(Ilustrație artistică pentru viața unei stele masive, fuziunea nucleară transformând elementele mai ușoare în elemente mai grele. Atunci când fuziunea nu mai generează suficientă presiune pentru a contracara gravitația, steaua se prăbușește rapid pentru a forma o gaură neagră. Teoretic, energia poate fi eliberată în timpul colapsului de-a lungul axei de rotație pentru a forma o explozie de raze gama)
Ultimii ani au fost o perioadă bogată în realizări pentru fizică. Printre acestea, cele mai importante sunt următoarele:
Originea exploziei radiațiilor gama (1993-2017): Din fuziunea stelelor neutronice binare, producerea unei explozii kilonova și a unei explozii de raze gamma scurte GRB 170817A au fost detectate atât în undele electromagnetice, cât și în undele gravitaționale GW170817.
Problema barionului lipsă (1998-2017): Proclamată ca rezolvată în octombrie 2017, cu barionii lipsă localizați în gazul intergalactic fierbinte.
Existența cristalelor temporale (2012-2016): În 2016, ideea de cristale temporale a fost propusă de două grupuri, independent de Khemani și colab. și Else și colab. Ambele grupuri au arătat că în sistemele mici, care sunt dezordonate și periodice în timp, se poate observa fenomenul cristalelor temporale. Norman Yao și colab. a extins calculele pentru un model (care are aceleași caracteristici calitative) în mediul de laborator. Acesta a fost apoi folosit de două echipe, un grup condus de Christopher Monroe de la Universitatea din Maryland și un grup condus de Mikhail Lukin la universitatea din Harvard, care au fost capabili să arate dovezi ale cristalelor temporale în laborator, arătând că, pentru perioade scurte de timp sistemele au prezentat dinamica similară celei prognozate.
Existența undelor gravitaționale (1916-2016): La 11 februarie 2016, echipa avansată LIGO a anunțat că au detectat direct undele gravitaționale de la o pereche de găuri negre care fuzionează, ceea ce a fost și prima detectare a unei găuri negre binare stelare.
Efectuarea unui experiment de testare Bell fără ambiguitate (1970-2015): În octombrie 2015, oamenii de știință de la Institutul Kavli de Nanoștiință au raportat că fenomenul nonlocalității cuantice este susținut la un nivel de încredere de 96%, bazat pe un studiu „test Bell fără ambiguități”. Aceste rezultate au fost confirmate de două studii cu semnificație statistică peste 5 abateri standard care au fost publicate în decembrie 2015.
Existența pentacuarcilor (1964-2015): În iulie 2015, colaborarea LHCb la CERN a identificat pentacuarci, care reprezintă dezintegrarea barionului lambda inferior într-un mezon, un kanon și un proton . Rezultatele au arătat că uneori, în loc să se descompună direct în mezoni și baryoni, a apărut o dezintegrare prin stări de pentacuarc intermediare. Cele două stări au semnificații statistice individuale și o semnificație combinată suficientă pentru a pretinde o descoperire formală. Cele două stări de pentacuarc s-au observat că se dezintegrează puternic, deci trebuie să aibă un conținut de cuarci valenți de doi cuarci u, un cuarc d, un cuarc c și un anti-cuarc c, rezultând pentacuarci quarkonium.
Criza de subproducție a fotonului (2014-2015): această problemă a fost rezolvată de Khaire și Srianand. Ei arată că o rată de fotoionizare metagalatică de 2 până la 5 ori mai mare poate fi obținută cu ușurință folosind observațiile actualizate ale quasarilor și galaxiilor. Observațiile recente ale quasarilor indică faptul că contribuția lor la fotoni ultraviolet este un factor de 2 mai mare decât estimările anterioare. Contribuția revizuită a galaxiei este un factor de 3 mai mare. Acestea împreună rezolvă criza.
Existența fulgerului globular (1638-2014): În ianuarie 2014, oamenii de știință de la Universitatea Normală de Nord-Vest din Lanzhou, China, au publicat rezultatele înregistrărilor făcute în iulie 2012 a spectrului optic a ceea ce se credea că este un fulger natural globular apărut în timpul studiului fulgerelor obișnuite de nor pe platoul Qinghai din China. La o distanță de 900 m, au fost filmat digital timp de 1,3 secunde fulgerul globular și spectrul său de frecvențe, de la formarea fulgerului globular după fulgerul obișnuit, până la dispariția optică a fenomenului. Se consideră că fulgerul globular înregistrat se datorează unor elemente vaporizate la sol care apoi se oxidează rapid în atmosferă. Natura adevăratei teorii nu este încă clară.
