Ha re etseng ntho tsa rona mohlomong ho tla ba le phetohelo

Litšibollo tse kholo, likhopolo tse sebete, tsoelo-pele ea saense. Mecha ea litaba e tletse ka libopeho tse joalo, hangata li feteletsoa. Kae-kae moriting oa "fisiks e kholo", LHC, lipotso tsa motheo tsa cosmological le ntoa khahlanong le Standard Model, bafuputsi ba sebetsang ka thata ba etsa mosebetsi oa bona ka khutso, ba nahana ka likopo tse sebetsang le ho atolosa tšimo ea tsebo ea rona mohato ka mohato.

"Ha re etseng ntho ea rona" ka sebele e ka ba lepetjo la bo-rasaense ba amehang ho nts'etsopele ea motsoako oa thermonuclear. Hobane, ho sa tsotellehe likarabo tse kholo tsa lipotso tse kholo, tharollo ea mathata a sebetsang, a bonahalang a se na thuso a amanang le ts'ebetso ena, e khona ho fetola lefatše.

Mohlomong, mohlala, ho tla khonahala ho etsa motsoako o monyane oa nyutlelie - ka thepa e lekanang tafoleng. Bo-rasaense ba Univesithing ea Washington ba hahile sesebelisoa selemong se fetileng Z-pina (1), e khonang ho boloka karabelo ea fusion ka har'a li-microseconds tse 5, le hoja boitsebiso bo ka sehloohong bo tsotehang e ne e le miniaturization ea mochine, e leng bolelele ba limithara tse 1,5. Z-pinch e sebetsa ka ho tšoasa le ho hatella plasma ka matla a matla a khoheli.

Ha e sebetse haholo, empa e ka ba ea bohlokoa haholo boiteko ba ho . Ho latela lipatlisiso tse entsoeng ke Lefapha la Matla la United States (DOE), e phatlalalitsoeng ka Mphalane 2018 koranteng ea Fisiks ea Plasmas, li-reactor tsa fusion li na le bokhoni ba ho laola plasma oscillation. Maqhubu ana a sutumelletsa likaroloana tse nang le matla a phahameng ho tsoa sebakeng seo a se etsang, a nka a mang a matla a hlokahalang bakeng sa karabelo ea fusion. Phuputso e ncha ea DOE e hlalosa lipapiso tse rarahaneng tsa k'homphieutha tse khonang ho latela le ho bolela esale pele sebopeho sa maqhubu, ho fa litsebi tsa fisiks bokhoni ba ho thibela ts'ebetso le ho boloka likaroloana li le tlas'a taolo. Bo-rasaense ba tšepa hore mosebetsi oa bona o tla thusa kahong ITER, mohlomong morero o tsebahalang haholo oa liteko oa fusion reactor Fora.

Hape likatleho tse kang mocheso oa plasma oa likhato tse limilione tse 100 tsa Celsius, e fumanoeng qetellong ea selemo se fetileng ke sehlopha sa bo-rasaense Setsing sa China sa Plasma Physics ho Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), ke mohlala oa tsoelo-pele ea mohato ka mohato e lebisang ho fusion e sebetsang hantle. Ho ea ka litsebi tse buang ka thuto ena, e ka 'na ea e-ba ea bohlokoa haholo morerong o boletsoeng ka holimo oa ITER, oo Chaena e kopanelang ho oona le linaha tse ling tse 35.

