fyzika

Fyzici poprvé pozorovali 'díry' ve světle, které se pohybují rychleji než samotné světlo. Tyto jevy, známé jako optické víry, nezlomí teorii relativity, protože nenesou hmotu ani energii. Jsou výsledkem geometrie vlnového vzoru, nikoli fyzického pohybu. Objev je důležitý pro technologii, umožňuje mapovat pohyb na nanoskopické úrovni. Experiment použil hexagonální boron nitrid a elektronovou mikroskopii, což umožnilo sledovat víry v reálném čase a jejich rychlosti dosáhnout nadsvětelných hodnot.

Vědci zjistili, že voda má 'kritický bod' ve stavu podchlazené vody, kde se nerozmrazí. Tento bod se objevuje, když je voda udržována v tekuté formě pod bodem mrazu. Studie zjistila, že voda se v tomto stavu rozdělí na dvě fáze: kapalinu s vysokou hustotou a nízkou hustotou. Experimenty využívající rychlé rentgenové snímky odhalily přechod vody do nového, nestabilního stavu. Přestože přesný kritický bod nebyl ještě nalezen, výzkum značně zúžil rozsah, kde by se mohl nacházet. Tato zjištění mohou mít dopady na porozumění základním vlastnostem vody.

Vědcům v CERN se poprvé podařilo přepravit antiprotony po silnici, což znamená průlom v manipulaci s antihmotou. Antihmota, při kontaktu s běžnou hmotou, okamžitě anihiluje, což činilo její přepravu náročnou. Použitím speciálního kryogenního zařízení se podařilo bezpečně transportovat částice na vzdálenost 10 kilometrů. Tento úspěch otvírá možnosti pro dodávky antihmoty do výzkumných laboratoří po celé Evropě. Vědci očekávají, že tyto experimenty přinesou přesnější měření a hlubší pochopení fundamentálních symetrií v přírodě.

CERN ve svém Velkém hadronovém urychlovači objevil novou částici, nazvanou Xi-cc-plus. Tato částice je podobná protonu, ale je čtyřikrát těžší. Skládá se ze dvou 'charm' kvarků a jednoho 'down' kvarku, což jí dává větší hmotnost než běžné protony. Objev byl umožněn díky nedávným vylepšením detektoru LHCb, a jde o první částici zaznamenanou po těchto úpravách. Nový poznatek pomůže testovat modely kvantové chromodynamiky, teorie sil, která váže kvarky dohromady.

Fyzici v USA vytvořili simulaci, která poprvé naznačuje možnost existence tzv. ideálního skla, jež by mělo minimální entropii. Tento typ skla, poprvé diskutovaný v roce 1948, by měl být amorfní a současně velmi uspořádaný, což by mu umožnilo chovat se jako dokonalý krystal. Výzkumníci z Oregonské univerzity použili pro simulaci dvoudimenzionální model, kde sklo vykazuje krystalické vlastnosti. I když se jedná o teoretickou práci, otevírá nový směr pro budoucí vývoj materiálů. K vytvoření ideálního skla budou však nutné novátorské přístupy, jelikož běžné tepelné procesy nestačí.

Přesunutí anyonů do jednorozměrného prostoru může odhalit nové formy částic a fundamentální interakce. V trojrozměrném prostoru jsou částice klasifikovány jako fermiony nebo bosony, ale anyony mohou existovat v plochých, dvourozměrných prostředích. Fyzici nyní zkoumali chování anyonů v jednorozměrném prostoru, což přidává novou úroveň složitosti. Interakce v jedné dimenzi umožňují jejich rozdělení na bosonické a fermionické anyony. Tyto teoretické nálezy vyzývají k experimentálnímu ověření a mohou zásadně změnit naše chápání částic a jejich interakcí. Výzkum pokračuje ve snaze překročit tradiční dělení částic na bosony a fermiony.

Fyzici z Číny odhalili, proč lepící páska vydává zvuky při odtržení. Skrývá se za tím řada malých rázových vln, které vznikají, když trhliny ve vrstvách lepidla dosáhnou okraje pásky. Výzkum využil vysokorychlostní kamery a citlivé mikrofony pro porozumění procesu, který zahrnuje velmi rychlé boční trhliny v lepidle. Tyto trhliny cestují rychlostí až dvakrát vyšší, než je rychlost zvuku ve vzduchu, což vytváří malé kapsy vakua, které po dosažení okraje pásky způsobují kolaps a následnou rázovou vlnu.

Bezprostředně po Velkém třesku byl vesmír plný extrémně husté a žhavé plazmy, nazývané kvark-gluonové plazma (QGP). Vědci z MIT a CERN pomocí těžkoiontových srážek simulovali tuto fázi a zjistili, že se QGP chová jako tekutina, která víří a stříká. Při experimentech využili částicové srážky v LHC ke sledování pohybů kvarků v této plazmě. Analýza ukázala, jak kvarky předávají energii plazmě a způsobují její kapalné chování. Tento objev poskytuje nový vhled do jedné z nejzáhadnějších fází raného vesmíru.

Vědci zjistili, že lidské spermie mohou plavat skrz husté tekutiny bez ohledu na třetí Newtonův zákon pohybu. Tým pod vedením Kenty Ishimota z Kjótské univerzity studoval pohyby spermií a další mikroskopické plavce, jejichž pohyb vykazuje asymetrické interakce se svými prostředími. Experimenty prokázaly, že spermie a řasy se pohybují díky tzv. 'podivné elasticitě' svých bičíků, což umožňuje pohyb bez výrazné ztráty energie z okolního prostředí. Tento objev by mohl přispět k návrhu malých robotů napodobujících živé materiály a k lepšímu porozumění principům kolektivního chování. Výsledky byly publikovány v říjnu 2023 v časopise PRX Life.

Nejdéle trvající laboratorní experiment na světě začal v roce 1927. Thomas Parnell naplnil nálevku nejhustší známou kapalinou, smůlou. První kapka dopadla až po osmi letech a od té doby jich bylo pouze devět. I když je nyní experiment sledován online, nikdo ještě neusvědčil okamžik, kdy kapka skutečně padá. Po smrti Johna Mainstona v roce 2013 převzal péči o experiment fyzik Andrew White.