Celá řada evropských států se vrací k využití jaderné energetiky, nutnost jejího rychlého rozvoje zazněla i na jednání COP-28. Do komerčního provozu byl uveden první malý modulární reaktor, který lze zařadit k reaktorům IV. generace. Roste počet reaktorů třetí generace a zkušenosti s jejich výstavbou a provozováním. Přibývají státy, které plánují budovat nové bloky.

Průlomový experiment s novou metodou kvantové teleportace informace otevírá dveře k teleportaci celých snímků, například otisku prstu při ověření totožnosti během bankovní nebo podobné operace. Fyzikům se povedlo podstatně zvětšit objem přenesené informace při využití jediné dvojice entanglovaných fotonů.

Nejprve příčina a pak následek? Kvantová mechanika je v kauzalitě hodně liberální. Po příčině sice následuje následek, ale současně také příčina následuje po následku. Fyzici toho využili při nabíjení kvantové baterie, v systému uvedeném do stavu kvantové superpozice. Jak se zdá, kvantovým bateriím takové zacházení svědčí.

Před dvěma dny na Oslu vyšel článek o Hubbleově konstantě, jejíž hodnota, ač by měla být pro celý kosmický prostor v jistém čase stejná, se liší v závislosti od měření v bližším nebo vzdálenějším vesmíru. Možným řešením tohoto nesouladu je MOND – MOdifikovaná Newtonovská Dynamika, jejíž významným zastáncem je i prof. Pavel Kroupa.

Nejnepochopitelnější na vesmíru je to, že je pochopitelný. Albert Einstein, Fyzika a realita (1936)

Obecná teorie relativity předpovídá, že působení gravitační síly nezávisí na tom, o jakou hmotu jde, ale čistě na její hmotnosti. Přesto existují hypotézy, že v případě gravitační interakce mezi hmotou a antihmotou by tomu mohlo být jinak. Že by se hmota a antihmota mohly dokonce odpuzovat. Nemáme makroskopická tělesa z antihmoty, a jen na antičásticích se pohyb antihmoty v gravitačním poli hmoty testuje velmi těžko. Teprve nyní tak experiment ALPHA-g prokázal, že hmota s antihmotou se gravitačně přitahují podobě, jako je tomu u dvou těles z hmoty.

Obecná relativita a kvantová mechanika jsou stále jako voda a oheň. Britský fyzik Jonathan Oppenheim s kolegy se snaží nesmiřitelné teorie spojit nikoliv krocením časoprostoru, jak je obvyklé, ale krocením kvantových podivností. Stačí extrémně přesně sledovat hmotnost vhodných objektů a budeme mít jasno.

Doba mamutích urychlovačů se pomalu chýlí ke konci. Laserový urychlovač s brázdovým polem vylepšený nanotechnologií urychluje na 10 GeV v zařízení o velikosti 10 cm. Celý urychlovač je menší než 20 metrů. Stávající americké urychlovače s tímto výkonem mají velikost zhruba 3 kilometry.

Sonda Psyche letí ke stejnojmenné planetce v hlavním pásu. Aby se během cesty nenudila, veze na palubě experiment DSOC pro testování vesmírné laserové komunikace. Nedávno proběhl první úspěšný test, kdy si Psyche vyměnila blízce infračervené laserové pozdravy testovacími daty s Palomar Observatory v Kalifornii.

Ve vakuu není nic. Ale podle kvantové mechaniky je tohle „nic“ velice vzrušující. Neustále se tam na okamžik zjevují a pak zase zanikají virtuální částice a antičástice. Kvantové fluktuace je ale velmi obtížné zkoumat. Teď se na ně zaměří donedávna nejvýkonnější rentgenový laser světa European XFEL.

Voda sice tvoří podstatnou část povrchu naší planety, ale kromě toho také nenápadně prosakuje do zemských hlubin. Extrémní experimenty na urychlovačích prozradily, že voda prosáklá z povrchu nejspíš reaguje se svrchní částí vnějšího jádra a vytváří zvláštní tenkou vrstvu mezi vnějším jádrem a pláštěm, jejíž původ byl doposud neznámý.

Početný tým fyziků se inspiroval vzorem kagome, který je charakteristický pro tradiční japonské umění pletení košíků. Když udělali krystalickou mřížku s geometrií kagome, dokázali v ní uvěznit elektrony. Je to průlom, který otevírá cestu k výzkumu exotických elektronických stavů ve 3D materiálech a k velezajímavým aplikacím.

