Ας κάνουμε το δικό μας και ίσως γίνει επανάσταση

Μεγάλες ανακαλύψεις, τολμηρές θεωρίες, επιστημονικές ανακαλύψεις. Τα ΜΜΕ είναι γεμάτα από τέτοιες διατυπώσεις, συνήθως υπερβολικές. Κάπου στη σκιά της «μεγάλης φυσικής», του LHC, των θεμελιωδών κοσμολογικών ερωτημάτων και της μάχης ενάντια στο Καθιερωμένο Μοντέλο, οι εργατικοί ερευνητές κάνουν σιωπηλά τη δουλειά τους, σκέφτονται πρακτικές εφαρμογές και επεκτείνουν τις γνώσεις μας βήμα προς βήμα.

«Ας κάνουμε το δικό μας» μπορεί σίγουρα να είναι το σύνθημα των επιστημόνων που ασχολούνται με την ανάπτυξη της θερμοπυρηνικής σύντηξης. Γιατί, παρά τις μεγάλες απαντήσεις στα μεγάλα ερωτήματα, η επίλυση πρακτικών, φαινομενικά ασήμαντων προβλημάτων που σχετίζονται με αυτή τη διαδικασία, είναι ικανή να φέρει επανάσταση στον κόσμο.

Ίσως, για παράδειγμα, να είναι δυνατή η πυρηνική σύντηξη μικρής κλίμακας - με εξοπλισμό που ταιριάζει σε ένα τραπέζι. Επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον κατασκεύασαν τη συσκευή πέρυσι Ζ-τσίμπημα (1), το οποίο είναι ικανό να διατηρήσει μια αντίδραση σύντηξης μέσα σε 5 μικροδευτερόλεπτα, αν και η κύρια εντυπωσιακή πληροφορία ήταν η σμίκρυνση του αντιδραστήρα, ο οποίος έχει μήκος μόλις 1,5 μ. Το Z-pinch λειτουργεί παγιδεύοντας και συμπιέζοντας το πλάσμα σε ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο.

Όχι πολύ αποτελεσματικό, αλλά δυνητικά εξαιρετικά σημαντικό προσπάθειες να . Σύμφωνα με έρευνα του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ (DOE), που δημοσιεύτηκε τον Οκτώβριο του 2018 στο περιοδικό Physics of Plasmas, οι αντιδραστήρες σύντηξης έχουν την ικανότητα να ελέγχουν την ταλάντωση του πλάσματος. Αυτά τα κύματα σπρώχνουν σωματίδια υψηλής ενέργειας έξω από τη ζώνη αντίδρασης, παίρνοντας μαζί τους λίγη από την ενέργεια που απαιτείται για την αντίδραση σύντηξης. Μια νέα μελέτη του DOE περιγράφει εξελιγμένες προσομοιώσεις υπολογιστή που μπορούν να παρακολουθούν και να προβλέψουν το σχηματισμό κυμάτων, δίνοντας στους φυσικούς τη δυνατότητα να αποτρέψουν τη διαδικασία και να διατηρήσουν τα σωματίδια υπό έλεγχο. Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι το έργο τους θα βοηθήσει στην κατασκευή ITER, ίσως το πιο διάσημο έργο πειραματικού αντιδραστήρα σύντηξης στη Γαλλία.

Επίσης επιτεύγματα όπως θερμοκρασία πλάσματος 100 εκατομμύρια βαθμοί Κελσίου, που λήφθηκε στα τέλη του περασμένου έτους από μια ομάδα επιστημόνων στο Ινστιτούτο Φυσικής Πλάσματος της Κίνας στο Πειραματικό Προηγμένο Υπεραγώγιμο Tokamak (EAST), είναι ένα παράδειγμα προόδου βήμα προς βήμα προς την αποτελεσματική σύντηξη. Σύμφωνα με ειδικούς που σχολιάζουν τη μελέτη, μπορεί να έχει καίρια σημασία στο προαναφερθέν έργο ITER, στο οποίο η Κίνα συμμετέχει μαζί με άλλες 35 χώρες.

Υπεραγωγοί και ηλεκτρονικά

Ένας άλλος τομέας με μεγάλες δυνατότητες, όπου γίνονται μάλλον μικρά, επίπονα βήματα αντί για μεγάλες ανακαλύψεις, είναι η αναζήτηση υπεραγωγών υψηλής θερμοκρασίας. (2). Δυστυχώς, υπάρχουν πολλοί ψευδείς συναγερμοί και πρόωρες ανησυχίες. Συνήθως οι διθυραμβικές αναφορές των μέσων ενημέρωσης αποδεικνύονται υπερβολές ή απλώς αναληθή. Ακόμα και σε πιο σοβαρές αναφορές υπάρχει πάντα ένα «αλλά». Όπως και σε μια πρόσφατη έκθεση, επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο ανακάλυψαν την υπεραγωγιμότητα, την ικανότητα να μεταφέρεις ηλεκτρισμό χωρίς απώλειες στις υψηλότερες θερμοκρασίες που έχουν καταγραφεί ποτέ. Χρησιμοποιώντας τεχνολογία αιχμής στο Εθνικό Εργαστήριο Argonne, μια ομάδα τοπικών επιστημόνων μελέτησε μια κατηγορία υλικών στα οποία παρατήρησαν υπεραγωγιμότητα σε θερμοκρασίες γύρω στους -23°C. Αυτό είναι ένα άλμα περίπου 50 μοιρών από το προηγούμενο επιβεβαιωμένο ρεκόρ.

2. Υπεραγωγός σε μαγνητικό πεδίο

Το πιάσιμο, όμως, είναι ότι πρέπει να ασκήσεις μεγάλη πίεση. Τα υλικά που δοκιμάστηκαν ήταν υδρίδια. Για κάποιο χρονικό διάστημα, το υπερυδρίδιο του λανθανίου έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον. Σε πειράματα, διαπιστώθηκε ότι εξαιρετικά λεπτά δείγματα αυτού του υλικού παρουσιάζουν υπεραγωγιμότητα υπό τη δράση πιέσεων στην περιοχή από 150 έως 170 γιγαπασκάλ. Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν τον Μάιο στο περιοδικό Nature, σε συν-συγγραφέα του Prof. Vitaly Prokopenko και Eran Greenberg.

Για να σκεφτείτε την πρακτική εφαρμογή αυτών των υλικών, θα πρέπει να μειώσετε την πίεση και επίσης τη θερμοκρασία, γιατί ακόμη και έως τους -23 ° C δεν είναι πολύ πρακτικό. Η εργασία σε αυτό είναι τυπική φυσική μικρής βήματος, που συνεχίζεται για χρόνια σε εργαστήρια σε όλο τον κόσμο.

Το ίδιο ισχύει και για την εφαρμοσμένη έρευνα. μαγνητικά φαινόμενα στην ηλεκτρονική. Πιο πρόσφατα, χρησιμοποιώντας εξαιρετικά ευαίσθητους μαγνητικούς ανιχνευτές, μια διεθνής ομάδα επιστημόνων βρήκε εκπληκτικά στοιχεία ότι ο μαγνητισμός που εμφανίζεται στη διεπιφάνεια λεπτών στρωμάτων μη μαγνητικού οξειδίου μπορεί εύκολα να ελεγχθεί με την εφαρμογή μικρών μηχανικών δυνάμεων. Η ανακάλυψη, που ανακοινώθηκε τον περασμένο Δεκέμβριο στο Nature Physics, δείχνει έναν νέο και απροσδόκητο τρόπο ελέγχου του μαγνητισμού, επιτρέποντας θεωρητικά να σκεφτόμαστε για πιο πυκνή μαγνητική μνήμη και σπιντρονική, για παράδειγμα.

Αυτή η ανακάλυψη δημιουργεί μια νέα ευκαιρία για σμίκρυνση κυψελών μαγνητικής μνήμης, τα οποία σήμερα έχουν ήδη μέγεθος αρκετών δεκάδων νανόμετρων, αλλά η περαιτέρω σμίκρυνση τους με γνωστές τεχνολογίες είναι δύσκολη. Οι διεπαφές οξειδίων συνδυάζουν μια σειρά από ενδιαφέροντα φυσικά φαινόμενα όπως η δισδιάστατη αγωγιμότητα και η υπεραγωγιμότητα. Ο έλεγχος του ρεύματος μέσω του μαγνητισμού είναι ένα πολλά υποσχόμενο πεδίο στην ηλεκτρονική. Η εύρεση υλικών με τις κατάλληλες ιδιότητες, αλλά προσιτά και φθηνά, θα μας επέτρεπε να ασχοληθούμε σοβαρά με την ανάπτυξη σπιντρονικός.

είναι και κουραστικό έλεγχος της σπατάλης θερμότητας στα ηλεκτρονικά. Οι μηχανικοί του UC Berkeley ανέπτυξαν πρόσφατα ένα υλικό λεπτής μεμβράνης (πάχος μεμβράνης 50-100 νανόμετρα) που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάκτηση της απορριπτόμενης θερμότητας για την παραγωγή ενέργειας σε επίπεδα που δεν έχουν ξαναδεί σε αυτόν τον τύπο τεχνολογίας. Χρησιμοποιεί μια διαδικασία που ονομάζεται μετατροπή πυροηλεκτρικής ισχύος, η οποία σύμφωνα με νέα μηχανική έρευνα είναι κατάλληλη για χρήση σε πηγές θερμότητας κάτω των 100°C. Αυτό είναι μόνο ένα από τα τελευταία παραδείγματα έρευνας σε αυτόν τον τομέα. Υπάρχουν εκατοντάδες ή και χιλιάδες ερευνητικά προγράμματα σε όλο τον κόσμο που σχετίζονται με τη διαχείριση ενέργειας στα ηλεκτρονικά.

«Δεν ξέρω γιατί, αλλά δουλεύει»

Ο πειραματισμός με νέα υλικά, τις μεταβάσεις φάσης και τα τοπολογικά τους φαινόμενα είναι ένας πολλά υποσχόμενος τομέας έρευνας, όχι πολύ αποτελεσματικός, δύσκολος και σπάνια ελκυστικός για τα μέσα. Αυτή είναι μια από τις πιο συχνά αναφερόμενες έρευνες στον τομέα της φυσικής, αν και έλαβε μεγάλη δημοσιότητα στα μέσα ενημέρωσης, τα λεγόμενα. mainstream συνήθως δεν κερδίζουν.

Πειράματα με μετασχηματισμούς φάσης σε υλικά μερικές φορές φέρνουν απροσδόκητα αποτελέσματα, για παράδειγμα τήξη μετάλλων με υψηλά σημεία τήξης θερμοκρασία δωματίου. Ένα παράδειγμα είναι το πρόσφατο επίτευγμα τήξης δειγμάτων χρυσού, τα οποία τυπικά λιώνουν στους 1064°C σε θερμοκρασία δωματίου, χρησιμοποιώντας ηλεκτρικό πεδίο και ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Αυτή η αλλαγή ήταν αναστρέψιμη επειδή η απενεργοποίηση του ηλεκτρικού πεδίου θα μπορούσε να στερεοποιήσει ξανά τον χρυσό. Έτσι, το ηλεκτρικό πεδίο έχει ενώσει τους γνωστούς παράγοντες που επηρεάζουν τους μετασχηματισμούς φάσης, εκτός από τη θερμοκρασία και την πίεση.

Αλλαγές φάσης παρατηρήθηκαν επίσης κατά τη διάρκεια των έντονων παλμούς φωτός λέιζερ. Τα αποτελέσματα της μελέτης αυτού του φαινομένου δημοσιεύθηκαν το καλοκαίρι του 2019 στο περιοδικό Nature Physics. Η διεθνής ομάδα για να το πετύχει αυτό είχε επικεφαλής τον Nuh Gedik (3), καθηγητής φυσικής στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι κατά τη διάρκεια της οπτικά επαγόμενης τήξης, η μετάβαση φάσης συμβαίνει μέσω του σχηματισμού ιδιομορφιών στο υλικό, γνωστών ως τοπολογικών ελαττωμάτων, τα οποία με τη σειρά τους επηρεάζουν τη δυναμική των ηλεκτρονίων και του πλέγματος που προκύπτει στο υλικό. Αυτά τα τοπολογικά ελαττώματα, όπως εξήγησε ο Gedik στη δημοσίευσή του, είναι ανάλογα με τις μικροσκοπικές δίνες που εμφανίζονται σε υγρά όπως το νερό.

Για την έρευνά τους, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μια ένωση λανθανίου και τελλουρίου LaTe.₃. Οι ερευνητές εξηγούν ότι το επόμενο βήμα θα είναι να προσπαθήσουν να προσδιορίσουν πώς μπορούν να «δημιουργήσουν αυτά τα ελαττώματα με ελεγχόμενο τρόπο». Πιθανώς, αυτό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για αποθήκευση δεδομένων, όπου θα χρησιμοποιούνται παλμοί φωτός για την εγγραφή ή την επιδιόρθωση ελαττωμάτων στο σύστημα, τα οποία θα αντιστοιχούσαν σε λειτουργίες δεδομένων.

Και αφού φτάσαμε σε υπερταχείς παλμούς λέιζερ, η χρήση τους σε πολλά ενδιαφέροντα πειράματα και δυνητικά υποσχόμενες εφαρμογές στην πράξη είναι ένα θέμα που εμφανίζεται συχνά σε επιστημονικές εκθέσεις. Για παράδειγμα, η ομάδα του Ignacio Franco, επίκουρου καθηγητή χημείας και φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ, έδειξε πρόσφατα πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι υπερταχείς παλμοί λέιζερ για παραμορφωτικές ιδιότητες της ύλης Όραζ παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος με ταχύτητα μεγαλύτερη από οποιαδήποτε τεχνική που γνωρίζουμε μέχρι τώρα. Οι ερευνητές αντιμετώπισαν λεπτά γυάλινα νημάτια με διάρκεια ένα εκατομμυριοστό του δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου. Εν ριπή οφθαλμού, το υαλώδες υλικό μετατράπηκε σε κάτι σαν μέταλλο που άγει τον ηλεκτρισμό. Αυτό συνέβη γρηγορότερα από οποιοδήποτε γνωστό σύστημα απουσία εφαρμοζόμενης τάσης. Η κατεύθυνση της ροής και η ένταση του ρεύματος μπορούν να ελεγχθούν αλλάζοντας τις ιδιότητες της δέσμης λέιζερ. Και αφού μπορεί να ελεγχθεί, κάθε ηλεκτρονικός μηχανικός κοιτάζει με ενδιαφέρον.

Ο Φράνκο εξήγησε σε μια δημοσίευση στο Nature Communications.

Η φυσική φύση αυτών των φαινομένων δεν είναι πλήρως κατανοητή. Ο ίδιος ο Φράνκο υποψιάζεται ότι μηχανισμοί όπως έντονο αποτέλεσμα, δηλ. η συσχέτιση της εκπομπής ή της απορρόφησης των κβάντων φωτός με ένα ηλεκτρικό πεδίο. Αν ήταν δυνατό να κατασκευαστούν ηλεκτρονικά συστήματα που λειτουργούν με βάση αυτά τα φαινόμενα, θα είχαμε ένα άλλο επεισόδιο της σειράς μηχανικής που ονομάζεται We Don't Know Why, But It Works.

Ευαισθησία και μικρό μέγεθος

Γυροσκόπια είναι συσκευές που βοηθούν οχήματα, drones, καθώς και ηλεκτρονικά βοηθητικά προγράμματα και φορητές συσκευές να πλοηγούνται στον τρισδιάστατο χώρο. Τώρα χρησιμοποιούνται ευρέως σε συσκευές που χρησιμοποιούμε καθημερινά. Αρχικά, τα γυροσκόπια ήταν ένα σύνολο από ένθετους τροχούς, καθένας από τους οποίους περιστρεφόταν γύρω από τον δικό του άξονα. Σήμερα, στα κινητά τηλέφωνα, βρίσκουμε μικροηλεκτρομηχανικούς αισθητήρες (MEMS) που μετρούν τις αλλαγές στις δυνάμεις που δρουν σε δύο ίδιες μάζες, που ταλαντώνονται και κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Τα γυροσκόπια MEMS έχουν σημαντικούς περιορισμούς ευαισθησίας. Άρα χτίζεται οπτικά γυροσκόπια, χωρίς κινούμενα μέρη, για τις ίδιες εργασίες που χρησιμοποιούν ένα φαινόμενο που ονομάζεται Εφέ Sagnac. Ωστόσο, μέχρι τώρα υπήρχε πρόβλημα μικρογραφίας τους. Τα μικρότερα διαθέσιμα οπτικά γυροσκόπια υψηλής απόδοσης είναι μεγαλύτερα από μια μπάλα του πινγκ πονγκ και δεν είναι κατάλληλα για πολλές φορητές εφαρμογές. Ωστόσο, μηχανικοί του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου του Caltech, με επικεφαλής τον Ali Hadjimiri, ανέπτυξαν ένα νέο οπτικό γυροσκόπιο που πεντακόσιες φορές λιγότεροτι είναι γνωστό μέχρι στιγμής4). Ενισχύει την ευαισθησία του με τη χρήση μιας νέας τεχνικής που ονομάζεται "αμοιβαία ενίσχυση» Ανάμεσα σε δύο δέσμες φωτός που χρησιμοποιούνται σε ένα τυπικό συμβολόμετρο Sagnac. Η νέα συσκευή περιγράφηκε σε άρθρο που δημοσιεύτηκε στο Nature Photonics τον περασμένο Νοέμβριο.

4. Οπτικό γυροσκόπιο που αναπτύχθηκε από τον Αλή Χατζημίρη και τους συνεργάτες του. 

Η ανάπτυξη ενός ακριβούς οπτικού γυροσκόπιου μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τον προσανατολισμό των smartphone. Με τη σειρά του, κατασκευάστηκε από επιστήμονες της Columbia Engineering. πρώτος επίπεδος φακός η δυνατότητα σωστής εστίασης μεγάλης γκάμα χρωμάτων στο ίδιο σημείο χωρίς την ανάγκη πρόσθετων στοιχείων μπορεί να επηρεάσει τις φωτογραφικές δυνατότητες του φορητού εξοπλισμού. Ο επαναστατικός επίπεδος φακός με λεπτό μέγεθος micron είναι σημαντικά λεπτότερος από ένα φύλλο χαρτιού και προσφέρει απόδοση συγκρίσιμη με τους premium σύνθετους φακούς. Τα ευρήματα της ομάδας, με επικεφαλής τον Nanfang Yu, επίκουρο καθηγητή εφαρμοσμένης φυσικής, παρουσιάζονται σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature.

Οι επιστήμονες κατασκεύασαν επίπεδους φακούς από "μεταάτομα". Κάθε μεταάτομο είναι ένα κλάσμα του μήκους κύματος του φωτός σε μέγεθος και καθυστερεί τα κύματα φωτός κατά διαφορετική ποσότητα. Κατασκευάζοντας ένα πολύ λεπτό επίπεδο στρώμα νανοδομών σε ένα υπόστρωμα τόσο παχύ όσο μια ανθρώπινη τρίχα, οι επιστήμονες μπόρεσαν να επιτύχουν την ίδια λειτουργικότητα με ένα πολύ παχύτερο και βαρύτερο συμβατικό σύστημα φακών. Τα Metalenses μπορούν να αντικαταστήσουν τα ογκώδη συστήματα φακών με τον ίδιο τρόπο που οι τηλεοράσεις επίπεδης οθόνης έχουν αντικαταστήσει τις τηλεοράσεις CRT.

Γιατί μεγάλος συγκρουστήρας όταν υπάρχουν άλλοι τρόποι

Η φυσική των μικρών βημάτων μπορεί επίσης να έχει διαφορετικές έννοιες και έννοιες. Για παράδειγμα - Αντί να κατασκευάζει κανείς τερατώδη μεγάλου τύπου δομές και να απαιτεί ακόμη μεγαλύτερες, όπως κάνουν πολλοί φυσικοί, μπορεί κανείς να προσπαθήσει να βρει απαντήσεις σε μεγάλα ερωτήματα με πιο μέτρια εργαλεία.

Οι περισσότεροι επιταχυντές επιταχύνουν τις δέσμες σωματιδίων δημιουργώντας ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία. Ωστόσο, για κάποιο διάστημα πειραματίστηκε με μια διαφορετική τεχνική - επιταχυντές πλάσματος, επιτάχυνση φορτισμένων σωματιδίων όπως ηλεκτρόνια, ποζιτρόνια και ιόντα χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρικό πεδίο σε συνδυασμό με ένα κύμα που δημιουργείται σε ένα πλάσμα ηλεκτρονίων. Τον τελευταίο καιρό εργάζομαι στη νέα τους έκδοση. Η ομάδα AWAKE στο CERN χρησιμοποιεί πρωτόνια (όχι ηλεκτρόνια) για να δημιουργήσει ένα κύμα πλάσματος. Η μετάβαση σε πρωτόνια μπορεί να οδηγήσει τα σωματίδια σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας σε ένα μόνο βήμα επιτάχυνσης. Άλλες μορφές επιτάχυνσης του πεδίου αφύπνισης του πλάσματος απαιτούν πολλά βήματα για να επιτευχθεί το ίδιο ενεργειακό επίπεδο. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η τεχνολογία τους που βασίζεται σε πρωτόνια θα μας επιτρέψει να κατασκευάσουμε μικρότερους, φθηνότερους και ισχυρότερους επιταχυντές στο μέλλον.

5. Επιταχυντής μινιατούρας δύο σταδίων από τη ΔΕΣΥ - οπτικοποίηση

Με τη σειρά τους, επιστήμονες από το DESY (συντομογραφία του Deutsches Elektronen-Synchrotron - Γερμανικό ηλεκτρονικό σύγχροτρο) σημείωσαν νέο ρεκόρ στον τομέα της σμίκρυνσης των επιταχυντών σωματιδίων τον Ιούλιο. Ο επιταχυντής terahertz υπερδιπλασίασε την ενέργεια των εγχυόμενων ηλεκτρονίων (5). Ταυτόχρονα, η ρύθμιση βελτίωσε σημαντικά την ποιότητα της δέσμης ηλεκτρονίων σε σύγκριση με προηγούμενα πειράματα με αυτήν την τεχνική.

Ο Franz Kärtner, επικεφαλής της ομάδας υπερταχείας οπτικής και ακτίνων Χ στο DESY, εξήγησε σε δελτίο τύπου. -

Η σχετική συσκευή παρήγαγε ένα πεδίο επιτάχυνσης με μέγιστη ένταση 200 εκατομμύρια βολτ ανά μέτρο (MV/m) - παρόμοιο με τον πιο ισχυρό σύγχρονο συμβατικό επιταχυντή.

Με τη σειρά του, ένας νέος, σχετικά μικρός ανιχνευτής ΑΛΦΑ-γ (6), που κατασκευάστηκε από την καναδική εταιρεία TRIUMF και αποστέλλεται στο CERN νωρίτερα αυτό το έτος, έχει ως αποστολή μετρήστε τη βαρυτική επιτάχυνση της αντιύλης. Η αντιύλη επιταχύνεται παρουσία βαρυτικού πεδίου στην επιφάνεια της Γης κατά +9,8 m/s2 (κάτω), κατά -9,8 m/s2 (πάνω), κατά 0 m/s2 (καμία επιτάχυνση βαρύτητας) ή έχει κάποια άλλη αξία; Η τελευταία πιθανότητα θα έφερε επανάσταση στη φυσική. Μια μικρή συσκευή ALPHA-g μπορεί, εκτός από το να αποδείξει την ύπαρξη της «αντιβαρύτητας», να μας οδηγήσει σε ένα μονοπάτι που οδηγεί στα μεγαλύτερα μυστήρια του σύμπαντος.

Σε ακόμη μικρότερη κλίμακα προσπαθούμε να μελετήσουμε φαινόμενα ακόμη χαμηλότερου επιπέδου. Πάνω από 60 δισεκατομμύρια στροφές ανά δευτερόλεπτο μπορεί να σχεδιαστεί από επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Purdue και τα κινεζικά πανεπιστήμια. Σύμφωνα με τους συντάκτες του πειράματος σε ένα άρθρο που δημοσιεύτηκε πριν από λίγους μήνες στο Physical Review Letters, μια τέτοια ταχέως περιστρεφόμενη δημιουργία θα τους επιτρέψει να κατανοήσουν καλύτερα μυστικά .

Το αντικείμενο, το οποίο βρίσκεται στην ίδια ακραία περιστροφή, είναι ένα νανοσωματίδιο πλάτους περίπου 170 νανόμετρων και μήκους 320 νανόμετρων, το οποίο οι επιστήμονες συνέθεσαν από πυρίτιο. Η ερευνητική ομάδα αιώρησε ένα αντικείμενο στο κενό χρησιμοποιώντας ένα λέιζερ, το οποίο στη συνέχεια το πάλλησε με τρομερή ταχύτητα. Το επόμενο βήμα θα είναι η διεξαγωγή πειραμάτων με ακόμη υψηλότερες ταχύτητες περιστροφής, που θα επιτρέψουν την ακριβή έρευνα βασικών φυσικών θεωριών, συμπεριλαμβανομένων των εξωτικών μορφών τριβής στο κενό. Όπως μπορείτε να δείτε, δεν χρειάζεται να κατασκευάσετε χιλιόμετρα σωλήνων και γιγάντιους ανιχνευτές για να αντιμετωπίσετε θεμελιώδη μυστήρια.

Το 2009, οι επιστήμονες κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα ειδικό είδος μαύρης τρύπας στο εργαστήριο που απορροφά τον ήχο. Από τότε αυτά ήχος  αποδείχθηκε χρήσιμο ως εργαστηριακά ανάλογα ενός αντικειμένου που απορροφά το φως. Σε μια εργασία που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature αυτόν τον Ιούλιο, ερευνητές στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο του Ισραήλ Technion περιγράφουν πώς δημιούργησαν μια ηχητική μαύρη τρύπα και μέτρησαν τη θερμοκρασία της ακτινοβολίας Hawking. Αυτές οι μετρήσεις ήταν σύμφωνες με τη θερμοκρασία που είχε προβλέψει ο Χόκινγκ. Έτσι, φαίνεται ότι δεν είναι απαραίτητο να κάνετε μια αποστολή σε μια μαύρη τρύπα για να την εξερευνήσετε.

Ποιος ξέρει αν κρύβονται σε αυτά τα φαινομενικά λιγότερο αποτελεσματικά επιστημονικά έργα, σε επίπονες εργαστηριακές προσπάθειες και επαναλαμβανόμενα πειράματα για τη δοκιμή μικρών, κατακερματισμένων θεωριών, είναι οι απαντήσεις στα μεγαλύτερα ερωτήματα. Η ιστορία της επιστήμης διδάσκει ότι αυτό μπορεί να συμβεί.