Superconductors le lisebelisoa tsa elektroniki

Sebaka se seng se nang le bokhoni bo boholo, moo ho ntseng ho nkoa mehato e menyenyane, e hlokolosi ho e-na le katleho e khōlō, ke ho batla li-superconductors tse nang le mocheso o phahameng. (2). Ka bomalimabe, ho na le litemoso tse ngata tsa bohata le matšoenyeho a pele ho nako. Hangata litlaleho tsa mecha ea litaba ea rave li fetoha pheteletso kapa e se 'nete feela. Esita le litlalehong tse tebileng ho na le kamehla "empa". Joaloka tlalehong ea morao-rao, bo-rasaense ba Univesithing ea Chicago ba sibolotse superconductivity, bokhoni ba ho tsamaisa motlakase ntle le tahlehelo ka mocheso o phahameng ka ho fetisisa o kileng oa tlalehoa. Ka ho sebelisa theknoloji e tsoetseng pele Argonne National Laboratory, sehlopha sa bo-ramahlale ba lehae se ile sa ithuta sehlopha sa lisebelisoa moo se boneng matla a phahameng a mocheso mocheso o ka bang -23°C. Ena ke ho tlola ho ka bang likhato tse 50 ho tloha rekotong e netefalitsoeng ea pele.

2. Superconductor sebakeng sa makenete

Leha ho le joalo, ho tšoasa ke hore u tlameha ho sebelisa khatello e ngata. Lisebelisoa tse ileng tsa lekoa e ne e le li-hydrides. Ka nako e itseng, lanthanum perhydride e bile thahasello e khethehileng. Liteko li bontšitse hore lisampole tse tšesaane haholo tsa thepa ena li bonts'a superconductivity tlas'a khatello ho tloha ho 150 ho isa ho 170 gigapascals. Liphetho li phatlalalitsoe ka Mots'eanong koranteng ea Nature, e ngotsoeng ke Moprofesa. Vitaly Prokopenko le Eran Greenberg.

Ho nahana ka tšebeliso e sebetsang ea lisebelisoa tsena, o tla tlameha ho theola khatello le mocheso, hobane esita le ho fihlela -23 ° C ha e sebetse haholo. Ho sebetsa ho eona ke mokhoa o tloaelehileng oa fisiks oa mehato e nyane, e tsoelang pele ka lilemo lilaboratoring ho pota lefatše.

Ho joalo le ka lipatlisiso tse sebelisitsoeng. liketsahalo tsa makenete ho elektronike. Haufinyane tjena, ka ho sebelisa li-magnetic probes tse hlokolosi haholo, sehlopha sa machaba sa bo-ramahlale se fumane bopaki bo makatsang ba hore matla a makenete a hlahang moo ho nang le likaroloana tse tšesaane tsa non-magnetic oxide e ka laoloa habonolo ka ho sebelisa matla a manyenyane a mechine. Ho sibolloa, ho phatlalalitsoeng ka December e fetileng ho Nature Physics, ho bonts'a mokhoa o mocha le o sa lebelloang oa ho laola matla a khoheli, ka mohopolo o lumellang ho nahana ka mohopolo o matla oa makenete le spintronics, mohlala.

Ho sibolloa hona ho hlahisa monyetla o mocha oa ho fokotsa lisele tsa mohopolo oa khoheli, tseo kajeno li seng li ntse li e-na le boholo ba li-nanometers tse mashome a 'maloa, empa ho thatafala ha bona ho sebelisa theknoloji e tsebahalang. Khokahano ea oxide e kopanya liketsahalo tse 'maloa tse khahlisang tse kang conductivity ea mahlakore a mabeli le superconductivity. Taolo ea hona joale ka matla a makenete ke sebaka se ts'episang haholo ho lisebelisoa tsa elektroniki. Ho fumana thepa e nang le thepa e nepahetseng, leha ho le joalo e le theko e tlase ebile e le theko e tlase, ho ka re fa monyetla oa ho teba ka ho nts'etsapele spintronic.

le eona ea khathatsa taolo ea mocheso litšila ka lisebelisoa tsa elektronike. Baenjineri ba UC Berkeley ba sa tsoa hlahisa thepa ea filimi e tšesaane (botenya ba filimi 50-100 nanometers) e ka sebelisoang ho khutlisa mocheso o litšila ho hlahisa matla ka maemo a e-so ka a bonoa a mofuta ona oa theknoloji. E sebelisa mokhoa o bitsoang pyroelectric power conversion, oo lipatlisiso tse ncha tsa boenjiniere li bonts'ang hore o loketse hantle ho sebelisoa mehloling ea mocheso e ka tlase ho 100 ° C. Ena ke e 'ngoe ea mehlala ea morao-rao ea lipatlisiso sebakeng sena. Ho na le makholo kapa likete tsa mananeo a lipatlisiso lefatšeng ka bophara a amanang le taolo ea matla ho elektroniki.

"Ha ke tsebe lebaka, empa e ea sebetsa"

Ho etsa liteko ka lisebelisoa tse ncha, liphetoho tsa mekhahlelo ea bona le maemo a holimo ke sebaka se ts'episang haholo sa lipatlisiso, se sa sebetseng hantle, se thata ebile se sa ratehe ho mecha ea litaba. Ena ke e 'ngoe ea lipatlisiso tse atisang ho qotsoa lefapheng la fisiks, le hoja e ile ea fumana phatlalatso e ngata mecheng ea litaba, e bitsoang. hangata ha ba hlole.

Liteko tse nang le phetoho ea mekhahlelo ea thepa ka linako tse ling li tlisa liphello tse sa lebelloang, mohlala ho qhibilihisa tšepe e nang le lintlha tse phahameng tsa ho qhibiliha mocheso oa kamore. Mohlala ke katleho ea morao-rao ea lisampole tsa khauta e qhibilihang, eo hangata e qhibilihang ho 1064°C mocheso oa kamore, ho sebelisoa lebala la motlakase le maekorosekopo ea elektronike. Phetoho ena e ile ea fetoloa hobane ho tima lebala la motlakase ho ne ho ka tiisa khauta hape. Ka hona, sebaka sa motlakase se kopane le lintlha tse tsebahalang tse susumetsang liphetoho tsa mekhahlelo, ho phaella ho mocheso le khatello.

Liphetoho tsa mekhahlelo li ile tsa boela tsa bonoa nakong e matla maqhubu a lebone la laser. Liphetho tsa boithuto ba ketsahalo ena li phatlalalitsoe lehlabuleng la 2019 koranteng ea Nature Physics. Sehlopha sa machaba ho finyella sena se ne se etelletsoe pele ke Nuh Gedik (3), moprofesa oa fisiks Setsing sa Theknoloji sa Massachusetts. Bo-rasaense ba fumane hore nakong ea ho qhibiliha ha optically, phetoho ea mohato e etsahala ka ho thehoa ha li-singularities ka thepa, e tsejoang e le mefokolo ea topological, e leng eona e amang phello ea elektronike le lattice e hlahisoang ke lintho tse bonahalang. Litšitiso tsena tsa thuto ea leholimo, joalo ka ha Gedik a hlalositse khatisong ea hae, li ts'oana le marotholi a manyane a hlahang mekelikeling joalo ka metsi.

Bakeng sa lipatlisiso tsa bona, bo-rasaense ba ile ba sebelisa motsoako oa lanthanum le tellurium LaTe.₃. Bafuputsi ba hlalosa hore mohato o latelang e tla ba ho leka ho fumana hore na ba ka "hlahisa mefokolo ena joang ka mokhoa o laoloang." Mohlomong, sena se ka sebelisoa bakeng sa polokelo ea data, moo li-pulse tse bobebe li neng li tla sebelisoa ho ngola kapa ho lokisa liphoso tsamaisong, e neng e tla lumellana le ts'ebetso ea data.

