Очевидное-невероятное (наука, техника, спорт, курьезы и др.)

[Ирина_]

прихований металевий стан у 1T‑TaS₂: новий клас квантової електроніки
протягом останніх років інтенсивно досліджується речовина 1T‑TaS₂, яка належить до класу дихалькогенідів перехідних металів. ця тонкошарова сполука танталу та сірки демонструє унікальні квантові властивості, що роблять її потенційно ключовим матеріалом для майбутніх поколінь електронних пристроїв.

структура та основні характеристики
1T‑TaS₂ складається зі слоїв танталу, розміщених між шарами сірки. у низькотемпературних умовах матеріал переходить у так званий ізоляційний стан мотта, коли електрони локалізуються через взаємодії між собою. однак за певних зовнішніх впливів ця фаза змінюється на провідну.

особливістю є формування хвиль густини заряду (charge density wave, CDW) — періодичних модуляцій електронної густини, які суттєво впливають на електронну поведінку кристалу.
явище прихованого металевого стану
при опроміненні надкороткими (фемтосекундними) лазерними імпульсами 1T‑TaS₂ може миттєво перейти з ізолятора до прихованого металевого стану. цей стан: не реалізується при звичайному нагріванні або охолодженні;виникає протягом ≈100 фемтосекунд;супроводжується руйнуванням хвиль густини заряду;не є стабільним у рівноважних умовах. зазначений стан спостерігався за допомогою методів тунельної сканувальної мікроскопії та електронної дифракції.

наукове значення та застосування
наявність такого стану відкриває перспективи для розвитку нової електроніки:ультрашвидкі логічні елементи, які переключаються без використання традиційного струму;пам'ять на основі фазових переходів, придатна для нейроморфних систем;низькоенергетичні квантові перемикачі;використання в області штучного інтелекту, де важлива пластичність і швидкодія.

на відміну від традиційного кремнію, 1T‑TaS₂ не потребує високих температур або струмів для перемикання, що робить його придатним для інтеграції у надшвидкісні нанопристрої.
контекст у фізиці конденсованого стану
приховані стани, як у 1T‑TaS₂, ілюструють ключову концепцію сучасної фізики: нерівноважні квантові фази матерії, які не можуть бути досягнуті у звичайних термодинамічних умовах. це відкриває фундаментально нові напрямки досліджень:взаємодія сильних кореляцій та геометрії ґратки;динамічне керування квантовими станами;розробка матеріалів, чутливих до світла на субпікосекундному масштабі.

висновки
дослідження 1T‑TaS₂ демонструє можливість створення квантових перемикачів, які функціонують не завдяки переносу електронів, а завдяки керованим структурним фазовим переходам. це є принципово новим підходом у фізиці матеріалів та перспективним напрямком для нової ери посткремнієвої електроніки.

джерела

popular mechanics (2025) vaskivskyi i. et al., science advances, 2016  hollander m. et al., nature physics, 2024  fazekas p., tosatti e., philosophical magazine, 1979

 

[Ирина_]

торсійні поля: наука, гіпотези та псевдонаукові інтерпретації

у фізиці термін торсій має чітке визначення. у рамках розширених геометрій простору-часу (наприклад, теорії Ейнштейна–Картана) торсій описує антисиметричну частину зв’язності, яка може бути пов’язана зі спіном матерії. це математична властивість узагальнює загальну теорію відносності, допускаючи, що простір-час може мати не лише кривину, а й "закручування".

у стандартній загальній теорії відносності торсій відсутній (зв’язність симетрична);у теорії Ейнштейна–Картана торсій пов’язаний зі спіновими властивостями ферміонів;ефекти торсія передбачаються надзвичайно малими і досі не підтверджені експериментально.

у 1980–1990-х роках в СРСР та пострадянській Росії з’явився ряд публікацій (А.Є. Акімов, Г.І.Шипов та ін.), де термін "торсійне поле" використовувався в іншому значенні. автори стверджували, що існують особливі фізичні поля, пов’язані з обертанням мас і спінів, здатні:  передавати інформацію миттєво;впливати на хімічні, біологічні та психофізіологічні процеси; записувати і зчитувати властивості об’єктів.

проблеми з такими твердженнями:

відсутність відтворюваних експериментів - ключові результати не були підтверджені незалежними лабораторіями;

порушення відомих фізичних законів - передбачувана миттєва дія на відстані суперечить спеціальній теорії відносності;

підміна термінів - термін "торсій" використано поза його строгим науковим визначенням, що створило плутанину.

порушення відомих фізичних законів:

згідно зі спеціальною теорією відносності (ств), інформація або вплив не можуть передаватися швидше швидкості світла у вакуумі  це не просто емпіричне спостереження, а фундаментальний наслідок структури простору-часу Мінковського та принципу причинності.

в роботах про "торсійні поля" стверджувалося, що такі поля здатні : миттєво передавати зміни стану джерела на приймач,не затухати з відстанню,працювати поза екраном від електромагнітних і гравітаційних завад.

це фактично означає передачу інформації поза світловим конусом, що суперечить СТВ.
у сучасній фізиці для будь-якого поля (електромагнітного, гравітаційного, гіпотетичного скалярного чи векторного) існує кінцева швидкість поширення збурень, яка у найкращих теоріях обмежена . будь-яка модель, що припускає миттєву взаємодію на відстані, повинна або повністю відмовитися від стов, або радикально змінити поняття причинності - а це вимагає колосальної кількості строгих підтверджувальних експериментів, яких у "торсійних дослідженнях" не було

підміна термінів :

у математичній фізиці слово торсій  означає антисиметричну частину тензора зв’язності в афінній геометрії. якщо зв’язність симетрична за нижніми індексами, торсій дорівнює нулю (це випадок загальної теорії відносності). якщо зв’язність допускає асиметрію, то виникає торсій, пов’язаний із розподілом спіна матерії. у рамках теорії Ейнштейна–Картана (1922–1925 рр.) торсійне поле - це геометричний об’єкт, який :не є енергією або субстанцією в класичному сенсі; не передає сигналів миттєво; локально взаємодіє зі спіном частинок через рівняння, що модифікують ЗТВ

у 1980–1990-х роках в СРСР та Росії термін  "торсійне поле"  було переозначено в популярній та околонауковій літературі як певне фізичне поле особливої природи, нібито доступне для генерації та реєстрації. це створило хибну асоціацію між строгим поняттям торсія в геометрії та гіпотетичним "новим полем", яке не має під собою теоретичної та експериментальної основи.

така підміна термінів призвела до того, що в змі та навіть у деяких технічних звітах з’являлися твердження про "нову фундаментальну взаємодію", причому її описували не мовою тензорного аналізу або лагранжіанів, а у вигляді вільних заяв без строгої математичної моделі. для академічної фізики така ситуація неприйнятна: якщо поняття перейменоване, воно перестає бути еквівалентним вихідному й потребує чіткого нового визначення, чого в цих публікаціях зроблено не було.

сучасний академічний консенсус.
на сьогодні жодна з заявлених "нетрадиційних" властивостей торсійних полів не отримала строгого підтвердження. у фізиці залишається лише математичне поняття торсія в межах теорії Ейнштейна–Картана та інших геометричних моделей, де ця властивість розглядається як можлива, але вкрай мала поправка до гравітаційної взаємодії.

"торсій" у науці - це елемент математичної геометрії, пов’язаний зі спіном матерії; "торсійні поля" в масовій культурі - це псевдонаукова інтерпретація, яка не має експериментальної верифікації;  наукове завдання - відокремлювати коректні теоретичні побудови від спекуляцій, зберігаючи строгий експериментальний контроль гіпотез.

[Ирина_]

великий вибух як фазовий перехід: до питання альтернативної космологічної інтерпретації

 розглядається можливість інтерпретації так званого "Великого вибуху" не як початкової сингулярності простору-часу, а як фазового переходу вакуумного поля у ранньому космосі. такий підхід дозволяє обійти проблеми сингулярності та запропонувати ширший контекст еволюції Всесвіту, у якому зміни фазового стану відіграють визначальну роль.

стандартна космологічна модель базується на рішенні рівнянь Фрідмана для однорідного та ізотропного Всесвіту. екстраполяція назад у часі веде до сингулярності при t=0, що інтерпретується як "Великий вибух". однак така інтерпретація породжує низку методологічних і фізичних проблем: поява нескінченних величин, відсутність визначеного початку фізичних законів, потреба у "створенні з нічого".

альтернативою є сценарії, де замість початку часу маємо фазовий перехід. у цьому випадку "Великий вибух" є не абсолютним початком, а радше критичним моментом перебудови фундаментальних полів.

основна частина.

фазові переходи у фізиці поля.
у квантовій теорії поля добре відомі переходи між симетричними та асиметричними фазами. механізм спонтанного порушення симетрії поля Хіггса є ключовим прикладом: частинки набувають мас завдяки переходу вакууму в ненульовий стан. у ранньому космосі це відбулося приблизно при 10⁻¹² с після умовного "початку".

сценарій "Великого вибуху" як фазового переходу.
припустимо, що весь процес, який ми називаємо "Великим вибухом", відповідав фазовому переходу між високоенергетичною симетричною фазою та фазою з порушеною симетрією. у цій картині:

розширення" інтерпретується як результат вивільнення енергії під час переходу;

Космічне мікрохвильове випромінювання може розглядатися як тепловий залишок reheating;

нуклеосинтез легких елементів є природним наслідком нової термодинамічної рівноваги.

усунення сингулярності.
у моделі фазового переходу не виникає потреби у математичній сингулярності. Всесвіт існував у попередній фазі, хоча його фізичні параметри могли кардинально відрізнятися (інша симетрія, інші закони взаємодії). таким чином, "початок часу" стає лише зміною його фізичного змісту.

зв’язок із сучасними моделями.

у рамках Loop Quantum Cosmology замість сингулярності пропонується "квантовий відскок", що цілком узгоджується з ідеєю фазових змін;

у Ekpyrotic Models Всесвіт народжується з коливань або злиття "бран", що також можна тлумачити як фазовий перехід;

концепція "Вічної інфляції" (A. Guth, A. Linde) описує нескінченний мультивсесвіт, у якому бульбашки нових фаз постійно виникають у тлі.

інтерпретація "Великого вибуху" як фазового переходу дозволяє:

уникнути проблеми початкової сингулярності;

запропонувати більш природне пояснення походження Космічного мікрохвильового випромінювання;

розширити космологічну картину, допускаючи існування попередніх фаз із відмінними законами фізики.

така концепція не заперечує стандартні спостережувані факти (розширення, нуклеосинтез, КМВ), але пропонує іншу інтерпретацію їхніх причин. у цьому сенсі "Великий вибух" перестає бути абсолютним початком і стає лише одним із критичних моментів історії Всесвіту, можливо, не єдиним.

[Анджелина]

Удивила Лорак.

Молодец , если так смогла продвинуться. Наверное займет место Уитни Хьюстон в исполнении этой песни.

https://www.youtube.com/shorts/hBvSt2TxT70

 

[Анджелина]

https://www.youtube.com/shorts/a9I5hognOAo