Pet pomembnih odkritij sodobnih ruskih znanstvenikov

Revolucionarne naprave za Mars

Znanstveni laboratorij za Mars je 28. septembra 2015 poročal o odkritju dokazov o prisotnosti slane vode pod neprijaznim površjem Rdečega planeta. Po zaslugi instrumenta DAN (Dynamic Albedo of Neutrons) ruske proizvodnje je lahko NASA naredila pregledno karto s količino in razporejenostjo voda pod površino, pa tudi njihovo kemično sestavo.

Vozilo Curiosity

Getty Images

DAN je edini ruski instrument na planetarnem roverju Curiosity. Naslanjal se je na podatke ruskega instrumenta HEND (High Energy Neutron Detector), ki je delo ruskega Inštituta za kozmične raziskave, posebej za Nasino misijo Mars Odyssey 2001. Omenjena naprava je omogočila odkritje pasov zaledenele vode okoli polov tega planeta.

Pridobljeni podatki dveh ruskih inštrumentov so bili kombinirani za boljšo sliko. Predpostavlja se, da so bile omenjene misije velikega pomena, ne samo pri iskanju vode, ampak tudi znakov življenja. Kjer je voda, je namreč običajno tudi življenje.

Kvantni metamateriali

Vse, ki vam je všeč naša stran, vabimo, da se naročite na pisma uredništva z najboljšimi zgodbami tedna. Naročnina je seveda brezplačna!

Kar nekaj pozornosti so pritegnile rusko-nemške težnje, da bi kot kontrolne elemente v nizih električnih superprevodnikov uporabili na prvi pogled povsem nepričakovane materiale. Kaj je tako specifičnega pri teh »metamaterialih«? Po običajnih predstavah material sestavljajo specifični atomi, ki določajo njegove lastnosti, kot so gostota, barva itd. Pri teh materialih pa lastnosti določa strukturna razporeditev atomov. Metamateriali tako spadajo v »misteriozno« kvantno področje, kjer se »zameglijo« zakoni fizike.

Metamateriale sestavljajo mali nano-atomi, ki so sestavljeni iz zapletenih struktur, dolgih nekaj stotink metra, ki jih je nemogoče ločiti. Kakor se pojavijo prvi znaki interference, ti nano-atomi spremenijo svoje lastnosti. Znanstvenikom je šlo na roko, da so s pomočjo magnetnega polja lahko aktivirali ali dezaktivirali te lastnosti.

Reuters

Tale uspeh je bil dosežen v Laboratoriju za materiale in superprevodnike na Nacionalni univerzi za znanost in tehnologijo MISI v Moskvi, s pomočjo malih delčkov, ki jim pravimo »dvojni kubiti«. Za razliko od običajnih kubitov se dvojni kubit prilagaja in simulira lasnosti izbranega materiala ali naravnega procesa. Strukture kubitov lahko izvajajo zahtevne operacije, kot je prenos elektronskega zračenja, in ostanejo na kvantnem nivoju. Odkritje ima izredno velik potencial, saj bi lahko z bolj kompleksnimi sistemi kubitov ustvarjali kvantne simulatorje, ki bi lahko reproducirali in posnemali lastnosti resničnih procesov in materialov.

Nastajanje ogljikovodikov je lahko neskončno

Trošenje rezerv nafte je eden od glavnih vzrokov za vojaške konflikte po svetu, potreba po stabilnih virih goriv pa je vedno velikega pomena. Splošno prisotno je mišljenje, da je nastajanje ogljikovodikov, ki jih potrebujemo za proizvodnjo nafte, biološki proces, posledica razpadanja dolgo mrtvih organskih tkiv in drugih kemičnih procesov v prsti, iz česar nastajajo fosilna goriva.

Toda ruski znanstveniki se že dlje časa ukvarjajo z idejo o abiogenem (nebiološkem) nastajanju ogljikovodikov globoko v prsti, okoli 150 km pod površino zemeljske skorje. Leta 2017 je Vladimir Kučerov skupaj z Jeleno Muhino in Antonom Kolesnikovim na podlagi svojih zgodnejših del predstavil predpostavko, da ogljikovodiki celo nastajajo na globini zgolj 70 kilometrov.

Naftne ploščadi

Viktor Dračov/TASS

Kot dokaz tega procesa so znanstveniki podvrgli neorganski ogljik in vodo pritisku in temperaturi, kot jo najdemo v gornjem Zemljinem plašču, tj. temperaturi 280-300 °C (za razliko od predhodnice s 1000 °C) in pritisku vsega 2-3 GPa (prej 5 GPa).

»Sedaj vidimo, da lahko ogljikovodik nastaja v širokem spektru mineralioloških in termodinamičnih parametrov. Sedaj vemo, da je takšen proces mogoč in da je mogoč kjerkoli v plašču,« navaja Muhina v raziskavi, ki jo je objavila znanstvena revija Scientific Reports.

Omenjena skupina znanstvenikov je celo mnenja, da svet vstopa v dobo ogljikovodikov. Vztraja pri iskanju novih načinov njihovega potiskanja na površino. »To pomeni, da je v tleh veliko več ogljikovodikov, kot smo mislili prej,« dodaja Muhina.

Pereljman in Poincaréjeva domneva

Mnogi se spomnijo zgodbe o matematiku Grigoriju Pereljmanu, ki ni želel sprejeti milijona dolarjev. Inštitut Clay Mathematics v ameriškem Cambridgeu (Massachusetts, ZDA) je namreč ruskemu geniju ponudil milijon dolarjev nagrade, vendar je Rus ponujeno vsoto asketsko zavrnil; podobno je zavrnil že 10.000 dolarjev leta 2006, ko je dobil prestižno Fieldsovo medaljo.

Grigorij Pereljman

George M. Bergman/Wikipedia

Do takrat je neznani Pereljman leta 2010 prejemal čestitke z vsega sveta, ker je razrešil Poincaréjevo domnevo, ki je veljala za enega od sedmih velikih nerešenih problemov matematike. Predsednik inštituta Clay Mathematics James Carlson je dejal: »Pereljmanova razrešitev Poincaréjeve domneve je postavila piko na i velikemu iskanju rešitve. To je velik napredek v zgodovini matematike, ki se ga bodo še dolgo spominjali.«

Veliko jih je bilo začudenih, ko je Pereljman pojasnil, zakaj je zavrnil denarno nagrado: »Ni mi všeč ta odločitev. Mislim, da je nepravična. Mislim, da ni ameriški matematik Richard Hamilton pri reševanju naloge prispeval nič manj kot jaz.«

Revolucija v informacijsko-komunikacijskih tehnologijah

Jorges I. Alfjorov s Fizikalno-tehničnega inštituta A. F. Ioffeja v Sankt Peterburgu je eden od najznamenitejših sovjetskih znanstvenikov in dobitnik več nagrad za dosežke v fiziki. Leta 2000 je skupaj s Herbertom Kroemerjem s Kalifornijske univerze v Santa Barbari dobil Nobelovo nagrado za fiziko zaradi dela »Razvoj polprevodnih heterostruktur za uporabo v superhitri in optični elektroniki«.

Polprevodniki so materiali, ki imajo hkrati lastnosti električnih prevodnikov in izolatorjev. Danes predstavljajo osnovo večine elektronskih sklopov sodobnih naprav v naših vsakdanjih življenjih. Prvi heterostrukturni tranzistor je Kroemer izdelal leta 1957, leta 1963 pa je neodvisno od njega Alfjorov predlagal koncept polprevodnih laserjev, ki jih danes uporabljajo bralniki CD-jev, poleg branja in hranjenja podatkov pa so koristni tudi za prenos podatkov po optičnih vlaknih.

Ruski fizik Jorges Alfjorov

Vladimir Astapkovič/Sputnik

Heterostrukture so zelo pomembne tudi za tihe visokofrekvenčne ojačevalce, ki jih najdemo v različnih napravah od mobilnih telefonov do satelitov.

Principi na področju informacijskih tehnologij, ki so jih prvi odkrili Alfjorov in njegovi kolegi, še danes dajejo zanos temu področju pri iskanju hitrejših načinov prenosa podatkov.

Spoznajte tudi doprinos Rusov pri izkoreninjenju nalezljivih bolezni in razvoju izkoriščanja sončne energije.

Če bi radi uporabili vsebino s spletne strani Russia Beyond (delno ali v celoti), pri svoji objavi dodajte zraven še povezavo na prispevek na naši strani.