'Me kaha re fihlile ho ultrafast laser pulses, ts'ebeliso ea bona litekong tse ngata tse khahlisang le lits'ebetso tse ts'episang ts'ebetsong ke sehlooho se hlahang hangata litlalehong tsa mahlale. Ka mohlala, sehlopha sa Ignacio Franco, motlatsi oa moprofesa oa k'hemistri le fisiks Univesithing ea Rochester, haufinyane se bontšitse kamoo maqhubu a laser a potlakileng a ka sebelisoang kateng. ho sotha ditho tsa taba Oraz tlhahiso ea motlakase ka lebelo le potlakileng ho feta mokhoa ofe kapa ofe oo re o tsebang ho fihlela joale. Bafuputsi ba ile ba tšoara likhoele tse tšesaane tsa khalase ka nako ea milione e le 'ngoe ea bilione ea motsotsoana. Ka ho panya ha leihlo, thepa ea khalase e ile ea fetoha ntho e kang tšepe e tsamaisang motlakase. Sena se etsahetse ka potlako ho feta tsamaiso leha e le efe e tsejoang ha ho se na motlakase o sebelisoang. Tataiso ea phallo le matla a hona joale a ka laoloa ka ho fetola thepa ea lebone la laser. 'Me kaha e ka laoloa, moenjiniere e mong le e mong oa lisebelisoa tsa elektroniki o shebahala ka thahasello.

Franco o ile a hlalosa khatisong ea Nature Communications.

Sebopeho sa 'mele sa liketsahalo tsena ha se utloisisoe ka botlalo. Franco ka boeena o belaela hore mekhoa e kang phello e makatsang, ke hore, kamano ea ho tsoa kapa ho monya ha quanta e khanyang le sebaka sa motlakase. Haeba ho ne ho ka khonahala ho aha litsamaiso tsa elektroniki tse sebetsang ho ipapisitsoe le liketsahalo tsena, re ne re tla ba le karolo e 'ngoe ea letoto la boenjiniere le bitsoang Ha re Tsebe Hobaneng, Empa lea Sebetsa.

Sensitivity le boholo bo nyane

Li-gyroscopes ke lisebelisoa tse thusang likoloi, li-drones, hammoho le lisebelisoa tsa elektronike le lisebelisoa tse nkehang habonolo ho tsamaea sebakeng sa mahlakore a mararo. Hona joale li sebelisoa haholo lisebelisoa tseo re li sebelisang letsatsi le leng le le leng. Qalong, li-gyroscope e ne e le sehlopha sa mabili a lutseng sehlaheng, ao le leng le le leng la 'ona le neng le pota-pota axis ea lona. Kajeno, ka mehala ea cellular, re fumana li-microelectromechanical sensors (MEMS) tse lekanyang liphetoho ho matla a sebetsang ho matšoele a mabeli a ts'oanang, a oscillating le a tsamaeang ka lehlakoreng le leng.

Li-gyroscope tsa MEMS li na le mefokolo e kholo ea kutlo. Kahoo e a haha li-gyroscope tsa mahlo, e se nang likarolo tse tsamaeang, bakeng sa mesebetsi e tšoanang e sebelisang ketsahalo e bitsoang Phello ea Sagnac. Leha ho le joalo, ho fihlela joale ho ne ho e-na le bothata ba miniaturization ea bona. Li-gyroscopes tse nyane ka ho fetisisa tse sebetsang hantle tse fumanehang li kholo ho feta bolo ea ping pong 'me ha li tšoanelehe bakeng sa lisebelisoa tse ngata tse nkehang habonolo. Leha ho le joalo, baenjiniere ba Univesithing ea Theknoloji ea Caltech, e etelletsoeng pele ke Ali Hadjimiri, ba thehile gyroscope e ncha ea optical eo. makholo a mahlano ka makhetlo a fokolangse tsebahalang ho fihlela hajoale4). O ntlafatsa kutloisiso ea hae ka ho sebelisa mokhoa o mocha o bitsoang "ho matlafatsana» Pakeng tsa mahlaseli a mabeli a khanyang a sebelisoang ka mokhoa o tloaelehileng oa Sagnac interferometer. Sesebelisoa se secha se hlalositsoe sengolong se phatlalalitsoeng ho Nature Photonics ka Pulungoana e fetileng.

