​​Цитата. "Важно различать две вещи: одна — теория струн как теория, другая — социологическое сообщество так называемых «струнных теоретиков». Они не всегда заняты собственно теорией струн. Они могут работать над квантовой теорией поля, аспектами конденсированного состояния, математикой или более традиционной космологией. Однажды меня попросили выступить с обзорным докладом на одной конференции по теории струн. Я предложил думать о струнах (STRINGS) как об аббревиатуре от Solid Theoretical Research in Natural Geometric Structures (Фундаментальные Теоретические Исследования Естественных Геометрических Структур). Я бы назвал это работой над фундаментальными теориями. Фундаментальными в смысле изучения основополагающих принципов квантовой механики, теории относительности и пространства-времени.

…если вы серьезно относитесь к общей теории относительности и квантовой механике, вы должны каким-то образом свести их воедино. «Струнные теоретики» рады рассмотреть и другие возможности. Например, модель SYK. Это, безусловно, очень интересная модель, которая представляет форму голографии, но не содержит струн в явном виде. Однако это часть того, над чем работают струнные теоретики. Просто потому, что эта модель проливает свет на аспекты пространства-времени и квантовой механики. Таким образом, она подходит под определение "STRINGS". Другой аспект — связь между квантовой информацией и гравитацией. Многие работы в этой области не зависят от традиционной десятимерной теории суперструн, вместо этого они полагаются на гравитацию как на эффективную теорию поля. Конечно, они были мотивированы и руководствовались примерами из теории струн и AdS/CFT.

Когда в середине 80-х годов теория струн обсуждалась как теория природы, главной направляющей идеей было Великое Объединение, идея очень большой симметрии, следующей из теории струн. Там была бы простая шестимерная внутренняя геометрия, из которой мы бы вывели свойства элементарных частиц. Это по-прежнему очень привлекательная идея, но детали оказались более сложными, чем ожидалось. Внутренних пространств много и проанализировать их все кажется затруднительным. Текущий подход состоит в том, чтобы сделать статистическое предсказание или выяснить, какой тип физики определенно невозможно получить из таких пространств." (с) Хуан Малдасена, AIP Oral History Interview, 2021

​​Новости науки. Физики из Хайдельбергского университета научились создавать вселенные! Пока что совсем маленькие и симулированные, но уже вполне себе физические. В основе эксперимента лежит конденсат бозе-эйнштейна - особое состояние материи, когда группа частиц обретает единое квантовое состояние. Чтобы его получить, ученые взяли 20 000 атомов калия и охладили их до 60 нанокельвинов с помощью лазерной ловушки. Следующая идея весьма интересна - получившимся бозе-эйнштейновским конденсатом можно управлять с помощью света. Создавая определённую конфигурацию облучения, можно как бы настраивать виртуальные силы взаимодействия между атомами, симулируя по сути разные законы физики и разные метрики пространства-времени. С помощью этой технологии ученые попытались воссоздать условия ранней вселенной, позволив системе из атомов эволюционировать и расширяться, следуя заданной с помощью света метрике пространства-времени.

Прекрасная демонстрация может стать основой для будущих экспериментов по объединению квантовой механики и гравитации, ведь условия в ранней вселенной, недоступные нашему экспериментальному взору напраямую, играют большую роль в том, какой именно набор теорий из огромного множества потенциальных мы выберем для дальнейшего изучения. Не говоря уже о том, что играться с различными метриками пространства-времени и наблюдать эволюцию систем в них само по себе очень интересно.

Статья опубликована в Nature 9 ноября 2022 года, а с полным текстом можно ознакомиться (если хватит интеллектуального могущества) в архиве - тыц.

#news

​​Новости науки. Австрийские грибные ученые из Университета Иоганна Кеплера додумались использовать материал из шкурки древесного гриба Ganoderma lucidum в качестве экологичной и биоразлагаемой подложки для электронных компонентов.

Подложки это наименьшие по стоимости, но наибольшие по объему части электронных устройств. Обычно их производят из злых пластиков, которые сложно перерабатывать, и они просто выкидываются на свалки. А ведь человечество каждый год производит примерно 50 миллионов тонн электронного хлама, так что проблема, как говорится, имеет место быть.

Вот и австрийские ученые, огорчившись этому факту, вспомнили про свои запасы грибов, в частности, про прекрасный Ganoderma lucidum, растущий на европейских и азиатских лиственных деревьях. Волею эволюции гриб обладает очень прочной шкуркой из мицелия, которую он развил с целью защиты от бактерий и других грибов, но с радостью делится ей и с исследователями. Как оказалось, шкурка почти не уступает по свойствам промышленным пластикам, использующимся в подложках, и выдерживает температуры до 200°C, хотя и обладает чуть большей проводимостью. Но самое главное её преимущество, конечно, в том, что она абсолютно экофрендли.

Технология пока не используется ни в каких промышленных изделиях, но исследователи выражают надежду о её скором применении для электроники, которая не требует долгого срока службы, например в NFC-метках.

Исследование опубликовано в Science Advances 11 ноября 2022 года.

