Если бы Исааку Ньютону рассказали, что когда-нибудь он сможет смотреть в прошлое с помощью космического телескопа или разваливать частицы на субчастицы, то он бы плакал от счастья перед сном каждый день. Ну а Эйнштейн прыгал бы, наверное, на одной ножке и хлопал в ладоши, если бы узнал, что множество из его догадок оказались абсолютно правильными.
Мы редко придаём значение тому, что за последние годы мир изменился до неузнаваемости. Ещё в начале 2000 - х годов даже половины тех технологий, которыми располагает человечество сегодня, просто не существовало. И если большинство читателей оценивают прогресс по наличию новых функций у смартфонов, то в мире физики новое тысячелетие ознаменовало небывалый рост осведомленности об устройстве окружающего мира и проверку множества смелых научных гипотез на практике.
Давайте обсудим самые значимые для развития физики технологии, которые стали доступны в наше тысячелетие.
Адронный коллайдер
Наверное одна из самых известных широкому ругу читателей технология - это адронный коллайдер. Смысл устройств прост. Оно позволяет разгонять частицы до невероятных скоростей и сталкивать их при огромных энергиях. В результате этого происходят самые невероятные события. От рождения пар до выявления новых частиц.
Наверное многие слышали про открытие бозона Хиггса, который является квантом знаменитого поля Хиггса. Это поле фактически описывает, откуда берется масса у физических тел. Ответить на этот вопрос в 19 веке было просто технически невозможно.
Если бы Резерфорд располагал коллайдером, то, скорее всего, модель атома изначально бы отличалась от той, что мы привыкли видеть в школьных учебниках.
Микрокомпьютеры
Электроника тоже не стоит на месте и, собственно говоря, начинать бы следовало как раз с компьютеров. Ведь тот же коллайдер не может работать без электронно-вычислительных машин. Но пусть уж весь наш перечень пойдет вразнобой.
Компьютеры весьма важны, а ещё важнее - возможность сделать их миниатюрными. И, в общем-то, даже не "микро-" тут уместно было вспомнить. Речь уже про нано- уровень и может быть даже уже меньше.
Полнофункциональные компьютеры сами по себе получили активное развитие именно в 21 веке, но их "измельчение" открыло для физиков невероятные возможности. Теперь можно смело запустить в космос устройство, размером со спичечный коробок, которое будет собирать множество полезной информации. Можно встроить умные датчики в материал и анализировать его поведение. Скажем так, сложно придумать, что сделать НЕЛЬЗЯ. Это очень важный шаг для развития всей науки.
Тут можно даже остановиться на самом простом. Посмотрите как много можно сегодня записать в самый обычный смартфон. Вы даже не представляете, как все эти возможности помогают в научной работе!
Новые источники энергии
Вместе с электроникой рука об руку идут и новые источники энергии. Только посмотрите. сколько на улицах электросамокатов. Есть и полноценные машины с электродвигателями. Всё это возможно благодаря существованию аккумуляторов нового типа. Ещё лет 20 назад это казалось чем-то типа фантастики.
Само собой, появление новых источников энергии позволяет совершенствовать и самые разные исследовательские установки. Скажем, можно отправить в космос вполне себе "долговечную" роботизированную автономную систему, которая сделает много полезного. Без Li-ion этого было бы не достичь.
Существуют и миниатюрные ядерные барейки, которые используются на легендарных Вояджерах. Но и это "дети 21 века".
Глобальная сеть
Наверное не новостью станет, что глобальная сеть - это детище 21 века. Несмотря на то, что сами технологии появились значительно раньше, именно 21 век можно считать веком Интернета.
Для научной работы это сделало невероятное! Сегодня огромное количество трудов доступны в Интернете. Есть книги. рецензируемые публикации и просто научно-популярные статьи.
Вы, скорее всего, не представляете, как раньше велась работа с литературными источниками. Увы (или Вау!) но мне удалось (или не повезло) застать эту логику. Для того, чтобы просто сделать обзор литературы по самой простенькой проблеме, следовало поехать в библиотеку и провести там целый день. Сегодня подборка информации делается за считанные часы.