4. Optical gyroscope e entsoeng ke Ali Hadjimiri le basebetsi-'moho le eena. 

Nts'etsopele ea gyroscope e nepahetseng ea optical e ka ntlafatsa haholo mokhoa oa li-smartphone. Ka lehlakoreng le leng, e hahiloe ke bo-rasaense ba tsoang Columbia Engineering. lense ea pele e bataletseng e khonang ho tsepamisa mohopolo ka mokhoa o nepahetseng mebala e mengata e fapaneng sebakeng se le seng ntle le tlhokahalo ea likarolo tse eketsehileng e ka ama bokhoni ba lifoto tsa thepa ea mohala. Lense e pharalletseng e tšesaane ea micron e tšesaane haholo ho feta pampiri 'me e fana ka ts'ebetso e ka bapisoang le lilense tsa premium composite. Liphuputso tsa sehlopha, tse etelletsoeng pele ke Nanfang Yu, motlatsi oa moprofesa oa fisiks e sebelisitsoeng, li hlahisoa thutong e hatisitsoeng koranteng ea Nature.

Bo-rasaense ba hahile lilense tse bataletseng ho tloha "metatoms". Metatom ka 'ngoe ke karoloana ea bolelele ba maqhubu a khanya ka boholo 'me e liehisa maqhubu a khanya ka bongata bo fapaneng. Ka ho haha ​​lera le lesesaane le bataletseng la li-nanostructures holim'a substrate e teteaneng joaloka moriri oa motho, bo-rasaense ba ile ba khona ho finyella ts'ebetso e ts'oanang le tsamaiso ea lense e tloaelehileng le e boima haholo. Metalense e ka nka sebaka sa litsamaiso tsa lense tse ngata ka tsela e tšoanang le eo lithelevishene tsa sekirini se sephara li nkileng sebaka sa li-TV tsa CRT.

Ke hobane'ng ha ho thulana ho hoholo ha ho na le litsela tse ling

Fisiks ea mehato e menyenyane le eona e ka ba le meelelo le meelelo e fapaneng. Ka mohlala - ho e-na le ho haha ​​​​meaho ea mefuta e meholo ka mokhoa o makatsang le ho batla e meholo le ho feta, joalo ka ha litsebi tse ngata tsa fisiks li etsa, motho a ka leka ho fumana likarabo tsa lipotso tse kholo ka lisebelisoa tse itekanetseng.

Li-accelerator tse ngata li potlakisa maballo a likaroloana ka ho hlahisa matla a motlakase le a makenete. Leha ho le joalo, ka nako e itseng o ile a leka mokhoa o fapaneng - li-accelerator tsa plasma, ho potlakisa likaroloana tse qosoang tse kang li-electrone, positrons le li-ion ho sebelisa tšimo ea motlakase e kopantsoeng le leqhubu le hlahisoang ka plasma ea elektronike. Morao tjena ke ntse ke sebetsa phetolelong ea bona e ncha. Sehlopha sa AWAKE se CERN se sebelisa liprothone (eseng lielektrone) ho etsa leqhubu la plasma. Ho fetohela ho li-proton ho ka isa likaroloana maemong a phahameng a matla ka mohato o le mong oa ho potlakisa. Mefuta e meng ea ho potlakisa tšimo ea plasma e hloka mehato e mengata ho fihlela matla a tšoanang. Bo-ramahlale ba lumela hore theknoloji ea bona e thehiloeng ho proton e ka re thusa ho aha li-accelerator tse nyane, tse theko e tlase le tse matla haholo nakong e tlang.

5. Mehato e 'meli e nyenyane ea accelerator ho tloha DESY - pono

Ka lehlakoreng le leng, bo-rasaense ba tsoang DESY (e khutšoanyane bakeng sa Deutsches Elektronen-Synchrotron - German electronic synchrotron) ba ile ba beha tlaleho e ncha tšimong ea miniaturization ea li-accelerator tsa likaroloana ka July. The terahertz accelerator ho feta habeli matla a lielektrone tse kentsoeng (5). Ka nako e ts'oanang, ho seta ho ile ha ntlafatsa haholo boleng ba sefate sa elektronike ha se bapisoa le liteko tse fetileng tsa mokhoa ona.

