za praktično opazovanje...

Nature - V napravi Cold Atom Laboratory na Mednarodni vesoljski postaji so uspešno ustvarili Bose-Einsteinov kondenzat, kar je pomemben znanstveno-tehnološki mejnik, ki odpira novo poglavje v raziskavah kvantne fizike.

Ko plin bozonskih atomov ohladimo na dovolj nizko temperaturo zelo blizu absolutni ničli, dobimo najbolj eksotičnega od osnovnih agregatnih stanj, Bose-Einsteinov kondenzat (BEC). V njem se celoten oblak atomov obnaša kot en sam snovni val, zato lahko z njegovo pomočjo v makroskopskih razmerah opazujemo kvantne pojave. Toda BEC je zelo težko napraviti v količkaj obstojni obliki; čeprav sta ga Albert Einstein in Satjendra Nat Bose v teoriji napovedala že pred skoraj stotimi leti, so prvega eksperimentalno oblikovali šele pred petindvajsetimi. Kondenzat je na tleh zaradi Zemljine gravitacije zelo neobstojen, saj sila težnosti hitro razdre oblak delcev. V ta namen se za raziskave običajno uporablja spuščanje laboratorijskih vzorcev z visokih stavb, medtem ko so pred tremi leti...

Inštitut Jožef Stefan - Osmerica raziskovalcev Instituta Jozef Stefan je pod vodstvom prof. dr. Dragana Mihailovića odkrila povsem novo zvrst snovi, v kateri so elektroni zaradi osvetljevanja z laserjem ukleščeni v nekakšnem kvantnem zastoju. Pojav so odkrili med poskusnim ustvarjanjem novih oblik kvantnih materialov v močno neravnovesnih razmerah v kristalu tantalovega disulfida. Pri tem so s kratkimi laserskimi pulzi ustvarili gosto amorfno elektronsko snov, v kateri se zaradi medsebojnih interakcij in hitrega zgoščanja elektroni med sabo zagozdijo. In to na kvantno nepredvidljiv način, saj poleg zagozdenih v...

Slo-Tech - Kot smo napovedali že minuli mesec, je nenavadno hitra in velika sprememba lokacije Zemljinega severnega magnetnega pola prinesla predčasno izredno posodobitev zemljevidov. Običajno jih posodobijo vsakih pet let, naslednjikrat leta 2020, a so to pot morali pohiteti. Prehitela jih je namreč narava, zato je NOAA izdala nove zemljevide. Po prvotnih načrtih bi se bilo moralo to zgoditi že januarja, a so bile ameriške vladne službe zaradi nefinanciranja zaprte.

Po srečnem naključju dinamo v Zemljini notranjosti deluje tako, da sta magnetna pola približno poravnana z geografskima poloma. Čeprav magnetna pola nista drug drugemu antipodna, sta dovolj dober približek, da se lahko v tropih in zmernih geografskih širinah orientiramo s kompasom, pa ne bomo veliko zgrešili. Razlika med smerjo, ki jo za sever kaže kompas, in pravim...

Nature - Nenadejane spremembe v Zemljinem magnetnem polju, predvsem vse hitrejše premikanje severnega pola, so strokovnjake prislile v predčasno prilagajanje Svetovnega magnetnega modela, ki je bilo sicer predvideno šele za prihodnje leto.

Že res, da navaden kompas iglo vedno usmeri v (približno) isto smer, toda Zemljino magnetno polje se v resnici nenehno v večji ali manjši meri spreminja. Najbolj je odvisno od tokov staljene kovine v planetarni sredici in njihove spremembe se odražajo tudi v magnetnih silnicah. Večinoma gre za manjše motnje, ki pa občasno prerastejo v monumentalnejše, kakršna je menjava polov. Opazovalci teh pojavov trenutno z največjim zanimanjem spremljajo potovanje...

Nature - Nemški znanstveniki so objavili rezultate prvih poskusov z Bose-Einsteinovim kondenzatom v vesolju, ki obljubljajo novo generacijo senzorjev za zaznavanje gravitacijskih valov.

Bose-Einsteinov kondenzat (BEC) je eno novodobnih eksotičnih stanj materije, ki jih človek še ni zaobvladal. Nastane takrat, ko plin bozonov ohladimo do temperatur blizu absolutni ničli, zaradi česar vsi delci padejo v eno kvantno stanje, v katerem postanejo neločljivi eden od drugega. Takrat začne takšna snov na makroskopskem nivoju izražati kvantne pojave, zato se BEC pojavlja v razlagah superfluidnosti in superprevodnosti. Čeprav sta ga Satjendra Nat Bose in Albert Einstein teoretično napovedala že v dvajsetih letih prejšnjega stoletja, so ga eksperimentalno prvič ustvarili šele...

Slo-Tech - Snov z negativno maso že dolgo časa buri domišljijo avtorjev znanstvene fantastike, a je doslej ostalo le pri tem. Raziskovalci z Washington State University (WSU) so pokazali, da se rubidijevi atomi tik nad absolutno ničlo vedejo, kakor da bi imeli negativno maso. O odkritju poročajo v prestižni reviji Physical Review Letters.

Medtem ko je električni naboj bodisi pozitiven bodisi negativen, torej ista sila različne naboje potiska v različne smeri, je masa načeloma vedno pozitivna. To pomeni, da predmeti padajo navzdol in da če jih potisnemo, se pomaknejo proč. Če pa bi imeli predmet z negativno maso, bi pospeševal v nasprotno smer od sile, ki deluje nanj. Potisnite ga proč, da se...

Nature - IBM je v praksi demonstriral koncept, ki bi v prihodnosti lahko prinesel diske s tisočkrat večjo kapaciteto. Uspeli so obdržati magnetizacijo enega samega atoma, kar je tudi najmanjši mogoč delec, ki ga v disku teoretično lahko uporabimo za hranjenje podatkov. O odkritju pišejo v reviji Nature, kar dokazuje, da je preboj zaenkrat še zelo akademski, a po drugi strani, da ima resen potencial.

Trenutna magnetna zrnca na ploščah diskov so velika nekaj milijonov atomov, kar je že zelo malo. Manjša kot so, bolj so občutljiva na motnje iz okolice in termični šum. Nove tehnologije zapisa, ki so že komercialno uporabne, zato uporabljajo različne trike, kako obdržati magnetizacijo zrnc zanesljivo, hkrati pa na diske stlačiti čim več podatkov.

...

Nobelove nagrade - Švedska akademija znanost je sporočila, da letošnjo Nobelovo nagrado za dosežke na področju fizike prejmejo britanski fiziki David J. Thouless (polovico nagrade), Duncan Haldane in John M. Kosterlitz (vsak četrtino) za teoretična odkritja topoloških faznih prehodov in topoloških faz snovi. Ta Nobelova nagrada ima tudi bežen slovenski priokus, saj je v Londonu rojen Duncan Hadane po materi Slovenec.

Thouless, Haldane in Kosterlitz raziskujejo nenavadna stanja snovi, kamor sodijo na primer superprevodniki, superfluidne tekočine in tanki magnetni filmi. Agregatnih stanj, kakor jih po nemškem zgledu nekoliko neposrečeno imenujemo v slovenščini, je v osnovi pet: poleg plinastega, kapljevinastega in trdnega ne smemo pozabiti še na plazmo pri visokih temperaturah in Bose-Einsteinov...

Slo-Tech - Raziskovalci z Inštituta Maxa Plancka za kemijo v nemškem Mainzu so odkrili, da žveplovi hidrid SH_n izkazujejo superprevodnost do temperature 190 K oziroma -83 °C, kar je absolutni rekord. Manjša težava je le, da so morali za dosego tega rekorda tlak zvišati na 150 GPa, kar je približno 1.500.000-krat več kot na Zemljinem površju. A odkritje ima kljub temu velik fizikalni pomen.

Ko so leta 1911 odkrili superprevodnost, so bili nad učinkom osupli,...

New Scientist - Orientacija s satelitskim navigacijskim sistemom (npr. GPS ali Galileo) je enostavna in natančna, a za delovanje potrebujemo vsaj tri, raje pa še več vidnih satelitov nad obzorjem. Če teh ni, ker smo v tunelu, na Manhattnu, v tropskem pragozdu ali pod vodo, GPS ne deluje. Britanska vojska pa razvija nov način določanja položaja, ki ne bo potreboval satelitov - imenuje se kvantni kompas.

Kot vse tehnologije, bo tudi kvantni kompas najprej razvit v vojaške potrebe, kasneje pa si lahko obetamo tudi civilno rabo. Aktualni problem so podmornice, ki potopljene ne morejo določati svojega položaja s sateliti. Zato se morajo zanašati na žiroskope in akcelerometre (sešteta navigacija), ki pa imajo omejeno natančnost. Kot priznava vojska, se napak v enem samem dnevu...

