おそらく私たちのほとんどにとって物理学は難解ですが、その成果は興味深いものです。研究者たちはすでに物理学の真の奇跡、特に多くの人がその存在が可能だと考えていなかった奇跡を発見しています。
物理学の奇跡: 考えられないことが存在する
物理学者が長年の研究を経て生み出したものは、私たちが日常生活で出会うことはまずないでしょう。だからこそ、これまで見逃してきたものを検討する価値があるのです。発明の中には、非常に抽象的で奇妙であるため、非常に魅力的なものもあります。
物理学の驚異 #1 分子ブラックホール
ブラックホールについて聞くと、最初に思い浮かぶのはおそらく宇宙とそのような天体の巨大さです。これに関連して、物理学者は、非常に小さいブラックホールを分子レベルで扱います。
少なくとも、彼らはブラックホールのように動作するものを作成しました。これを行うために、現在最も強力な X 線レーザーを特定の分子に向けたところ、予想通り、最初は真空が生じ、原子の最外端から電子が吸い込まれました。しかし今回は、分子内のブラックホールのように、空気の空洞が隣接する原子の電子まで侵食し続けました。構造物全体が爆発するまで。
物理学の奇跡 #2 不可能なこと
超固体について聞いたことがありますか?これは固体であると同時に液体である問題です。この物質は、一方ではすべての固体のような硬い結晶構造を持っていますが、他方では液体のように見えます。
この矛盾は、2016 年に 2 つの独立した研究チームが異なる方法を使用して達成したとされています。その 1 つは、真空中でルビジウムを冷却することによって、存在する最も冷たい物質であるボース・アインシュタイン凝縮を生成することを伴うものでした。次に、得られた凝縮液を、2 つのチャンバーと鏡が向かい合った装置内に置きました。その後、研究者らはそれにレーザーを照射し、物質の粒子を刺激して結晶パターンに配列させた。同時に、流動性も保持しました。
物理の驚異 #3 タイムクリスタル
物理学者でノーベル賞受賞者のフランク・ウィルチェックが 2012 年に時間結晶を提案したとき、この考えは依然として物理法則に矛盾していました。 5 年後、研究者たちはその物体の作成方法を発見しました。
興味深い点: Wilczek が想像したのは、エネルギーの最低レベルである基底状態で動きを生み出すことができる結晶でした。理論的には、そこでは運動は不可能です。なぜなら、エネルギーが必要となるからですが、基底状態にはエネルギーがほとんど、あるいはまったく存在しません。
しかし、Wlczek は、結晶の原子配列を基底状態の内外に反転させることによって連続的な運動を作り出すことができると信じていました。このような物体の原子構造は時間の経過とともに繰り返され、エネルギーなしで一定の変化が生じます。
これらの時間結晶を実際に作成するために、研究チームは 2 つのレーザーを使用して 10 個の連結イッテルビウム イオンを操作しました。 1 つは磁場を形成し、2 つ目はウィルチェクのスナップが起こるまで原子の回転を調整しました。
結論：不可能なことは何もない
特別な奇跡を特徴とする科学があるとすれば、それは物理学です。この分野の研究者が生み出しているものは、あまりにも信じられないほど素晴らしいものなので、私たちのほとんどはそのようなアイデアについて考えさえしません。
他の例も、科学がいかに刺激的なものであるかを示しています。研究者たちはすでに量子コンピューターのタイムマシンの開発に取り組んでいます。 アインシュタインの相対性理論に代わるものを発見した人もいます。 スティーブン・ホーキング博士のような世界的に有名な物理学者が神について述べていることは、特に興味深いものです。