Bosonul Higgs și ruperea simetriei electroslabe (1963-2012): Mecanismul responsabil pentru ruperea simetriei ecartamentului electroslab, care dă masa bosonilor W și Z, a fost rezolvat prin descoperirea bosonului Higgs al Modelului Standard, cu cuplajele așteptate pentru bosonii slabi. Nu a fost observată nicio dovadă a unei soluții puternice dinamice, așa cum a fost propusă de teoriile tehnicolor.
Anomalia Hipparcos (1997-2012): Satelitul de colectare de înaltă precizie pentru paralaxă (Hipparcos) a măsurat paralaxa Pleiadei și a determinat o distanță de 385 ani lumină. Acest lucru a fost semnificativ diferit de alte măsurători făcute prin măsurarea efectivă a aparenței luminozității sau a mărimii absolute. Anomalia s-a datorat utilizării unei medii ponderate atunci când există o corelație între distanțele și erorile de distanță pentru stelele din clustere. S-a rezolvat prin utilizarea unei medii ponderate. Nu există o înclinație sistematică pentru datele Hipparcos atunci când vine vorba de clustere de stele.
Anomalia neutrinilor cu viteze mai mari decât a luminii (2011-2012): În 2011, experimentul OPERA a observat în mod eronat că neutrinii se deplasează mai repede decât lumina. Pe 12 iulie 2012 OPERA și-a actualizat lucrarea prin includerea noilor surse de erori în calculele lor. Au găsit un acord între viteza neutrinilor și viteza luminii.
Anomalia Pioneer (1980-2012): A existat o abatere în accelerațiile previzionate ale navei spațiale Pioneer în momentul în care a părăsit sistemul solar. Se crede că acest lucru este un rezultat al forței de refulare termică care nu a fost înregistrată anterior.
Soluție numerică pentru gaura neagră binară (1960 – 2005): Soluția numerică a problemei celor două corpuri în relativitatea generală a fost obținută după patru decenii de cercetare. În 2005 (anus mirabilis pentru relativitatea numerică), atunci când trei grupuri au elaborat tehnicile de studiu.
Exploziile cu raze gama de lungă durată (1993-2003): Exploziile de durată lungă sunt asociate cu moartea unor stele masive într-un eveniment specific de tipul supernovelor denumit în mod obișnuit un colapsar. Cu toate acestea, există și explozii cu raze gamma cu durată lungă care prezintă dovezi împotriva unei supernove asociate, cum ar fi evenimentul Swift GRB 060614.
Problema neutrinilor solari (1968-2001): Rezolvată de o nouă înțelegere a fizicii neutrinilor, care necesită o modificare a modelului standard al fizicii particulelor – în special, oscilația neutrinilor.
Crearea condensului Bose-Einstein (1924-1995): Bosonii compoziți sub formă de vapori atomici diluați au fost răciți la degenerarea cuantică utilizând tehnicile de răcire cu laser și răcire prin evaporare.
Problema vârstei cosmice (1920-1990): Vârsta estimată a universului a fost cu aproximativ 3 până la 8 miliarde de ani mai mică decât estimările vârstelor celor mai vechi stele din Calea Lactee. O estimare mai bună a distanțelor față de stele și recunoașterea expansiunii acceleratoare a universului a reconciliat estimările de vârstă.
Natura quasarilor (anii 1950-1980): Natura quasarilor nu a fost înțeleasă de zeci de ani. Acestea sunt acum acceptate ca un tip de galaxie activă în care producerea enormă de energie rezultă din faptul că materia cade într-o gaură neagră masivă în centrul galaxiei.
Unele dintre problemele majore nerezolvate în fizică sunt teoretice, ceea ce înseamnă că teoriile existente par incapabile să explice un anumit fenomen observat sau un rezultat experimental. Celelalte sunt experimentale, ceea ce înseamnă că există o dificultate în crearea unui experiment pentru a testa o teorie propusă sau pentru a investiga mai detaliat un fenomen.
Există încă unele deficiențe în modelul standard al fizicii, cum ar fi originea masei, problema puternică a simetriei sarcină-paritate, oscilațiile neutrinilor, asimetria materiei-antimaterie și natura materiei întunecate și a energiei întunecate. O altă problemă se află în cadrul matematic al modelului standard însuși – modelul standard este incompatibil cu cel al relativității generale, până la punctul în care una sau ambele teorii se descompun în anumite condiții (de exemplu, în singularitățile spațiului cunoscut, cum ar fi Big Bang și centrele de găuri negre dincolo de orizontul evenimentului).
Lasă un răspuns