Imagine: Dr. Alessio Porcelli, dr. Catalina Oana Curceanu și dr. Alberto Clozza, în fața instalației experimentale VIP-2 din laboratorul subteran Gran Sasso LNGS.
Unul dintre principiile fundamentale pe care se bazează întreaga fizică modernă este principiul excluziunii a lui Pauli. Acest principiu stă la baza structurii atomilor, a stabilității materiei și chiar a existenței stelelor compacte, precum piticele albe sau stelele de neutroni. Dar este acest principiu absolut? Este el o lege inviolabilă a naturii sau doar o aproximare, dar cu un grad de precizie ridicat?
- Detalii
- de: Cătălina Curceanu
- Blog Cătălina Oana Curceanu
Una dintre cele mai importante provocări ale fizicii moderne este reconcilierea lumii cuantice cu gravitația. La nivel „micro”, de atomi și particule, universul se supune regulilor mecanicii cuantice, în timp ce la nivel „macro”, de planete, stele și a universului însuși, relativitatea generală descrie cu precizie structura spațiu-timpului. Deși fiecare dintre aceste teorii funcționează impecabil în domeniul său, unificarea lor într-o singură teorie coerentă a realității rămâne un vis neîmplinit.
Dar dacă am privi universul dintr-o perspectivă complet nouă?
- Detalii
- de: Cătălina Curceanu
- Blog Cătălina Oana Curceanu
Una dintre cele mai mari probleme ale fizicii moderne este aceea de a găsi o teorie unificată care să descrie atât lumea particulelor elementare, cât și gravitația. La scară mică, universul se comportă conform regulilor mecanicii cuantice, iar la scară mare, mișcarea stelelor, galaxiilor și a universului însuși este explicată de teoria generală a relativității. Unirea celor două teorii într-una singură este visul fizicii moderne.
- Detalii
- de: Cătălina Curceanu
- Blog Cătălina Oana Curceanu
Structura la scară mare a universului. Filamente şi viduri cosmice
Întrebarea dacă suntem singuri în univers rămâne una dintre cele mai profunde întrebări fără răspuns ale umanității. Doar recent știința a început să dispună de instrumentele necesare pentru a aborda această problemă în mod riguros. De la paradoxul lui Fermi la celebra ecuație a lui Drake, încercările de a estima probabilitatea existenței altor civilizații au fost destul de numeroase.
Un nou concept aduce o perspectivă inedită: „zona singurătății” (eng. „the solitude zone), propus într-un studiu publicat în revista Acta Astronautica.
- Detalii
- de: Cătălina Curceanu
- Blog Cătălina Oana Curceanu
Gaură neagră supermasivă (reprezentare artist)
Credit: Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins University
Un nou studiu publicat în Physical Review Letters sugerează că natura ar putea avea deja propriile sale „superacceleratoare” în interiorul găurilor negre supermasive aflate în centrul galaxiilor. Aceste obiecte uriașe ar putea accelera particulele la energii extreme, poate chiar până la cele necesare pentru a se genera particule de materie întunecată, performanță pe care cele mai avansate acceleratoare construite de noi, precum Large Hadron Collider (LHC), nu au reușit-o încă.
- Detalii
- de: Cătălina Curceanu
- Blog Cătălina Oana Curceanu
Particulele de materie întunecată ultraușoare pot lăsa urme în lumina emisă de nucleele de toriu excitate cu laser
Materia întunecată, materia misterioasă care domină universul, scapă în continuare oricărei detectări directe. Cu toate acestea, fizicienii din întreaga lume continuă căutarea acestei materii, folosind metode din ce în ce mai sofisticate.
Un nou studiu publicat recent într-un articol în Physical Review X, propune o metodă inedită: detectarea influenței materiei întunecate asupra unui „ceas nuclear” de mare precizie bazat pe elementul radioactiv toriu-229.
- Detalii
- de: Cătălina Curceanu
- Blog Cătălina Oana Curceanu
Materia întunecată, cea care aparent domină gravitațional universul, continuă să-i intrige pe cercetători. Printre numeroasele particule ipotetice propuse, fotonii întunecați – rude masive ale fotonului clasic – au atras de mult atenția teoreticienilor, dar au fost mereu însoțiți de o problemă serioasă: tendința de a forma corzi cosmice, structuri care contravin distribuției observate a materiei întunecate în univers.
Un nou studiu publicat în Physical Review Letters propune o cale prin care această dificultate poate fi evitată. Cheia are legătură cu momentul în care fotonii întunecați se formează în istoria timpurie a universului.
- Detalii
- de: Cătălina Curceanu
- Blog Cătălina Oana Curceanu
Credit imagine: ESO/M. Kornmesser
Explorarea altor sisteme solare ne aduce tot mai aproape de înțelegerea diversității planetelor din galaxia noastră. Recent, o echipă internațională de astronomi a identificat două noi exoplanete care orbitează în jurul unei stele asemănătoare Soarelui aflate la o distanță de câteva sute de ani-lumină de noi. Descoperirea oferă noi perspective asupra tipologiilor de planete ce pot exista în univers și asupra condițiilor care pot influența formarea acestora.