Franz Kärtner, hlooho ea sehlopha sa ultrafast optics le X-ray ho DESY, o hlalositse tokollong ea boralitaba. -

Sesebelisoa se amanang le sona se ile sa hlahisa sebaka se potlakisang se nang le matla a holimo ho li-volts tse limilione tse 200 ka mithara (MV/m) - ho tšoana le accelerator e tloaelehileng ea sejoale-joale e matla ka ho fetisisa.

Ka lehlakoreng le leng, mochine o mocha, o batlang o le monyenyane ALPHA-g (6), e hahiloeng ke k'hamphani ea Canada ea TRIUMF 'me e rometsoe ho CERN pejana selemong sena, e na le mosebetsi oa ho lekanya lebelo la khoheli la antimatter. Na antimatter e potlakisa boteng ba matla a khoheli holim'a Lefatše ka +9,8 m/s2 (tlase), ka -9,8 m/s2 (holimo), ka 0 m/s2 (ha ho na lebelo la khoheli ho hang), kapa e na le boleng bo bong ? Monyetla oa ho qetela o ne o tla fetola physics. Sesebelisoa se senyenyane sa ALPHA-g, ntle le ho paka boteng ba "khahlanong le matla a khoheli", se ka re isa tseleng e isang liphiring tse kholohali tsa bokahohle.

Ka tekanyo e nyane le ho feta, re leka ho ithuta liketsahalo tsa boemo bo tlase le ho feta. Holimo Liphetoho tse limilione tse likete tse 60 ka motsotsoana e ka etsoa ke bo-ramahlale ba tsoang Univesithing ea Purdue le liunivesithi tsa China. Ho ea ka bangoli ba liteko sengolong se hatisitsoeng likhoeling tse 'maloa tse fetileng ho Physical Review Letters, popo e joalo e potolohang ka potlako e tla ba lumella ho utloisisa hamolemo. liphiri .

Ntho, e leng ka mokhoa o tšoanang oa ho potoloha, ke nanoparticle e ka bang bophara ba li-nanometer tse 170 le bolelele ba li-nanometer tse 320, eo bo-rasaense ba e entseng ho tloha silika. Sehlopha sa bafuputsi se ile sa tlosa ntho e 'ngoe ka har'a vacuum e sebelisa laser, e ntan'o e hula ka lebelo le leholo. Mohato o latelang e tla ba oa ho etsa liteko ka lebelo le phahameng le ho feta la ho potoloha, tse tla lumella lipatlisiso tse nepahetseng tsa likhopolo tsa mantlha tsa 'mele, ho kenyeletsoa le mefuta e sa tloaelehang ea likhohlano sebakeng sa vacuum. Joalokaha u bona, ha ho hlokahale hore u hahe lik'hilomithara tsa liphaephe le li-detectors tse kholo ho tobana le liphiri tsa motheo.

Ka 2009, bo-rasaense ba ile ba khona ho etsa mofuta o khethehileng oa lesoba le letšo ka laboratoring e monyang molumo. Ho tloha ka nako eo tsena molumo  e ipakile e le molemo e le li-analogue tsa laboratori tsa ntho e monyang khanya. Ka pampiri e hatisitsoeng koranteng ea Nature July ena, bafuputsi ba Technion Israel Institute of Technology ba hlalosa kamoo ba entseng lesoba le letšo la sonic le ho lekanya mocheso oa mahlaseli a Hawking. Litekanyo tsena li ne li lumellana le mocheso o boletsoeng esale pele ke Hawking. Kahoo, ho bonahala eka ha ho hlokahale ho etsa leeto la ho ea lesoba le letšo e le hore u ka le hlahloba.

Ke mang ea tsebang haeba merero ena ea saense e bonahalang e sa sebetse hakaalo, boiteko bo matla ba laboratori le liteko tse pheta-phetoang tsa ho hlahloba likhopolo tse nyenyane, tse arohaneng, e ka ’na ea se ke ea e-ba likarabo tsa lipotso tse kholo ka ho fetisisa. Histori ea saense e ruta hore sena se ka etsahala.