Физика сложених система
На ово поље науке, Нобелова комисија се односила на практично неповезане
„Ми смо на ивици понора“, рекао је недавногенерални секретар УН Антонио Гутереш. - Просечна температура је већ порасла за 1,2 °Ц изнад оне из прединдустријске ере. Ово је веома близу критичног очитавања од 1,5 ° Ц. Ова година ће бити одлучујућа. Ако не успемо [у контроли климе и преласку на зелене технологије], бићемо у великој опасности."
У блиској будућности можемо очекивати повећање обимаистраживачки рад из области физике сложених система и физике климе. Главна открића у овој области направљена су пре више деценија. На пример, 60-их година, Шукуро Манабе је створио комплет алата за моделирање климатског система, десет година касније, Клаус Хаселман је повезао време и климу. Награду би са њима могао да подели совјетски физичар Андреј Монин, један од оснивача геофизичке хидродинамике, која је отворила пут истраживањима широм света.
Сада у Русији има мало научника којибаве се моделирањем сложених система у климатском смислу и истовремено стичући признање на међународном нивоу. На пример, рад Евгенија Володина са Института за рачунарску математику. Марцхук РАС постао је део већег модела ИПЦЦ (Међувладин панел за климатске промене) пре неколико година. У научној заједници постоји мишљење да сада руско истраживање далеко заостаје за западним радовима, а специјалиста на нивоу нобеловаца у земљи једноставно нема. Разлози су недовољно финансирање и пад стручности.
У Русији не постоји посебна глобална институција,који се бави физиком сложених система. Али постоје регионалне иницијативе - на пример, образовни и научни центар "Физика сложених система", отворен 2009. године у Казању. Мастер програм се реализује по принципу размене искустава са Институтом за проблеме механике и савремене науке о материјалима ИСМАНС (Француска).
Климатски модели су само један од њихпрактичне сфере, која убире плодове открића у области физике сложених система. Тако је трећи нобеловац Ђорђо Париси добио награду за откриће математичких закона који настају у сложеним (хаотичним) материјалима, што је омогућило научницима да опишу многе различите појаве – не само у физици, већ и у математици, биологији, неуронауци, и машинско учење. Поред тога, његов рад је био од велике помоћи у стварању квантног рачунара.
Квантна физика
Квантни рачунар је један од најмоћнијихпримењена достигнућа. Према најоптимистичнијим проценама, они ће се појавити у Русији за неколико година, а за сада постоје само прототипови различитих типова квантних процесора. Ово укључује прву јединствену шему од пет кубита за квантно рачунарство, креирану у лабораторији МИПТ.
20-јонска платформа се такође појавила 2021.алтернативни приступ стварању квантног рачунара, „Национална квантна лабораторија“. За Русију су оба догађаја велики напредак, али ипак, ово је значајно заостајање у свету, где већ постоји пуноправни квантни рачунар са 27 кубита и ради Д-Ваве машина од 5000 кубита за ограничене прорачуне.
"Према гартнеровим прогнозама, кванта ће постати реалност већине већ 2023, а не за 20 година, као што се раније мислило", наводи се у извештајимаЕлена Зислин, потпредседник, ЈПМорган Цхасе'с Технолошки пословни развој.— За две године, 20% светских компанија ће већ битиЗа поређење, данас је само 1%.".
Експерименти за изградњу квантних рачунараРусија тражи много новца. Али одређене области истраживања често спроводи неколико института. Као део међународних група, руски научници су учествовали у неколико важних открића. На пример, истраживачка група Сколтецх-а са ИБМ-ом измислила је квантне прекидаче - технологију која драматично смањује потрошњу енергије квантног рачунара. У теорији, ово ће омогућити избегавање употребе скупих система за хлађење, који у великој мери отежавају рад уређаја.
Други има приближно исто практично значење.открића - запослени у Руском квантном центру са колегама са Московског државног универзитета и Казанског федералног универзитета. По први пут у историји, добили су квантне феномене суперпроводљивости и суперфлуидности на собној температури. Ово је већ деценијама сан истраживача широм света.
Такође постоје многа открића направљена усаставе међународних група. На пример, научници са Института за физику чврстог тела. Осипјан и Сколтех, заједно са колегама са Принстона (САД) и Института Волтер Шотки (Немачка), предложили су оригиналну методу за детекцију сложених квантних стања – Мајоранине модове. Научници већ дуже време покушавају да открију ове честице, али је то изузетно тешко: оне немају наелектрисање и спин. Потенцијална корист од открића лежи у коришћењу јединствених својстава при креирању квантног рачунара нове генерације (брзина рачунања је већа, ефекат утицаја околине је мањи).
У октобру 2021.Андре Геим је познати физичар и дипломирао је на Московском Институту за физику и технологију, који је добио Нобелову награду за откриће графена заједно са Константином Новоселовом.Лабораторија ће се бавити мезофизиком или манифестацијом квантно-механичарских феномена на макроскопском нивоу.Открића у овој области могу бити од велике практичне важности за развој микроелектроника.
Физика материјала
Учешће у руским научним пројектимаНобеловци су важан стратешки корак ка стварању центра привлачења младих научника, где би се концентрисао интелектуални потенцијал земље. Ово је оно што МИПТ сада ради. Један од најцитиранијих физичара нашег времена, професор Универзитета у Манчестеру, нобелиста Константин Новоселов, предводио је одељење Пхистецх, фокусиран на експерименте са дводимензионалним паметним материјалима. Ово је веома обећавајућа област са великим потенцијалним ефектом за микроелектронику и технологију. Очекује се да се такви материјали могу користити као основа за неуроморфне рачунаре.
Такође се бави наноматеријалима у РусијиИнститут Курцхатов. Недавно су физичари синтетизовали фундаментално нову класу танке материје - субмонослојне магнетне филмове. Оне су дебеле један атом, али веома испражњене. Ово су најтањи вештачки магнети икада направљени у лабораторији. Ово откриће може бити повезано са подстицајем у развоју спинтронике (система који користи спин као носилац информација у квантном рачунарству). У току свог истраживачког рада, физичари Курчатовског института сарађивали су са Европским центром за синхротронска истраживања, где постоји јединствени акцелератор који омогућава проучавање својстава наноматеријала. Ово нас доводи веома близу да говоримо о стању физике акцелератора у Русији.
Нуклеарна и акцелераторна физика
Почетком 2021. Русија је лансирала двамега-инсталације: најмоћнији светски истраживачки неутронски реактор високог флукса ПИК и термонуклеарни реактор Т-15МД (познат и као Токамак). Уз његову помоћ руски научници желе да дођу до открића која ће омогућити стварање технологија за двокомпонентну нуклеарну енергију. У Институту Курчатов их називају и „природнима“, односно затвореним у себе и природно уграђеним у циркулацију ресурса животне средине.
Такође, научници са Курчатовског института раде настварање нуклеарних електрана мале снаге на бази термоелектричних материјала, које практично не треба сервисирати. Прототип објекта, који се може назвати компактном атомском батеријом, ради неколико деценија. Можда су руски физичари ти који утиру пут за стварање технологија које могу осигурати људски живот на другим планетама.
Упркос присуству неколико инсталација у земљисветске класе, нови акцелератори и реактори се граде ређе него што совјетско наслеђе пропада. Ово је озбиљан проблем - на крају крајева, већина открића у физици честица и нуклеарној физици се дешава током експеримената на таквим објектима.
„Током протеклих 30 година, постојао је тренд касмањење удела обављеног посла у истраживачким центрима Руске Федерације. То је због недостатка модерне експерименталне базе у земљи. У позадини општег, рекао бих, депресивног стања фундаменталне науке у земљи, успорено је стварање великих научних акцелераторских инсталација. То је довело до тога да постоји значајно заостајање у развоју домаћих акцелераторских технологија у низу важних области, као што су нуклеарна медицина, наука о материјалима, индустрија полупроводника, које су сада зависне од иностраних добављача“, рекао је академик Борис Шарков. рекао је на недавном састанку Руске академије наука.
Позитивна страна ситуације је што нивоекспериментална база може да се подигне, а у наредним годинама. 2022. НИЦА колајдер ће бити завршен и лансиран у Дубни. У Сарову се поставља Национални центар за физику и математику, где ће се појавити још један колајдер, Фабрика Супер ц-тау. Можда управо уз његову помоћ руски научници проучавају процесе и појаве који превазилазе „стандардни модел“. Али они могу да их престигну: у свету се експерименти свакодневно изводе на акцелераторским инсталацијама, а научници су веома близу открића која ће поставити темеље за „нову физику“.
У међувремену, руски теоретски физичари морајубуквално убеђујући ЦЕРН да спроведе експерименте. Да бисте то урадили, морате их убедити у потенцијалну корисност открића. Сада то постиже Дмитриј Карловетс, који је математички доказао очување необичног стања "увијања" и својства таласа у честицама при великим брзинама. Раније су истраживачи проучавали ова квантна својства само при умереним енергијама. Да ли овде има практичне користи је велико питање, али нису сви револуционарни експерименти у историји физике то поставили као циљ. Спознаја је увек била главна ствар.
Опширније
Habl je napravio fotografiju iste aktivne galaksije u razmaku od 20 godina
Astronomi su rekli gde i kako nastaju zlato i platina u svemiru
Слушајте звукове Марса снимљене мисијом Упорност