Физика – Основы устройства мира

Международная группа исследователей представила результаты одного из самых масштабных исследований космических лучей за последние годы. Анализ данных, собранных альфа-магнитным спектрометром AMS-02 на борту Международной космической станции, позволил выявить четыре различных класса космических лучей, включающих двадцать химических элементов. Полученные результаты оказались настолько неожиданными, что вступили в противоречие с существующими теоретическими моделями происхождения, ускорения и распространения космических частиц в нашей галактике.

Учёные сделали важный шаг в понимании того, как формировались и эволюционировали галактики, подобные нашему Млечному Пути. В центре внимания оказалась тёмная материя — загадочная субстанция, невидимая для телескопов, но составляющая основную часть вещества во Вселенной. Исследователи Ратгерского университета смогли построить своеобразные «отпечатки» этого невидимого компонента, выявив его влияние на формирование звёздных систем.

Когда телескоп Джеймса Уэбба начал исследовать раннюю Вселенную, астрономы столкнулись с неожиданной проблемой. В космосе, которому было всего несколько миллиардов лет, обнаружилось удивительно много массивных галактик, уже практически прекративших формировать новые звезды. По существующим моделям они не должны были успеть так быстро вырасти, исчерпать запасы газа и превратиться в спокойные звездные системы.

Когда речь заходит о дальних космических полетах, ограничения скорости современных ракет становятся очевидными. Даже самые мощные химические двигатели не могут преодолеть межзвездные расстояния за разумные сроки. Но что если можно было бы разогнать космический корабль до огромных скоростей, используя силу света? Именно этот подход изучают ученые Калифорнийского технологического института (Калтех), работая над лазерными световыми парусами — технологией, которая может однажды позволить отправлять космические аппараты к другим звездным системам.

Среди самых необычных объектов современной теоретической физики особое место занимают космические струны — гипотетические одномерные дефекты пространства-времени, которые могли возникнуть в первые доли секунды после Большого взрыва. Если они действительно существуют, то являются своеобразными окаменелостями ранней Вселенной, сохранившими информацию о процессах, происходивших при колоссальных энергиях, недостижимых для любых современных ускорителей.

Во Вселенной, где расстояния измеряются миллиардами световых лет, а время — эпохами галактик, существуют необычайно точные природные часы — пульсары. Эти вращающиеся нейтронные звёзды посылают регулярные импульсы радиоволн, которые достигают Земли с фантастической стабильностью. Благодаря этой стабильности астрономы могут использовать пульсары не только для изучения звёзд, но и как инструмент для измерения тончайших искажений самого пространства-времени.

С момента публикации в 1998 году первых данных о сверхновых типа Ia, казавшихся тусклее, чем предсказывала теория, космология вступила в новую эпоху. Два коллектива учёных объявили, что расширение Вселенной не замедляется, как ожидалось, а ускоряется. Это стало сенсацией, которая перевернула привычное понимание космоса и принесла авторам открытия Нобелевскую премию 2011 года. Тогда родилась модель ΛCDM, в которой Вселенная на 70% состоит из загадочной тёмной энергии, на 25% — из тёмной материи и лишь на 5% — из обычных атомов. Тёмная энергия стала универсальным объяснением космического ускорения. Но за четверть века эти основания начали трещать, а последние наблюдения заставляют учёных пересматривать даже казалось бы незыблемые выводы.

Космический телескоп имени Нэнси Грейс Роман должен стать одной из главных астрономических обсерваторий нового поколения. Аппарат NASA создавался не как замена «Хабблу» или «Джеймсу Уэббу», а как принципиально другой инструмент: вместо детального изучения небольших областей космоса он сможет проводить масштабные обзоры неба и собирать статистику о миллионах далеких объектов.

Спустя более ста лет после открытия космических лучей ученые по-прежнему пытаются понять природу этих загадочных частиц, которые непрерывно пронизывают Вселенную. Новые результаты международной миссии DAMPE стали одним из важнейших достижений современной астрофизики и приблизили исследователей к разгадке происхождения самых энергичных частиц космоса.

Большой Взрыв — величайшая история нашего происхождения. Но у любой истории есть предыстория, и это как раз то место, где научное любопытство упирается в стену. Что именно «взорвалось»? Что было до того, как пространство и время начали существовать? А главное — почему? Классическая космология отвечает молчанием: она приводит нас к сингулярности, точке бесконечной плотности, где привычные законы перестают быть рабочими инструментами. Это похоже на текст, который обрывается на полуслове. Чтобы дописать пропущенную главу, ученым приходится смотреть туда, куда космос обычно не разрешает заглядывать — за горизонт событий черной дыры.

Кот Шрёдингера давно перестал быть лишь философским мысленным экспериментом. За последние десятилетия физики научились создавать реальные квантовые аналоги знаменитого «кота», в которых свет, отдельные атомы или механические колебания действительно существуют сразу в нескольких состояниях. Однако исследование учёных Оксфордского университета, опубликованное в журнале Physical Review X в июне 2026 года, выводит эту область на новый уровень. Исследователи впервые продемонстрировали целое семейство квантовых суперпозиций, состоящих не из привычных волновых пакетов, а из гораздо более сложных, глубоко неклассических состояний.

На протяжении почти четверти века стандартная космологическая модель ΛCDM оставалась наиболее успешным описанием эволюции Вселенной. Именно она позволила связать в единую картину реликтовое излучение, образование первых галактик, распределение крупномасштабной структуры, расширение космоса и влияние темной материи. В основе модели лежат всего два ключевых компонента: космологическая постоянная Λ, отвечающая за ускоренное расширение Вселенной, и холодная темная материя, формирующая невидимый каркас, на котором возникают галактики и их скопления. Простота этой конструкции долгое время выглядела почти идеальной, однако по мере роста точности наблюдений стало ясно, что реальная Вселенная начинает сопротивляться столь элегантному описанию.

Криптон известен большинству людей как один из инертных газов атмосферы, однако теперь ему нашли неожиданное применение в квантовых технологиях. Исследователи Корнеллского университета показали, что с его помощью можно значительно улучшить производство сверхпроводящих компонентов квантовых процессоров. Новый метод позволяет наносить высококачественные пленки тантала на кремний при температуре примерно 200 °C вместо более чем 400 °C.

Кристаллы времени долгое время оставались предметом теоретических дискуссий и квантовых экспериментов, однако впервые учёные сумели создать материал, чьи временные колебания можно наблюдать непосредственно. Новый вид кристалла времени не скрыт в глубинах квантовых процессов — он проявляется в виде переливающихся цветных полос, заметных под микроскопом и даже при определённых условиях человеческим глазом.

Международная группа физиков из Венский технический университет и Франкфуртский университет имени Гёте представила математическое описание одного из самых необычных явлений современной теоретической физики — формирования так называемых кристаллов пространства-времени, которые при определённых условиях способны коллапсировать в микроскопические чёрные дыры. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters и уже привлекла внимание научного сообщества благодаря необычному подходу к исследованию гравитации и структуры Вселенной.

С момента появления коммерческих лампочек в конце XIX века лишь немногие изобретения стали символами невероятной надежности и долговечности. Одной из таких уникальных разработок является лампочка Centennial Light, которая освещает пожарную станцию в Ливерморе, штат Калифорния, уже более 120 лет. Эта лампа стала настоящей легендой инженерного мастерства, заслужив место в Книге рекордов Гиннесса как самая долгогорящая лампочка в мире.

Лев Давидович Ландау (1908–1968) был одним из самых ярких представителей мировой науки XX века. Его научная деятельность охватывала почти все области теоретической физики — от квантовой механики и физики плазмы до теории твердого тела и космологии. Он не только создавал фундаментальные теории, но и сформировал целую научную школу, влияние которой ощущается до сих пор.

Ученые из Пекинского технологического института разработали инновационный метод хранения информации с использованием структуры льда. Вдохновленные природными процессами образования воздушных пузырьков в ледниках, исследователи научились кодировать сообщения, контролируя форму и расположение газовых включений при замерзании воды. Этот подход особенно перспективен для экстремально холодных регионов, где традиционные методы хранения данных ненадежны или экономически нецелесообразны.

Скрытые под слепящими белыми корками солончаков высокогорных регионов Южной Америки и Азии, литиевые рассолы веками находились вне поля зрения науки. Однако сейчас, когда литий стал фундаментом для аккумуляторов, электромобилей и перехода к чистой энергии, внимание к этим подземным соляным резервуарам достигло нового уровня. В недавно опубликованном исследовании в журнале Science Advances учёные обнаружили неожиданный химический механизм, управляющий поведением этих рассолов: ключевую роль в формировании их состава и кислотности играет не карбонат, как предполагалось ранее, а бор — элемент, нередко ассоциируемый с вулканизмом и даже космическими телами.

Ученые обнаружили убедительные доказательства того, что литосфера под калифорнийским горным хребтом Сьерра-Невада может отслаиваться и погружаться в мантию. Этот процесс, известный как литосферное затопление, представляет собой важную геодинамическую трансформацию, при которой плотная нижняя кора становится тяжелее подстилающей мантии и постепенно опускается вглубь Земли. Исследование, проведенное группой геофизиков, основывается на анализе сейсмических данных и выявляет новые подробности об этом сложном явлении.