V Japonsku před pár dny poprvé pořádně nažhavili upgradovaný tokamak JT-60SA, který se stal největším provozuschopným fúzním reaktorem planety, až do „návratu krále,“ tedy do spuštění bájného ITERU. Měří 15,5 metru a pojme 135 metrů krychlových plazmatu. Teď udržel plazma o teplotě 200 milionů °C po dobu 100 sekund.

Křemíkové polovodiče jsou fajn. Ale polovodič z rhenia, selenu a chloru je nejlepší v přenosu energie. Vznikají v něm superatomy, jejichž struktura souvisí se vznikem akustických excitonů, čili polaronů. Elektronika založená na superatomech a polaronech by mohla fungovat o 6 řádů rychleji.

V nanofotonických urychlovačích, které se pohodlně vejdou na počítačový čip, pohánějí elektrony ultrakrátké laserové pulzy. Tým německé Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg jako první dosáhl podstatného navýšení energie elektronů v takovém zařízení – o 43 procent. Je to významný úspěch, ale pro praktické aplikace v medicíně i jinde bude nutné zvýšit energii elektronů asi tak stokrát.

Vesmírnou gravitační čočku si asi jen tak nevyrobíme. Fyzici ale dovedou vyrobit pseudogravitaci, kdy fotonický krystal s narušenou strukturou mění dráhu světelných paprsků podobně, jako gravitace vesmírných monster. Může z toho být zajímavý experimentální nástroj i praktické aplikace.

Kvantoví fyzici nemají žádný respekt vůči svaté šipce času. V extravagantní teoretické studii odhalili, že je možné manipulací s kvantovým entanglementem vyřešit některé problémy kvantových experimentů, které byly považovány za neřešitelné. Není to prý (zatím) stroj času, ale spíš ponorka pro zkoumání hlubin kvantové mechaniky.

Události posledních let jasně ukázaly, že se Jižní Korea bez jaderné energie neobejde. V korejské společnosti tak došlo ke změně pohledu na energetiku, a i to se projevilo ve výsledcích voleb. Další rozvoj jaderné energetiky je programem nového politického vedení Jižní Koreji. To je velice dobře, protože jihokorejský jaderný průmysl patří k těm nejlepším na světě. Podívejme se na jeho zkušenosti a potenciál.

Kvantové triky se sice odehrávají především v mikrosvětě, ale když na to přijde, mohou pohánět motor. Stačí do nich umístit Boseho-Einsteinův kondenzát z atomů lithia, který se jako bosonový plyn může přeměnit na fermionový a zase zpět. V tomhle případě vlastně hýbe pístem motoru Pauliho vylučovací princip.

Kvantoví fyzici uspěli s detekcí entanglementu u top kvarků, godzill mezi elementárními částicemi. Nešlo o nové pozorování, entanglement vytěžili z dat, která získal experiment ATLAS v letech 2015 až 2018. Byl to entanglement při energiích asi tak bilionkrát vyšších než u standardních kvantových experimentů.

Proč v našem vesmíru naprosto převažuje hmota? Jedním z možných vysvětlení se zdálo být, že gravitace působí na hmotu v porovnání s antihmotou poněkud odlišně. Experiment ALPHA to v CERNu detailně prozkoumal, a jak se zdá, vysvětlení přebytku hmoty je nutné hledat někde jinde. Antihmota „padá“ úplně stejně jako hmota.

Megastruktury kolem hvězd by mohly prozradit pokročilou mimozemskou civilizaci na značnou vzdálenost. Bohužel se ukázalo, že ani takto obrovské objekty se v okolním vesmíru nehledají snadno. Jason Wright doporučuje zaměřit se na menší a více horké Dysonovy sféry, protože by měly být optimální pro využití technologicky zdatnou civilizací. Pokud tedy nějaká taková existuje.

Laboratoře SLAC si pořídily upgrade rentgenového superlaseru, z něhož se stal The Linac Coherent Light Source II (LCLS-II) X-ray Free-Electron Laser (XFEL). Zvládne milion pulzů rentgenového záření, a je 10 000krát výkonnější než jeho předchůdce. Teď vtrhnul do mikrosvěta a bude tam ozařovat extrémně malé a extrémně rychlé jevy.

Zní to zvláštně, ale v kosmickém prostoru a ve velmi vysokých výškách nad zemí není snadné chladit elektroniku. Pozoruhodným řešením by se mohl stát robotizovaný plazmový paprsek, který detekuje zahřáté místo a přesně cíleným zásahem ho zmrazí. Vývoj financovaný Pentagonem je teprve v počátcích, ale mohlo by to být velmi zajímavé.