- Detalii
- de: Cătălina Curceanu
- Blog Cătălina Oana Curceanu
Este momentul să vă prezint o listă cu 10 mistere din fizica modernă care așteaptă încă să fie dezlegate, în speranța că viitorul apropiat va aduce răspunsul la unul sau chiar mai multe dintre aceste mistere. Evident, lista nu este una completă.
1) Ce este materia întunecată, acea materie care se pare că atrage gravitațional materia vizibilă, însă nu emite lumină și nu o vedem, și ar fi de circa 5-6 ori mai multă în univers decât materia vizibilă? Din ce este făcută? Chiar... există?
- Detalii
- de: Cătălina Curceanu
- Blog Cătălina Oana Curceanu
Universul este plin de găuri negre, dar multe dintre ele rămân invizibile, ascunse în spatele norilor de praf cosmic. Recent, cercetătorii au detectat semnale radio care provin din gazul fierbinte care înconjoară o gaură neagră supermasivă formată acum 12,9 miliarde de ani. Această descoperire ar putea reprezenta o nouă metodă de a identifica aceste obiecte enigmatice, chiar și atunci când sunt ascunse de praful cosmic.
- Detalii
- de: Cătălina Curceanu
- Blog Cătălina Oana Curceanu
Universul conține numeroase tipuri de stele, însă unele dintre acestea sunt atât de neobișnuite, încât par să sfideze modelele standard ale astrofizicii. Recent, cercetătorii de la Universitatea Guangxi din China au publicat un studiu care sugerează că am putea fi martorii nașterii unei stele cu totul speciale: o stea stranie.
- Detalii
- de: Cătălina Curceanu
- Blog Cătălina Oana Curceanu
Stelele neutronice, cele mai dense obiecte cosmice din univers, sunt ceea ce rămâne în urma stelelor masive care au explodat sub formă de supernove. Studiile recente sugerează că deformările non-axiale ale crustei acestor stele – denumite „munții stelelor de neutroni” – ar putea genera unde gravitaționale continue.
Aceste unde, care ar putea fi detectate cu ajutorul instrumentelor de precizie precum LIGO, oferă o oportunitate unică de a explora structura și compoziția acestor stele, testând totodată limitele legilor fundamentale ale fizicii.
- Detalii
- de: Cătălina Curceanu
- Blog Cătălina Oana Curceanu
Gaură neagră - reprezentare artistică
Paradoxul informației găurilor negre reprezintă o problemă fundamentală în fizica modernă, care a stârnit controverse și discuții intense de-a lungul mai multor decenii. Cercetări recente sugerează că o posibilă soluție ar putea veni dintr-o caracteristică fundamentală a fizicii cuantice: corelațiile dintre particule și structura spațiului și a timpului, care ar putea să elimine această problemă, lăsând urme în undele gravitaționale.
- Detalii
- de: Cătălina Curceanu
- Blog Cătălina Oana Curceanu
Credit: Oliver Diekmann, TU Wien
Neutronii sunt particule care fac parte din compunerea atomilor, iar existența lor este esențială pentru stabilitatea nucleelor atomice. În interiorul unui nucleu neutronii pot rămâne stabili pentru perioade nedefinite, dar atunci când sunt liberi, adică nu sunt parte dintr-un nucleu atomic, durata lor de viață se schimbă drastic: în medie, un neutron liber „supraviețuiește” aproximativ 15 minute, înainte de a se dezintegra într-un proton, un electron și un antineutrino.
- Detalii
- de: Cătălina Curceanu
- Blog Cătălina Oana Curceanu
Deoarece un tahion se deplasează mai repede decât viteza luminii, nu îl putem vedea apropiindu-se.
După ce un tahion a trecut de noi, am putea vedea două imagini ale acestuia, apropiindu-se și depărtându-se.
O animație puteți vedea aici.
Tahionii, particule ipotetice care s-ar deplasa mai rapid decât lumina, au fost considerați incompatibili cu teoria relativității speciale. Un studiu recent realizat de cercetători de la Universitatea din Varșovia și Universitatea din Oxford arată că incluzând atât starea inițială, cât și cea finală a sistemului în analiza proceselor cuantice, dificultățile teoretice dispar, sugerând un posibil amestec al trecutului cu viitorul.
- Detalii
- de: Cătălina Curceanu
- Blog Cătălina Oana Curceanu
Imediat după Big Bang s-ar fi putut forma găuri negre ultra-ușoare, pe bază de quarcuri și gluoni, înainte ca aceștia să formeze nuclee atomice, ceea ce ar explica parte din materia întunecată.
Credit: K. Bradonjić/Hampshire College
Găuri negre ultra-ușoare ar fi putut lua naștere imediat după Big Bang, în plasma de quarcuri și gluoni. Aceste găuri negre ar fi putut avea o așa-numită sarcină-culoare. Dacă într-adevăr au existat, ar fi putut influența modul în care s-au format primele nuclee din univers.
Materia întunecată
În univers pare să existe mai multă materie decât cea pe care o vedem și pe care o cunoaștem, cea descrisă de teoria modelului standard al fizicii particulelor elementare.
- Detalii
- de: Cătălina Curceanu
- Blog Cătălina Oana Curceanu
