Возвращаюсь к ведению канала после долгого перерыва, связанного с отчётным периодом на работе. И начать новый год я решил с того, чем хотел закончить год прошлый — моего личного топ-5 самых ярких и запомнившихся открытий в физике 2017 года.

Гравитационные волны от слияния нейтронных звёзд

Думаю, многие согласятся, что самым значительным событием стала регистрация в августе гравитационных волн от слияния двух нейтронных звёзд. Это достижение замечательно не только тем, что появившаяся всего два года назад гравитационно-волновая астрономия поймала уже пятый сигнал, и даже не тем, что это был первый сигнал, пойманный именно от нейтронных звёзд — до этого фиксировалось слияние только пар чёрных дыр — но главным образом тем, что уже через две секунды после прихода сигнала к наблюдениям подключились космические и наземные обсерватории, которым удалось зафиксировать также и гамма-всплеск, и послесвечение в видимом диапазоне.

В итоге, учёные уточнили свои модели слияния нейтронных звёзд и подтвердили, что именно эти события, которые ещё называют килоновыми, являются источниками некоторых гамма-всплесков, а также большинства тяжёлых элементов — в том числе, например, золота, в нашей Вселенной.

Впервые удалось также и напрямую оценить скорость распространения гравитационных волн — как и ожидалось, она с огромной точностью совпадает со скоростью света. И на этом открытия не закончились. Так, совсем недавно из тех же данных учёные смогли оценить возможность существования дополнительных измерений — и она оказалась мала.

50-кубитные квантовые компьютеры

Об этом давно ходили слухи, но только в июле они получили подтверждение. Учёные впервые создали квантовый компьютер, состоящий из более чем 50 кубит. Об этом на конференции в Москве сообщил профессор Михаил Лукин.

В конце ноября о создании 50-кубитного прототипа сообщила также IBM. И почти тут же вышла статья группы Лукина и одновременно, в том же номере журнала Nature, статья ещё одной группы — возглавляемой Кристофером Монро — о создании 53-кубитного квантового компьютера.

Почему такое внимание к числу 50? Потому что по некоторым оценкам именно с этого числа кубитов начинается пресловутое «квантовое превосходство», и квантовые компьютеры становятся способными решать задачи, не доступные ни для одного обычного компьютера. Число, конечно, несколько условное, но тем не менее, отмечает важный рубеж.

«Кристаллы во времени»

Самым ярким событием начала года было, безусловно, сообщение об экспериментальной реализации так называемых Time crystal — «Кристалла во времени». Эта странная форма вещества была предсказана всего лишь в 2012 году, а в 2017 году о её получении сообщили сразу две группы учёных.

«Кристаллы во времени» получили своё название из-за того, что они напоминают обычные кристаллы — атомы которых образуют строго периодические структуры в пространстве, — но только они совершают периодические движения во времени. И это происходит в термодинамическом равновесии!

Маленький детектор нейтрино

Мы привыкли, что нейтринный детектор — это что-то мегабольшое. Например, Super-Kamiokande заполнен 50 000 тоннами воды, а IceCube задействует кубический километр льда. В 2017 году это убеждение разрушили физики из коллаборации COHERENT. Им удалось построить детектор нейтрино размером с трёхлитровую банку — и продемонстрировать его успешную работу, конечно.

Собственно, идея такого детектора была изложена ещё в 1974 году, но только сейчас удалось преодолеть все технические сложности. Для обнаружения нейтрино используется эффект значительного усиления силы взаимодействия нейтрино с ядрами тяжёлых веществ. Сила его взаимодействия с ядром оказывается приблизительно пропорциональной квадрату числа нейтронов в ядре.

Замечательным является то, что в создании детектора ключевую роль сыграли учёные из российского Института теоретической и экспериментальной физики.

Решение проблем радиуса протона и времени жизни нейтрона

Ну и наконец, отмечу решение сразу двух важных проблем современной физики, связанных со сверхточными измерениями фундаментальных величин.