Кроме того, ученым необходимо обмениваться научными знаниями, опытом и просто общаться. Сегодня многие конференции проводятся именно в сети и это полезно.
Квантовый компьютер
Квантовые компьютеры - это новый тип вычислительных систем, которые появились в 21 веке. Их логика построена на том, что вместо традиционного использования 1 и 0, система оперируют вероятностью нахождения объекта в ожидаемом состоянии.
Такие объекты называются кубитами, а использование квантовых систем не только демонстрирует, что квантовая физика работает в жизни, но ещё и значительно увеличивает мощность вычислительных систем. Квантовые компьютеры имеют специфическую логику, но при этом способны справляться со сложнейшими вычислениями.
Нейросети в науке
Нейросети - это тоже плод работы ученых 21 века. Для физиков така технология позволяет рассчитывать на ускорение вычислений и возможность использовать этакого "робота-советчика".
Уже сегодня умные алгоритмы нейросетей позволяют обрабатывать и обсчитывать результаты даже сложных экспериментов. Нейропрограммы вполне себе успешно анализируют огромные массивы информации, что высвобождает время самих ученых для менее рутинных задач. Наверное если бы Ньютон или Энштейн выгрузили бы свои черновые записи в нейросетку, то они смогли бы сделать значительно больше открытий.
Телескоп Джеймса Уэбба
Эта система интересна, в первую очередь, тем. что способна фиксировать "свет из прошлого". Но речь не про телескоп и динозавров. Благодаря специфическому устройству датчиков телескоп Уэбба умеет использовать красное смещение, что позволяет ему заглянуть во Вселенную "до начала времен".
Технология граничит с фантастикой даже сегодня. Что уж говорить про прошлый век...
Кстати говоря, относительно недавно легендарный телескоп обнаружил кое-что невероятное.
Способ сохранить антиматерию
Долгое время существовала гипотеза о том, что если получится взять антиматерию под контроль, то она будет не падать в гравитационном поле, а взлетать. Вот только проверить это было невозможно.
Относительно недавно ученым удалось разработать технологию, которая позволяет удерживать один атом антиводорода. Тут же получилось проверить гипотезу. Она не подтвердилась и античастица тоже упала в гравитационном поле.
Аттосекундные часы
Все процессы в физике обычно оцениваются...или лучше сказать - оценивались раньше...исходя из длительности со стандартным шагом минимального отрезка времени.
Но вдруг на меньших интервалах можно увидеть что-то ещё более интересное и невероятное? Так и подумали ученые. Вот только способа работать со столь короткими интервалами не было. Не так давно за разработку методики работы в аттосекундном интервале группа физиков была награждена Нобелевской премией. Теперь доступен способ дифференцирования минимальных временных отрезков, что открыло "новую дорогу" для всей физики.
Впрочем, тут даже принципу Гейзенберга досталось...
Графен
Сам графен не является технологией. Это новый тип полностью двумерного материала. Но на базе графена были разработаны прочие технологии. Например, из этого материала делались покрытия для солнечных батарей нового типа. С его удалось продвинуться в изучении сверхпроводимости.
Собственно говоря. и само понятие листовых материалов, толщиной с один атом, закрепилось в науке благодаря графену. Материал был открыт ещё в 20-ом веке, но только сегодня он стал столь распространен и хорошо изучен.
Так или иначе, выделить какие-то определенные технологии для науки очень сложно. Каждое открытие имеет свою ценность. Мы не обозначили, например, радиотелескопы. И хотя такие системы появились ещё в 20 веке, именно 21 век стал временем их активного применения.
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта! Там самое интересное.
✅ Поддержать проект монеткой или задать вопрос можно тут! Здесь же я публикую фрагменты будущей книги, которую могут читать подписчики
👉💖 Ставьте лайки материалу, подписывайтесь на проект!