"САМЫЙ БОЛЬШОЙ БАНК РЕФЕРАТОВ"
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКИ
Какие проблемы физики и астрофизики представляются сейчас, на пороге ХХI века, особенно важными и интересными?
Некоторые нерешённые задачи современной физики. Нерешённые проблемы современной физики на ru. Проверить XHTML и CSS. Имя пользователя или адрес эл. Некоторые нерешённые задачи современной физики Некоторые нерешённые задачи современной физики см. Макрофизика Управляемый ядерный синтез. Проблема управляемого ядерного синтеза все еще не решена, хотя ей уже более полувека. Помимо основной схемы с токамаком, существуют проекты использования ускорителей с различными ухищрениями. Высокотемпературная и комнатнотемпературная сверхпроводимость. Долгие годы ВТСП было мечтой, но в — гг. Вопрос открыт, несмотря на огромные усилия, затраченные на изучение ВТСП за 10 лет на эту тему появилось около 50 публикаций. Но главный вопрос в этой области, это конечно возможность создания КТСП. Металлический водород еще искуственно не создан даже под давлением около 3 миллионов атмосфер при низкой температуре. Однако исследование молекулярного водорода под большим давлением выявило у этого вещества целый ряд неожиданных и интересных особенностей. При сжатии ударными волнами и температуре около К обнаружен, по-видимому, переход в металлическую т. При высоком давлении обнаружены также своеобразные особенности у воды и ряда других веществ. Двумерная электронная жидкость аномальный эффект Холла и некоторые другие эффекты Теория эффекта Холла достаточно разработана и даже обобщена на случай зонной структуры твердого тела, и вплоть до года казалось, что никаких открытий в этой области физики твердого тела не предвидится. Однако к м годам была развита технология получения сложных плоских полупроводниковых сверхструктур с поперечными размерами порядка сотен и десятков ангстрем. В результате оказалось возможным реализовать строго двумерные физические структуры двумерный электронный газ. В полученных структурах было обнаружено квантование Холловской проводимости т. Следует отметить, что в последнее время острие исследований дробного квантового эффекта Холла направлено еще на одно интересное явление, а именно на реализацию другого нового состояния двумерного электронного газа - кристалла Вигнера. Впервые возможность вигнеровской кристаллизации в двумерной электронной системе в сильном магнитном поле рассмотрели Е. Некоторые вопросы физики твердого тела гетероструктуры в полупроводниках, переходы металл—диэлектрик, волны зарядовой и спиновой плотности, мезоскопика. Твердые тела долгое время считались чем-то единым и целым. Однако сравнительно недавно выяснилось, что в твердом теле существуют области с различным химическим составом и физическими свойствами, разделенные резко очерченными границами. Такие системы и называются гетерогенными. Это приводит к тому, что, скажем, твердость или электрическое сопротивление одного конкретного образца резко отличается от усредненных значений, измеренных у их набора; поверхность кристалла имеет свойства, отличные от его внутренней части и т. Совокупность подобных явлений называется мезоскопикой. Исследования мезоскопических явлений чрезвычайно важны для создания тонкопленочных полупроводниковых материалов, высокотемпературных сверхпроводников и т. Фазовые переходы второго рода и родственные им. Некоторые примеры таких переходов. Охлаждение в частности, лазерное до сверхнизких температур. Бозе-эйнштейновская конденсация в газах. Особое внимание в последние годы привлекает к себе бозе-эйнштейновская конденсация БЭК газов. Это, несомненно, очень интересные работы. Длительное время, правда, на БЭК не обращали внимания и иногда даже сомневались в ее реальности. Но эти времена давно прошли, особенно после года, когда Ф. Лондон связал БЭК со сверхтекучестью 4 He. Стремление наблюдать БЭК в разреженном газе вполне понятно и оправдано. Другое дело, что наблюдение БЭК в газах Rb, Na, Li и, наконец, в H, осуществленное в году и позже, является очень большим достижением экспериментальной физики. Оно стало возможным только в результате развития методов охлаждения газов до сверхнизких температур и удержания их в ловушках. Весьма интересна БЭК в двумерном газе. Уж получено очень много результатов. Обнаружен поверхностное магнитное упорядочение. Особого упоминания заслуживают исследования инверсионных слоев на границе Si и SiO 3 , свойства электронов на поверхности жидкого гелия, изучение поверхностных поляритонов и реконструкции ряда кристаллических поверхностей. При этом под реконструкцией поверхности понимается изменение параметра решетки для атомов, расположенных на поверхности. Например, на поверхности Si при определенных условиях параметр решетки в 7 раз больше, чем в объеме. Возможно, что при рассмотрении явления реконструкции в ряде случаев существен учет роли поверхностных электронных уровней. Впечатляющими, как по масштабам, так и по значению, являются исследования фазовых переходов в двумерных и квазидвумерных системах. Задачи здесь весьма разнообразны. Кроме электрического и магнитного момента в веществе может существовать так называемый тороидальный момент - им обладает замкнутый тороидальный соленоид, по которому течет ток. Внутри такого соленоида есть магнитное поле, а снаружи оно отсутствует. Ферротороики - вещества обладающие ненулевым собственным тороидальным моментом. Жидкие кристаллы широко используются в технике, велика их роль в биологии, и, наконец, жидкие кристаллы разных типов и фазовые переходы в них оказались интересными в плане различных исследований в области физики конденсированных сред. Поведение вещества в сверхсильных магнитных полях. Вопрос о поведении вещества в сверхсильных магнитных полях до открытия пульсаров оставался в достаточной мере абстрактным. Свойствами поверхности далёких от нас нейтронных звёзд дело, не ограничивается. Для атомов и молекул создать сверхсильные магнитные поля в указанном выше смысле в лаборатории пока не представляется возможным. Но существуют ситуации, в которых действие магнитного поля сильнее влияния кулоновских сил уже в доступных на Земле полях. В настоящее время внимание к нелинейной физике не ослабевает. В значительной мере это связано с тем, что использование современной вычислительной техники позволяет анализировать задачи, исследование которых раньше было недоступно. Разеры, гразеры, сверхмощные лазеры. Магнитное поле достигает 10 9 —10 10 Э. При этом используются очень короткие импульсы длительностью до 10 —15 с и менее. Родственная проблема — создание и использование разеров и гразеров — аналогов лазеров, соответственно, в рентгеновском и гамма-диапазонах Сверхтяжёлые элементы. Данная проблема из области ядерной физики. Здесь можно выделить два вопроса. Появлявшиеся в литературе указания на существование в космических лучах долгоживущих речь идет о миллионах лет трансурановых ядер пока подтверждены не были. В начале года появилось сообщение о том, что в Дубне синтезирован й элемент с массовым числом , живущий около 30 секунд. Поэтому возникла надежда на то, что элемент действительно окажется долгоживущим. Это ядра из нуклонов и антинуклонов, гипотетические ядра с повышенной плотностью, ядра несферической формы и с другими особенностями. Сюда примыкает проблема кварковой материи и кварк-глюонной плазмы. Проблема состоит в создании теории, дающей ответы, например, на такие вопросы: Одна из самых актуальных задач физики элементарных частиц — поиски и, как все надеются, обнаружение бозона Хиггса. По оценкам, его масса меньше ГэВ, но скорее даже меньше ГэВ. Поиски ведутся и будут вестись на имеющихся и реконструируемых ускорителях в ЦЕРНе и Фермилабе. Главная же надежда физики высоких энергий возможно, и при поисках хиггса — это ускоритель LHC Large Hadron Collider. В нем ожидается энергия в 14 ТэВ в системе центра масс сталкивающихся нуклонов. Распад протона пока не обнаружен. Величину этой массы при современном состоянии теории вычислить нельзя, но если бы и было возможно, всё равно необходимо определить массу нейтрино на опыте. После серии экспериментов было высказано утверждение, что масса электронного нейтрино лежит в интервале эВ. Если масса нейтрино более 10 эВ, то это имеет огромное космологическое значение. Но если массы всех сортов нейтрино менее 1 эВ, роль нейтрино в космологии существенно уменьшится. Взаимодействие частиц при высоких и сверхвысоких энергиях. Эксперименты на ускорителях подтвердили, что до расстояний порядка 10 —17 см чаще, правда, указывают длину в 10 —16 см и времен порядка 10 —27 с существующие пространственно-временные представления справедливы. А что происходит в меньших масштабах? Физический смысл длины l g заключается в том, что при меньших масштабах уже нельзя пользоваться классической релятивистской теорией гравитации и, в частности, общей теорией относительности ОТО , построение которой было завершено Эйнштейном в году. Здесь нужно использовать квантовую теорию гравитации, еще не созданную в сколько-нибудь законченной форме. Нельзя не отметить исследование проблемы CP-несохранения и, в силу справедливости СРТ-инвариантности совместных пространственной инверсии Р, зарядового сопряжения C и обращения знака времени Т , также и несохранения T-инвариантности неинвариантность при замене знака времени t на —t. Это фундаментальный вопрос, в частности, с точки зрения объяснения необратимости физических процессов. Природа процессов с СР-несохранением пока неясна; идут поиски СР-несохранения при распаде B-мезонов. Нелинейные явления в вакууме и в сверхсильных электромагнитных полях. Фазовые переходы в вакууме. Постановка задачи здесь восходит к началу х годов. Именно тогда стало понятно, что в сильных электромагнитных полях вакуум ведёт себя подобно некоторой нелинейной среде. К тому же в достаточно сильном электрическом поле могут рождаться электрон-позитронные пары. В суперсимметричной теории каждой частице отвечает содержится в уравнениях ее партнер с другой статистикой: Суперсимметричные партнеры частицы еще не обнаружены. Их масса, по-видимому, не меньше — ГэВ. Поиски этих частиц — одна из основных задач экспериментальной физики высоких энергий как на существующих или реконструируемых ускорителях, так и на LHC. Космофизика Экспериментальная проверка общей теории относительности. Общую теорию относительности ОТО проверяют уже, по крайней мере, с г. До года ОТО была проверена с точностью 0. Существенной проверкой ОТО является исследование двойных пульсаров. Оно показало, что потеря энергии двумя движущимися нейтронными звездами, образующими двойную систему, находится в полном согласии с ОТО при учете гравитационного излучения интенсивность которого была вычислена Эйнштейном в году. Имеется проблема — прием гравитационных волн, приходящих из космоса. Задача технически очень сложна, для ее решения строятся гигантские установки. В этой установке можно будет заметить происходящее под действием приходящей гравитационной волны смещение зеркал на 10 —16 см, а в дальнейшем и меньшие смещения. В ближайшие годы LIGO и аналогичные установки, строящиеся в Европе и Японии, вступят в строй. Так будет положено начало гравитационно-волновой астрономии. Связь между космологией и физикой высоких энергий. Уравнения ОТО были получены и опубликованы Эйнштейном в году. Нейтронные звезды и пульсары. Для физики важнее всего возможность изучать сами нейтронные звезды и вещество, из которого они состоят. Это очень большая и интересная тема, из которой можно выделить исследования внешней коры нейтронных звезд. Здесь главные особенности связаны не с высокой плотностью, сверхтекучестью и ядерными эффектами, а с действием сверхсильного магнитного поля. Хотя в принципиальном отношении и проще, но на практике в известном отношении сложнее проблема магнитосфер пульсаров и механизм излучения. Сверхсильное поле, наличие вращения в отсутствии аксиальной симметрии у пульсаров ось вращения и магнитный момент находятся под углом друг к другу и необходимость учитывать релятивистские плазменные эффекты — всё это делает задачу очень сложной. Во всяком случае, понимание в этой области отстает от изучения самих нейтронных звезд. Они представляют собой нити, может быть, замкнутые кольца , космических масштабов и с характерной толщиной порядка 10 —29 —10 —30 см. Космические струны еще не наблюдались. Совсем иначе дело обстоит с черными дырами — они являются важнейшими астрономическими и физическими объектами. Любопытно, что черные дыры в некотором смысле были предсказаны еще в конце XVIII века Митчеллом и Лапласом. По всей вероятности, наблюдаются черные дыры двух типов — со звездными массами меньше или порядка масс Солнца и гигантские дыры в галактиках и квазарах с массами порядка 10 6 —10 9 масс Солнца. Дыры со звездными массами находят в основном в результате наблюдения двойных систем. Квазары и ядра галактик. Вопрос об образовании галактик составляет особую главу космологии. Ее содержание в теоретическом плане состоит в анализе динамики неоднородностей плотности и скорости вещества в расширяющейся Вселенной. В результате роста крупномасштабных неоднородностей вещества во Вселенной появляются галактики и скопления галактик. Проблема темной материи скрытой массы и ее детектирования. Количество светящейся материи определяется в результате наблюдений в основном в видимом свете. Полное же количество гравитирующей материи сказывается на динамике — движении звезд в галактиках и галактик в скоплениях. Вне всяких сомнений, установлено, что во Вселенной имеется несветящаяся материя, проявляющаяся в силу своего гравитационного взаимодействия. Темная материя распределена отнюдь не равномерно, но присутствует везде: Так возник один из важнейших вопросов современной астрономии — какова природа темной материи, часто именовавшейся ранее также скрытой массой? Проще всего предположить, что речь идет о нейтральном водороде, сильно ионизованном и поэтому слабо светящемся газе, планетах, слабо светящихся звездах — коричневых карликах, нейтронных звездах или, наконец, черных дырах. Однако все эти предположения опровергаются наблюдениями разных типов. Происхождение космических лучей со сверхвысокой энергией. Таким образом на более высоких энергиях должен наблюдаться завал в спектре космических лучей его называют завалом Зацепина-Кузьмина-Грайзена. Однако экспериментальные наблюдения широких атмосферных ливней такого завала не показывали, частиц с энергиями выше порога наблюдалось неожиданно много. В конце х годов в США была запущена система спутников Вела Vela , оснащенных приборами, могущими регистрировать мягкие гамма-лучи и предназначенные для контроля над соглашением, запрещающим атомные взрывы в атмосфере. Взрывы не производились, но были зафиксированы гамма-всплески неизвестного происхождения. Их типичные энергия 0,1—1 МэВ и длительность — секунды. Об этом открытии было сообщено лишь в году. Гамма-всплески с тех пор энергично изучались, но их природа долгое время оставалась неясной. Сейчас можно констатировать, что гамма-всплески — следствие мощнейших взрывных явлений, наблюдаемых во Вселенной, не считая, конечно, самого Большого взрыва Big Bang. Речь идет об энерговыделении до примерно 10 51 эрг только в гамма-диапазоне. Это существенно больше, чем оптическое излучение при взрывах сверхновых. Поэтому некоторые источники гамма-всплесков называли гиперновыми. Нейтринная физика и астрономия. Солнце и звезды, как известно, излучают за счет происходящих в их недрах ядерных реакций и, следовательно, должны испускать нейтрино. Такие нейтрино, имеющие энергию около 10 МэВ, могут в настоящее время регистрироваться лишь от Солнца. Еще несколько лет назад считалось, что измеряемый поток нейтрино от Солнца существенно меньше вычисленного. Но сейчас построены и начали эксплуатироваться несколько более совершенных установок для детектирования солнечных нейтрино с различными энергиями. Результаты наблюдений самых последних лет позволяют утверждать, что проблема солнечных нейтрино в основном решена. Нейтринная астрономия — это не только солнечная астрономия. Сейчас ведется мониторинг, и если нам повезет и вблизи Солнца в Галактике или в Магеллановых Облаках вспыхнет еще одна сверхновая, то будет получен богатый материал сверхновые в Галактике вспыхивают в среднем примерно раз в 30 лет, но эта цифра неточна, и, главное, вспышка может произойти в любой момент. Особо нужно упомянуть задачу детектирования реликтовых нейтрино с малыми энергиями, быть может вносящими вклад в темную материю. Литература Российские коллеги Зарубежные коллеги Поддержка науки Популярная физика и математика Конференции и семинары Прочее Transport SOFT Ссылки пользователей. Забыли данные входа на сайт? Некоторые нерешённые задачи современной физики см. Популярная физика и математика.
Некоторые из этих проблем носят теоретический характер. Это означает, что существующие теории оказываются неспособными объяснить определённые наблюдаемые явления или экспериментальные результаты. Другие проблемы являются экспериментальными , а это означает, что имеются трудности в создании эксперимента по проверке предлагаемой теории или по более подробному исследованию какого-либо явления. Следующие проблемы являются либо фундаментальными теоретическими проблемами, либо теоретическими идеями, для которых отсутствуют экспериментальные данные. Некоторые из этих проблем тесно взаимосвязаны. Например, дополнительные измерения или суперсимметрия могут решить проблему иерархии. Нерешённые вопросы физики элементарных частиц делятся на два класса. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии , проверенной 26 января ; проверки требуют 9 правок. Физика за пределами Стандартной модели. Вселенная на самом деле голограмма. Проверено 7 февраля Проверено 27 ноября Архивировано 10 декабря года. January , " Do Naked Singularities Break the Rules of Physics? Сажина 11 Марта Проверено 9 августа Архивировано 30 августа года. London A , 60 Проверено 23 января Архивировано 16 августа года. Полупроводники в современной физике. К решению парадокса времени. Проблемы динамической теории в статистической физике. Hundreds of Millions of Stars Racing Towards a Cosmic Hotspot. NASA June 28, Проверено 22 марта Архивировано 21 августа года. Anderson , "Through the Glass Lightly", Science Т. Mathematical, physical, and engineering sciences Royal Society. Физика явлений с отрицательной вязкостью. Элементарное введение в физику элементарных частиц. Теория струн и скрытые измерения Вселенной. Якутский государственный университет, Physical Review Letters Конфайнмент и реальность кварков. Проверено 26 января Архивировано 4 января года. Нерешённые проблемы современной физики Списки нерешённых проблем. Страницы, использующие волшебные ссылки ISBN Википедия: Неавторитетный источник с августа Статьи с утверждениями, основанными на неавторитетном источнике. Навигация Персональные инструменты Вы не представились системе Обсуждение Вклад Создать учётную запись Войти. Пространства имён Статья Обсуждение. Просмотры Читать Текущая версия Править Править вики-текст История. Эта страница последний раз была отредактирована 25 июня в Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike ; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия. Свяжитесь с нами Политика конфиденциальности Описание Википедии Отказ от ответственности Разработчики Соглашение о cookie Мобильная версия.
Соблазнила мальчика рассказ
Алексей завьялов быть рядом текст
Характеристика ассортимента говядины требования к качеству
Можно ли передарить дарственную на квартиру
The fray you found me перевод