5 situacija u kojima je Rusija "rasturila" u znanosti

Revolucionarni instrumenti korišteni u dvije odvojene misije na Mars

Misija Mars Curiosity je 28. rujna 2015. objavila da je pronašla dokaze o postojanju slane vode koja teče ispod neprijateljskog krajolika Crvenog planeta. Zahvaljujući ruskom instrumentu DAN (Dynamic Albedo of Neutrons - aktivni/pasivni neutronski spektrometar), NASA je uspjela mapirati količine vodika ispod površine, njihovu distribuciju, kao i kemijski sastav vode.

DAN, jedini ruski instrument u misiji Curiosity, zapravo se nadogađivao informacijama dobivenim iz drugog instrumenta po imenu HEND (High Energy Neutron Detector - detektor neutrona visoke energije) iz ruskog Instituta za svemirska istraživanja, izgrađenog za NASA-inu misiju Mars Odyssey 2001. Zahvaljujući tom uređaju, na polovima planeta su otkriveni slojevi zaleđene vode.

Podaci oba instrumenta su povezani kako bi se dobila bolja slika. Ne treba ni reći da su ove misije bile od najveće važnosti ne samo za pronalaženje vode, već i samog života. Jer gdje ima vode, obično ima i života.

Kvantni "metamaterijali"

Zajednička rusko-njemačka nastojanja usmjerena na korištenje naizgled neobećavajućih materijala kao kontrolnih elemenata u supravodljivim električnim mrežama zaslužuju posebnu pozornost. Što čini "metamaterijale" tako posebnima? Pa, tradicionalno smatramo da je materijal nešto što se sastoji od specifičnih atoma koji mu daju svojstva - gustoću, boju itd. No, kod metamaterijala tim svojstvima upravlja strukturni raspored atoma. Metamaterijali, dakle, pripadaju tajanstvenoj kvantnoj domeni - u kojoj su zakoni fizike nevjerojatno zamućeni.

Metamaterijali se sastoje od sićušnih nano-atoma, koji se sastoje od stotina metara zamršenih struktura koje je nemoguće razdvojiti: one mijenjaju svoja svojstva pri prvom znaku interferencije. Međutim, koristeći magnetsko polje, znanstvenici su uspjeli uključiti i isključiti ta svojstva.

Reuters

Napredak je postignut u Laboratoriju za supravodljive materijale Nacionalnog sveučilišta znanosti i tehnologije MISiS te se pripisuje malim česticama pod nazivom dvojni "kvantni bitovi". Za razliku od konvencionalnih kvantnih bitova, dvojni kvantni bitovi se prilagođavaju i simuliraju svojstva određenog materijala ili prirodnog procesa. Strukture kvantnih bitova su bile sposobne obavljati složene operacije (kao što je prijenos elektronskog zračenja) i ostati pritom na kvantnom nivou. Implikacije toga su ogrome. Stvaranjem još složenijih sustava kvantnih bitova mogli bi se postići kvantni simulatori koji bi replicirali i simulirali svojstva stvarnih procesa i materijala.

Formiranje ugljikovodika nije samo organski proces i stoga je potencijalno beskonačno

Pitanje ponestajanja nafte je jedno od glavnih pokretača sukoba diljem svijeta. Važnost pronalaženja održivih izvora goriva ne može se dovoljno naglasiti. Uvriježeno je mišljenje da je formiranje ugljikovodika (elementa koji se koristi u proizvodnji nafte) biološki proces koji uključuje raspad odavno mrtvog organskog tkiva i druge kemijske procese unutar Zemlje - da bi se zatim formirala "fosilna goriva". Međutim, ruski su znanstvenici odavno predlagali ideju formiranja anorganskog ugljikovodika koje proizlazi iz anorganskih reakcija samo oko 150 km ispod površine. I opet je, 2017. godine, na temelju svojih ranijih radova Vladimir Kutčerov - zajedno s Jelenom Muhinom i Antonom Kolesnikovim - predložio da stvarna dubina formiranja iznosi samo 70 km.

Viktor Dračev/TASS

Kako bi dokazali postojanje tog procesa, tim je izložio anorganski ugljik i vodu nizu pritisaka i temperatura koji se mogu pronaći u gornjem plaštu Zemlje. Procjene su smanjene na samo 280-300 stupnjeva Celzija (s ranijih 1000 stupnjeva Celzija), uz tlak od samo dva-tri GPa (s prethodnih pet GPa).

"Sada vidimo da se ugljikovodici mogu formirati u širokom rasponu mineraloških i termodinamičkih parametara", kaže Muhina u studiji, objavljenoj u časopisu Scientific Reports. "Sada znamo da taj proces nije samo moguć, već da je moguć gotovo svugdje u plaštu."

Prema njihovim riječima, svijet ulazi u doba ugljikovodika. Ono što preostaje je istražiti nove načine guranja ugljikovodika na površinu. "Čini se da u dubini Zemlje postoji mnogo više ugljikovodika no što se ranije smatralo", dodaje Muhina.

Perelman i Poincaréova hipoteza

Mnogi se sjećaju priče o matematičaru koji je odbio milijun dolara - Grigoriju Perelmanu. Za one koji su zaboravili, radi se o osamljenom ruskom geniju koji je od Instituta za matematiku Clay (CMI) iz Cambridgea u Massachusettsu dobio nagradu od milijun dolara, ali ju je odbio. To se dogodilo nakon što je ranije, 2006. godine, odbio nagradu u iznosu od 10 tisuća dolara - matematički ekvivalent Oscara.

Grigorij Perelman

George M. Bergman/Wikipedia

Dotad nepoznati Perelman je naširoko prepoznat 2010. kada je dokazao Poincaréovu hipotezu, jedan od sedam velikih neriješenih problema u matematici. James Carlson, predsjednik CMI-a, je rekao: "Perelmanovim rješavanjem Poincaréove hipoteze okončana je stoljetna potraga za rješenjem. To je veliki napredak u povijesti matematike koji će se dugo pamtiti."

Razlozi zbog kojih je odbio nagradu, a koje je Perelman kasnio naveo, iznenadili su mnoge. "Ne sviđa mi se [ta] odluka, smatram je nepoštenom", rekao je. "Smatram da doprinos američkog matematičara [Richarda] Hamiltona rješavanju problema nije ništa manji od mog."

Revolucija u informacijskoj i komunikacijskoj tehnologiji

Žores Ivanovič Alfjorov s Fizičko-tehničkog instituta A.F. Ioffe u Sankt-Peterburgu jedan je od najcjenjenijih znanstvenika Sovjetskog Saveza i dobitnik brojnih nagrada za svoj doprinos fizici. No 2000. godine je, zajedno s Herbertom Kroemerom iz Kalifornijskog sveučilišta u Santa Barbari, Alfjorov otišao korak dalje te je za svoj rad "Razvoj poluvodičkih heterostruktura u brzim i optoelektroničkim sklopovima" dobio Nobelovu nagradu za fiziku.

Poluvodiči su materijali sa svojstvima i vodiča i izolatora. Oni su temelj za većinu elektroničkih komponenti u našem svakodnevnom životu. Kroemer je 1957. godine predložio prvi heterostrukturalni tranzistor. Kasnije je, 1963. godine, zajedno, ali neovisno o njemu, Alfjorov predložio koncept poluvodičkih lasera. Danas se oni mogu vidjeti u čitačima CD-a, a mogu se koristiti i za pohranu i za čitanje podataka, kao i za prijenos informacija putem optičkih vlakana.

Ruski fizičar Žores Alfjorov

Vladimir Astapkovič/Sputnik

Heterostrukture su vrlo važne za niskošumna visokofrekvencijska pojačala, koja se koriste u uređajima u rasponu od mobilnih telefona pa sve do satelita.

Načela koja su uveli Alfjorov i njegovi suradnici u području informacijske tehnologije i dalje se razvijaju u trganju za što bržim sredstvima za prosljeđivanje podataka s jedne točke u drugu sa što manje prepreka.

Pročitajte i: Pas s dvije glave: Kako je sovjetski liječnik postao pionir transplantacije organa