При правильном подходе физика — это не скучная дисциплина, а кладезь знаний о нашем окружающем мире. В этом посте собраны описания пяти очень интересных физических эффектов, о которых вы, вероятно, никогда даже и не слышали. Однако, они существуют и давно известны науке, хоть и кажутся какой-то фантастикой.
Внимание, сейчас будет много арифметики. Возьмем, к примеру, средний смартфон с батареей емкостью 3000 мА*ч. При напряжении 3,7 вольт, запасенная в ней энергия — 11,1 ватт–часов. Если перевести в джоули — получается 39960 Дж. Ну, такая себе цифра, сложно представить ее масштаб, да? Напомню, Джоуль равен работе, которую нужно затратить, чтобы переместить что–то с силой один ньютон на один метр. Путем нехитрых выкладок приходим к следующему выводу: мы носим в кармане запас энергии, необходимый, чтобы поднять груз массой четыре, мать их, тонны на один метр вверх!
Долгое время считалось, что законы квантовой механики распространяются только на крошечные объекты, вроде фотонов. Однако физики доказали, что этим правилам могут подчиняться и очень крупные (по меркам молекулярного мира) тела.
Наверное, вы не раз слышали про мысленный эксперимент, который в свое время сформулировал австрийский физик Эрвин Шрёдингер — тот самый, с котом, коробкой и радиоактивным изотопом. По условиям эксперимента, кот может быть одновременно мертв и не мертв, то есть находится в состоянии своего рода квантовой неопределенности — «суперпозиции». Что ж, ученые не стали сажать котов в коробки, а просто провернули тот же эксперимент с огромной молекулой, состоящей из 2000 атомов.
Добрый учебный год, мои дорогие школьники и их родители. Прошло пару учебных дней, и моя старшая дочь, коей 14 лет отроду, сетует на домашнее задание по уроку физике.
Параграф 1.
Я, конечно, понимаю, что владимирская часовая зона особенная, но чтобы всего на час отличаться от магаданской… Да и написания с заглавной буквы часовых зон доставляет.
Если вы хорошо учились в школе, то помните о существовании трех законов Ньютона и, наверное, даже сформулировать их можете. А если нет, то все равно знаете, что на Земле есть такая сила притяжения, которая тянет все вниз.
Но если законы физики действуют, то что, черт возьми, творится на этих фотографиях? Глядя на них, задаешься только одним вопросом: «Как?!»
10 августа 1839 года, 180 лет назад, родился Александр Столетов. Работы ученого подтолкнули Эйнштейна к созданию своей «нобелевской» теории, сделали возможным телевидение и зеленую революцию в энергетике: он экспериментально изучил фотоэффект и описал его основные закономерности.
Российские и японские физики выяснили, как можно превратить окись меди в абсолютно плоский материал, похожий по своим свойствам на графен, «нобелевский углерод». Листы из этого вещества могут стать основой памяти будущего и квантовых компьютеров, пишут ученые в Journal of Physical Chemistry C.
Об уловках научных текстов и воспроизведении чужих экспериментов
Кажется, что научная статья воплощает истину в последней инстанции. Пара абзацев про контекст и актуальность исследования во введении, исчерпывающее описание всех использованных техник, ключевые результаты с погрешностями и обязательным обсуждением всех подводных камней и возможных интерпретаций. В реальности все немного иначе. Физик и научный журналист Михаил Петров рассказывает, как в их лаборатории повторяли эксперимент статьи из журнала Nature и что из этого вышло.
Гравитация — универсальное фундаментальное взаимодействие между материальными телами. В приближении описывается теорией тяготения Ньютона, в общем случае описывается общей теорией относительности Эйнштейна
Сборная российских школьников завоевала две золотые, четыре серебряные и одну бронзовую медали на завершившейся азиатской физической олимпиаде (APhO).Абсолютным победителем олимпиады стал школьник из Москвы Григорий Бобков. Об этом сообщает пресс-служба Министерства просвещения.