#news

​​Новости науки. Многослойные двумерные материалы уже давненько являются одним из основных направлений исследования в физике твёрдого тела. Популярный пример - два листочка графена, положенные друг на друга. Взаимодействие между электронами в листах часто наделяет их уникальными свойствами, которые в одном листе не наблюдаются. Если же листы ещё и повернуть друг относительно друга на небольшой угол, то станет совсем весело - возникнет муаровый узор (знакомый многим по оптическим иллюзиям), который может ещё сильнее модифицировать свойства системы.

Физикам из Техасского университета в Остине удалось обнаружить новый вид квазичастиц, образуемых электронами как раз в таких муаровых системах. Удивительно, но найдены они не в графене, а в двуслойном материале из листа диселенида вольфрама, положенного на лист дисульфида вольфрама с небольшим углом между ними. В этом случае получается своеобразная муаровая квазирешетка (один период большого муарова узора), содержащая аж 3903 атома.

Новая квазичастица относится к классу экситонов, которые сами по себе известны очень давно, в основном в физике полупроводников. Возникают они, когда свободный электрон сцепляется со свободной "дыркой" (электронной вакансией), и получившаяся частица может долгое время жить как связанная система. Отличительной особенностью нового экситона является то, что его характеристики определяются именно параметрами муарового узора, например, его размер практически идеально совпадает с периодом узора.

Открытие это интересно прежде всего тем, что такие частицы вообще могут образовываться. Это прекрасная иллюстрация того, насколько сложные системы мы уже умеем конструировать на атомарных масштабах. Но, по словам ученых, экситону могут найтись и другие применения, например в оптических сенсорах нового поколения или опто-электронных устройствах.

Кстати, обнаружили частицу сначала теоретически и из первых принципов (то есть, используя голую теорию), а уже потом подтвердили экспериментально.

Статья опубликована в Nature 31 августа 2022 года.

#news

​​Цитата. "Я пытался разработать разновидность теории, в которой электронные поля, так же как и электромагнитные поля, являются переносчиками ядерных сил. Эта идея восходит к известной теории Гейзенберга об атомном ядре. Его статья была опубликована в 1932 году. Я попытался развить его идею, подробно рассмотрев поле электрона. Но, конечно, я столкнулся с большим количеством трудностей, связанных со спином, статистикой, сохранением энергии, импульсом и так далее. Но затем, в 1933 году, очень хорошо подошла знаменитая статья Ферми о бета-распаде с привлечением нейтрино.

Я стал задумываться над вопросом о ядерных силах в связи с процессом бета-распада. И сразу заметил, что процесс бета-распада очень медленный, так что электронно-нейтринное поле слишком слабое для сильного ядерного взаимодействия. Но я не пытался делать количественные выводы. Потом я увидел в Nature две статьи Тамма и Иваненко, в которых они привели формулу для ядерного взаимодействия, создаваемого полем электронных нейтрино. Как я и ожидал, ядерное взаимодействие с точки зрения процесса бета-распада оказалось слишком малым. Так что я был снова вдохновлён подумать о чём-то совершенно отличном от бета-распада. Я пытался разработать теорию электронного поля, которая также учитывала бы ядерные силы. Я снова столкнулся с множеством неприятностей, но в то время Нишина предположил, что можно попробовать рассмотреть электроны, подчиняющиеся статистике Бозе. В то время я не смог ухватить его мысль, потому что если есть электрон другого типа, с другой статистикой, то его можно было бы сразу обнаружить с помощью ядерного процесса.

Постепенно мои представления начали обретать форму, и где-то в сентябре 1931 г. мне стало ясно, что если принять массу этой новой частицы достаточно большой, то трудностей с её ненаблюдаемостью не возникнет. Я тут же взялся вычислять, проверять соотношение между масштабом взаимодействия и массой этой новой частицы; так что вскоре моя первая статья была почти готова" (с) Хидеки Юкава об открытии мезонов, AIP Oral History, 1962

#цитата

​​Новости науки. Сразу два новых минерала обнаружили ученые из канадского Альбертского Университета в образце железного метеорита Эль-Али, отдыхающего на песочке где-то в Сомали.

От 15-тонного метеорита, обнаруженного пару лет назад, ученым удалось заполучить в руки 70-граммовый образец, в срезе которого было найдено сразу два ранее не встречавшихся в природе минерала. Оба вещества представляют собой сложные соединения железа и фосфора и получили имена эльалиит (в честь метеорита) и элкинстантонит (в честь Линди Элкинс-Тантон, профессора наук земных и небесных, очень уважаемой одним из первооткрывателей).

Стоит заметить, что вещества эти рание не встречались лишь в естественной природе, в лаборатории их уже синтезировали аж в восьмидесятых годах (мало до чего не дотянулись загребущие ручонки синтезаторов). Но, тем не менее, открытие важное, ведь для образования минералов нужны определённые условия, а значит само наличие вещества в камне может кое-что поведать о его образовании и развитии, то есть, внести вклад в наше понимание эволюции Солнечной системы. Не исключено, что при более подробном рассмотрении в метеорите обнаружится и ещё кое-что интересное.

Статьи пока нет, но есть пресс-релиз университета и доклад на конференции.

#news