Kvantoví fyzici nadšeně zkoumají naprosto záhadný trik zmrzlinářů makrosvěta. Pokud to nevíte, při dodržení vhodných podmínek zmrzne velmi horká voda dřív než studená voda. A nikdo to nedovede uspokojivě vysvětlit. Nový výzkum potvrdil, že Mpembův jev existuje i ve kvantové podobě.

Kvantové magnetické monopóly existují jen pár milisekund. Poté se mohou rozpadnout do Alenčiných prstenů, pozoruhodných prstencových vírů, které jsou kouzelné. Mohou proměnit další monopóly na antimonopóly s opačným magnetickým nábojem. Kvantová fyzika nemá k magii nikdy daleko.

Kanadští a italští kvantoví fyzici přicházejí s průlomovou bifotonovou digitální holografií. Její použití dramaticky zrychluje a také zjednodušuje vizualizaci dvojice kvantově provázaných fotonů. Výsledky výzkumu mohou citelně urychlit pokrok ve kvantových technologiích.

Mravenčí práce s řádkovacím tunelovým mikroskopem a vytvoření kvantových teček ze stříbra atom po atomu přinesla potvrzení existence kvantového stavu (spin-degenerate Andreev bound state), který byl předpovězen před půlstoletím. Je to průlom supravodivosti do úplně nejmenších nanostruktur soudobé elektroniky.

Fyzici použili vrstevnatý magnetický 2D metamateriál z chromu, síry a bromu, aby v něm uvěznili elektromagnetické záření a vyvolali silnou magnetooptickou odpověď. Úspěšné experimenty otevírají dveře k vývoji nových technologií, včetně magnetických laserů nebo magnetooptických pamětí.

Ne, že by se zvuk mohl šířit ve vakuu, pokud je to opravdu vakuum bez vzduchu. Ale zvukové vlny mohou vakuum „přeskočit,“ pokud jde o prostor s vakuem, který se nachází mezi dvěma piezoelektrickými materiály. Kromě zlomyslné škodolibosti nad zpochybněním učebnicových pouček by objev mohl nalézt praktické uplatnění například v mikromechanice.

Fyzik David Pines v roce 1956 vyvolal démona, který nese jeho jméno. Pinesův démon je zvláštní plazmon, kvazičástice vytvořená elektrony, která nemá hmotnost, ani elektrický náboj a neinteraguje se světlem. Byl to dlouhý a těžký hon. Fyzici ho ale nakonec dostali, když studovali jevy související se supravodivostí v ruthenanu stroncia. Pines by měl jistě radost.

Materiáloví inženýři MIT zkoumají topologickou supravodivost a snaží se jí využít k vylepšení soudobé elektroniky. Vymysleli supravodivou diodu, která je nanoskopická a lze ji snadno vyrábět ve velkém. Komponenty založené na takových diodách mohou v budoucnu šetřit energii i nervy uživatelů.

Fyziky vzrušily dva články zveřejněné před několika dny. Popisují překvapivé fyzikální vlastnosti materiálu nenáročného na laboratorní syntézu nebo suroviny. Má však potenciál vyvolat velkou technologickou revoluci. Kdyby se výsledky potvrdily. Jenže supravodivost za pokojové teploty a při atmosférickém tlaku připomíná spíše kauzu studené jaderné fuze probíhající v běžných laboratorních podmínkách.

Praktický nápad odborníků Laboratory for Laser Energetics americké University of Rochester počítá s využitím výstřelu soustavy fúzních laserů ke zpracování polotovaru palivové pelety na finální fúzní palivo, které v příštím okamžiku imploduje a zažehne fúzi s inerciálním udržením.

Dnešní satelitní internet není špatný. Je ale pomalý, protože používá mikrovlny a naprostá většina zámořského internetového provozu stejně teče pod hladinou oceánu. Podmořské kabely jsou zase astronomicky drahé a nepříjemně zranitelné. Jak ukázal nedávný úspěšný test, řešením by se mohla stát satelitní optická komunikace.

Andersonova lokalizace je pěkný jev fyziky kondenzovaného stavu, při němž dochází k „zamrznutí“ elektronů nebo třeba akustických vln ve 3D materiálu s neuspořádanou strukturou. Dlouho ale nebylo jasné, zda tento jev vůbec může existovat pro elektromagnetické vlny. Nové simulace fyziků z Yale přicházejí s průlomem. Možné to je, pokud je materiál tvořený kovovými částicemi.

GPS navigace je skvělá. Nefunguje ale všude. V hustě zastavěných oblastech, pod vodou nebo třeba pod zemí je to se signálem GPS satelitů problematické. Pozoruhodnou alternativou by se mohla stát mionová navigace MuWNS, která využívá spršky mionů, skrápějící zemský povrch kvůli kosmickému záření.