Nature - Raziskovalci z Amherst Collegea v Massachusettsu so ustvarili izoliran severni magnetni pol ali monopol. Uporabili so približno milijon ultrahladnih rubidijevih atomov s temperaturo nekaj deset nanokelvinov, s katerimi so simulirali magnetni monopol. Članek je bil danes objavljen v Nature.

Med magnetnim in električnim nabojem je nenavadna razlika, ki jo poučujemo že v srednjih šolah. Če magnet razlomimo, ne dobimo severnega in južnega magnetnega pola (ali monopola), ampak dva magneta z obema poloma. Električni naboj po drugi strani lahko ločimo, saj atomu zlahka odkrhnemo elektron in govorimo o...

Nature - Raziskovalci z Inštituta Jožef Štefan (IJS), Fakultete za matematiko in fiziko v Ljubljani (UL FMF) in mariborske Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo (UM FKKT) so prvi na svetu uspeli pripraviti magnetno tekočino, o čemer poročajo v današnji številki revije Nature. V resnici so ustvarili tekoči kristal z magnetnimi lastnostmi, kar je pred 43 leti predlagal kasnejši Nobelov nagrajenec Pierre de Gennes, a do danes ni uspelo še nikomur. Vrhunski dosežek je v celoti plod domačega znanja, saj so vsi štirje podpisani avtorji (Alenka Mertelj, Darja Lisjak, Miha Drofenik in Martin Čopič) zaposleni v slovenskih inštitucijah.

Najbolj znan magnetni material je železo, podobna pa sta še...

Wired News - Znanstveniki, ki so preučevali, kako se taščice, ene izmed bolj razširjenih domačih ptic, lahko orientirajo po zemljinem magnetnem polju, so prišli do ugotovitve, da so spremembe magnetnega polja, ki jih lahko taščice zaznajo tako majhne, da je edini pojav, ki občuti takšne spremembe, kvantna prepletenost.

Kvantna prepletenost je sicer kvantno-mehanski pojav, pri katerem stanja kateregakoli delca v sistemu dveh ali več delcev ne moremo opisati brez da ne bi opisali tudi stanja vseh preostalih delcev, kljub temu, da so delci prostorsko ločeni. Prepletenost je sicer močno v uporabi v kvantni informacijski teoriji, saj omogoča sicer nemogoče pojave (na primer kvantno teleportacijo).

In če lahko najboljši laboratoriji vzdržujejo...

Slashdot - Teoretičen obstoj monopolov je že leta 1930 domneval britanski fizik Paul Dirac, teorijo pa so z dvema člankoma, objavljenima v reviji Nature, ter še dvema, ki še nista objavljena in se nahajata na arXiv.org, očitno potrdili tudi v resničnem svetu, ki ne obstaja zgolj na papirju v obliki enačb. Monopole so po iskanju v kozmičnih žarkih, pospeševalcih delcev ter celo v Luninih kameninah, našli v posebnem kristalu, ki so ga raziskovalci poimenovali spin ice. Kristal, ki ima v tem primeru kemijsko sestavo Dy₂Ti₂O₇, je poimenovan vrteči se led zaradi oblike kristalne rešetke, ki je na moč podobna kristalom ledu vode - atomi so postavljeni v vogale štiristrane piramide.

Vsak od atomov se sicer obnaša kot paličasti magnet, ki se z ohladitvijo v bližino absolutne ničle poravnajo. Včasih se poravnajo trije od štirih vogalov piramide in tako v centru ustvarijo severni oz. južni monopol. Polje ni povezano s fizičnim telesom, a se obnaša, kot naj bi se v teoriji obnašal monopol. Obstoj...

TG Daily - Hlajenje takšnih ali drugačnih stvari je dandanes precejšen problem oz. strošek, saj poganjanje hladilnikov in klimatskih naprav v poletnih mesecih zahteva kar polovico vse električne energije v ZDA. A po najnovejših raziskavah naj bi bilo porabo hladilnih naprav mogoče zmanjšati za kar 20 do 30 % v primerjavi z najboljšimi sistemi trenutno na trgu, obenem pa ni potrebe po uporabi toplogrednih oz. ozonu nevarnih plinov. Celoten koncept sloni na določenih snoveh, ki se v magnetnem polju segrejejo, ob odstranitvi pa zopet ohladijo. Doseči hladilni efekt je torej zelo preprosto, ob segrevanju z magnetom bi se to snov hladilo z vodo, ob odstranitvi pa naj bi se ohladila pod temperaturo okolice. EPSRC (Engineering and...