Утюг – это один из самых популярных бытовых электроприборов, который есть в каждом доме. И какой бы известной и проверенной марки он не был, для достижения подходящей для глажки температуры должно пройти определенное время. Порой, торопясь привести в идеальное состояние рубашку или старательно готовя к торжеству праздничное платье, задумываешься: почему же горячий утюг гладит, а холодный – нет?
Все дело в физиологии и оптике. Давайте начнем с оптики, в которой все усложняется двойственной природой света. С одной стороны, он является потоком летящих с большой скоростью частиц-фотонов, а с другой стороны — волной. Как поток частиц, свет может поглощаться поверхностью предмета, отражаться от него или проходить через этот предмет.
У астрономов (да и у всего человечества) праздник: представлен первый снимок черной дыры. Он был создан с использованием Event Horizon Telescope (EHT), виртуального телескопа, состоящего из нескольких радиотелескопов по всему миру. Изображение демонстрирует материал вокруг сверхмассивной черной дыры в центре галактики на расстоянии 55 миллионов световых лет. И да, черная дыра — это концентрированная физика, сумасшедшие гравитационные явления на грани возможного и невозможного, экстремальные условия. Но есть несколько вопросов.
Учёные с помощью пластинок из алмазов с различными примесями создали лазер в несколько тысяч раз мощнее, чем это считалось ранее возможным.
Обычно фундаментальные законы природы работают всегда. Но некоторые иногда нарушаются, и никто пока не знает, почему так происходит. Физики ЦЕРН нашли очередной пример такой фундаментальной аномалии, впервые зафиксировав нарушение CP-симметрии с участием тех частиц, которые ранее в таком замечены не были. Асимметрию распада D0-мезонов физики нашли в данных Большого адронного коллайдера при помощи алгоритмов «Яндекса».
Если не слышали об эффекте Коанда и униполярных электродвигателях, то эта подборка простых опытов вам точно понравится.
Как и зачем российские физики под присмотром китайского спутника грели небо над Нижним Новгородом
Летом 2018 года российские и китайские исследователи провели совместный эксперимент по изменению свойств ионосферы, а в начале декабря отчитались о своей работе. Подобные эксперименты часто связывают с разработкой нового оружия, которое в зависимости от фантазии может либо блокировать радиосвязь над заданной территорией, либо вовсе вызывать различные катаклизмы вплоть до землетрясений. «Чердак» решил разобраться в том, зачем ученые создают плазму в верхних слоях атмосферы и чего от этого ждать.
В продолжение темы о преподавателе из Одессы.
О внедрении высоких технологий в образовательный процесс говорят едва ли с первого дня появления компьютеров. Но в чем это заключается и насколько действенны подобные «инновации» в абсолютном большинстве случаев? Ответ на этот вопрос дал одесский учитель, который сегодня при помощи своего YouTube-канала преподает физику в Казахстане, Туркменистане, Узбекистане, России, Беларуси, Литве и даже в США.
28 октября 1958 года советским ученым была впервые присуждена Нобелевская премия по физике — за открытие и истолкование эффекта Черенкова. Мы коротко расскажем о том, кто были эти ученые и что это за эффект.
За последние несколько лет некоторые материалы стали полигонами для физиков. Эти материалы не то чтобы сделаны из чего-то особенного — обычные частицы, протоны, нейтроны и электроны. Но они больше, чем просто сумма их частей. Эти материалы имеют целый набор любопытных свойств и явлений, а иногда даже приводили физиков к новым состояниям материи — помимо твердого, газообразного и жидкого, которые мы знаем с детства.
Нобелевская премия по физике 2018 года присуждена за создание двух очень разных лазерных технологий
Нобелевская премия 2018 года по физике вручена за работы в области оптики. Артур Эшкин изобрел неоценимый в биологических исследованиях лазерный пинцет, который позволил удерживать на месте живые микроскопические объекты, не вредя им, а Жерар Муру и Донна Стрикленд разработали способ получать очень быстрые и мощные лазерные импульсы, которые могут испарять твердые материалы и делать многое другое. Мы расскажем про то, как устроены и чем отличаются друг от друга нобелевские лазерные технологии.
