fyzika

Vědci z ETH Zurich dosáhli poprvé dokonalé náhodnosti, využívajíce kvantového jevu zvaného provázání. Tato náhodnost je kritická pro moderní bezpečnostní systémy, protože umožňuje generovat hesla a šifrovací klíče, které nelze předpovědět. Tým prokázal, že dokáže proměnit i lehce nedokonalou náhodnost v dokonale nepředvídatelnou pomocí experimentu zvaného Bellův test. Výzkum, publikovaný v Nature, představuje významný krok vpřed, protože náhodnost je nezávislá na hardwaru a certifikovaná kvantovým chováním. Dosažení této úrovně náhodnosti představuje potenciální základ pro nové standardy v oblasti bezpečnosti.

Vědci z Flatiron Institute v USA pomocí klasického počítače vyřešili složitý problém simulace spinových skel, což se dosud považovalo za možné jen kvantovým počítačem. Klíčovou inovací byla nová kompresní algoritmy, které efektivněji zpracovávají komplexní matematické výpočty. Výsledky simulace se vyrovnaly a někdy i předčily výkony kvantových počítačů. Studie ukazuje, jak mohou klasické počítače podporovat a kontrolovat výkon kvantových systémů. Objev by mohl nasměrovat další výzkum kvantových technologií a jejich aplikací.

V blízkosti vzniku černých děr může časoprostor vytvořit zvláštní krystalické vzory, které připomínají časové krystaly. Tyto struktury se mohou při malém energetickém podnětu zhroutit do mikroskopických černých děr. Fyzici z Vídně a Frankfurtu matematicky popsali tento jev pomocí rozšíření konceptu dimenzí vesmíru. Jejich nové rovnice odhalují, že podobné krystalické stavy mohou být zásadním prvkem gravitace. Tento přístup umožňuje lepší pochopení gravitačních procesů v extrémních podmínkách.

V roce 2019 mohlo dojít k náhodné detekci temné hmoty v datech o gravitačních vlnách. Fyzici zjistili, že jedna z detekovaných událostí odpovídá kolizi černých děr obklopených mrakem temné hmoty. Přestože výsledek je slibný, zatím není dostatečně statisticky významný pro potvrzení. Metoda by mohla otevřít nové možnosti zkoumání gravitačních vln a temné hmoty, přestože další nezávislé ověření je nezbytné.

Nedávné experimenty s fotony procházejícími mrakem rubidiových atomů naznačují existenci negativního času. Fotony se zdají přijít dříve, než vstoupí do atomového mraku, což naznačuje negativní dobu pobytu. Tento jev byl pozorován už v minulosti, ale fyzici ho často považovali za nepodstatný. Nový výzkum však ukazuje, že tento efekt může mít měřitelné důsledky na procházející částice. I když negativní čas neznamená možnost cestování časem, otevírá nové možnosti v kvantovém výzkumu.

Výzkum odhalil nový stav hmoty, který by mohl existovat v nitrech ledových obrů, jako jsou Uran a Neptun. Studie popisuje 'kvazi-1D superionickou' fázi, kde atomy uhlíku tvoří helikální mřížku a atomy vodíku se v ní volně pohybují. Tato unikátní struktura vede k anisotropnímu chování, což má vliv na vedení tepla a elektřiny. Výzkum může objasnit záhady kolem zvláštních magnetických polí těchto planet a přináší nové poznatky o komplexních procesech v tělesech naší sluneční soustavy.

Fyzici z Číny simulovali jev zvaný falešný rozpad vakua v laboratorních podmínkách. Tento jev by mohl teoreticky vést k destrukci vesmíru, pokud by část prostoru přešla do stabilnějšího energetického stavu. Experiment využíval Rydbergovy atomy k vytvoření podmínek, kde by tento jev mohl být pozorován. Přestože experiment nepotvrdil přímo hrozbu rozpadu vakua, poskytuje nový způsob, jak studovat vztahy mezi kvantovou teorií a relativitou. Studie publikovaná v Physical Review Letters může pomoci lépe pochopit, jak vesmír funguje na základní úrovni.

Vědci zkoumají možnost, že čas může mít skrytou kvantovou povahu pomocí optických hodin, které jsou přesnější než běžné atomové hodiny. Tyto hodiny by mohly ukázat, že čas nemusí plynout lineárně, ale může být v superpozici, kde zaznamenává více různých časů současně. Tento revoluční přístup by mohl pomoci pochopit, jak čas funguje na kvantové úrovni. Také navrhují využít kvantové techniky, jež by mohly zesílit malé kvantové fluktuace, a tak zpřístupnit pozorování kvantových efektů času s aktuální technologií. Cílem je zisk nových poznatků o propojení relativistické fyziky s kvantovou teorií.

Vědci z Varšavské univerzity dokázali zachytit infračervené paprsky v mřížce z atomů tlusté jen 42 nanometrů, což je významný pokrok pro optickou elektroniku. Klíčem k úspěchu je použití ultratenké struktury z molybdenit diselenidu, který má vysoký index lomu. Tento objev otevírá nové možnosti pro vývoj plochých a kompaktních zařízení na kontrolu světla. Ačkoli je proces výroby náročný, vědci věří v rozvoj techniky a její aplikaci v budoucích optických počítačích. Je třeba dalšího výzkumu, ale možnosti tohoto materiálu jsou slibné pro rychlejší a menší elektroniku.

Vědci z Drexel University a ExxonMobil objevili, že jednoduché tekutiny mohou při dosažení určitého bodu zlomu praskat jako pevné látky. Tento objev má významné důsledky pro mechaniku tekutin a potenciální aplikace v technologiích jako 3D tisk a biologické systémy. Experimenty odhalily, že viskóznější tekutiny praskají při podobné síle jako méně viskózní, což je překvapivý objev. Tento jev, srovnatelný s kavitací, byl sledován mezi kovovými deskami za použití vysokorychlostních kamer. Výzkum otevírá nové otázky pro studium vlastností tekutin a jejich chování mimo laboratorní podmínky.