Premi Nobel de Física, 2017: Detectors d'ondes en l'espai-temps
L'Acadèmia Sueca esmena l'any 2016, reconeix les 'contribucions decisives dels premiats al detector de Ligo i a l'observació d'ones gravitacionals', una reivindicació de la predicció d'Einstein i la cosa més important en física des del descobriment del bosó de Higgs.
Els físics de l'Institut Tecnològic de Califòrnia Kip S. Thorne (R) i Barry C. Barish assisteixen a una conferència de premsa després de guanyar el Premi Nobel de Física 2017, que comparteixen amb Rainer Weiss del MIT, a Pasadena, Califòrnia, Estats Units, el 3 d'octubre de 2017. ( Foto de Reuters) Quan Estocolm va trucar dilluns a Michael Rosbash per dir-li que havia guanyat el Premi Nobel de Fisiologia i Medicina per descobrir la base física del rellotge biològic, va respondre: M'estàs fent broma. Potser es va sorprendre perquè el premi era asíncron: el seu treball crucial es va fer fa anys. L'any passat, també, la Fundació Nobel havia demostrat que estava fora de fase amb el món en honrar el treball teòric en la topologia de la matèria, ignorant l'Observatori d'ones gravitacionals amb interferòmetre làser (Ligo), que havia detectat ones gravitacionals 12 mesos abans del cerimònia. Reivindicant una predicció feta per Einstein fa un segle, seguint la teoria de la relativitat general, va ser la cosa més gran de la física des del descobriment del bosó de Higgs. Per disgust general i el plaer dels corredors d'apostes, Ligo no va obtenir el premi.
L'any 2017, la Reial Acadèmia Sueca de Ciències va esmenar honorant el lideratge de Ligo: Rainer Weiss, que va dissenyar l'instrument més sensible mai fet per la raça humana, Kip S Thorne, que va reduir els senyals i les freqüències per a les quals estava dissenyat. , i Barry C Barish, que va construir el projecte de manera pràctica.
Què va veure exactament Ligo, o va sentir, per ser exactes, des que la signatura de la primera ona de gravetat detectada el 15 de setembre de 2015 es va traduir en un so que estava entre un xip i un ping?
Els laboratoris LIGO a Hanford, Washington (Cortesia Caltech/MIT/LIGO Laboratory) Va sentir la col·lisió de dos forats negres massius que havien girat l'un al voltant de l'altre a velocitats maníaques i després van xocar fa 1.300 milions d'anys, quan la vida a la terra amb prou feines havia començat. L'incident còsmic no va ser visible, ja que la llum no pot escapar de l'horitzó d'esdeveniments d'un forat negre, però es pot inferir per radiació a les proximitats de la voràgine de matèria i energia. També va estendre ones gravitacionals, ondulacions que es propaguen a la velocitat de la llum a través del teixit de l'espai-temps. Quan el primer Homo sapiens va caminar per les planes d'Àfrica fa mil·lennis, les ones estaven escombrant pel Núvol de Magallanes i van arribar a la Terra el setembre de 2015, produint petites pertorbacions als interferòmetres làser de Ligo a Louisiana i l'estat de Washington, a part de l'instrument Virgo a Itàlia. . Va produir un petit xiulet que va sacsejar el món de la física quàntica.
Llegeix també | Premi Nobel de Fisiologia o Medicina, 2017: Què ens fa tick
Durant anys fins al descobriment del bosó de Higgs, hi va haver una crisi en la física. El mètode de la ciència consisteix a desenvolupar la teoria i després confirmar-la al laboratori. Sense el segon pas, la teoria continua sense verificar-se. El bosó de Higgs va ser l'últim element del model estàndard de la física que va romandre sense observar en la natura. Així que la teoria es va anar construint a partir de la teoria durant anys i el laboratori es va quedar molt enrere. Potser s'estava construint tot sobre sorra?
Amb el descobriment del bosó de Higgs, el laboratori es va posar al dia i es va reivindicar la teoria. No obstant això, la predicció centenària de les ones gravitatòries no s'ha provat; en realitat, es remunta al postulat d'Henri Poincaré de 1905. Ara, Ligo ha proporcionat una altra garantia de la permeabilitat del model estàndard. Les ones gravitatòries es van inferir anteriorment, i Russel A Hulse i Joseph H Taylor Jr van guanyar un Nobel per això el 1993. Però Ligo va fer la primera observació directa d'una ona gravitatòria, produint una contracció en un instrument.
Mirant cap al futur, l'astronomia d'ones gravitacionals donarà a la humanitat accés a parts de l'espai i del temps que s'han mantingut invisibles. A diferència de la radiació electromagnètica com la llum, que travessa l'espai-temps, són ondulacions dins del mateix teixit de l'espai-temps. No estan dispersos per la matèria, i permetran que els instruments mirin impossiblement lluny en els abismes de l'espai i, per tant, molt enrere en el temps. Les parts de l'univers que han quedat fosques per als telescopis òptics i radiotelescopis ara es faran visibles. Els forats negres i les estrelles de neutrons, cossos tan densos que una cullerada de la seva substància pesaria tant com la terra, revelaran secrets mai vists abans.
Qualsevol cosa amb massa produeix ones gravitatòries quan accelera. Produïu ones gravitatòries cada cop que balleu, però no són prou fortes per ser captades pels instruments. Però qualsevol cosa amb una massa gegantina, com un forat negre o una estrella de neutrons, generaria ones mesurables, fent visibles els fenòmens ocults fins ara. En el passat, els telescopis s'havien enviat a l'espai per obtenir una visió més clara de l'univers, sense obstacles per la pols, els núvols i la radiació de fons de la civilització. El més conegut és el telescopi Hubble, i un dels seus companys fins i tot busca ones gravitatòries: el LISA Pathfinder de l'Agència Espacial Europea. Però com que les ones gravitacionals no estan disperses, lògicament es podria enterrar un detector en una mina de carbó, i encara veuria la llum d'estrelles llunyanes, en el seu propi espectre, no en el de la llum visible. En un futur increïblement proper, aquesta forma de telescòpia obrirà un nou ull sobre l'espai i el temps, i ens permetrà veure l'univers com mai s'havia vist abans, amb la infinitat de colors invisibles de l'arc de Sant Martí de la gravetat.
Els laboratoris LIGO a Livingston, Louisiana. LIGO descriu els tres premis Nobel de Física 2017 com els seus fundadors i els seus més antics i grans campions. (Cortesia Caltech/MIT/LIGO Laboratory) GUANYADORS 2016: A la dècada de 1970, MICHAEL KOSTERLITZ & DAVID THOULESS va capgirar aleshores la teoria actual que la superconductivitat o la suprafluidesa no es podrien produir en capes primes. Van demostrar que la superconductivitat podria ocórrer a temperatures baixes i també van explicar el mecanisme, la transició de fase, que fa que la superconductivitat desaparegui a temperatures més altes. Als anys 80, DUNCAN HALDANE va descobrir com els conceptes topològics poden explicar les propietats de les cadenes d'imants petits que es troben en alguns materials.
etowah riggs de cambril de secundària
Comparteix Amb Els Teus Amics:
