Nobelin fysiikan palkinto, 2017: Ajan-avaruuden värähtelyn ilmaisimet
Ruotsin akatemia korjaa vuoden 2016 'miss', tunnustaa voittajien 'ratkaisevan panoksen Ligo-ilmaisimeen ja gravitaatioaaltojen havainnointiin' – Einsteinin ennustuksen todistus ja suurin asia fysiikan alalla sitten Higgsin bosonin löytämisen.
California Institute of Technologyn fyysikot Kip S. Thorne (R) ja Barry C. Barish osallistuvat tiedotustilaisuuteen voitettuaan vuoden 2017 fysiikan Nobelin palkinnon, jonka he jakavat MIT:n Rainer Weissin kanssa Pasadenassa, Kaliforniassa, Yhdysvalloissa 3. lokakuuta 2017. ( Reutersin valokuva) Kun Tukholma soitti maanantaina Michael Rosbashille kertoakseen hänelle, että hän oli voittanut fysiologian ja lääketieteen Nobel-palkinnon biologisen kellon fyysisen perustan löytämisestä, hän vastasi: Vitsaat minua. Ehkä hän hämmästyi, koska palkinto oli asynkroninen – hänen tärkeä työnsä tehtiin aikoja sitten. Myös viime vuonna Nobel-säätiö osoitti olevansa epätasapainossa maailman kanssa kunnioittamalla aineen topologian teoreettista työtä, jättäen huomioimatta Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (Ligo), joka oli havainnut gravitaatioaaltoja 12 kuukautta ennen seremonia. Todistaen Einsteinin sata vuotta sitten tekemän ennustuksen, joka seurasi yleisen suhteellisuusteorian pohjalta, se oli fysiikan suurin asia sitten Higgsin bosonin löytämisen. Yleiseksi inhoksi ja vedonvälittäjien iloksi Ligo ei saanut palkintoa.
Vuonna 2017 Ruotsin kuninkaallinen tiedeakatemia on tehnyt korjauksia kunnioittamalla Ligon johtoa – Rainer Weissiä, joka suunnitteli ihmiskunnan herkimmän koskaan valmistaman instrumentin, Kip S Thornen, joka rajasi signaaleja ja taajuuksia, joita se oli suunniteltu etsimään. ja Barry C Barish, joka rakensi projektin käytännönläheisesti.
Mitä Ligo tarkalleen näki - tai kuuli, tarkalleen ottaen, koska ensimmäisen painovoima-aallon tunnusmerkki, joka havaittiin 15. syyskuuta 2015, muutettiin ääneksi, joka oli sirkutuksen ja pingin välissä?
LIGO-laboratoriot Hanfordissa, Washingtonissa (Caltech/MIT/LIGO Laboratory) Se kuuli kahden massiivisen mustan aukon törmäyksen, jotka olivat kiertyneet toistensa ympärille maniakaalisilla nopeuksilla ja sitten törmäsivät 1,3 miljardia vuotta sitten, kun elämä maapallolla oli juuri alkanut. Kosminen tapahtuma ei ollut näkyvissä, koska valo ei pääse pakoon mustan aukon tapahtumahorisontista, mutta se voidaan päätellä aineen ja energian pyörteen läheisyydessä olevasta säteilystä. Se levitti myös gravitaatioaaltoja, valonnopeudella eteneviä väreitä aika-avaruuskudoksen poikki. Kun ensimmäiset Homo sapiens käveli Afrikan tasangoilla tuhansia vuosia sitten, aallot pyyhkäisivät Magellanin pilven läpi, ja ne saavuttivat Maan syyskuussa 2015 aiheuttaen pieniä häiriöitä Ligon laserinterferometreissä Louisianassa ja Washingtonin osavaltiossa Italiassa sijaitsevaa Virgo-instrumenttia lukuun ottamatta. . Se tuotti pienen sirkutuksen, joka ravisteli kvanttifysiikan maailmaa.
Lue myös | Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinto, 2017: Mikä saa meidät tikkimään
Fysiikan kriisi oli vuosia Higgsin bosonin löytämiseen asti. Tieteen menetelmä koostuu teorian kehittämisestä ja sen vahvistamisesta laboratoriossa. Ilman toista vaihetta teoria pysyy vahvistamattomana. Higgsin bosoni oli fysiikan vakiomallin viimeinen elementti, jota ei havaittu luonnossa. Niinpä teoriaa rakennettiin teorialle vuosien ajan, ja laboratorio jäi kauas taakse. Ehkä se kaikki rakennettiin hiekalle?
