Akhir tahun adalah waktu untuk mempertimbangkan dan membicarakan arah pembangunan di masa depan. Kami mengundang Anda untuk melihat sekilas apa yang dibawa oleh fisika partikel pada tahun 2017, hasil apa yang didapat, dan tren apa yang muncul. Pilihan ini tentunya akan bersifat subyektif, namun akan menerangi keadaan fisika fundamental dunia mikro saat ini dari satu sudut pandang yang sangat populer - melalui pencarian Fisika Baru.

Kasus tabrakan

Sumber berita utama dari dunia partikel elementer tetaplah Large Hadron Collider. Sebenarnya, ini diciptakan untuk memperluas pengetahuan kita tentang sifat dasar dunia mikro dan menyelidiki hal-hal yang tidak diketahui. Saat ini, Run 2 yang dijalankan selama beberapa tahun sedang berlangsung di collider. Jadwal collider yang disetujui CERN diperpanjang hingga pertengahan tahun 2030-an, dan tidak akan ada pesaing langsung selama setidaknya satu dekade berikutnya. Program ilmiahnya mencakup masalah-masalah dari berbagai bidang fisika partikel, sehingga meskipun hasil dalam satu arah tertunda, hal ini diimbangi dengan berita dari arah lain.

Masih ada ruang terluas untuk penemuan-penemuan besar. Faktanya adalah semua data LHCb ini diperoleh berdasarkan statistik Run 1 yang dikumpulkan pada tahun 2010–2012. Analisis dan perbandingan data secara menyeluruh dengan pemodelan membutuhkan banyak waktu, dan pengolahan data tahun 2016, terlebih lagi tahun 2017, belum selesai. Berbeda dengan ATLAS dan CMS, statistik LHCb tidak menunjukkan lompatan besar dari Proses 1 ke Proses 2, namun fisikawan masih mengharapkan pembaruan signifikan dalam misteri B-meson. Namun masih ada Run 3 di depan, dan kemudian LHC dengan peningkatan luminositas, dan entah apa lagi yang akan terjadi pada dekade berikutnya.

Selain itu, tahun depan pabrik SuperKEKB B yang dimodernisasi dengan detektor Belle II akan mulai beroperasi. Di tahun-tahun mendatang, ia akan menjadi pemburu penyimpangan yang hebat, dan pada tahun 2024 ia akan mengumpulkan luminositas yang sangat tinggi sebesar 50 ab −1 (yaitu, 50.000 fb −1), lihat Gambar. 5. Akibatnya, jika, katakanlah, pelanggaran universalitas lepton, yang ditemukan dalam peluruhan meson B menjadi meson D dan lepton, adalah nyata, maka detektor Belle II akan dapat memastikannya pada tingkat statistik. signifikansinya sebesar 14σ (sekarang hanya mencapai 4σ).

Peluruhan meson B yang langka juga menjadi topik hangat bagi para ahli teori. Pernyataan keras bahwa suatu eksperimen berbeda secara signifikan dari prediksi Model Standar hanya mungkin terjadi jika kita telah menghitung prediksi tersebut dengan andal. Namun hal tersebut tidak bisa begitu saja diambil dan dihitung. Semuanya bermuara pada dinamika internal hadron, yang memusingkan para ahli teori karena harus dinilai berdasarkan asumsi. Akibatnya, beberapa kelompok teoretis memberikan perkiraan yang sangat berbeda mengenai seberapa serius perbedaan antara eksperimen dan Model Standar: beberapa mengatakan lebih dari 5σ, yang lain mengatakan tidak lebih dari 3σ. Sayangnya, keadaan ketidakpastian ini merupakan karakteristik dari interpretasi anomali pada meson B saat ini.

Energi rendah

Namun, selain mencari petunjuk Fisika Baru pada energi tinggi, masih banyak tugas lain dalam fisika partikel. Mereka mungkin tidak terlalu menjadi berita utama di media, namun mereka juga sangat penting bagi fisikawan itu sendiri.

Salah satu bidang penelitian yang aktif menyangkut spektroskopi hadronik dan, khususnya, hadron multikuark. Sejumlah penemuan telah dilakukan di LHC dalam beberapa tahun terakhir (terutama penemuan pentaquark Pesona Tersembunyi), namun tahun 2017 juga membawa beberapa partikel baru. Kami berbicara tentang lima partikel baru dari keluarga Ω c -baryon, yang ditemukan dalam satu kali kejadian, dan tentang baryon pesona ganda pertama. Demonstrasi tidak langsung tentang bagaimana topik ini menarik perhatian fisikawan dapat ditemukan di Alam tentang pelepasan energi dalam merger hadron; Publikasi di jurnal ini, dan bahkan artikel teoretis, adalah situasi yang sangat luar biasa bagi fisika partikel.

Untuk memahami hal ini, Fermilab meluncurkan eksperimen baru tahun ini, Muon g-2, untuk mengukur momen magnetik muon dengan akurasi beberapa kali lebih besar dibandingkan hasil tahun 2001 (lihat laporan kolaborasi terbaru). Hasil serius pertama diharapkan terjadi pada tahun 2018, hasil akhir - setelah 2019. Jika deviasi tetap pada level yang sama, ini akan menjadi tawaran serius untuk mencari sensasi. Sementara menunggu putusan dari Fermilab, perhitungan teoritis sedang disempurnakan. Yang menarik di sini adalah bahwa kontribusi hadronik terhadap momen magnet muon yang anomali tidak dapat dihitung “di ujung pena”. Perhitungan ini juga pasti bergantung pada eksperimen, tetapi dari jenis yang sama sekali berbeda - misalnya, pada produksi hadron dalam tumbukan elektron-positron berenergi rendah. Dan kemudian, dua minggu yang lalu, pengukuran baru muncul dari detektor CLEO-c di akselerator CESR di Cornell University. Ini menyempurnakan perhitungan teoritis dan, ternyata, memperburuk perbedaan: teori dan eksperimen tahun 2001 sekarang berbeda 4σ. Nah, semakin menarik mengetahui hasil percobaan Muon g-2.

Masalah dalam fisika partikel juga bisa bersifat instrumental, katakanlah, ketika pengukuran yang berbeda dari besaran yang sama sangat berbeda satu sama lain. Kami tidak akan fokus pada pengukuran konstanta gravitasi - situasi yang jelas-jelas tidak memuaskan ini melampaui batas-batas fisika partikel. Namun masalah masa hidup neutron - yang dijelaskan secara rinci dalam berita kami tahun 2013 - layak untuk disebutkan. Jika hingga pertengahan tahun 2000-an semua pengukuran masa hidup neutron memberikan hasil yang kurang lebih sama, maka eksperimen baru pada tahun 2005, yang dilakukan oleh kelompok A.P. Serebrov, sangat kontras dengan pengukuran tersebut. Pengaturan eksperimennya berbeda secara mendasar: eksperimen pertama mengukur radioaktivitas berkas neutron yang lewat, dan eksperimen kedua mengukur kelangsungan hidup neutron ultradingin dalam perangkap gravitasi. Sumber kesalahan sistematis dalam kedua jenis eksperimen ini sangat berbeda, dan masing-masing kelompok mengkritik “pesaing”, bersikeras bahwa mereka telah memperhitungkan kesalahannya dengan benar. Dan kini, tampaknya perselisihan ilmiah tersebut hampir mencapai penyelesaiannya. Tahun ini muncul dua pengukuran baru (pertama, kedua), yang dilakukan dengan metode berbeda. Keduanya memberikan nilai serupa dan mendukung hasil tahun 2005 (Gbr. 7). Poin terakhir dapat dicapai melalui eksperimen sinar baru di Jepang, yang dijelaskan dalam laporan terbaru.

Rupanya, misteri lain yang menyiksa fisikawan selama tujuh tahun hampir terpecahkan - masalah jari-jari proton. Karakteristik mendasar bahan penyusun utama materi ini, tentu saja, telah diukur dalam berbagai eksperimen, dan semuanya juga memberikan hasil yang kira-kira sama. Namun, pada tahun 2010, saat mempelajari spektroskopi hidrogen muonik daripada hidrogen biasa, kolaborasi CREMA menemukan bahwa, menurut data ini, jari-jari proton 4% lebih kecil dari nilai yang diterima secara umum. Perbedaannya sangat serius - sebesar 7σ. Selain itu, masalah ini diperburuk tahun lalu dengan pengukuran serupa dengan deuterium muonik. Secara umum, menjadi tidak jelas apa yang menjadi kendalanya: dalam perhitungan, dalam eksperimen (dan kemudian yang mana), dalam pemrosesan data, atau di alam itu sendiri (ya, beberapa ahli teori juga mencoba melihat manifestasi Fisika Baru di sini). Untuk penjelasan populer yang mendetail tentang masalah ini, lihat material berukuran besar Spektroskopi deuterium Muonik telah memperburuk masalah radius proton dan Celah dalam Armor; Tinjauan singkat tentang situasi saat ini pada bulan Agustus tahun ini diberikan dalam publikasi Teka-teki Jari-jari Proton.

Dan pada bulan Oktober tahun ini di majalah Sains keluar dengan hasil percobaan baru di mana jari-jari proton diukur dalam hidrogen biasa. Dan - kejutan: hasil baru ini sangat berbeda dari data hidrogen sebelumnya yang dihormati secara universal, namun konsisten dengan data muon baru (Gbr. 8). Tampaknya alasan perbedaan tersebut terletak pada kehalusan pengukuran frekuensi transisi atom, dan bukan pada sifat proton itu sendiri. Jika kelompok lain mengkonfirmasi pengukuran ini, maka masalah jari-jari proton dapat dianggap selesai.

Namun misteri energi rendah lainnya - anomali transisi nuklir berilium-8 metastabil - belum mendapat penjelasan (Gbr. 9). Muncul entah dari mana dua tahun lalu, menarik perhatian banyak ahli teori yang mencari manifestasi Fisika Baru, karena menyerupai proses kelahiran dan peluruhan partikel cahaya baru bermassa 17 MeV. Beberapa lusin artikel telah diterbitkan mengenai topik ini, namun belum ada penjelasan yang diterima secara umum (lihat ikhtisar situasi pada bulan Juli tahun ini dalam laporan terbaru). Sekarang pengujian anomali ini dimasukkan sebagai item terpisah dalam program ilmiah dalam eksperimen masa depan untuk mencari partikel cahaya baru, dan kita hanya bisa menunggu hasilnya.

Sinyal dari luar angkasa

Partikel dasar dapat dicari dan dipelajari tidak hanya di pesawat penumbuk, tetapi juga di luar angkasa. Cara paling langsung adalah dengan menangkap partikel sinar kosmik dan menggunakan spektrum, komposisi, dan distribusi sudutnya untuk mengetahui dari mana partikel tersebut berasal. Tentu saja, sebagian besar alien luar angkasa dipercepat hingga mencapai energi tinggi oleh berbagai objek astrofisika. Namun mungkin saja beberapa di antaranya muncul sebagai akibat dari pemusnahan atau pembusukan partikel materi gelap. Jika hubungan seperti itu terkonfirmasi, maka ini akan menjadi indikasi partikel materi gelap spesifik yang telah lama ditunggu-tunggu, yang sangat diperlukan dalam kosmologi, namun sangat sulit dipahami dalam eksperimen langsung.

Selama dekade terakhir, beberapa fitur tak terduga telah ditemukan dalam spektrum berbagai jenis partikel kosmik; Dua yang paling menarik berkaitan dengan fraksi positron kosmik dan antiproton berenergi tinggi. Namun, dalam kedua kasus tersebut, terdapat juga pilihan astrofisika murni untuk menjelaskan mengapa ada begitu banyak antimateri dalam sinar kosmik.

Dan baru-baru ini, hasil pertama dari observatorium satelit DAMPE memberikan sensasi baru kepada fisikawan: ledakan tinggi dan sempit pada energi 1,4 TeV “ditarik” dalam spektrum elektron kosmiknya (lihat penjelasan rinci di berita, “Elemen ”, 13/12/2017). Tentu saja, banyak yang menganggapnya sebagai sinyal langsung dari pemusnahan atau peluruhan partikel materi gelap (Gbr. 10) - pada hari-hari pertama setelah publikasi hasil DAMPE, lebih dari selusin artikel tentang topik ini diterbitkan (lihat materi Kinks dan Semburan Luar Angkasa). Sekarang arusnya melemah; jelas bahwa langkah selanjutnya adalah data observasi baru, dan untungnya, data tersebut akan tiba dalam satu atau dua tahun.

Namun hasil terbaru lainnya berlaku untuk skala yang sangat berbeda, kosmologis, dan partikel lain – neutrino. Makalah arXiv:1711.05210, yang terbit pada bulan November, melaporkan bahwa, berdasarkan distribusi spasial gugus galaksi, untuk pertama kalinya dimungkinkan untuk mengukur jumlah massa semua jenis neutrino: 0,11 ± 0,03 eV. Neutrino adalah partikel fundamental paling misterius yang diketahui. Mereka sangat ringan, sangat ringan sehingga sebagian besar fisikawan yakin bahwa bukan mekanisme Higgs yang bertanggung jawab atas massa mereka, tetapi semacam Fisika Baru. Selain itu, mereka berosilasi, secara spontan berubah menjadi satu sama lain dengan cepat - dan bukti dari fakta ini ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika pada tahun 2015. Berkat osilasi, kita mengetahui bahwa ketiga jenis neutrino memiliki massa yang berbeda, tetapi kita tidak mengetahuinya umum skala. Jika kita mempunyai satu angka ini, yang merupakan jumlah dari massa semua neutrino, kita akan mampu membatasi imajinasi para ahli teori mengenai dari mana massa neutrino berasal.

Skala umum massa neutrino, pada prinsipnya, dapat diukur di laboratorium (percobaan sedang dilakukan, namun sejauh ini hanya memberikan batas atas), atau dapat diambil dari pengamatan luar angkasa. Faktanya adalah selalu ada banyak neutrino di luar angkasa, dan di alam semesta awal, neutrino memengaruhi pembentukan struktur skala besar - cikal bakal galaksi masa depan dan gugusnya (Gbr. 11). Tergantung pada massanya, pengaruh ini bervariasi. Oleh karena itu, dengan mempelajari distribusi statistik galaksi dan gugusnya, massa total semua jenis neutrino dapat diekstraksi.

Tentu saja upaya seperti itu telah dilakukan sebelumnya, namun semuanya hanya memberikan batasan dari atas. Yang paling konservatif adalah hasil kolaborasi Planck tahun 2013: jumlah massanya kurang dari 0,25 eV. Kelompok peneliti yang terpisah kemudian menggabungkan data Planck dengan data lain dan memperoleh batas atas yang lebih kuat, tetapi juga lebih bergantung pada model, hingga 0,14 eV. Tapi ini masih sekedar batasan! Dan sebuah makalah baru, yang menganalisis katalog gugus galaksi yang baru-baru ini diterbitkan, untuk pertama kalinya mampu melihat efek massa bukan nol dan mengekstraksi angka 0,11 ± 0,03 eV. Pekerjaan ini terus berlanjut, sehingga kita dapat memperkirakan bahwa situasi ini akan sepenuhnya ditentukan pada tahun-tahun mendatang. Untuk saat ini, mari kita perhatikan bahwa komunitas astrofisika bereaksi agak hati-hati terhadap penelitian ini: tampaknya, pengukuran statistik tidak langsung seperti itu memerlukan pemeriksaan ulang yang cermat.

Dan sedikit tentang teori

Teori fisika partikel tahun 2017 secara umum melanjutkan tren tahun-tahun sebelumnya. Ada bidang-bidang kerja terpisah yang didefinisikan dengan jelas, dan di dalamnya para ahli teori secara sistematis memecahkan masalah-masalah mereka yang agak teknis. Dan terdapat banyak komunitas fisikawan fenomenologis yang mencoba menemukan Fisika Baru dengan menggunakan metode yang berbeda. Dalam kelompok beraneka ragam ini bahkan tidak ada sedikit pun gerakan terkoordinasi dalam satu arah. Sebaliknya, dengan tidak adanya indikasi eksperimental yang jelas, apa yang diamati di sini adalah gerak Brown partikel teoretis dalam ruang kemungkinan matematis yang multidimensi dan rumit. Ada beberapa manfaat dari hal ini: komunitas menguji semua opsi yang mungkin untuk struktur hipotetis dunia kita, membuangnya karena ketidaksepakatan dengan eksperimen, atau, sebaliknya, mengembangkannya secara mendalam. Namun para ahli teori itu sendiri mengakui bahwa sebagian besar model spesifik yang mereka usulkan dan pelajari cepat atau lambat akan dibuang ke tong sampah sejarah karena dianggap tidak diperlukan.

Dari sekian banyak perkembangan yang tak ada habisnya, kami mungkin hanya akan menyoroti satu tren yang mulai meningkat dalam satu atau dua tahun terakhir. Fisikawan secara bertahap berpegang teguh pada gagasan-gagasan yang tampak alami bagi mereka - baik itu pertimbangan estetika atau kealamian dalam pengertian komputasi, lihat laporan terbaru mengenai subjek ini, yang secara eksplisit menekankan gagasan ini. Hal ini pada akhirnya tidak mungkin diprediksi sekarang, mulai tahun 2017. Mungkin para ahli teori akan menemukan teori elegan yang prediksinya akan terkonfirmasi. Atau mungkin hasil eksperimen yang telah lama ditunggu-tunggu akan didahulukan, menunjuk pada fisika di luar Model Standar, dan para ahli teori akan mengambil kuncinya melalui trial and error. Tentu saja, mungkin tidak ada hal baru yang signifikan yang akan ditemukan dalam beberapa dekade mendatang - dan kemudian seluruh pendekatan terhadap studi lebih lanjut tentang dunia mikro harus dipertimbangkan kembali. Singkatnya, kita sekarang berada di persimpangan jalan dan berada dalam ketidakpastian. Namun kita tidak boleh melihat hal ini sebagai alasan untuk berkecil hati, melainkan sebagai tanda bahwa perubahan menanti kita.

Desember adalah waktu untuk mengambil stok. Para editor proyek Vesti.Nauka (nauka.site) telah memilihkan untuk Anda sepuluh berita paling menarik yang membuat kami senang para fisikawan selama setahun terakhir.

Keadaan baru

Teknologi ini memaksa molekul untuk berkumpul secara mandiri menjadi struktur yang diinginkan.

Keadaan suatu zat yang disebut eksitonium secara teoritis telah diprediksi hampir setengah abad yang lalu, namun baru sekarang dimungkinkan untuk memperolehnya melalui eksperimen.

Keadaan ini dikaitkan dengan pembentukan kondensat Bose dari partikel kuasi eksiton, yang merupakan pasangan elektron dan lubang. Yang kami maksudkan adalah arti dari semua kata-kata rumit ini.

komputer polariton

Komputer baru ini menggunakan partikel kuasi yang disebut polariton.

Berita ini datang dari Skolkovo. Ilmuwan Skoltech telah menerapkan skema operasi komputer yang secara fundamental baru. Hal ini dapat dibandingkan dengan metode berikut untuk menemukan titik terbawah suatu permukaan: jangan melakukan perhitungan yang rumit, tetapi tuangkan segelas air ke atasnya. Hanya saja, alih-alih permukaan, terdapat bidang dengan konfigurasi yang diperlukan, dan alih-alih air, terdapat kuasipartikel polariton. Materi kami ada dalam kebijaksanaan kuantum ini.

Teleportasi kuantum "Bumi-satelit"

Untuk pertama kalinya, keadaan kuantum foton “ditransmisikan” dari Bumi ke satelit.

Dan di sini sekali lagi Large Hadron Collider datang membantu para fisikawan. "Vesti.Nauka", apa yang berhasil dicapai para peneliti dan apa hubungannya dengan atom timbal.

Interaksi foton pada suhu kamar

Fenomena ini pertama kali diamati pada suhu kamar.

Foton mempunyai banyak cara berbeda untuk berinteraksi satu sama lain, dan mereka dipelajari dalam ilmu yang disebut optik nonlinier. Dan jika hamburan cahaya oleh cahaya baru diamati baru-baru ini, maka efek Kerr telah lama dikenal oleh para peneliti.

Namun, pada tahun 2017, foton ini pertama kali direproduksi untuk foton individu pada suhu kamar. Kita berbicara tentang fenomena menarik ini, yang dalam arti tertentu juga dapat disebut sebagai “tabrakan partikel cahaya”, dan tentang prospek teknologi yang terbuka sehubungan dengan hal tersebut.

Kristal Waktu

Penciptaan para peneliti menunjukkan tatanan “kristal” bukan dalam ruang, tetapi dalam waktu.

Di ruang kosong, tidak ada titik yang berbeda dengan titik lainnya. Segala sesuatu dalam kristal berbeda: ada struktur berulang yang disebut kisi kristal. Apakah struktur serupa mungkin terjadi, tanpa pengeluaran energi, terulang bukan dalam ruang, tetapi dalam waktu?

Reaksi termonuklir "bintang" di Bumi

Fisikawan telah menciptakan kembali kondisi di kedalaman bintang dalam reaktor termonuklir.

Reaktor termonuklir industri adalah impian umat manusia. Namun eksperimen tersebut telah berlangsung selama lebih dari setengah abad, dan energi bebas yang didambakan tidak lagi tersedia.

Namun, pada tahun 2017, sebuah langkah penting telah diambil ke arah ini. Untuk pertama kalinya, para peneliti telah menciptakan kembali kondisi yang hampir persis seperti yang terjadi di kedalaman bintang. bagaimana mereka melakukannya.

Semoga tahun 2018 juga kaya akan eksperimen menarik dan penemuan tak terduga. Ikuti beritanya. Ngomong-ngomong, kami juga melakukan review tahun keluar untuk Anda.

Materi disiapkan oleh Aleksey Ponyatov, calon ilmu fisika dan matematika

Gelombang gravitasi dari penggabungan bintang neutron

Tabrakan bintang neutron. Ilustrasi: NSF/LIGO/Universitas Negeri Sonoma/A. Simonnet.

Terowongan akselerator selesai. Foto: XFEL Eropa/Heiner Muller-Elsner.

Detektor neutrino kompak yang dipegang fisikawan Björn Scholz memiliki bentuk dan ukuran yang mirip dengan botol biasa. Foto: Juan Collar/uchicago.edu.

Planet-planet sistem TRAPPIST-1 dibandingkan dengan planet-planet di tata surya. Ilustrasi: NASA/JPL-Caltech.

Gambar cincin Saturnus yang diambil oleh pesawat luar angkasa Cassini. Foto: Institut Sains Luar Angkasa/JPL-Caltech/NASA.

Penemuan paling signifikan pada tahun 2017 adalah deteksi pertama gelombang gravitasi dari penggabungan dua bintang neutron. Untuk pertama kalinya, para astronom mampu secara bersamaan mendeteksi semburan sinar gamma yang muncul selama penggabungan, dan kemudian menemukan dan menjelajahi tempat terjadinya bencana kosmik - 100 juta tahun cahaya dari Bumi.