Просто прогуливайте уроки физики в школе и весь мир будет наполнен чудесами и магией.
![Невероятно "залипательные" гифки с маятниками gif, гифки, маятник, маятники, физика](/uploads/2018/10/03/auto_07-2495959.jpg "Невероятно "залипательные" гифки с маятниками")
Как и зачем в подмосковном лесу физики будут создавать материю времен Большого взрыва
Корреспондент съездил в Дубну и побывал в Лаборатории физики высоких энергий Объединенного института ядерных исследований, чтобы выяснить, как идут дела на стройке коллайдера NICA и что именно физики хотят узнать о мироздании с его помощью.
Демонстрация, которая перевернула идеи великого Исаака Ньютона о природе света, была невероятно простой. Ее «можно повторить с большой легкостью, где бы ни сияло солнце», говорил английский физик Томас Янг в ноябре 1803 года членам Королевского общества в Лондоне, описывая эксперимент, который сейчас называется экспериментом с двойной щелью.
И Янг не был восторженным юнцом. Он придумал элегантный и тщательно продуманный эксперимент, демонстрирующий волновую природу света, и тем самым опроверг теорию Ньютона о том, что свет состоит из корпускул, то есть частиц.
Через шесть лет после открытия «частицы бога» физикам ЦЕРН, в строгом соответствии с теоретическими предсказаниями и экспериментальными данными, удалось зафиксировать распад этой субатомной частицы до пары нижних кварков.
Стандартная модель физики частиц предсказывает, что примерно в 60% случаев бозон Хиггса распадается на пару нижних кварков — вторых по массе частиц из шести разновидностей кварков. Проверка этой гипотезы крайне важна, поскольку результат либо подтвердит Стандартную модель, либо подорвет ее основы и станет доказательством существования новой физики, пишет Phys.org.
Зачем Льюису Эссену потребовалось создавать атомные часы
6 сентября мир отметил 110 лет со дня рождения физика Льюиса Эссена и вспомнил его прежде всего как создателя атомных часов. Мы расскажем зачем эти часы понадобились, а также где и кем используются.
Как на установке AWAKE добились рекордного темпа ускорения электронов
Международной коллаборации физиков, среди которых есть и представители российских научных институтов, удалось получить на выходе из десятиметрового устройства электроны с энергией 2 гигаэлектронвольта, ранее доступной лишь на установках в разы большего размера. Мы поговорили с физиками и расскажем в чем большой секрет маленькой установки.
Для разных методов измерения гравитационная константа по-прежнему разная, и физики не знают почему.
Международная группа ученых, куда входил Вадим Милюков из ГАИШ МГУ, попробовала рассчитать значение гравитационной постоянной — важнейшей физической константы, определяющей, как сильно тела притягиваются друг к другу. Исследователи считают, что смогли заметно повысить точность измерения константы.
Но у тех же исследователей измерения разными методами с «уточненной» константой все равно дали разные результаты — по неизвестным причинам. Это означает, что гравитационная постоянная и дальше будет оставаться самой «скандальной» из известных физических констант.
Считалось, что «солнечный камень» из скандинавских саг — это просто мифический предмет. Но он существует — и работает
Викинги видели солнце сквозь облака с помощью описанного в сагах солнечного камня. С его помощью они прокладывали путь через океан. Как именно это им удавалось, ученые не могли разобраться несколько десятилетий. Путь исследователей к разгадке секрета солнечного камня оказался не менее извилистым, чем путь викингов к Гренландии. Зато теперь каждый может за несколько минут соорудить древний навигационный девайс.
До последнего времени считалось, что получить голографическое изображение одиночного фотона невозможно, поскольку это противоречит фундаментальным законам физики.
Впервые в межзвездном пространстве обнаружена радиоактивная молекула. Она образовалась в результате столкновения двух звезд.
Международная группа ученых зафиксировала неожиданную находку в процессе наблюдения за объектом СК Лисички (CK Vulpeculae, Nova Vulpeculae). Эта новая звезда, образовавшаяся в результате слияния двух других звезд, была открыта более 400 лет назад в 1670 году. Сейчас СК Лисички — довольно тусклый объект, видимый только в мощный телескоп.
Михаил Кокорич, основатель стартапа Momentus, который при поддержке Y Combinator разрабатывает новую технологию космического двигателя, не сразу понял, что собирается на Луну. Он выпустился из Новосибирского университета и стал серийным предпринимателем, заработав первые деньги сразу после распада Советского Союза. Технология Momentus — это новая силовая установка, которая использует воду вместо химических веществ в качестве пропеллента.
4 июля исполнилось 84 года со дня смерти Марии Склодовской-Кюри, всемирно известного физика и химика, первой женщины получившей Нобелевскую премию и первого лауреата этой награды, получившего ее дважды.
О ней написано множество книг и статей, но большинство из них рассказывают, в основном, о ее работе и показывают только одну сторону ее жизни – жизни ученого, полностью погруженного в науку, открывшего два химических элемента. Между тем, о ней можно рассказать немало интересного, как о жене, матери и просто прекрасном человеке.
Мало кто знает даже о том, что у Склодовской-Кюри было два имени – ее звали Мария Саломея. Причина этого в том, что, поселившись во Франции, она почти не использовала второе имя, так как оно звучало непривычно для местных жителей.
Все видели как на футболе или теннисе мяч летит по невероятной траектории. Какая сила заставляет летящий мяч описывать зигзаги?
University of Cambridge
Британские физики уточнили источник характерного звука, который сопровождает падение капель на водную поверхность. В результате первого детального исследования этого процесса с помощью высокоскоростной записи видео и звука ученые выяснили, источником звука, как и предполагалось, стали резонансные колебания поверхности попадающего в воду воздушного пузырька, однако механизм распространения звуковой волны оказался немного отличным от предложенного ранее, пишут ученые в Scientific Reports.
Ученые из Швейцарии реализовали «невозможное» – им удалось разделить воду на две разных жидкости, состоящих из двух типов молекул воды, свойства которых заметно отличаются. «Рецепт» по их производству был опубликован в журнале Nature Communications.
«Мы показали, что реакции с участием пара-воды идут на 25% быстрее, чем с орто-водой, что связано с тем, как спин ядра атомов водорода влияет на вращение всей молекулы. Это очень важно, так как без полного контроля и понимания того, как ведут себя молекулы во время реакций, мы не сможем раскрыть механизмы, управляющие их ходом», — заявил Штефан Виллич (Stefan Willitsch) из университета Базеля (Швейцария).
В космосе, хотя все массы во Вселенной подчиняются силе гравитации, как обычно, не ощущается «верха» и «низа», как на Земле, поскольку космический корабль и всё, что у него на борту, ускоряется гравитацией с одинаковой скоростью.
Если поместить человека в космос, подальше от гравитационных воздействий, испытываемых им на поверхности Земли, он испытает невесомость. Хотя все массы Вселенной продолжат притягивать его, они продолжат притягивать и космический корабль, поэтому человек будет «плавать» внутри. В сериалах и фильмах типа «Звёздный путь», «Звёздные войны», «Боевой крейсер „Галактика“ и множестве других нам всегда показывают, как члены команды стабильно стоят на полу корабля вне зависимости от прочих условий. Это потребовало бы возможности создания искусственной гравитации – но с учётом законов физики в том виде, в котором мы их знаем сегодня, это слишком трудная задача.
Колесо рулетки – традиционный символ системы, чьи результаты работы полностью случайны. Но не все рулетки были созданы одинаковыми
Когда Эйнштейн испытал свой знаменитый порыв запретить Богу играть в кости, его запрет, естественно, не распространялся на физиков. Учёные иногда становятся жертвами настойчивого зова сирен, слышимого в звоне монет, завлекающего так много людей в казино. После долгого дня с применением «метода Монте-Карло» (техники симуляции, названной в честь игровой Мекки в Монако) некоторые исследователи могут захотеть сделать перерыв и заняться реальной игрой.
