Siedem cudów, których (gołe) oko nie widziało, ucho nie słyszało

Kategoria: Fizyka, matematyka, Nauka, Polecane
Autor:
Asadow
, 25 stycznia 2013

7 ciekawych znalezisk z okolic fizyki i nauk przyrodniczych

 

Cud 1. Dźwięk wszechświata

 

 

http://www.astro.virginia.edu/~dmw8f/BBA_web/unit01/f_million2_C.wav

 

Dźwięk ten możemy odtworzyć na podstawie nierównomierności temperatury mikrofalowego promieniowania tła odpowiadających zagęszczeniom materii wczesnego wszechświata – zarodkom przyszłych gromad galaktyk:

 

 

Ze strony: http://www.astro.virginia.edu/~dmw8f/BBA_web/index_frames.html

 

 

Cud 2. Głęboka przestrzeń czyli najstarszy znany nam widok.

 

Jest to mały obszar nieba w okolicy Wielkiej Niedźwiedzicy zarejestrowany podczas wielu sesji obserwacyjnych teleskopu orbitalnego Hubble’a.

Aby zdać sobie sprawę, jak mały jest ten obszar wyobraźmy sobie, że patrzymy przez dziurę wielkości piłki tenisowej, z odległości 100m lub ewentualnie przez minimalną dziurkę (być może dałoby radę taką zrobić czubkiem szpilki) o średnicy 0,00065mm, oddaloną od oka o 1 metr.

 

W polu widzenia tego obrazu znajduje się ok. 3000 galaktyk. Niektóre z nich wykazują przesunięcie w kierunku czerwieni ze współczynnikiem ok. 6, co odpowiada wiekowi obrazu tych obiektów rzędu 12 miliardów lat

 

 

 

Cud 3. Supermasywne czarne dziury.

Jedna wNGC 3842 a druga w NGC 4889. Obie odkryte w 2011.

Czy wyglądają w taki sposób?


 

Nie, to impresja artysty.

 

Astronomowie dostrzegają je w takich spektrogramach, pokazujących średnie prędkości gwiazd w zależności od położenia:

 

Odkryte czarne dziury mają ok. 10 mld mas Słońca, a średnica ich horyzontu zdarzeń, czyli granicy, którą można przekroczyć tylko w jedną stronę jest około 5 razy większa od orbity Plutona (którą możemy przyjąć za rozmiar układu słonecznego).

 

http://www.nature.com/nature/journal/v480/n7376/pdf/nature10636.pdf

http://www.nytimes.com/2011/12/06/science/space/astronomers-find-biggest-black-holes-yet.html

 

Cud 4. Wnętrze komórki

Pojawiało się już kilka razy (dzięki Spece’owi i Poruszycielowi – jeśli dobrze pamiętam) – ale chyba nie zaszkodzi powtórzyć:

 

Cud 5. Mikroskopowe obrazy molekuł i orbitali elektronowych

 

 

Więcej na:

http://www.nature.com/nchem/journal/v3/n4/full/nchem.1008.html

lub

http://gizmodo.com/5835164/fascinatingly-small-images-give-first+ever-glimpse-of-an-electrons-orbit

 

 

Cud 6. Jednoczesne obserwowanie falowej i kwantowej natury światła

 

Fragmenty artykułu: ( http://arxiv.org/pdf/quant-ph/0702188 )

Aby uzyskać informację “którędy”, podwójna szczelina (blisko położone siebie otworki) była rzutowana przez system soczewek o powiększeniu × 4 ~ na dwa detektory pojedynczych fotonów (Perkin Elmer, seria SPCM-AQR), które odnotowały zintegrowany strumień na obrazie szczelin.

Gdy z układu usunięta zostanie druciana siatka (umiejscowiona w obszarach interferencyjnego wygaszenia), mechanika kwantowa przewiduje, że foton, który uderza czujnik 1 (2) pochodzi ze szczeliny A (B) z bardzo dużym prawdopodobieństwem, ze względu relację jeden do jednego pomiędzy otworkami i odpowiadającymi im obrazami.

…

Kiedy strumień był 3x 10E4 fotonów / s, średnia oddzielenie kolejnych fotonów było rzędu 10 km, co stanowi o wiele więcej niż długość koherencji (0,4 m) lasera. Dlatego prawdopodobieństwo aby dwa fotony przeszły przez układ doświadczalny w odległości koherencji było bardzo małe.