Einstein, Podolsky a Rosen v roce 1935 vymysleli EPR paradox, který měl položit na lopatky Kodaňskou interpretaci kvantové mechaniky. Dopadlo to ale úplně stejně jako se Schrödingerovou kočkou. Kvantová mechanika ustála veškeré útoky a nedávno získala skalp doposud nejrozsáhlejšího EPR experimentu se 2 oblaky Bose-Einsteinova kondenzátu po 700 atomech.

Důmyslné experimenty s fonony ověřily kvantové vlastnosti těchto kvazičástic a potvrdily, že je možné je využít při stavbě lineárních mechanických kvantových počítačů. Vzhledem k tomu, že fonony jsou vlastně kolektivní pohyby ohromného množství atomů, jde o zajímavý vývoj kvantových výpočtů směrem do makrosvěta.

Rakouským vědcům se podařilo rozdělit infračervený foton na dvojici kvantově propletených částic z odlišných oblastí elektromagnetického spektra.

Fyzici slaví vysněný úspěch, když se jim podařilo zobrazit rentgenovým zářením jediný atom. Použili k tomu synchrotronovou rentgenovou řádkovací tunelovou mikroskopii, spojenou s rentgenovou spektroskopií. Dnes už sice jednotlivé atomy rutinně studujeme například mikroskopií s rastrovací sondou, ale díky rentgenovému záření je možné zjistit, co je který atom zač. Časem čekejte velké věci!

Fyzikální zákonitosti nabízejí možnost využít teplotní rozdíly k výrobě elektřiny. Samotný princip složitý není, poznáme ho již 200 let a také nějaké to desetiletí i využíváme. Američtí výzkumníci vyvíjejí materiál, který by umožnil na elektrický proud proměnit i teplo rozehřátých trubek, třeba i těch výfukových.

Jestli temnou hmotu tvoří ultralehké částice, které se chovají podle našich předpokladů, mohli bychom takovou temnou hmotu vystopovat pomocí dnes existujících radioteleskopů? Mohlo by to být velmi praktické řešení chronického problému. Na tuto dříve zavrženou myšlenku se znovu podíval tým čínských fyziků.

Obecná relativita a kvantová mechanika jsou jako oheň a voda. Je velmi obtížné je společně zapřáhnout ve výzkumu. Rakouští fyzici postavili kvantový simulátor, který to do jisté míry dokáže. Jejich modelový systém neobsahuje gigantické vesmírné objekty a namísto rychlosti světla pracuje s rychlostí zvuku. Ale funguje to.

Švýcarským vědcům Spolkové vysoké školy technické v Curychu, známé pod zkratkou ETH Zürich, se podařilo prokázat, že kvantově-mechanické objekty, které jsou od sebe vzdálené desítky metrů, mohou být navzájem mnohem silněji korelovány, než to umožňují konvenční systémy. Pro tento experiment poprvé použili supravodivé obvody.

Absolutní nula zůstává nedosažitelná. K jejímu pokoření bychom potřebovali nekonečno, a těch není v současném paradigmatu nazbyt. Typicky se mluví o nekonečné energii nebo nekonečném času. Nový výzkum nabízí další možnost – nekonečnou komplexitu. K absolutní nule se totiž lze blížit ničením kvantové informace.

„Démonický“ kvantový entanglement vytváří dvojice provázaných fotonů, bifotony, které jsou velmi užitečné pro světelnou mikroskopii. Bifotony mají totiž poloviční vlnovou délku oproti jednotlivým fotonům, ale zároveň také nižší energii, takže mikroskop „nespálí“ živé buňky. Kvantové mikroskopy jsou nadohled.

Experimentem FASER se podařilo poprvé přímo pozorovat neutrino produkované ve srážkách protonů na urychlovači LHC v laboratoři CERN. Jde o neutrina s nejvyšší energií produkovaná uměle člověkem. Neutrina se stejnou nebo vyšší energií jsme zatím pozorovali pouze u extrémně energetického kosmického záření.

Původní Schrödingerova kočka nám přijde jako živá, tedy přesněji řečeno jako živá a mrtvá zároveň, i když jde jen o velice chytlavý myšlenkový experiment. Fyzici ale vytvářejí reálné Schrödingerovy kočky, i když jde obvykle o pouhé atomy či molekuly. Tým ETH Zürich přichází s rekordním Schrödingerovým tygrem, který je velký zhruba jako zrnko písku a přesto krásně sehraje Schrödingerovu show.

Nová studie vědců americké Jeffersonovy laboratoře odhaluje podrobnosti o tom, jak v běžné hmotě vzniká hmota podivná.