Каждый проходящий момент переносит нас из прошлого через настоящее в будущее, и обратного пути нет: время всегда течет в одном направлении. Оно не стоит на месте и не идет вспять; стрела времени всегда указывает вперед для нас. Но если мы посмотрим на законы физики — от Ньютона до Эйнштейна, от Максвелла до Бора, от Дирака до Фейнмана — они покажутся нам симметричными относительно времени.
Другими словами, уравнения, которые управляют реальностью, не берут в рассмотрение, в какую сторону идет время. Решения, которые описывают поведение любой системы и подчиняются законам физики, будут одинаково хороши для времени, идущего назад, и для времени, идущего вперед. Но мы, почему-то, знаем только одно направление движения времени: вперед. Откуда же берется эта стрела времени?
Hubble Extreme Deep Field — наш самый детальный снимок Вселенной, демонстрирующий галактики, существовавшие в период, когда возраст Вселенной составлял 3-4% от нынешнего. То, что мы смогли увидеть так много, просто достаточно долго изучая казавшийся чёрным участок неба, тоже стало невероятным сюрпризом – но в список он не попал.
Изучая метод научного познания, мы представляем себе чёткую процедуру, следуя которой, можно добраться до понимания естественных процессов, происходящих во Вселенной. Начинаем с идеи, выполняем эксперимент, и либо подтверждаем, либо опровергаем её – в зависимости от результата. Вот только реальный мир гораздо более неряшлив. Иногда можно провести эксперимент и получить результат, кардинально отличающийся от ожиданий.
Несколько дней назад, 14 марта, этот мир покинул один из самых выдающихся физиков современности, Стивен Хокинг. Несмотря на свою тяжелую болезнь, Хокинг успел написать множество научных книг, многие из которых стали настоящими бестселлерами, всю свою жизнь сохранял оптимизм, являлся активным популяризатором науки и даже стал своего рода поп-иконой, благодаря своему участию в различных развлекательных шоу.
К сожалению, на момент смерти он так и не нашел ответа на один из самых интересных вопросов, решением которого он очень активно занимался последние годы: возможна ли полная потеря информации для Вселенной?
Модель структуры протона вместе с присущими ему полями показывает, как, несмотря на то, что он состоит из точечных кварков и глюонов, у него есть конечный и довольно большой размер, возникающий благодаря взаимодействию его внутренних квантовых сил
Основная идея атомной теории состоит в том, что на наименьшем, фундаментальном уровне материю, из которой всё состоит, после какого-то предела уже нельзя делить далее. Эти итоговые строительные блоки материи были бы буквально неделимыми. Спускаясь на всё меньшие масштабы, мы обнаруживаем, что молекулы состоят из атомов, а те состоят из протонов, нейтронов и электронов, а протоны и электроны можно дальше делить на кварки и глюоны.
И хотя кажется, что кварки, глюоны, электроны и прочие являются точечными частицами, у состоящей из них материи есть реальные, конечные размеры. Почему так происходит?
Впервые кристаллы времени — или темпоральные кристаллы — были предсказаны нобелевским лауреатом по физике Фрэнком Вильчеком не так давно — в 2012 году. Однако в прошлом году впервые удалось подтвердить теорию экспериментально — ученым буквально удалось воссоздать этот загадочный вид материи у себя в лаборатории.
Если обычный кристалл — это такая форма твердой материи, у которой структура повторяется в пространстве, но остается неизменной во времени, то темпоральный кристалл периодически меняет свою структуру и во времени тоже, видоизменяясь и затем вновь принимая изначальную конструкцию через определенные интервалы. Если привычные ассоциации с кристаллами для большинства людей — это алмазы и аметистовые камни, то для теоретических физиков это совершенно новый тип материи.
Источник: Naked Science
Космическое излучение представляет собой космические лучи, которые содержат высокоэнергетические частицы, поступающие из-за пределов Солнечной системы. Эти лучи считаются основной опасностью для здоровья космонавтов, которые в будущем отправятся на Луну, Марс и дальше.