…

Profile intensywności dla czterech różnych ustawień doświadczenia przedstawiono na rysunku 1. W przypadku (a), gdy siatka druciana została usunięta i oba otworki były otwarte, obserwowano ostre obrazy tych dwóch otworków. W przypadku (b), gdy siatka została prawidłowo umieszczona na interferencyjnych minimach i oba otwory były otwarte, zaobserwowano tylko nieznaczne zmniejszenie szczytowego natężenia i nie było dowodów dyfrakcji przez druty. Jednak, gdy jeden z otworów został zablokowany i siatka druciana została wstawiona, powstał wzór dyfrakcyjny; intensywność szczytowa zmniejszyła się drastycznie – przypadki c) i d).

Inna ilustracja, z nowszego opracowania ( http://irims.org/quant-ph/030503/Afshar%20Complementarity%20All.PDF ):

 

 

 

Cud 7. Widok na nielokalność zjawisk kwantowych

 

 

 

W eksperymencie wykonanym w okolicach Genewy w 2008 r. udało się zaobserwować – przy rekordowej odległości detektorów – łamanie nierówności Bella, co jest dowodem na tzw. nielokalność praw mechaniki kwantowej.

Aby nieco przybliżyć o czym tu mowa muszę zacząć od koncepcji tzw. ukrytych zmiennych.

Otóż wielu fizyków nie mogło pogodzić się z probabilistycznym charakterem praw mechaniki kwantowej. Powstała koncepcja, że wyniki pomiarów obiektów mikroświata są w istocie deterministyczne, jednakże zależą one od nieznanych nam parametrów czy właściwości – tzw. ukrytych zmiennych. Sprawa komplikuje się w przypadku par obiektów splątanych kwantowo. Powstają one w pewnych procesach fizycznych i charakteryzują się tym, że wyniki pomiarów określonych parametrów obu obiektów należących do pary są ściśle powiązane – znając jeden wynik możemy być pewni rezultatu drugiego.

Irlandzkiemu fizykowi – Johnowi Bellowi udało się pokazać, że gdyby takie splątane pary posiadały jakieś lokalne, ukryte parametry determinujące wyniki pomiarów, czyli gdyby wynik był już zdeterminowany (ale jeszcze nie znany) w momencie emisji takiej pary, to przy różnych ustawieniach układu pomiarowego otrzymany rozkład wyników spełniałby pewną nierówność – zwaną od nazwiska odkrywcy nierównością Bella.

 

W przeprowadzonych dotąd eksperymentach nierówność ta jest łamana, czyli albo istotnie aż do momentu wykonania pomiaru jedyną określoną wielkością jest rozkład prawdopodobieństwa możliwych wyników, albo – jeśli istnieją te ukryte parametry, muszą one pozwalać na komunikację pomiędzy elementami splątanej kwantowo pary w sposób natychmiastowy – z przekroczeniem prędkości światła.

Można też na to patrzyć w ten sposób, że oba elementy pary są jednym obiektem, znajdującym się w dwóch miejscach naraz.

 

 

http://www.physorg.com/news132830327.html

 

 

O autorze: Asadow

Marek Sas-Kulczycki „Jesteśmy żadnym społeczeństwem. Jesteśmy wielkim sztandarem narodowym. Może powieszą mię kiedyś ludzie serdeczni za te prawdy, których istotę powtarzam lat około dwanaście, ale gdybym miał dziś na szyi powróz, to jeszcze gardłem przywartym hrypiałbym, że Polska jest ostatnie na ziemi społeczeństwo, a pierwszy na planecie naród. Kto zaś jedną nogę ma długą jak oś globowa, a drugiej wcale nie ma, ten - o! jakże ułomny kaleka jest. Gdyby Ojczyzna nasza była tak dzielnym społeczeństwem we wszystkich człowieka obowiązkach, jak znakomitym jest narodem we wszystkich Polaka poczuciach, tedy bylibyśmy na nogach dwóch, osoby całe i poważne - monumentalnie znakomite. Ale tak, jak dziś jest, to Polak jest olbrzym, a człowiek w Polaku jest karzeł - i jesteśmy karykatury, i jesteśmy tragiczna nicość i śmiech olbrzymi ... Słońce nad Polakiem wstawa, ale zasłania swe oczy nad człowiekiem...”