Gelombang gravitasi ditemukan pada 17 Agustus oleh detektor gelombang gravitasi LIGO (AS) dan Virgo (Prancis, Italia), dan beberapa detik kemudian observatorium luar angkasa Integral (ESA) dan Fermi (NASA) mencatat semburan sinar gamma pendek. Observatorium darat dan luar angkasa bergabung dalam mencari sumber sinyal, yang kemudian memantau sisa-sisa “ledakan” yang perlahan memudar selama beberapa puluh hari. Peneliti Rusia dari IKI RAS, SAI MSU dan Physicotechnical Institute ikut serta dalam penelitian ini. A.F.Ioffe.

Penemuan ini relevan dengan beberapa permasalahan dalam astrofisika. Pertama-tama, pertanyaan tentang asal muasal semburan sinar gamma yang kuat, yang memancarkan lebih banyak energi dalam sepersekian detik daripada yang dihasilkan Matahari selama miliaran tahun.

Para ahli astrofisika telah lama berasumsi bahwa sumber ledakan tersebut bisa jadi adalah penggabungan dua bintang neutron, namun kini mereka telah menerima bukti eksperimental tentang validitas teori yang dikembangkan. Akibat tumbukan bintang, bersamaan dengan ledakan sinar gamma, sebagian materi bintang terlempar ke ruang sekitarnya dengan kecepatan tinggi. Fenomena yang ditemukan pada tahun 2013 ini disebut kilonova. Kemudian unsur radioaktif dari awan yang dihasilkan meluruh menjadi unsur stabil, menghasilkan radiasi. Para astronom telah menemukan sejumlah besar unsur berat di awan, seperti emas dan platinum, yang menunjukkan bahwa penggabungan bintang adalah pabrik galaksi nyata dari unsur-unsur berat yang tidak ada di alam semesta muda.

Komputer kuantum 53 qubit

Komputer kuantum yang sangat dinanti-nantikan belum tercipta, namun pada tahun 2017 langkah penting telah diambil untuk mewujudkan ide ini. Perangkat komputasi kuantum bekerja dengan qubit - objek yang menyimpan elemen informasi terkecil, serupa dengan bit di komputer biasa. Jumlah qubit menentukan kemampuan komputer kuantum.

Pada bulan November, jurnal Nature menerbitkan artikel tentang pemodelan sistem kuantum menggunakan komputer kuantum 51 dan 53 qubit. Sebelumnya, perangkat universal tersebut dibatasi hingga 20 qubit. Peningkatan jumlah qubit sebesar 2,5 kali lipat telah meningkatkan kemampuan komputer secara signifikan. Komputer kuantum 51-qubit diciptakan di bawah kepemimpinan Mikhail Lukin, yang bekerja di Pusat Kuantum Rusia dan Universitas Harvard. Pada tanggal 28 Juli tahun ini, perangkat semacam itu dipresentasikan pada Konferensi Internasional tentang Teknologi Kuantum di Moskow.

Hidrogen metalik yang stabil

Pada bulan Januari, fisikawan Harvard melaporkan bahwa mereka telah menghasilkan sejumlah kecil hidrogen metalik yang stabil untuk pertama kalinya dalam sejarah. Sampel memiliki dimensi 1,5 x 10 µm. Keberadaan teoritis hidrogen metalik pada tekanan tinggi telah diprediksi pada tahun 1935. Di alam, kondisi seperti itu terjadi di kedalaman bintang dan planet raksasa. Sejak tahun 1996, hidrogen telah diproduksi melalui kompresi kejut beberapa kali, tetapi hidrogen berada dalam keadaan ini untuk waktu yang sangat singkat.

Untuk menghasilkan hidrogen metalik yang stabil, tim Harvard menggunakan fasilitas di mana landasan berlian menghasilkan tekanan sebesar 495 gigapascal, yaitu sekitar lima juta kali tekanan atmosfer normal.

Selain nilai ilmiahnya, bahan eksotik ini mungkin juga memiliki penerapan praktis - bahan ini memiliki superkonduktivitas suhu tinggi (dalam hal ini terjadi pada -58 o C).

Laser elektron bebas sinar-X mulai beroperasi

Pada tanggal 1 September, upacara pembukaan resmi laser elektron bebas sinar-X terbesar di dunia XFEL (laser elektron bebas sinar-x), yang juga diikuti oleh Rusia. Sebenarnya instalasi ini bukanlah laser, melainkan sumber radiasi optik jenis tertentu. Di dalamnya, radiasi sinar-X, yang sifatnya mirip dengan radiasi laser, menciptakan berkas elektron yang dipercepat hingga kecepatan mendekati kecepatan cahaya. XFEL melakukan ini menggunakan akselerator linier superkonduktor terbesar di dunia, berukuran panjang 1,7 km. Elektron yang dipercepat memasuki undulator - alat yang menciptakan medan magnet yang berubah secara berkala di ruang angkasa. Bergerak di sepanjang jalur zigzag, elektron memancarkan dalam rentang sinar-X. Instalasi baru yang unik ini akan menghasilkan kilatan sinar-X ultra-pendek dengan rekor frekuensi 27.000 kali per detik, dan kecerahan puncaknya diperkirakan satu miliar kali lebih tinggi dibandingkan sumber sinar-X yang ada.

Lebih dari 60 tim peneliti telah mengajukan permohonan untuk melakukan eksperimen. Dengan menggunakan pulsa sinar-X yang sangat terang dan sangat pendek, para peneliti tidak hanya dapat melihat susunan atom dalam molekul, tetapi juga proses yang terjadi di sana. Hal ini akan memungkinkan kita mencapai tingkat baru dalam penelitian di bidang fisika, kimia, ilmu material, ilmu hayati, dan biomedis. Misalnya, ketika membuat obat baru, para spesialis, yang mengetahui lokasi pasti atom dalam molekul protein, akan dapat memilih zat yang akan menghalangi atau, sebaliknya, merangsang kerja obat tersebut. Pengetahuan tentang struktur kristal akan memungkinkan untuk mengembangkan bahan dengan sifat yang diinginkan.

Deteksi neutrino dengan rebound elastis

Pada bulan September 2017, tim besar fisikawan internasional, termasuk dari Rusia, melaporkan penemuan hamburan neutrino koheren elastis pada inti materi. Fenomena ini telah diprediksi pada tahun 1974 oleh ahli teori MIT Daniel Friedman. Neutrino adalah partikel yang sulit ditangkap, dan untuk menangkapnya, para peneliti membangun instalasi besar yang menampung puluhan ribu ton air. Friedman menemukan bahwa karena sifat gelombang neutrino, ia akan berinteraksi secara konsisten dengan semua proton dan neutron inti, yang secara signifikan akan meningkatkan jumlah interaksi yang dipertimbangkan - neutrino memantul dari inti. Selama 461 hari, para peneliti mengamati 134 peristiwa serupa.

Penemuan ini tidak akan memaksa buku teks untuk ditulis ulang. Signifikansinya terletak pada penciptaan detektor kecil oleh para peneliti, yang hanya berisi 14,6 kg kristal cesium iodida. Detektor neutrino portabel kecil akan menemukan berbagai aplikasi, misalnya untuk memantau reaktor nuklir. Sayangnya, mereka tidak akan mampu menggantikan detektor raksasa di semua percobaan, karena detektor berdasarkan hamburan koheren tidak mampu membedakan jenis neutrino.

Kristal temporal - dua pilihan

Pada bulan Maret, dua tim peneliti dari Amerika Serikat melaporkan penemuan keadaan materi baru, yang disebut kristal waktu - kristal temporal (lihat "Sains dan Kehidupan" No. 6, 2017). Ini adalah ide baru dalam fisika yang banyak dibicarakan dalam beberapa tahun terakhir. Kristal semacam itu adalah struktur partikel yang selalu bergerak dan berulang seiring waktu. Satu kelompok menggunakan rantai atom ytterbium di mana proyeksi momen magnetik sistem berosilasi di bawah pengaruh laser. Yang lain melihat kristal yang mengandung sekitar satu juta cacat yang tersusun secara acak, yang masing-masing memiliki momen magnetnya sendiri. Ketika kristal tersebut terkena gelombang radiasi gelombang mikro untuk membalik putarannya, fisikawan mencatat respon sistem pada frekuensi yang hanya sebagian kecil dari frekuensi radiasi yang menarik. Pekerjaan ini memicu perdebatan: dapatkah sistem seperti itu dianggap sebagai kristal temporal? Bagaimanapun, secara teoritis, sistem harus berosilasi tanpa pengaruh eksternal. Namun bagaimanapun juga, kristal temporal tersebut akan digunakan sebagai sensor super presisi, misalnya, untuk mengukur perubahan sekecil apa pun pada suhu dan medan magnet.

