Laserové zařízení NIF dosáhlo při výzkumu jaderné fúze nového úspěchu. Při energii 2,08 MJ vložené do terče uvolnilo 8,6 MJ fúzní energie. Vložená energie byla jadernou fúzí zesílena 4,13krát.

Primordiální černé díry jsou v poslední době jako na šílené fyzikální horské dráze. Nejprve byly velmi slibné jako možné vysvětlení temné hmoty, pak to zkazilo Hawkingovo záření s gravitačními čočkami a zcela nedávno jim podala pomocnou ruku zátěž kvantové paměti. Úlevu by přinesla případná detekce gravitačních vln vytvořených při vzniku těchto dávných černých děr na počátku vesmíru. Povede se to někdy?

Vesmír, jak ho známe – obrovský, plný galaxií a řídící se fyzikálními zákony – je výsledkem neuvěřitelně dramatických událostí ve svých nejranějších okamžicích. Jak vznikla jeho struktura? Proč je tak homogenní na velkých škálách, a přesto plný galaxií a hvězd? Teorie kosmické inflace nabízí elegantní odpovědi, popisující období překotné expanze zlomek sekundy po Velkém třesku.

Možná jste v poslední době zaslechli šum kolem německého startupu Cerabyte a jejich keramických úložišť, která slibují data uchovat na tisíce let. Svět se totiž topí v informacích a klasické disky či pásky na věčnou archivaci nestačí. Podíváme se zblízka na to, jak chtějí v Cerabyte vypálit naši digitální nesmrtelnost, jestli to není jen další technologická bublina a jak si stojí proti Microsoftu a dalším borcům v aréně datových úložišť. Připravte se na lasery, nanotechnologie a trochu toho lidského zamyšlení nad věčností.

V molekulách se děje spousta zajímavých věcí, které je obtížné sledovat nebo dokonce simulovat. Čím komplikovanější je molekula, tím je méně přístupná zkoumání. Nový minimalistický kvantový simulátor využívá jediný atom ytterbia polapený ve vakuu pulzujícími elektrickými poli a simuluje velmi slušně. Kvantové simulátory prozatím patří k nejslibnějším aplikacím kvantových počítačů.

Einsteinova teorie relativity otřásla naším chápáním vesmíru, ale i po sto letech se vynořují nové otázky. Je časoprostor skutečně zakřivený, nebo existují alternativy? Proč vlastně fyzikové tak usilovně pátrají po teorii kvantové gravitace? Nedávné studie naznačují, že příběh gravitace a struktury reality je možná mnohem komplikovanější a zajímavější, než si myslíme.

Jaderná fúze představuje perspektivní zdroj čisté energie. Energetickému využití se nejvíce přiblížily fúzní reaktory typu tokamak. Pojďme se podívat, jak tokamaky fungují.

Pozoruhodný MADMAX neboli MAgnetized Disk and Mirror Axion eXperiment má ambice najít temné fotony nebo případně axiony. V obou případech jde o velmi lehké kandidáty na temnou hmotu. Pilotní testy s malým prototypem neobjevily nic, ale alespoň ověřily, že MADMAX funguje. V budoucnu by větší verze této technologie mohly dostát svému jménu a přinést průlom. Uvidíme.

Alchymisté a jejich sponzoři snili o tom, že transmutují olovo na zlato. Částicoví fyzici si našli ještě mnohem lepší sponzory, postavili jednu z nejdražších mašin světa a na ní skutečně vyrábějí zlato z olova. Jde o pikogramy zlata, které zase ve zlomku sekundy zaniká a předvádí tím pomíjivost materiálního bohatství.

Představa, že by počítač mohl sám, jen na základě dat, odhalit fundamentální zákony přírody, je snem mnoha vědců už desítky let. Vzpomeňme si na Richarda Feynmana – génia s neuvěřitelnou intuicí, který dokázal vidět fyzikální zákony v obyčejných jevech. Dokázala by něco takového i umělá inteligence?

Na základě analýzy významných seřazení planet Sluneční soustavy (tzv. Grand Alignments) a požadavku na symetrii systému autoři odhadují nejpravděpodobnější oběžnou dobu hypotetické Planety IX na přibližně 17 900 let, což odpovídá velké poloose dráhy kolem 690 AU. Článek navazuje na předchozí úvahy o možné poloze této planety a diskutuje i alternativní scénáře a srovnání s jinými modely a pozorováními.

Kdo by nechtěl smířit obecnou relativitu s kvantovou mechanikou? Dvojice finských fyziků vytvořila kalibrační teorii (gauge theory) gravitace se symetrií, která je podobná symetrii Standardního modelu částicové fyziky. Mohla by otevřít cestu ke kompletní kvantové teorii gravitace.

Nová metoda detekce exoplanet SPADE slibovala kvantovou optimalitu, leč realita experimentálního šumu ji dohnala. Ukazuje se však, že i s nedokonalostmi si vede překvapivě dobře, ba lépe než osvědčené techniky, alespoň v určitých situacích.

Vědci jásají nad možnými detekcemi plynů, dokonce i biosignatur jako je dimethylsulfid, v atmosférách vzdálených exoplanet typu K2-18 b. Jenže nová studie ukazuje prstem na záludnosti modelování těchto dat. Než propukneme v nadšení nad objevem mimozemského života, je prý třeba prověřit, zda nejde jen o statistického démona či artefakt příliš úzkého výběru modelů.

Současné detektory gravitačních vln slyší jen "hluboké tóny" vesmíru do pár set kHz, což nám může bránit v zahlédnutí exotických jevů. Nový koncept gravito-optického efektu, využívající ohyb světla na gravitační vlně zesílený v optickém rezonátoru, slibuje otevřít okno k dosud neslyšeným vysokým frekvencím (MHz-GHz) a hledat tam stopy nové fyziky.

Vesmír k nám neustále promlouvá jazykem gravitačních vln – nepatrných záchvěvů samotné tkáně časoprostoru, které vznikají při těch nejdramatičtějších událostech, jako jsou srážky černých děr a neutronových hvězd.

Fyzici kácejí desítky let staré paradigma časové dimenze a snaží tuto unikátní dimenzi pojmout novým způsobem. Tým evropských fyziků prostudoval časoprostorové topologické události, které jsou pozoruhodně odolné vůči rušivým vlivům. Na obzoru se rýsují zajímavé aplikace.

Ve vesmíru existují objekty, které jako by se vzpíraly našemu chápání, objekty tak podivné, že nutí astronomy a fyziky přehodnocovat zavedené teorie a posouvat hranice poznání. Jedním z nejpozoruhodnějších a nejzáhadnějších z nich je hvězda HD 101065, známá jako Przybylského hvězda.

Jedním z nejikoničtějších důkazů pro existenci temné hmoty, té tajemné, neviditelné substance, která dominuje hmotě vesmíru, jsou rotační křivky galaxií.

Myšlenka, že náš vesmír a vše v něm, včetně nás samotných, by mohlo být jen nesmírně komplexní počítačovou simulací běžící na nějakém superpočítači v jiné, "základní" realitě, je znepokojivá, fascinující a překvapivě populární.

Uran, sedmá planeta od Slunce, je jedním z nejméně prozkoumaných a nejzáhadnějších světů naší Sluneční soustavy.

Exoplaneta K2-18b, obíhající červeného trpaslíka K2-18 ve vzdálenosti přibližně 120 světelných let, se stala jedním z nejdiskutovanějších světů mimo naši Sluneční soustavu.

Standardní model čelí výzvám a iniciativa CosmoVerse hledá odpovědi.

Jednotná teorie pole by měla sjednotit známé fyzikální interakce a smířit obecnou relativitu s kvantovou mechanikou. Kde ji ale vzít? Jussi Lindgren s kolegy nabízí jako cestu k řešení geometrickou teorii elektromagnetismu, jejíž optikou je například elektrický náboj lokálním stlačením časoprostoru.

Kvantové plyny se chovají jako kapaliny. Dokonce vytvářejí kvantové kapky, jejichž vlastnosti jsou v lecčem podobné kapkám klasických kapalin. Luca Cavicchioli s kolegy tančili mezi kapkami kvantového deště směsi ultrachladných atomů draslíku a rubidia. Jejich výzkum otevírá cestu k novým kvantovým technologiím.

Fyzici obvykle zacházejí s kvantovými jevy jako s křehkými květinkami. Poskytují jim ideální podmínky a téměř ani nedýchají, když s nimi experimentují. Rakouský tým nebyl tak ohleduplný a kvantovým kočkám přitopil. Bylo to sice jen na 1,8 kelvinu, i tak ale jde o významný průlom, který slibuje nové směry výzkumu i aplikace.

V loňském roce bylo evidováno 45 soukromých firem podnikajících ve výzkumu jaderné fúze. Tyto firmy jsou obvykle financovány rizikovým kapitálem ze soukromých zdrojů a celkové investice již překročily 7 miliard USD. Některé ze soukromých konceptů fúzních reaktorů ale budí pochybnosti.

Ahmed Farag Ali s Anetou Wojnarovou navazují na představu, že entropie není abstraktní mírou neuspořádanosti, ale vlastně kvantita ukotvená v časoprostoru. Navrhují, že má toroidální strukturu, což by otřáslo Heisenbergovým principem neurčitosti a řešilo tragikomickou Vakuovou katastrofu, tedy bizarní rozpor mezi předpovězenou a pozorovanou energií vakua.

Časové krystaly a kvazikrystaly představují nedávno objevené typy struktur, které podstatně rozšířily naše představy o uspořádání hmoty. Americký tým teď tyto dva fenomény spojil do fascinujícího celku – časových kvazikrystalů. Jsou velmi zajímavé pro základní výzkum i praktické aplikace.

V kalifornských laboratořích Berkeley si rádi hrají s aktinoidy. Mimo jiné z nich dělají organokovové sloučeniny, které jsou užitečné pro výzkum. Až doposud byl problém s berkeliem, protože je velmi uživatelsky nepříjemné. Nakone se povedlo zlomit prokletí a s pomocí 0,3 miligramu berkelia-249 vznikl berkelocen.

Kvantová mechanika s obecnou relativitou představují dva protipóly dnešní fyziky. Jsou jako noc a den. Vědci věnují mnoho úsilí tomu, aby je navzájem smířili a spojili do jediného celku, vytoužené kvantové gravitace. Ginestra Bianconiová zvolila pozoruhodný přístup, v němž odvozuje gravitaci z kvantové relativní entropie. Zatím je to v plenkách, ale časem, kdo ví…

Současnou hodnotu velikosti Hubblovy konstanty lze měřit přímo pomocí cefeid a supernov Ia typu. Její hodnotu lze na druhé straně také určit ze současného kosmologického ΛCDM modelu. Probíhající zpřesňování obou zmíněných metod určování hodnoty Hubblovy konstanty naznačuje, že se tyto hodnoty liší. Mohlo by to být známka nutnosti korigovat náš současný kosmologický model s využitím nové exotické fyziky.

Japonský vysoce citlivý spektrograf WINERED se pustil do hledání temné hmoty. Pátral po ní ve spektrech trpasličích sférických galaxií, o nichž se domníváme, že by měly přetékat temnou hmotu. Nenašel nic, ale alespoň zase o něco zmenšil možný prostor, v němž se mohou skrývat částice temné hmoty.

Stelarátory jsou vedle tokamaků druhou možností, jak spoutat plazma magnetickým polem. Na rozdíl od tokamaků byly jen málo zkoumány, protože jejich konstrukce byla mnohem složitější než u tokamaků a nedokázaly ohřát plazma. Zlomem se stal moderní stelarátor Wendelstein 7-X, který inspiruje řadu soukromých firem k obnovení výzkumu stelarátorů.

Všichni si mysleli, že atomové jádro nejběžnějšího izotopu olova-208, které je nejtěžším přírodním stabilním izotopem, má kulovitý tvar. Extrémně přesná měření s gama spektrometrem GRETINA ale prozradila, že je to spíš míč na ragby. Průlomový výzkum vzbudil ohlas a bude mít následky v řadě oborů fyziky.

Neutrina jsou přízraky, které se řítí vesmírem, aniž by se příliš zajímaly o to, s čím se na své dráze setkají. Mezinárodní tým fyziků provedl experiment, v němž odhadl velikost elektronového neutrina. Vzhledem k tomu, že neutrina mají téměř nulovou hmotnost, je určená velikost docela slušná.

Šipka času naší reality míří z minulosti do budoucnosti. Rozbitá hračka se sama od sebe neposkládá. Jenomže v říši kvant to, jak se zdá, tak úplně neplatí. Nejnověji k tomu dospěli teoretičtí kvantoví fyzici, podle jejichž výzkumu je šipka času ve kvantových systémech jako korouhvička, která může měnit směr podle okolností.

Neutrinový podvodní teleskop, na jehož vývoji se v rámci mezinárodního projektu KM3NeT podílí vědecký tým z Ústavu technické a experimentální fyziky Českého vysokého učení technického (ÚTEF ČVUT), zachytil neutrino s rekordně vysokou energií. Výsledky analýzy tohoto unikátního jevu, který může posunout vpřed neutrinovou astronomii a přispět k lepšímu poznání vesmíru, zveřejnil v těchto dnech prestižní časopis Nature.

Kvantová mechanika a termodynamika představují obvykle mimoběžné koncepty ve fyzice. Jak ale ukázal pozoruhodný teoretický výzkum japonsko-slovenského týmu, termodynamický démon může porušovat zákony i v rámci kvantové mechaniky, ale přesto nepotápí druhý termodynamický zákon. Kvantový exorcismus není nutný.

Začátkem roku 2025 překonal čínský tokamak EAST svůj dřívější celosvětový rekord v délce udržení fúzního plazmatu. Poprvé v historii se podařilo překonat dobu tisíc sekund. Jde o další krok, který přibližuje dobu využívání fúzní energie. Čína intenzivně pracuje na dalších zařízeních a dostává se do čela i v této oblasti.

Australsko-německý výzkumný tým předvedl ukázkovou spolupráci při lovu ultralehké temné hmoty. Použili data sítě ultrastabilních laserů v evropských institucích a data atomových hodin GPS satelitů. Díky tomu mohli prohledat kout fyziky, kam se předešlé výzkumy doposud nedívaly. Temná hmota tam ale, bohužel, nebyla.

Ve španělských laboratořích Plasma Science and Fusion Technology Laboratory uvádějí do provozu experimentální sférický fúzní reaktor SMART (SMall Aspect Ratio Tokamak). Jeho hlavním úkolem je testovat fyziku a vlastnosti plazmatu ve tvaru negativní triangularity, který je považován za slibný.

Dnešní klasické qubity mají dva stavy spinu a jsou kvůli tomu velmi zranitelné. Antimonová kočka z USNW Sydney má osm spinových stavů, které jí dávají sedm životů. Krásně popularizovaný výzkum moderní Schrödingerovy kočky otevírá dveře dalšímu vývoji kvantových počítačů a slibuje velezajímavé aplikace.

V letošním roce proběhla v České republice klíčová rozhodnutí o dalším rozvoji jaderné energetiky. Japonsko se rozhodlo pro návrat k intenzivnímu rozvoji v této oblasti. V Číně se rozvoj jaderných zdrojů stále zrychluje. I v Evropě se renesance v jádře probouzí, a dokonce i němečtí politici začínají měnit názor. Blíží se nasazení malých modulárních reaktorů.

Kvantová mechanika zná v podstatě jenom bosony a fermiony. Ve dvourozměrných systémech mohou existovat exotické kvazičástice anyony. Dvojice fyziků Rice University kouzlila s algebrou a dospěla k tomu, že mohou existovat i paračástice, které nebyly vnímány jako reálně možné. Dokonce prý není vyloučeno, že existují elementární paračástice.

Bobule hroznového vína, a také další podobné plody mají zvláštní vztah s mikrovlnami. Vede to ke spektakulárním koulím plazmatu, které explodují k mikrovlnce a jak se zdá, tak i k mnohem praktičtějším aplikacím. Kvantoví inženýři doufají v podstatné vylepšení kvantových senzorů, které by díky bobulím mohly být podstatně levnější.

Optickými kabely při běžném internetovém provozu zurčí záplava fotonů. Kvantová komunikace manipuluje s jednotlivými fotony, které by se mohly v moři fotonů optické komunikace utopit beze stopy. Kvantoví inženýři Northwestern University zařídili, aby k tomu nedocházelo. Praktická kvantová komunikace je na dohled.

Experimenty s polokovem ZrSiS při magnetooptické spektroskopii přinesly nečekané první pozorování exotických kvazičástic semi-Diracových fermionů. Při pohybu určitým směrem se jeví jako nehmotné, při jiném směru pohybu se zase zdá, že mají hmotnost. Podivné kvazičástice by mohly mít rozmanité praktické uplatnění.

Einstein neměl rád děsivou akci na dálku. Dnešní fyzici odvážně zkoumají entanglement v opačném extrému. Analýzami vysokoenergetických srážek elektronů s protony zjišťovali, jak funguje děsivá akce uvnitř protonu, tedy opravdu hodně na blízko, v prostoru o velikosti zhruba 0,84 femtometru.

Pokud by astrofyzici měli ohromné štěstí a v Mléčné dráze nebo blízké satelitní galaxii exploduje supernova – a pokud bude gamateleskop Fermi natočený správným směrem – mohli by detekovat projevy axionů, dnes asi nejvíce slibných kandidátů na temnou hmotu. Anebo by mohli naopak vyloučit existenci mnoha typů axionů a podstatně zúžit pátrání.