Самые интересные научные открытия 2011 года

Рейтинг научных новостей , а стало быть, и исследований, благодаря которым они появились, журнал Nature составил на основе читательского интереса. А он - интерес - оказался весьма разнообразным: от пенисов и йети до квантовой механики. То есть, без лирики на обошлось. Хотя на первое место, в итоге, вышла все-таки физика.

Свет из пустоты

Наибольшее число читателей привлекла новость про то, как шведским ученым из Технологического университета Чалмерса (Chalmers University of Technology in Gothenburg, Sweden) удалось создать свет из вакуума. Иными словами, получить материю - фотоны - из ничего.

Мягко говоря, похоже на сказку. Однако, с позиций квантовой механики, ничего удивительного в экспериментах, проведенных , Пером Делсингом (Per Delsing) с коллегами, нет. Ведь если верить квантовым механикам, то вакуум отнюдь не пуст. В нем постоянно (и словно бы сами по себе) появляются какие-нибудь частицы. И тут же исчезают. Происходит это настолько быстро, что частицы, порожденные и поглощенные вакуумом, называют виртуальными. Делсингу же удалось материализовать их.

В ходе экспериментов ученые превратили виртуальные фотоны в настоящий свет. И тем самым подтвердили теорию, существующую с 1970 года. Согласно ей, превращение должно было бы происходить, если бы виртуальные фотоны отражались от зеркала, перемещающегося с очень большой скоростью - близкой к световой. В этом случае наблюдателю казалось бы, что зеркало, движущееся, к примеру, в абсолютной темноте, само испускает свет. Словно фонарь. В теории это явление называют динамическим эффектом Казимира. Шведы впервые продемонстрировали его на практике.

Вместо зеркала ученые использовали пластину сверхпроводящего квантового интерферометра (superconducting quantum interference device - SQUID). Они меняли направление магнитного поля несколько миллиардов раз в секунду. В результате пластина вибрировала с чудовищной частотой. И перемещалась туда-сюда со скоростью в 5 процентов от скорости света. Этого хватало, чтобы наблюдать эффект. То есть, свет, рожденный вакуумом.

- Мы определили, что свойства излучения соответствовали предсказанным квантовой теория в случае появления его таким способом, - сообщил Пер Делсинг.

Быстрее света

Новость о том, что скорость света, может быть, и не предел, заняла лишь второе место в рейтинге. Хотя именно она поставила под угрозу современную физику. Вместе с теорией относительности Эйнштейна.

Ведь как считается, ни одно материальное тело не может передвигаться быстрее света. А исследователи, работающие в лаборатории CERN (Европейский центр ядерных исследований в Женеве, Швейцария) уверяли, что зафиксировали превышение. И не один раз.

Напомню, свет обогнали мюонные нейтрино - субатомные элементарные частицы, обладающая массой. По крайне мере, об этом сообщили ученые, работающие с детектором OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus). Его оборудование весом в 1300 тонн расположено на глубине почти полтора километра.

Нейтрино, выпущенные из лаборатории в Швейцарии, были пойманы в Италии - в нескольких сотнях километрах - датчиками того самого детектора OPERA. Как рассказал Антонио Эридитато (Antonio Ereditato) из Университета Берна (University of Bern) - спикер, представляющий коллектив из 160 ученых, аномалии продолжаются вот уже три года. И не могут быть случайностью. Быстрее света пролетели примерно 16 тысяч нейтрино.

Если бы частицы двигались со скоростью света, то они преодолевали ли бы расстояние в 732 километра от CERN до OPERA за 2,43 миллисекунды. А частицы пребывают на детектор на 60 наносекунд быстрее.

Нейтрино обогнали свет на пути из Швейцарии в Италию
- Мы многократно проверяли данные, - говорит ученый, - но не нашли ничего такого, что могло бы исказить измерения.

60 наносекунд - это, конечно, мелочь. Как и сами нейтрино. Но и такой разницы быть не должно, если речь идет о частицах, обладающих массой. А у нейтрино она есть.

Новость о сверхсветовых нейтрино появилось в сентябре 2011 года. Природа феномена до сих пор не ясна. Не исключена, конечно, ошибка в измерениях. Но то, что именно она стала угрозой современной физики, никто пока не подтвердил. Сенсация не опровергнута, интрига сохраняется.

- Ставится под вопрос принцип причинности, как мы его понимаем сейчас - что событие последующее не может влиять на предшествующее, - прокомментировал эксперименты профессор кафедры теоретической физики физического факультета МГУ, директор научно-образовательного центра по физике нейтрино и астрофизике имени Бруно Понтекорво Александр Студеникин. - Это будет иметь революционные последствия для возможности телепортации. И даже появится возможность предсказывать и предвидеть будущее, анализировать его физическими методами. Становится реальным вопрос о том, чтобы научным образом исследовать события, которые еще не произошли.

Вполне логично предположить и другое: если скорость света в 300 тысяч километров в секунду отнюдь не предел для материальных тел, то есть шансы, что когда-нибудь реальностью станет вся нынешняя фантастика о межзвездных перелетах. И наши корабли понесутся быстрее света, а не только крохотные частицы.

А некоторые ученые уже выдвигают гипотезу, что до небывалых скоростей нейтрино разгоняются, просачиваясь через иные измерения. И это тоже обнадеживает: значит можно будет быстро перемещаться из одной точки Вселенной в другие сквозь некое "субпространство". Как, например, в сериале "Вавилон-5".

Кстати, в "проверочных" экспериментах, проведенные в ноябре 2011 года, опять было зафиксировано превышение скорости света. Нейтрино прибыли на детектор на 57 наносекунд быстрее, чем положено.

Йети морского дна

Замыкает "пьедестал почета" сообщение о том, что обнаружен краб-йети. Читатели журнала Nature почему-то поместили на третье место именно его.

К Йети - то есть, к "снежному человеку" - краба приравняли за то, что он столь же волосат.

Удивительного краба обнаружил морской эколог Эндрю Тубер (Andrew Thurber) из Орегонского университета (Oregon State University) во время экспедиции в окрестностях Коста-Рики. Краб - глубоководный, довольно крупный. Волосат - явно. Это хорошо заметно.