Exoplanet yang mirip dengan Bumi

Dalam beberapa tahun terakhir, para astronom telah menemukan banyak exoplanet – planet yang mengorbit bintang lain. Namun, penemuan planet mirip Bumi di zona di mana terdapat air dalam bentuk cair, dan oleh karena itu kehidupan (zona layak huni), jarang ditemukan. Pada bulan Februari, para astronom NASA mengumumkan penemuan tujuh exoplanet di sistem katai merah TRAPPIST-1 (tiga planet ditemukan pada tahun 2016), lima di antaranya berukuran hampir sama dengan Bumi, dan dua sedikit lebih kecil dari Bumi tetapi lebih besar dari Mars. . Ini lebih banyak dibandingkan sistem lainnya. Setidaknya tiga planet, dan mungkin semuanya, berada di zona layak huni.

TRAPPIST-1 adalah bintang kerdil yang sangat dingin, sekitar 2500 K, dengan massa hanya 8% massa Matahari (sedikit lebih besar dari planet Jupiter), terletak sekitar 40 tahun cahaya dari Bumi. Planet-planet tersebut sangat dekat dengan bintang, dan orbit planet terjauh jauh lebih kecil dibandingkan orbit Merkurius. Pada bulan Agustus, para astronom yang menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble melaporkan petunjuk pertama bahwa TRAPPIST-1 mengandung air, sehingga memungkinkan adanya kehidupan di sana.

Pada bulan April, para astronom melaporkan penemuan planet berbatu 1,4 kali ukuran Bumi di zona layak huni katai merah lainnya, LHS 1140. Planet ini menerima cahaya setengah dari jumlah cahaya Bumi. Para penulis penemuan ini menganggapnya sebagai kandidat yang baik untuk pencarian kehidupan di luar bumi.

Pada bulan Desember, para astronom Amerika melaporkan penemuan planet kedelapan dalam sistem bintang Kepler-90, yang terletak pada jarak sekitar 2.500 tahun cahaya dari Bumi. Sistem ini paling dekat dengan Tata Surya dalam hal jumlah planet. Benar, planet yang ditemukan terletak terlalu dekat dengan bintang, dan suhu di permukaannya lebih dari 400°C. Menariknya, planet tersebut ditemukan dengan mengolah data dari teleskop Kepler menggunakan jaringan saraf.

Penyelesaian misi Cassini

Pada tanggal 15 September, misi 13 tahun wahana antariksa Cassini berakhir dengan jatuhnya ke permukaan Saturnus. Diluncurkan pada tahun 1997, ia telah menjelajahi planet ketujuh sejak tahun 2004, mengirimkan sejumlah besar data dan foto-foto unik ke Bumi. Tahap terakhir dalam hidupnya - "Grand Final" - dimulai pada 26 April 2017. Cassini melakukan 22 kali terbang lintas antara planet dan cincin bagian dalam. “Penyelaman” yang begitu dalam memberikan banyak informasi baru, khususnya tentang hubungan listrik dan kimia ionosfer Saturnus dengan cincinnya.

Berdasarkan data penyelidikan pada tahun 2017, para astronom menyimpulkan bahwa cincin Saturnus jauh lebih muda dibandingkan planet tersebut, yaitu sekitar 4,5 miliar tahun. Cincin tersebut diperkirakan berusia 100 juta tahun, menjadikannya sezaman dengan dinosaurus.

Para peneliti memutuskan untuk “menjatuhkan” wahana tersebut ke planet tersebut agar tidak secara tidak sengaja membawa bakteri terestrial ke bulan Saturnus, Titan dan Enceladus, tempat mikroorganisme lokal mungkin terdapat.

Fusi kuark

Pada bulan November, sebuah artikel muncul di jurnal Nature di mana dua fisikawan, dari Amerika Serikat dan Israel, secara teoritis mengemukakan kemungkinan reaksi serupa dengan reaksi termonuklir yang terjadi pada tingkat quark, namun dengan pelepasan energi yang jauh lebih besar. Seperti diketahui, selama reaksi termonuklir, unsur-unsur ringan bergabung dengan pelepasan energi. Reaksi serupa juga dapat terjadi selama tumbukan partikel elementer, yang menurut konsep modern terdiri dari quark. Dalam hal ini, quark dari partikel yang bertabrakan akan berinteraksi dan berkumpul kembali. Akibatnya akan muncul partikel baru dengan energi pengikat quark yang berbeda dan energi akan terlepas.

Para peneliti menunjukkan dua kemungkinan reaksi. Yang pertama, ketika dua quark pesona bergabung, energi sebesar 12 MeV akan dilepaskan. Ketika dua quark bawah bergabung, 138 MeV harus dilepaskan, yang hampir delapan kali lebih banyak daripada penggabungan deuterium dan tritium secara terpisah dalam reaksi termonuklir (18 MeV). Penerapan praktis dari asumsi ini belum dipertimbangkan karena umur quark yang kecil.

Kegembiraan berhasil dipadatkan

Pada bulan Desember, tim fisikawan dari AS, Inggris, dan Belanda mengumumkan penemuan bentuk materi baru, yang mereka sebut eksitonium. Kuasipartikel eksiton, keadaan tereksitasi khusus dari kristal yang dapat dianggap sebagai senyawa elektron dan lubang, mirip dengan atom hidrogen, diprediksi pada tahun 1931 oleh fisikawan Soviet Yakov Ilyich Frenkel.

Sebuah eksiton adalah sebuah boson, sebuah partikel dengan putaran bilangan bulat, dan pada suhu yang cukup rendah, sistem boson masuk ke keadaan khusus yang disebut kondensat, di mana semua partikel berada dalam keadaan kuantum yang sama dan berperilaku seperti satu gelombang kuantum besar . Oleh karena itu, cairan Bose menjadi superfluida atau superkonduktor. Para peneliti telah menemukan kondensat Bose dari eksiton dalam kristal 1T-TiSe 2.

Penemuan ini penting untuk pengembangan lebih lanjut mekanika kuantum, dan dalam praktiknya, superkonduktivitas dan superfluiditas eksitonium dapat diterapkan.

Hampir berlalu, tahun 2017 ternyata menjadi tahun penemuan besar - badan antariksa mulai menggunakan roket yang dapat digunakan kembali, pasien kini dapat melawan sel kanker dengan sel darah mereka sendiri, dan sekelompok ilmuwan menemukan benua hilang di Belahan Bumi Selatan yang disebut Selandia.

Penemuan-penemuan ini dan penemuan-penemuan menakjubkan lainnya serta kemajuan ilmu pengetahuan yang luar biasa pada tahun 2017 dijelaskan secara lebih rinci di bawah ini.

Selandia

Sebuah tim internasional yang terdiri dari 32 ilmuwan telah menemukan benua Selandia yang hilang di Samudra Pasifik Selatan. Letaknya di bawah perairan Pasifik, di dasar laut, antara Selandia Baru dan Kaledonia Baru. Selandia tidak selalu terendam air, karena para ilmuwan berhasil menemukan sisa-sisa fosil tumbuhan dan hewan darat.

Bentuk kehidupan baru

Para ilmuwan telah berhasil menciptakan dalam kondisi laboratorium sesuatu yang paling dekat dengan bentuk kehidupan baru. Faktanya adalah DNA semua makhluk hidup terdiri dari pasangan asam amino alami: adenin-timin dan guanin-sitosin. Sebagian besar DNA dibangun dari basa nitrogen ini. Namun, para ilmuwan mampu menciptakan pasangan basa tidak alami yang hidup berdampingan dengan pasangan alami dalam DNA E. coli.

Penemuan ini berpotensi mempengaruhi perkembangan pengobatan lebih lanjut dan mungkin berkontribusi terhadap retensi obat dalam tubuh untuk jangka waktu yang lebih lama.

Semua emas di alam semesta

Para ilmuwan telah menemukan dengan tepat bagaimana semua emas di alam semesta (serta platina dan perak) terbentuk. Tabrakan dua bintang yang sangat kecil namun sangat berat yang terletak 130 juta tahun cahaya dari Bumi menghasilkan emas senilai seratus oktiliun dolar.

Untuk pertama kalinya dalam sejarah pengamatan bintang, para astronom dapat menyaksikan tabrakan dua bintang neutron. Dua benda kosmik raksasa sedang bergerak menuju satu sama lain dengan kecepatan yang setara dengan sepertiga kecepatan cahaya, dan tumbukan keduanya mengakibatkan terciptanya gelombang gravitasi yang dapat dirasakan di Bumi.

Rahasia Piramida Besar

Para ilmuwan telah melihat kembali Piramida Besar Giza dan menemukan ruang rahasia di sana. Dengan menggunakan teknologi pemindaian baru berdasarkan partikel berkecepatan tinggi, para ilmuwan telah menemukan ruang rahasia jauh di dalam piramida yang belum pernah diduga sebelumnya. Untuk saat ini, para ilmuwan hanya bisa menebak mengapa ruangan ini dibangun.

Metode baru untuk melawan kanker

Para ilmuwan sekarang dapat menggunakan sistem kekebalan manusia untuk melawan beberapa sel kanker. Misalnya, untuk melawan leukemia pada masa kanak-kanak, dokter mengeluarkan sel darah anak, memodifikasinya, dan memasukkannya kembali ke dalam tubuh. Meskipun proses ini sangat mahal, teknologinya terus berkembang dan memiliki potensi yang sangat besar.

Indikator baru dari kutub

Tidak semua penemuan pada tahun 2017 bersifat positif. Misalnya, pada bulan Juli, bongkahan es besar terlepas dari lapisan es Antartika, menjadi gunung es terbesar ketiga yang pernah tercatat.

Selain itu, para ilmuwan mengatakan bahwa Arktik mungkin tidak akan pernah mendapatkan kembali gelarnya sebagai kutub es abadi.

Planet-planet baru

Ilmuwan NASA telah menemukan tujuh exoplanet lagi yang secara teoritis dapat mendukung kehidupan dalam bentuk yang kita kenal di Bumi.

Sebanyak tujuh planet telah terlihat di sistem bintang tetangga TRAPPIST-1, setidaknya enam di antaranya berbentuk padat, seperti Bumi. Semua planet ini terletak di zona yang menguntungkan bagi pembentukan air dan kehidupan. Hal yang paling luar biasa dari penemuan ini adalah kedekatan sistem bintang dan kemungkinan studi lebih lanjut mengenai planet-planet tersebut.

Perpisahan dengan Cassini

Pada tahun 2017, stasiun luar angkasa otomatis Cassini, yang telah mempelajari Saturnus dan bulan-bulannya selama 13 tahun, terbakar di atmosfer planet tersebut. Ini adalah akhir misi yang direncanakan, yang sengaja dipilih oleh para ilmuwan untuk menghindari tabrakan Cassini dengan bulan-bulan Saturnus yang mungkin bisa dihuni.

Tepat sebelum kematiannya, Cassini terbang mengelilingi Titan dan terbang melalui cincin es Saturnus, mengirimkan gambar unik ke Bumi.

MRI untuk bayi

Bayi terkecil yang dirawat atau diperiksa di rumah sakit kini memiliki pemindai pencitraan resonansi magnetik, aman digunakan di ruangan yang sama dengan bayi.

Penguat roket yang dapat digunakan kembali

SpaceX telah menemukan pendorong roket baru yang tidak akan jatuh kembali ke Bumi setelah roket diluncurkan dan dapat digunakan berkali-kali.

Booster adalah salah satu bagian termahal dalam meluncurkan roket ke luar angkasa, dan biasanya semuanya berakhir di dasar laut segera setelah peluncuran. Perangkat sekali pakai yang sangat mahal, yang tanpanya mustahil mencapai orbit.

Namun, booster berat SpaceX yang baru dapat dipasang dengan relatif mudah dan murah, sehingga menghemat $18 juta per peluncuran. Pada tahun 2017, perusahaan milik Elon Musk telah melakukan sekitar 20 peluncuran yang diikuti dengan pendaratan booster.

Kemajuan baru dalam genetika

Para ilmuwan selangkah lebih dekat untuk dapat mengedit DNA seseorang, menghilangkan cacat lahir, penyakit, dan kelainan genetik sebelum lahir. Ahli genetika di Oregon berhasil mengedit DNA embrio manusia hidup untuk pertama kalinya.

Selain itu, eGenesis mengumumkan bahwa transplantasi organ vital berukuran besar dari donor babi ke manusia akan segera dilakukan. Perusahaan berhasil menciptakan pemblokir virus genetik yang tidak menularkan virus hewan ke manusia.

Terobosan dalam teleportasi kuantum

Kemungkinan teleportasi informasi kuantum telah lama dipelajari oleh para ilmuwan. Sebelumnya, data dapat diteleportasi dalam jarak beberapa puluh kilometer.

Untuk pertama kalinya dalam sejarah teleportasi kuantum, seorang ilmuwan Tiongkok berhasil mengirimkan informasi tentang foton (partikel cahaya) dari Bumi ke luar angkasa menggunakan cermin dan laser.

Penemuan ini secara mendasar dapat mengubah cara kita mengirimkan informasi ke seluruh dunia dan mengangkut energi. Teleportasi kuantum dapat mengarah pada jenis komputer kuantum dan transfer informasi yang benar-benar baru. Internet di masa depan mungkin akan menjadi lebih cepat, lebih aman, dan hampir tidak dapat ditembus oleh peretas.

Menjelang berakhirnya tahun berikutnya, saatnya untuk duduk kembali, melipat tangan, menarik napas dalam-dalam, dan melihat beberapa berita utama ilmiah yang mungkin belum pernah kita perhatikan sebelumnya. Para ilmuwan terus-menerus menciptakan beberapa perkembangan baru di berbagai bidang, seperti nanoteknologi, terapi gen, atau fisika kuantum, dan ini selalu membuka cakrawala baru.

Judul artikel ilmiah semakin mirip dengan judul cerita di majalah fiksi ilmiah. Mengingat apa yang dibawa tahun 2017 kepada kita, kita hanya bisa menantikan apa yang akan dibawa oleh tahun baru, 2018.

Sponsor posting: http://www.esmedia.ru/plazma.php: Sewa panel plasma. Murah.
Sumber: muz4in.net

Para ilmuwan telah menciptakan kristal temporal yang hukum simetri waktu tidak berlaku.

Menurut hukum pertama termodinamika, penciptaan mesin gerak abadi yang akan bekerja tanpa sumber energi tambahan adalah mustahil. Namun, awal tahun ini, fisikawan mampu menciptakan struktur yang disebut kristal temporal, sehingga tesis ini dipertanyakan.

Kristal temporal bertindak sebagai contoh nyata pertama dari keadaan materi baru yang disebut "non-ekuilibrium", di mana atom-atom memiliki suhu yang bervariasi dan tidak pernah berada dalam kesetimbangan termal satu sama lain. Kristal temporal memiliki struktur atom yang berulang tidak hanya dalam ruang tetapi juga dalam waktu, memungkinkannya mempertahankan getaran konstan tanpa memperoleh energi. Hal ini terjadi bahkan dalam keadaan stasioner, yang merupakan keadaan energi terendah dimana pergerakan secara teoritis tidak mungkin dilakukan karena memerlukan energi.

Jadi apakah kristal waktu melanggar hukum fisika? Sebenarnya, tidak. Hukum kekekalan energi hanya berlaku pada sistem dengan simetri waktu, yang menyiratkan bahwa hukum fisika selalu sama di mana pun dan kapan pun. Namun, kristal temporal melanggar hukum simetri ruang dan waktu. Dan bukan hanya mereka. Magnet juga terkadang dianggap benda asimetris alami karena mempunyai kutub utara dan selatan.

Alasan lain mengapa kristal waktu tidak melanggar hukum termodinamika adalah karena kristal waktu tidak sepenuhnya terisolasi. Kadang-kadang mereka perlu “didorong” - yaitu, diberi dorongan eksternal, setelah menerimanya mereka akan mulai mengubah keadaan mereka lagi dan lagi. Ada kemungkinan bahwa di masa depan kristal ini akan diterapkan secara luas di bidang transfer dan penyimpanan informasi dalam sistem kuantum. Mereka dapat memainkan peran penting dalam komputasi kuantum.

Sayap capung "hidup".

Ensiklopedia Merriam-Webster menyatakan bahwa sayap adalah pelengkap bulu atau selaput yang dapat digerakkan yang digunakan oleh burung, serangga, dan kelelawar untuk terbang. Seharusnya capung tersebut tidak hidup, namun ahli entomologi di Universitas Kiel di Jerman telah membuat beberapa penemuan mengejutkan yang menunjukkan sebaliknya - setidaknya pada beberapa capung.

Serangga bernafas menggunakan sistem trakea. Udara masuk ke dalam tubuh melalui lubang yang disebut spirakel. Kemudian melewati jaringan trakea yang kompleks, yang mengantarkan udara ke seluruh sel tubuh. Namun, sayapnya sendiri hampir seluruhnya terdiri dari jaringan mati, yang mengering dan menjadi tembus cahaya atau ditutupi pola berwarna. Area jaringan mati mempunyai urat dan ini adalah satu-satunya komponen sayap yang merupakan bagian dari sistem pernapasan.

Namun, ketika ahli entomologi Rainer Guillermo Ferreira melihat sayap capung Zenithoptera jantan melalui mikroskop elektron, dia melihat tabung trakea kecil bercabang. Ini adalah pertama kalinya hal seperti ini terlihat pada sayap serangga. Menentukan apakah ciri fisiologis ini unik pada spesies ini atau mungkin terjadi pada capung lain atau bahkan serangga lain memerlukan banyak penelitian. Bahkan mungkin saja ini adalah mutasi tunggal. Kehadiran pasokan oksigen yang melimpah mungkin menjelaskan pola biru kompleks dan cerah yang ditemukan pada sayap capung Zenithoptera, yang tidak mengandung pigmen biru.

Kutu kuno dengan darah dinosaurus di dalamnya

Tentu saja hal ini membuat orang langsung memikirkan skenario Jurassic Park dan kemungkinan penggunaan darah untuk menciptakan kembali dinosaurus. Sayangnya, hal tersebut tidak akan terjadi dalam waktu dekat, karena tidak mungkin mengekstraksi sampel DNA dari potongan amber yang ditemukan. Perdebatan tentang berapa lama sebuah molekul DNA dapat bertahan masih berlangsung, namun bahkan menurut perkiraan paling optimis dan dalam kondisi paling optimal, umurnya tidak lebih dari beberapa juta tahun.

Meskipun tungau yang diberi nama Deinocrotondraculi (“Drakula Mengerikan”) tidak membantu memulihkan dinosaurus, temuan ini masih sangat tidak biasa. Kita sekarang tahu tidak hanya bahwa dinosaurus berbulu memiliki tungau purba, tetapi juga bahwa mereka bahkan menghuni sarang dinosaurus.

Modifikasi gen dewasa

Saat ini, puncak dari terapi gen adalah “pengulangan palindromik pendek yang diselingi secara teratur,” atau CRISPR. Rangkaian rangkaian DNA yang saat ini menjadi dasar teknologi CRISPR-Cas9 secara teoritis dapat mengubah DNA seseorang selamanya.

Pada tahun 2017, rekayasa genetika mengalami lompatan besar ketika sebuah tim di Pusat Penelitian Proteomik di Beijing mengumumkan bahwa mereka telah berhasil menggunakan CRISPR-Cas9 untuk menghilangkan mutasi penyebab penyakit pada embrio manusia yang dapat hidup. Tim lain, dari Francis Crick Institute di London, mengambil jalan sebaliknya dan untuk pertama kalinya menggunakan teknologi ini dengan sengaja membuat mutasi pada embrio manusia. Secara khusus, mereka “mematikan” gen yang mendorong perkembangan embrio menjadi blastokista.

Penelitian telah menunjukkan bahwa teknologi CRISPR-Cas9 berhasil – dan cukup berhasil. Namun, hal ini telah memicu perdebatan etis yang intens tentang seberapa jauh kemajuan teknologi ini. Secara teoritis, hal ini dapat melahirkan “anak desainer” yang dapat memiliki ciri intelektual, atletis, dan fisik sesuai dengan yang ditentukan oleh orang tuanya.

Terlepas dari etika, penelitian melangkah lebih jauh pada bulan November ini ketika CRISPR-Cas9 diuji pada orang dewasa untuk pertama kalinya. Brad Maddoo, 44, dari California, menderita sindrom Hunter, penyakit yang tidak dapat disembuhkan yang akhirnya membuatnya harus duduk di kursi roda. Dia disuntik dengan miliaran salinan gen korektif. Diperlukan waktu beberapa bulan sebelum dapat ditentukan apakah prosedur tersebut berhasil.

Mana yang lebih dulu, spons atau ctenophora?

Sebuah laporan ilmiah baru, yang diterbitkan pada tahun 2017, seharusnya mengakhiri perdebatan lama tentang asal usul hewan. Menurut penelitian, spons adalah “saudara perempuan” dari semua hewan di dunia. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa spons adalah kelompok pertama yang terpisah selama evolusi dari nenek moyang primitif semua hewan. Ini terjadi sekitar 750 juta tahun yang lalu.

Sebelumnya, terdapat perdebatan sengit yang berpusat pada dua kandidat utama: spons dan invertebrata laut yang disebut ctenophores. Meskipun spons adalah makhluk sederhana yang duduk di dasar laut dan mencari makan dengan melewatkan dan menyaring air melalui tubuhnya, ctenophores adalah makhluk yang lebih kompleks. Mereka menyerupai ubur-ubur, mampu bergerak di dalam air, dapat menciptakan pola cahaya dan memiliki sistem saraf yang sederhana. Pertanyaan siapa di antara mereka yang pertama adalah pertanyaan tentang seperti apa rupa nenek moyang kita. Hal ini dianggap sebagai titik penting dalam menelusuri sejarah evolusi kita.

Meskipun temuan penelitian ini dengan berani menyatakan bahwa masalah ini sudah selesai, hanya beberapa bulan sebelumnya penelitian lain diterbitkan yang menunjukkan bahwa "saudara perempuan" evolusioner kita adalah ctenophores. Oleh karena itu, masih terlalu dini untuk mengatakan apakah hasil terbaru ini dapat dianggap cukup andal untuk menghilangkan keraguan.

Rakun lulus tes kecerdasan kuno

Pada abad keenam SM, penulis Yunani kuno Aesop menulis atau mengumpulkan banyak dongeng yang sekarang dikenal dengan nama Fabel Aesop. Diantaranya adalah dongeng berjudul “Gagak dan Kendi”, yang menggambarkan bagaimana seekor burung gagak yang kehausan melemparkan kerikil ke dalam kendi untuk menaikkan permukaan air sehingga akhirnya bisa minum.

Beberapa ribu tahun kemudian, para ilmuwan menyadari bahwa dongeng ini menggambarkan cara yang baik untuk menguji kecerdasan hewan. Eksperimen menunjukkan bahwa hewan percobaan memahami sebab dan akibat. Burung gagak, seperti kerabatnya, burung gagak dan burung jay, membenarkan kebenaran dongeng tersebut. Monyet juga lulus ujian, dan rakun ditambahkan ke dalam daftar tahun ini.

Selama tes fabel Aesop, delapan rakun diberi wadah berisi air dengan marshmallow yang mengapung di permukaan. Ketinggian air terlalu rendah untuk mencapainya. Dua orang subjek berhasil melemparkan batu ke dalam wadah untuk menaikkan permukaan air dan mendapatkan apa yang diinginkannya.

Subjek uji lainnya menemukan solusi kreatif mereka sendiri yang tidak pernah diharapkan oleh para peneliti. Salah satu rakun, alih-alih melemparkan batu ke dalam wadah, malah naik ke atas wadah dan mulai mengayunkannya dari sisi ke sisi hingga terbalik. Dalam pengujian lain, dengan menggunakan kelereng yang mengapung dan tenggelam sebagai pengganti batu, para ahli berharap rakun akan menggunakan kelereng yang tenggelam dan membuang kelereng yang mengambang. Sebaliknya, beberapa hewan mulai berulang kali mencelupkan bola yang mengapung ke dalam air sampai gelombang yang naik menghanyutkan potongan marshmallow ke samping, sehingga lebih mudah untuk dikeluarkan.

Fisikawan telah menciptakan laser topologi pertama

Fisikawan di Universitas California di San Diego mengklaim telah menciptakan jenis laser baru - laser "topologi", yang pancarannya dapat mengambil bentuk kompleks apa pun tanpa menghamburkan cahaya. Perangkat ini bekerja berdasarkan konsep isolator topologi (bahan yang bersifat dielektrik di dalam volumenya tetapi menghantarkan arus ke seluruh permukaan), yang memenangkan Hadiah Nobel Fisika pada tahun 2016.

Biasanya, laser menggunakan resonator cincin untuk memperkuat cahaya. Mereka lebih efisien dibandingkan resonator dengan sudut tajam. Namun kali ini, tim peneliti menciptakan rongga topologi menggunakan kristal fotonik sebagai cermin. Secara khusus, dua kristal fotonik dengan topologi berbeda digunakan, salah satunya adalah sel berbentuk bintang dalam kisi persegi, dan yang lainnya adalah kisi segitiga dengan lubang udara silinder. Anggota tim Boubacar Kante membandingkannya dengan bagel dan pretzel: meskipun keduanya merupakan roti berlubang, jumlah lubang yang berbeda menjadikannya berbeda.

Setelah kristal berada di tempat yang tepat, berkas cahaya akan mengambil bentuk yang diinginkan. Sistem ini dikendalikan menggunakan medan magnet. Ini memungkinkan Anda mengubah arah pancaran cahaya, sehingga menciptakan fluks cahaya. Penerapan praktis langsung ini dapat meningkatkan kecepatan komunikasi optik. Namun, ke depannya hal ini dipandang sebagai langkah maju dalam penciptaan komputer optik.

Para ilmuwan telah menemukan eksitonium

Fisikawan di seluruh dunia sangat antusias dengan penemuan bentuk materi baru yang disebut eksitonium. Bentuk ini merupakan kondensat kuasipartikel, eksiton, yang merupakan keadaan terikat elektron bebas dan lubang elektron, yang terbentuk akibat hilangnya elektron oleh suatu molekul. Terlebih lagi, fisikawan teoretis Harvard, Burt Halperin, meramalkan keberadaan eksitonium pada tahun 1960-an, dan para ilmuwan telah mencoba membuktikan bahwa teori tersebut benar (atau salah) sejak saat itu.

Seperti banyak penemuan ilmiah besar lainnya, terdapat cukup banyak peluang dalam penemuan ini. Tim peneliti di Universitas Illinois yang menemukan eksitonium sebenarnya sedang mengeksplorasi teknologi baru yang disebut spektroskopi kehilangan energi berkas elektron (M-EELS) - yang dirancang khusus untuk mengidentifikasi rangsangan. Namun penemuan itu terjadi saat peneliti baru melakukan uji kalibrasi. Salah satu anggota tim masuk ke ruangan sementara yang lain menonton layar mereka. Mereka mengatakan mereka telah mendeteksi "plasmon ringan", yang merupakan pendahulu kondensasi eksitonik.

Pemimpin studi Profesor Peter Abbamont membandingkan penemuan ini dengan Higgs boson - penemuan ini tidak akan langsung digunakan dalam kehidupan nyata, namun menunjukkan bahwa pemahaman kita saat ini tentang mekanika kuantum berada di jalur yang benar.

Para ilmuwan telah menciptakan robot nano yang membunuh kanker

Para peneliti di Universitas Durham mengklaim telah menciptakan robot nano yang dapat mengidentifikasi sel kanker dan membunuhnya hanya dalam 60 detik. Dalam uji coba yang berhasil dilakukan di universitas tersebut, robot kecil memerlukan waktu satu hingga tiga menit untuk menembus membran luar sel kanker prostat dan segera menghancurkannya.

Nanorobot berukuran 50.000 kali lebih kecil dari diameter rambut manusia. Mereka diaktifkan oleh cahaya dan berputar dengan kecepatan dua hingga tiga juta putaran per detik untuk mampu menembus membran sel. Ketika mereka mencapai targetnya, mereka dapat menghancurkannya atau memasukkan agen terapeutik yang berguna ke dalamnya.

Hingga saat ini, robot nano hanya diuji pada sel individual, namun hasil yang menggembirakan telah mendorong para ilmuwan untuk beralih ke eksperimen pada mikroorganisme dan ikan kecil. Tujuan selanjutnya adalah beralih ke hewan pengerat dan kemudian ke manusia.

Asteroid antarbintang bisa jadi merupakan pesawat luar angkasa alien

Baru beberapa bulan berlalu sejak para astronom dengan gembira mengumumkan penemuan objek antarbintang pertama yang terbang melintasi tata surya, sebuah asteroid bernama 'Oumuamua. Sejak saat itu, mereka mengamati banyak hal aneh yang terjadi pada benda angkasa tersebut. Terkadang perilakunya sangat tidak biasa sehingga para ilmuwan percaya bahwa objek tersebut mungkin adalah pesawat luar angkasa asing.

Pertama-tama, bentuknya mengkhawatirkan. 'Oumuamua berbentuk cerutu dengan rasio panjang dan diameter sepuluh banding satu, yang belum pernah terlihat di asteroid mana pun yang diamati. Awalnya, para ilmuwan mengira itu adalah komet, tetapi kemudian menyadari bahwa itu bukan karena objek tersebut tidak meninggalkan ekor saat mendekati Matahari. Selain itu, beberapa ahli berpendapat bahwa kecepatan rotasi benda tersebut seharusnya dapat menghancurkan asteroid normal mana pun. Tampaknya itu diciptakan khusus untuk perjalanan antarbintang.

Namun jika itu diciptakan secara artifisial, lalu apakah itu? Beberapa orang mengatakan itu adalah pesawat luar angkasa alien, yang lain percaya itu mungkin sebuah pesawat ruang angkasa yang mesinnya rusak dan sekarang melayang di luar angkasa. Bagaimanapun, peserta program seperti SETI dan BreakthroughListen percaya bahwa 'Oumuamua memerlukan studi lebih lanjut, jadi mereka mengarahkan teleskop mereka ke sana dan mendengarkan sinyal radio apa pun.

Meskipun hipotesis alien belum dikonfirmasi dengan cara apa pun, pengamatan awal SETI tidak membuahkan hasil. Banyak peneliti yang masih pesimistis mengenai kemungkinan objek tersebut diciptakan oleh alien, namun penelitian akan terus berlanjut.