Higgsin bosonin löytämisen myötä laboratorio sai kiinni ja teoria vahvistettiin. Vuosisadan vanha gravitaatioaaltojen ennustus jäi kuitenkin testaamatta – itse asiassa se juontaa juurensa Henri Poincaren postulaatista vuodelta 1905. Nyt Ligo on antanut jälleen vakuutuksen vakiomallin avoimuudesta. Gravitaatioaallot pääteltiin aiemmin, ja Russel A Hulse ja Joseph H Taylor Jr voittivat siitä Nobelin vuonna 1993. Mutta Ligo teki ensimmäisen suoran havainnon painovoimaaalosta, mikä aiheutti nykimisen instrumentissa.
Tulevaisuudessa gravitaatioaaltoastronomia antaa ihmiskunnalle pääsyn tilan ja ajan osiin, jotka ovat jääneet näkymättömiksi. Toisin kuin sähkömagneettinen säteily, kuten valo, joka kulkee aika-avaruuden läpi, ne ovat aaltoja aika-avaruuskudoksessa. Ne eivät ole aineen hajottamia, ja ne mahdollistavat instrumenttien kurkistamisen mahdottoman pitkälle avaruuden kuiluihin - ja vastaavasti kauas ajassa taaksepäin. Universumin osat, jotka ovat pysyneet pimeinä optisille ja radioteleskoopeille, tulevat nyt näkyviin. Mustat aukot ja neutronitähdet - kappaleet, jotka ovat niin tiheitä, että lusikallinen niiden ainetta painaisi yhtä paljon kuin maa - paljastavat ennennäkemättömiä salaisuuksia.
Kaikki, jolla on massaa, tuottaa kiihtyessään gravitaatioaaltoja. Tuotat painovoimaaaltoja joka kerta tanssiessasi, mutta ne eivät ole tarpeeksi vahvoja soittimien poimimiseen. Mutta mikä tahansa, jolla on jättimäinen massa, kuten musta aukko tai neutronitähti, synnyttäisi mitattavissa olevia aaltoja, mikä tekisi tähän asti piilotetut ilmiöt näkyviksi. Aiemmin kaukoputkia on lähetetty avaruuteen saadakseen selkeämmän kuvan maailmankaikkeudesta ilman sivilisaation pölyn, pilvien ja taustasäteilyn esteitä. Tunnetuin on Hubble-teleskooppi, ja yksi sen vertaisista jopa hakee gravitaatioaaltoja – Euroopan avaruusjärjestön LISA Pathfinder. Mutta koska gravitaatioaallot eivät ole hajallaan, voitaisiin loogisesti haudata ilmaisin hiilikaivoksessa, ja se näkisi silti kaukaisten tähtien valon - omassa spektrissään, ei näkyvän valon spektrissä. Uskomattoman lähitulevaisuudessa tämä teleskooppimuoto avaa uuden silmän tilaan ja aikaan ja antaa meidän nähdä maailmankaikkeuden sellaisena kuin sitä ei ole koskaan ennen nähty, painovoiman sateenkaaren lukemattomissa näkymättömissä väreissä.
LIGO-laboratoriot Livingstonissa, Louisianassa. LIGO kuvailee kolmea fysiikan Nobel-palkinnon saajaa vuonna 2017 perustajiksi ja pisimpään ja suurimmiksi mestareiksi. (Caltechin/MIT/LIGO-laboratorion luvalla) VUODEN 2016 VOITTAJAT: 1970-luvulla MICHAEL KOsterlitz & DAVID THOULESS kumosi nykyisen teorian, jonka mukaan suprajohtavuutta tai suprafluiditeettia ei voi esiintyä ohuissa kerroksissa. He osoittivat, että suprajohtavuutta voi esiintyä matalissa lämpötiloissa, ja selittivät myös mekanismin, faasisiirtymän, joka saa suprajohtavuuden katoamaan korkeammissa lämpötiloissa. 80-luvulla, DUNCAN HALDANE havaitsi kuinka topologiset käsitteet voivat selittää joissain materiaaleissa olevien pienten magneettien ketjujen ominaisuuksia.
Jaa Ystäviesi Kanssa:
