Nobelpriset i fysik, 2017: Detektorer av krusningar i rum-tid
Svenska Akademien gottgör sig för 2016 'miss', erkänner pristagarnas 'avgörande bidrag till Ligo-detektorn och observationen av gravitationsvågor' - ett bevis på Einsteins förutsägelse, och det största inom fysik sedan upptäckten av Higgs boson.
California Institute of Technologys fysiker Kip S. Thorne (R) och Barry C. Barish deltar på en presskonferens efter att ha vunnit 2017 års Nobelpris i fysik, som de delar med MIT:s Rainer Weiss, i Pasadena, Kalifornien, USA den 3 oktober 2017. ( Reuters foto) När Stockholm ringde Michael Rosbash i måndags för att berätta att han vunnit Nobelpriset i fysiologi och medicin för att ha upptäckt den biologiska klockans fysiska grund, svarade han: Du skojar med mig. Kanske blev han förvånad eftersom priset var asynkront - hans avgörande arbete gjordes för evigheter sedan. Även förra året hade Nobelstiftelsen visat att den var ur fas med världen genom att hedra teoretiskt arbete i materiens topologi och ignorera Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (Ligo), som hade upptäckt gravitationsvågor 12 månader innan ceremoni. Att bevisa en förutsägelse som gjordes av Einstein för ett sekel sedan, efter den allmänna relativitetsteorin, var det största inom fysiken sedan upptäckten av Higgs-bosonen. Till allmän avsky och bookmakernas förtjusning fick Ligo inte priset.
Under 2017 har Kungliga Vetenskapsakademien gottgjort det genom att hedra Ligos ledarskap — Rainer Weiss, som designade det känsligaste instrumentet som någonsin gjorts av mänskligheten, Kip S Thorne, som minskade de signaler och frekvenser det var designat för att söka. , och Barry C Barish, som byggde projektet praktiskt.
Vad exakt såg Ligo - eller hörde, för att vara exakt, sedan signaturen för den första gravitationsvågen som upptäcktes den 15 september 2015, översattes till ett ljud som var mellan ett pip och ett ping?
LIGO-laboratorierna i Hanford, Washington (Courtesy Caltech/MIT/LIGO Laboratory) Den hörde kollisionen av två massiva svarta hål som hade snurrat runt varandra med galna hastigheter och sedan kolliderade för 1,3 miljarder år sedan, när livet på jorden knappt hade börjat. Den kosmiska händelsen var inte synlig, eftersom ljus inte kan fly från händelsehorisonten för ett svart hål, men det kan härledas av strålning i närheten av malströmmen av materia och energi. Det sprider också gravitationsvågor, krusningar som fortplantar sig med ljusets hastighet över rymdtidens väv. När den första Homo sapiens gick på Afrikas slätter för årtusenden sedan svepte vågorna genom det magellanska molnet och de nådde jorden i september 2015, vilket orsakade små störningar vid Ligos laserinterferometrar i delstaterna Louisiana och Washington, förutom Jungfruinstrumentet i Italien . Det gav ett litet pip som skakade kvantfysikens värld.
Läs också | Nobelpriset i fysiologi eller medicin, 2017: Vad får oss att bocka
I flera år fram till upptäckten av Higgs-bosonen var det en kris i fysiken. Vetenskapens metod består i att utveckla teori och sedan bekräfta den i laboratoriet. Utan det andra steget förblir teorin obekräftad. Higgs-bosonen var det sista elementet i standardmodellen för fysik som förblev obemärkt i det vilda. Så teori byggdes på teori i åratal i sträck, och laboratoriet lämnades långt bakom. Kanske byggdes allt på sand?
Med upptäckten av Higgs-bosonen kom laboratoriet ikapp och teorin bekräftades. Den hundraåriga förutsägelsen av gravitationsvågor förblev dock oprövad - faktiskt går den tillbaka till Henri Poincares postulat från 1905. Nu har Ligo gett ännu en garanti för att standardmodellen är öppen. Gravitationsvågor antogs tidigare, och Russel A Hulse och Joseph H Taylor Jr vann en Nobelpris för det 1993. Men Ligo gjorde den första direkta observationen av en gravitationsvåg och producerade en ryckning i ett instrument.
Ser man framåt kommer gravitationsvågsastronomi att ge mänskligheten tillgång till delar av rum och tid som har förblivit osynliga. Till skillnad från elektromagnetisk strålning som ljus, som korsar rumtiden, är de krusningar i själva rymdtidens struktur. De är inte utspridda av materia, och kommer att tillåta instrument att se omöjligt långt in i rymdens bukter - och på motsvarande sätt långt tillbaka i tiden. Delar av universum som har förblivit mörka för optiska teleskop och radioteleskop kommer nu att bli synliga. Svarta hål och neutronstjärnor - kroppar så täta att en sked av deras substans skulle väga lika mycket som jorden - kommer att ge upp hemligheter som aldrig tidigare setts.
Allt med massa producerar gravitationsvågor när det accelererar. Du producerar scads av gravitationsvågor varje gång du dansar, men de är inte starka nog att plockas upp av instrument. Men allt med en gigantisk massa, som ett svart hål eller en neutronstjärna, skulle generera mätbara vågor, vilket gör hittills dolda fenomen synliga. Tidigare har teleskop skickats ut i rymden för att få en klarare bild av universum, obehindrat av civilisationens damm, moln och bakgrundsstrålning. Det mest kända är Hubble-teleskopet, och en av dess kamrater söker till och med gravitationsvågor - Europeiska rymdorganisationens LISA Pathfinder. Men eftersom gravitationsvågor inte är spridda, kan man logiskt sett begrava en detektor i en kolgruva, och den skulle fortfarande se ljuset från avlägsna stjärnor - i sitt eget spektrum, inte det av synligt ljus. Inom en otroligt nära framtid kommer denna form av teleskopi att öppna ett nytt öga på rum och tid, och låt oss se universum som det aldrig har sett förut, i tyngdkraftens regnbågs otaliga osynliga färger.
LIGO-laboratorierna i Livingston, Louisiana. De tre Nobelpristagarna i fysik, 2017 beskrivs av LIGO som dess grundare och dess äldsta och största mästare. (Med tillstånd från Caltech/MIT/LIGO Laboratory) 2016 VINNARE: På 1970-talet MICHAEL KOSTERLITZ & DAVID TOULE kullkastade då gällande teori om att supraledning eller suprafluiditet inte kunde förekomma i tunna lager. De visade att supraledning kan uppstå vid låga temperaturer och förklarade också mekanismen, fasövergång, som gör att supraledning försvinner vid högre temperaturer. På 80-talet, DUNCAN HALDANE upptäckte hur topologiska begrepp kan förklara egenskaperna hos kedjor av små magneter som finns i vissa material.
hur mycket är chansen rapparen värt
Dela Med Dina Vänner:
