Tag Archives: fizika

Koja su se značajna otkrića dogodila u fizici u 2024. godini?

Fizika je nauka koja neprestano otkriva nove i fascinantne aspekte svemira. U 2024. godini, neka od značajnih otkrića u fizici su:

  • Otkriće novog tipa neutrina. Neutrini su elementarne čestice koje imaju vrlo malu masu i slabo reaguju sa drugom materijom. Postoje tri poznata tipa neutrina: elektronski, mionski i tau neutrini. Međutim, naučnici sa eksperimenta MiniBooNE na Fermilabu u SAD su objavili da su otkrili dokaze za postojanje četvrtog tipa neutrina, koji se naziva sterilni neutrino¹. Ovaj otkriće bi moglo da promeni naše razumevanje osnovnih sila i čestica u prirodi.
  • Otkriće novog stanja materije. Materija može da postoji u različitim stanjima, kao što su čvrsto, tečno, gasovito, plazma i drugi. Naučnici sa Univerziteta u Amsterdamu u Holandiji su otkrili da materija može da postoji i u novom stanju, koje se naziva kvantna tečnost kristala². Ovo stanje materije ima svojstva i tečnosti i kristala, i može da prenosi električnu struju bez otpora. Ovo otkriće bi moglo da ima primene u kvantnim računarima i superprovodnicima.
  • Otkriće novog načina merenja gravitacionih talasa. Gravitacioni talasi su talasi u prostor-vremenu koji nastaju kada se ubrzavaju masivni objekti, kao što su crne rupe ili neutronske zvezde. Gravitacioni talasi su prvi put direktno detektovani 2015. godine pomoću LIGO i Virgo detektora³. Međutim, naučnici sa Univerziteta u Glazgovu u Škotskoj su otkrili da se gravitacioni talasi mogu meriti i pomoću optičkih vlakana, koja se koriste za prenos podataka na internetu⁴. Ovo otkriće bi moglo da omogući bolje i jeftinije merenje gravitacionih talasa i njihovih izvora.


(1) Istraživanje: Nova otkrića u fizici ukazuju na to da živimo u …. https://www.index.hr/vijesti/clanak/istrazivanje-nova-otkrica-u-fizici-ukazuju-na-to-da-zivimo-u-simulaciji/2503504.aspx.
(2) Ovo je deset izvanrednih arheoloških otkrića u 2023. godini – Klix.ba. https://www.klix.ba/scitech/nauka/ovo-je-deset-izvanrednih-arheoloskih-otkrica-u-2023-godini/231227070.
(3) Najveća otkrića koja je čovječanstvo ostvarilo u posljednjih 10 godina …. https://www.haber.ba/sci-tech/nauka/779763-najveca-otkrica-koja-je-covjecanstvo-ostvarilo-u-posljednjih-10-godina.
(4) 7 najznačajnijih otkrića koje nam je nauka donela u 21. veku. https://nationalgeographic.rs/nauka/prirodne-nauke/a25085/7-najznacajnijih-otkrica-koje-nam-je-nauka-donela-u-21-veku.html.
(5) Istraživanje: Nova otkrića u fizici ukazuju na to da živimo u …. https://www.index.hr/vijesti/clanak/istrazivanje-nova-otkrica-u-fizici-ukazuju-na-to-da-zivimo-u-simulaciji/2503504.aspx.

Šta se značajno dogodilo u periodu nove godine u fizici?

Fizika je nauka koja proučava prirodu, materiju, energiju i njihove međusobne odnose. Fizika je imala mnoga značajna otkrića i dostignuća tokom istorije, a neka od njih su se desila u vreme nove godine. Evo nekoliko primera:

  • 1. januara 1896. godine, nemački fizičar Vilhelm Rentgen je objavio svoje otkriće X-zraka, koje su kasnije nazvane po njemu¹. X-zraci su vrsta elektromagnetnog zračenja koje može prodirati kroz različite materijale i stvarati slike njihove unutrašnje strukture. X-zraci su imali veliki uticaj na medicinu, industriju i nauku.
  • 1. januara 1905. godine, francuski fizičar Pol Langevin je predložio svoju teoriju piezoelektričnosti, koja objašnjava kako se električni naboj stvara u nekim kristalima kada se oni deformišu². Piezoelektričnost je imala mnoge primene u elektronici, akustici, optici i senzorima.
  • 1. januara 1915. godine, nemački fizičar Albert Ajnštajn je završio svoju opštu teoriju relativnosti, koja opisuje gravitaciju kao zakrivljenost prostora i vremena³. Opšta teorija relativnosti je revolucionisala naše razumevanje kosmosa, crnih rupa, gravitacionih talasa i drugih fenomena.
  • 1. januara 1939. godine, američki fizičari Ernest Lorens i Robert Openhajmer su objavili svoj rad o nuklearnoj fisiji, procesu u kome se teški atomi cepaju na lakše i oslobađaju veliku količinu energije. Nuklearna fisija je omogućila razvoj nuklearnog oružja i nuklearne energije.
  • 1. januara 1958. godine, američka svemirska agencija NASA je zvanično osnovana, sa ciljem da istražuje svemir i promoviše mirnu saradnju u svemirskim aktivnostima. NASA je postigla mnoga istorijska dostignuća, kao što su slanje prvog čoveka na Mesec, lansiranje Hablovog svemirskog teleskopa, istraživanje Marsa i drugih planeta, i razvoj Međunarodne svemirske stanice. 🎉.

Izvor: razgovor sa servisom Bing, 31. 12. 2023.
(1) Fizika – Wikipedija. https://hr.wikipedia.org/wiki/Fizika.
(2) Sta-se-u-istoriji-desilo-u-isto-vreme | Istorija i Kultura | Zanimljivosti. https://nationalgeographic.rs/istorija-i-kultura/zanimljivosti/a27658/Sta-se-u-istoriji-desilo-u-isto-vreme.html.
(3) KAKO JE I KADA POČELO RAČUNANjE VREMENA I DOČEKIVANjE NOVE GODINE?. https://www.caglas.rs/kako-je-i-kada-pocelo-racunanje-vremena-i-docekivanje-nove-godine/.
(4) Fizika – Wikipedija. https://hr.wikipedia.org/wiki/Fizika.
(5) Getty Images. https://www.gettyimages.com/detail/illustration/blackboard-inscribed-with-scientific-royalty-free-illustration/936903524.

Nobelova nagrada za fiziku dodijeljena pionirima kvantne informacije

Nobelovu nagradu za fiziku 2022. zajednički su dobili Alain Aspect, John F. Clauser i Anton Zeilinger

Nobelova nagrada za fiziku 2022. zajednički je dodijeljena Alainu Aspectu, Johnu F. Clauseru i Antonu Zeilingeru za eksperimente sa zapletenim fotonima i njihov rad u pionirskoj kvantnoj informacijskoj znanosti.

Trio je osvojio 10 milijuna švedskih kruna, koje će ravnomjerno podijeliti laureati.

“Postaje sve jasnije da se pojavljuje nova vrsta kvantne tehnologije. Vidimo da je rad laureata sa zapetljanim stanjima od velike važnosti, čak i izvan temeljnih pitanja o tumačenju kvantne mehanike,” kaže Anders Irbäck, predsjednik Nobelovog odbora za fiziku.

Alain Aspect, rođen je 1947. u Agenu, Francuska. Doktorirao je 1983. na Sveučilištu Paris-Sud, Orsay, Francuska. Profesor je na Université Paris-Saclay i École Polytechnique, Palaiseau, Francuska.

John F. Clauser istraživački fizičar, SAD razvio je ideje Johna Bella, što je dovelo do praktičnog eksperimenta. Kada je izvršio mjerenja, ona su poduprla kvantnu mehaniku jasno kršeći Bellovu nejednakost. To znači da se kvantna mehanika ne može zamijeniti teorijom koja koristi skrivene varijable.

Anton Zeilinger, profesor na Sveučilištu u Beču, Austrija koristeći rafinirane alate i duge nizove eksperimenata. Anton Zeilinger je počeo koristiti zapletena kvantna stanja. Između ostalog, njegova istraživačka skupina demonstrirala je fenomen nazvan kvantna teleportacija, koji omogućuje premještanje kvantnog stanja s jedne čestice na drugu na velikoj udaljenosti.

Profesor na Université Paris-Saclay i École Polytechnique, Palaiseau, Francuska Alain Aspect razvio je postavku, koristeći je na način da zatvori važnu rupu u zakonu koja je ostala nakon rada Johna Clausera. Uspio je promijeniti postavke mjerenja nakon što je zapleteni par čestica napustio svoj izvor, tako da postavka koja je postojala kada su emitirani nije mogla utjecati na rezultat.

Izvor: https://www.nobelprize.org/

Može li fizika biti korisna za razumijevanje društvenih pojava?

Fizika je način razmišljanja i skup modela koji se koriste ili mogu koristiti da se opiše bilo koja prirodna, a možda i društvena pojava.

Na neki način fiziku zanima sve šta je dio prirode, ali na jedan specijalan način. Fiziku zanimaju principi i zakoni na osnovu čega se sve dešava.



Kad fizika razmišlja o politici onda razmišlja o političkim silama. Svaka stranka je vrsta sile. Kad fizika razmišlja o ekonomiji onda razmišlja o energiji i principima na osnovu kojih se dešavaju ekonomska kretanja.
Kad fizika razmišlja o religiji, razmišlja o društvenim silama koje su dovele do njenog nastanka kao i promjenu koja nastaje u društvu pod uticajem religije kao vrste društvene sile.



Naravno, primarni fokus fizike je mrtva priroda, ali oduzeti joj pravo da kaže svoje mišljenje i o drugim pojavama pa i onim društvenim je isto kao imati najboljeg fudbalera u državi i ne dati mu da igra za reprezentaciju.



Fizika u srednjovijekovnom islamskom svijetu

Prirodne nauke su vidjele različite napredke tokom zlatnog doba islama (otprilike od sredine 8. do sredine 13. vijeka), dodajući niz inovacija u prenosu klasika (kao što su Aristotel, Ptolemy, Euclid, Neoplatonism). ] Tokom ovog perioda, islamska teologija ohrabruje mislioce da nađu znanje. Mislioce iz ovog perioda uključivali su Al-Farabi, Abu Bishr Mattu, Ibn Sinu, al-Hassan Ibn al-Haytham i Ibn Bajjah. Ovi radovi i važni komentari na njih su bili uzdah naučenja u srednjem vijeku. Prevedeni su na arapski jezik, lingua franca u ovom periodu.

Islamska nauka nasljedila je Aristotelovu fiziku Grka i tokom islamskog zlatnog doba razvila ju je dalje. Međutim, islamski svijet je imao veće poštovanje znanja dobijenih empirijskim osmatranjima i vjerovao da se univerzum upravlja jednim skupom zakona. Njihova upotreba empirijskog posmatranja dovela je do stvaranja sirovih oblika naučne metode. Studija fizike u islamskom svjetu započela je u Iraku i Egiptu. Polja fizike koja su proučavana u ovom periodu uključuju optiku, mehaniku (uključujući statiku, dinamiku, kinematiku i kretanje) i astronomiju.



Fizika

Islamska nauka nasljedila je Aristotelovu fiziku Grka i tokom historijskog zlatnog doba razvila ju je dalje, naročito stavljajući naglasak na posmatranje i priori rasuđivanje, razvijajući rane forme naučne metode. Sa Aristotelovom fizikom, fizika je smatrana nižom od demonstrativnih matematičkih nauka, ali u smislu veće teorije znanja, fizika je bila viša od astronomije; čija mnoga načela proističu iz fizike i metafizike. Primarni predmet fizike, prema Aristotelu, bio je pokret ili promjena; postoje tri faktora koji su uključeni u ovu promjenu, osnovna stvar, privlačnost i oblik. U svojoj metafizici, Aristotel je vjerovao da je prvi pokretać odgovoran za kretanje kosmosa, koje su Neoplatonisti kasnije generalizovali kao kosmos vječni. Al-Kindi se protivio ideji kosmosa koji je vječan tvrdnjom da vječnost svijeta spada u neku drugu vrstu apsurdnosti koja uključuje beskonačnu; Al-Kindi je tvrdio da kosmos mora imati vremensko porjeklo, jer je prelazak beskonačnog bio nemoguć.

Jedan od prvih komentatora Aristotelove metafizike je Al-Farabi. U “Ciljevi Aristotelove metafizike”, Al-Farabi tvrdi da metafizika nije specifična za prirodna bića, ali istovremeno, metafizika je viša univerzalna nego prirodna bića.

Optika

Jedno polje u fizici, optika, razvilo se ubrzo u ovom periodu. Do devetog vijeka postojali su radovi na fiziološkoj optici, kao i refleksiji ogledala i geometrijskoj i fizičkoj optici. U jedanaestom vijeku Ibn al-Haytham nije samo odbacio grčku ideju o viziji, već je iznio novu teoriju.

Ibn Sahl (940-1000), matematičar i fizičar koji je povezan sa sudom u Bagdadu, napisao je u 984. godini raspravu o zapaljivim ogledalima i sočivima u kojima je iznio svoje shvatanje o tome kako zakrivljena ogledala i sočiva savijaju i usredsređuju svjetlost. Ibn Sahl se zasniva na otkrivanju zakona refrakcije, koji se sada obično naziva Snellov zakon. Koristio je ovaj zakon da izrađuje oblike sočiva koja fokusiraju svjetlost bez geometrijskih aberacija, poznatih kao anaklastična sočiva.

Ibn al-Haytham (poznat u zapadnoj Evropi kao Alhacen ili Alhazen) (965-1040), koji se često smatra “ocom optike” i pionir naučnog metoda, formulisao je “prvu sveobuhvatnu i sistematsku alternativu grčkoj optičkoj teoriji. “On je postulirao u svojoj knjizi “optika” “da se svjetlost ogleda na različitim površinama u različitim pravcima, time izazivajući različite svjetlosne potpise za određeni objekat koji vidimo. To je bio drugačiji pristup od onog što su ranije mislili grčki naučnici, kao što su Euclid ili Ptolemy, koji su vjerovali da su zraci emitovani iz očiju u objekat i ponovo nazad. Al-Haytham je, sa ovom novom teorijom optike, bio u stanju da proučava geometrijske aspekte vizuelnih konusnih teorija bez objašnjavanja fiziologije percepcije. Takođe, u knjizi optike, Ibn al-Haytham je koristio mehaniku da pokuša da razumije optiku.

Koristeći projektile, on je primjetio da predmeti koji pogode metu normalno vrše mnogo više sile od projektila koji pogodi pod uglom. Al-Haytham je ovo otkriće primjenio na optiku i pokušao da objasni zbog čega direktno svjetlo oštećuje oko, jer se direktno svjetlo približava pravolinijski, a ne pod uglom. Razvio je kameru obscura kako bi pokazao da svjetlost i boja različitih svijeća mogu proći kroz jedan otvor blende u pravim linijama, bez mješanja na otvoru. Njegove teorije su prenijete na Zapad. Njegov rad je uticao na Rogera Bekona, Johna Pekhauma i Vitella, koji je sagradio svoj rad i na kraju prenio na Keplera.

Taqī al-Dīn pokušava da ospori široko uvjerenje da se svjetlost emituje iz očiju, a ne od objekta koji se posmatra. Objasnio je to, ako bi svjetlost dolazila iz naših očiju stalnom brzinom, bilo bi potrebno predugo da osvjetli zvijezde da ih vidimo dok ih još uvjek gledamo, jer su toliko daleko. Dakle, osvjetljenje mora dolaziti od zvjezda, tako da ih možemo vidjeti čim otvorimo oči.

Astronomija

Islamsko shvatanje astronomskog modela zasnovano je na grčkom Ptolemičkom sistemu. Međutim, mnogi rani astronomi su počeli da dovode u pitanje model. Nije bio uvjek tačan u svojim predviđanjima i bio je komplikovan jer astronomi pokušavaju matematički opisati kretanje nebeskih tijela. Ibn al-Haytham objavio je Al-Shukuk ala Batiamyus (“Sumnje na Ptolomeja”), koji je opisao njegove mnoge kritike o paradigmi Ptolomeja.. Ova knjiga ohrabruje druge astronome da razviju nove modele kako bi bolje objasnili nebeski pokret od Ptolemeja.

Ova knjiga ohrabruje druge astronome da razviju nove modele kako bi bolje objasnili nebeski pokret od Ptolomeja. U al-Haythamovoj knjizi optike on tvrdi da nebeske sfere nisu napravljene od čvrste materije, a da su nebesa manje gusta od vazduha. Al-Haytham konačno zaključuje da nebeska tijela prate iste zakone fizike kao zemaljska tijela. Neki astronomi su teoretizirali i težinu, al-Khazini sugeriše da gravitacija koju objekat sadrži varira u zavisnosti od udaljenosti od centra univerzuma. Centar univerzuma u ovom slučaju odnosi se na središte Zemlje.



Mehanika

Inercija

John Philoponus je odbacio Aristotelov pogled na kretanje i tvrdio da objekat stiče naklonost da se pomjeri kada ima impresioniranu moć motiva. U jedanaestom vijeku Ibn Sina je grubo usvojio ovu ideju, vjerujući da pokretni objekat ima silu koju spoljni agensi raspršuju kao otpor vazduha. Ibn Sina je napravio razliku između “sile” i “nagiba” (pod nazivom “mayl”), tvrdio je da je predmet stekao inerciju kada je predmet suprotan njegovom prirodnom kretanju. Stoga je zaključio da se nastavak kretanja pripisuje nagibu koji se prenese na objekat, a taj objekat će se pokrenuti sve dok se ne potroši. Takođe je tvrdio da se projektil u vakuumu ne bi zaustavio. Ova koncepcija pokreta je u skladu sa Njutnovim prvim zakonom kretanja, inercijom koji navodi da će objekat u pokretu ostati u pokretu, osim ako ne djeluje spoljna sila. Ova ideja koja se suprotstavila iz Aristotelovog pogleda bila je u osnovi napuštena sve dok nije opisana kao “impetus” Džona Buridana, na koga je uticala Knjiga isceljenja Ibn Sine.

Ubrzanje

U Abū Rayhān al-Bīrūnī tekstu Sjene, on prepoznaje da je neravnomjerno pokretanje rezultat pospešivanja. Teorija ibn Sine o mahunu pokušala je da poveže brzinu i težinu pokretnog objekta, ova ideja je u potpunosti podsećala na koncept impulsa. Aristotelova teorija kretanja rekla je da konstantna sila proizvodi jednoobrazno kretanje, Abu’l-Barakāt al- Bagdaddi je to opovrgavao i razvio sopstvenu teoriju kretanja. U svojoj teoriji pokazao je da su brzina i ubrzanje dvije različite stvari, a sila je proporcionalna ubrzanju, a ne brzini.

Reakcija

Ibn Bajjah je predložio da za svaku silu uvijek postoji sila reakcije. Iako nije precizirao da su ove sile jednake, još uvjek je rana verzija trećeg zakona kretanja koja navodi da za svako djelovanje postoji jednaka i suprotna reakcija.

Izvor: Wiki



Gdje je granica između matematike i fizike?

Kada je riječ o opisu fizičkog svijeta, to možemo uraditi anekdotno, kao što obično činimo, ili možemo koristiti nauku. To znači prikupljanje kvantitativnih podataka, pronalaženje korelacija između posmatrača, formulisanje fizičkih zakona i teorija i zapisivanje jednačina koje nam omogućavaju da predvidimo ishode različitih situacija. Što je naprednija fizička situacija koju opisujemo, apstraktnije i kompleksnije dobijaju se jednačine i teorijski okvir. Ali, u dijelu formulisanja teorije i pisanja jednačina koji opisuju šta će se desiti pod različitim uslovima, zar ne prelazimo u matematiku nego na fiziku? Gde je ta granica? 

U svakoj tački duž putanje, saznavanje položaja i brzine čestice će vam omogućiti da dođete do rješenja kada i gdje će pogoditi zemlju. Ali matematički, dobićete dva rešenja; morate primjeniti fiziku da biste izabrali tačno.

Zamislite da učinite nešto jednostavno kao bacanje loptice. U bilo kom trenutku, ako mi kažete gdje se nalazi (njen položaj) i kako se kreće (njena brzina), mogu vam predvidjeti tačno gdje i kada će udariti u zemlju. Osim ako jednostavno napišete i rješite jednačine koje regulišu Njutnov zakon o kretanju, nećete dobiti ni jedan tačan odgovor. Umjesto toga, dobićete dva odgovora: onaj koji odgovara loptici koja se tiče kretanja u budućnosti, i onaj koji odgovara mjestu gdje bi lopta pogodila zemlju u prošlosti. Jednačina iz matematike vam ne govori koji je odgovor, pozitivan ili negativan, fizički ispravan. To je kao da postavljate pitanje o kvadratnom korjenu broja četiri: vaš nagon je da kažete “dva”, ali to bi lako moglo biti i negativno. Matematika, sama po sebi, nije uvijek deterministička.

Bacite pet štapića i vjerovatno ćete dobiti trougao. Ali, kao i u mnogim matematičkim problemima, vjerovatno ćete dobiti više od jednog trougla. Kada postoji više mogućih matematičkih rešenja, fizika će nam pokazati put.

U stvari, uopšte ne postoji univerzalno pravilo koje možete korsititi da biste saznali koji je odgovor koji tražite! To je upravo najveća razlika između matematike i fizike: matematika vam kaže koja su moguća rešenja, ali je fizika ono što vam omogućava da izaberete rješenje koje opisuje naš Univerzum.

Ovo je, naravno, veoma pojednostavljen primjer, i onaj na kome možemo primjeniti jednostavno pravilo: izabrati rešenje koje je napred u vremenu i napred u svemiru. Ali to pravilo neće se primijeniti u kontekstu svake teorije, poput relativiteta i kvantne mehanike. Kada su jednačine manje fizički intuitivne, mnogo je teže znati koje je moguće rješenje fizički značajno.

Matematika koja reguliše opću relativnost je prilično komplikovana, a opća relativnost nudi mnoga moguća rešenja za njene jednačine. Ali samo kroz preciziranje uslova koji opisuju naš Univerzum i upoređivanje teorijskih predviđanja sa našim mjerenjima i zapažanjima, možemo doći do fizičke teorije.

Šta onda treba da uradite kada matematika postane apstraktnija? Šta radite kada dođete do Opšte relativnosti ili do kvantne teorije polja, ili još daleko u spekulativne svrhe kosmičke inflacije, dodatnih dimenzija, velike jedinstvene teorije ili teorije struna? Matematičke strukture koje gradite da bi opisale ove mogućnosti jednostavno su one koje same po sebi neće vam ponuditi nikakve fizičke uvide. Ali ako možete izvući ili posmatrane količine, ili veze sa fizički posmatranim količinama, tada počinjete prelaziti na nešto što možete testirati i posmatrati.

Kvantne fluktuacije koje se javljaju tokom inflacije zaista su rastegnute kroz Univerzum, ali one takođe uzrokuju fluktuacije u ukupnoj gustini energije, ostavljajući nas sa nekom nultom količinom prostorne zakrivljenosti koja ostaje u Univerzumu danas. Ove fluktuacije polja uzrokuju nedostatke gustine u ranom Univerzumu, što dovodi do fluktuacija temperature u kosmičkoj mikrotalasnoj pozadini.

U inflatornoj kosmologiji, na primjer, postoje sve složene jednačine koje regulišu šta se dešava. Zvuči slično kao matematika, a u mnogim diskusijama zvuči vrlo malo kao fizika. Ali ključ je povezivanje onoga što ove matematičke jednačine predviđaju s fizičkim posmatračima. Na primjer, na osnovu činjenice da imate kvantne fluktuacije u samom tkivu prostora, ali se prostor za vrijeme inflacije prostire i ekspandira na eksponencijalnoj stopi, očekujete da će se pojaviti valjci i nesavršenosti u vrijednosti kvantnog polja koje uzrokuje inflaciju širom univerzuma. Kada se inflacija završi, te fluktuacije postaju fluktuacije gustine, koje možemo onda potražiti kao temperaturne fluktuacije u odsustvu snopa Big Banga. Ova predviđanja 1980-ih godina verifikovali su sateliti poput COBE, WMAP i Planck mnogo godina kasnije.

Kvantne fluktuacije koje se javljaju tokom inflacije prolaze kroz čitav Univerzum, a kada se inflacija završi, postaju fluktuacije gustine. Ovo s vremena na vreme vodi ka velikoj strukturi u Univerzumu, kao i na fluktuacije temperature koje se primećuju u CMB-u.

Teorema Noether-a je zanimljiv primjer matematičke teoreme koja je sama po sebi moćna u matematici, ali ima vrlo posebnu primjenu u fizici. Generalno, teorema vam govori da ako imate sistem koji uzima integral Lagrangijana, a taj sistem ima simetriju, onda mora biti konzervirana količina koja je povezana s tom simetrijom. U fizici integral lagranžijske funkcije odgovara onome što mi fizički nazivamo “akcijom”, pa tako i svaki sistem koji se može modelirati samo sa Lagranžijanom, ukoliko sadrži tu simetriju, iz njega možete izvući zakon o konzervaciji. U fizici to nam omogućava da izvučemo stvari poput očuvanja energije, očuvanja zagona i očuvanja električnog naboja, između ostalog.

Različiti referentni okviri, uključujući različite pozicije i pokrete, bi videli različite zakone fizike ako je očuvanje impulsa nevažeće. Činjenica da imamo simetriju pod “povećanjem” ili brzom transformacijom, govori nam da imamo konzerviranu količinu: linearni moment.

Ono što je zanimljivo je to što ako ne možemo opisati Univerzum sa ovim matematičkim jednačinama koje su sadržavale ove simetrije, ne bi bilo razloga za očekivati da se ove količine konzerviraju. Ovo zagovara mnogo ljudi, onda, kada saznaju da u opštoj relativnosti nema univerzalne vremenske prevodilačke simetrije, što znači da nema očuvanja energetskog zakona za sveobuhvatni univerzum u kojem živimo! Pojedinačna interakcija u kvantnoj teoriji polja služi simetriji, tako da oni štede energiju. Ali na skali čitavog Univerzuma? Energija nije čak definirana, što znači da ne znamo da li je konzervisana ili ne.

2-D projekcija kolektora Calabi-Yau, jedan popularan metod kompaktiranja dodatnih, neželjenih dimenzija teorije gudača. Pretpostavka Maldacene kaže da je prostor anti-de Sitter matematički dvostruki za konformne teorije polja u jednoj manjoj dimenziji.

Pretpostavka Maldacene postaje još komplikovanija. Takođe poznat kao korespondencija AdS / CFT-a, to pokazuje da postoji matematička dualnost – što znači da iste jednačine upravljaju oba sistema – između teorije konformalnog polja (poput sile u kvantnoj mehanici) i teorije nizova u prostoru protiv de De Sittera, sa jedna dodatna dimenzija. Ako su dva sistema regulisana istim jednačinama, to znači da njihova fizika mora biti ista. Dakle, u principu bi trebalo da budemo u mogućnosti opisati aspekte našeg četvorodimenzionalnog (tri prostorne i jedna vremenska dimenzija) Univerzuma tako što ćemo otići na petodimenzionalni Spacetime Anti-de Sitter i odabrati prave parametre. To je najbliži primjer koji smo ikada našli na primjeni holografskog principa, jer se odnosi na naš Univerzum.

Sada, teorija struna (ili, tačnije, teorije nizova) imaju svoja vlastita ograničenja koja ih upravljaju, kao i sile u našem Univerzumu, tako da nije jasno da postoji korespondencija jedan-na-jedan između našeg četvorodimenzionalnog Univerzuma sa gravitacijom, elektromagnetizmom i nuklearnim snagama i bilo kojom verzijom teorije žica. To je interesantna pretpostavka, i našla je neke aplikacije u stvarnom svjetu: u proučavanju kvark-gluon plazme. U tom smislu, to je više od matematike: to je fizika. Ali, gde se od fizike odbija u čistu matematiku, još uvjek nije u potpunosti određeno.

Standardni model Lagrangian je jedna jednačina koja inkapsulira čestice i interakcije standardnog modela. Ima pet nezavisnih dijelova: gluone (1), slabe bozone (2), kako materija stupa u kontakt sa slabom silom i Higgsovim poljem (3), čestice duhova koje oduzimaju Higgsovu redundantnost (4), a Fadeev-Popov duhovi, koji utiču na smanjenje smanjivanja interakcije (5). Neutrino mase nisu uključene. Takođe, ovo je samo ono što znamo do sada; to možda nije puni Lagrangijan koji opisuje 3 od 4 osnovne sile.

Ono čemu se sve ovo čini jeste generalno pitanje: zašto i kada, možemo li koristiti matematiku da naučimo nešto o našem fizičkom Univerzumu? Ne znamo odgovor na zašto, ali mi znamo odgovor na to kada: kada se slaže sa našim eksperimentima i zapažanjima. Sve dok zakoni fizike ostanu zakonima fizike i ne mogu da se krenu ili nestanu ili da se razlikuju na neki loše definisan način, znamo da ih možemo matematički opisati, barem u principu. Matematika je, onda, alatka koju koristimo za opis funkcionisanja Univerzuma. To su sirovine: ploče, čekići i testeri. Fizika je kako primijenite tu matematiku. Fizika je kako sve to zajedno stavite na smisao za svoje materijale i napravite kuću, na primjer, umjesto sakupljanja dijelova koji se u principu mogu koristiti za izgradnju nešto sasvim drugačijeg.

Moguće je napisati niz raznih jednačina, kao što su Maxwellove jednačine, koje opisuju Univerzum. Možemo ih zapisati na različite načine, ali samo upoređivanjem njihovih predviđanja sa fizičkim zapažanjima možemo da izvučemo bilo kakav zaključak o njihovoj valjanosti. Zbog toga verzija Maxwellovih jednačina sa magnetnim monopolama ne odgovara stvarnosti, dok one bez toga odgovaraju.

Ako tačno opisujete Univerzum i možete napraviti kvantitativna predviđanja o njemu, vi ste fizika. Ako se ta predviđanja ispostavljaju tačna i reflektiraju stvarnost, tada ste fizika tačna i korisna. Ako su ta predviđanja očigledno pogrešna, vi ste fizika koja ne opisuje naš univerzum: vi ste neuspješni pokušaj fizičke teorije. Ali ako vaše jednačine nemaju nikakvu vezu sa fizičkim Univerzumom i ne mogu biti vezane za sve što se ikada može nadati da će jednog dana posmatrati ili mjeriti, čvrsto ste u matematičkom području; onda će vaš razvod od fizike biti konačan. Matematika je jezik koji koristimo za opis fizike, ali nije sve što je matematičko značajno u fizici. Gdje postoji veza, a gdje ne, može se odrediti samo gledajući u sam Univerzum.

Izvor: forbes.com

Zašto je fizika teška i kako si ju pojednostaviti?

Fizika je teška iz razloga što zahtjeva dobro poznavanje matematike i logike, preciznost, egzaktnost, perfekcionizam, razvijenu maštu i intuiciju. Ukratko, da biste si pojednostavili fiziku, razvijte prvo sve od ovog navedenog.

Fizika je teška što se ne objasni na dobar način, što se često ni osnove ne nauče kako treba, a ide se na teže gradivo. Da biste si ju pojednostavili probajte saslušati predavanje nekog drugog nastavnika, profesora ili instruktora.

Fizika je teška jer su sve oblasti  u njoj na naki način povezane. Npr. da bi ste znali mehaniku morate znati matematiku, a bez da to dvoje znate, teško ćete moći shvatiti i razumjeti i bilo koju drugu oblast fizike. Da biste si ju pojednostavili i olakšali vratite se i naučite prvo dobro osnove.

Fizika je teška jer se često protivi našim ustaljenom gledištima o tome kako stvari funkcioniše u svijetu i životu. Npr. većina ljudi će na pitanje koje stvari prije padaju na tlo teže ili lakše odgovoriti da prvo padaju teže stvari. Međutim, kad uradimo pokus ili eksperiment vidimo da u biti, ako nema vjetra i imaju iste površine i teže i lakše tijelo padaju u isto vrijeme. Tu vidimo da naša slika svijeta, ono šta smo skoro pa 100 % sigurno da je ispravno, nije uvijek tačna. Da biste si fiziku olakšali i pojednostavili shvatite da je uredu ne biti upravu sve dok ste radoznali i spremni da nešto novo naučite  jer nije rođen naučen.

Fizika je teška iz razloga što u njoj imaju zadaci, a problem kod zadataka je da ih mnogi pokušavaju riješiti bez da su naučili i razumjeli teoriju i da znaju makar osnovnu matematiku i rješavanje običnih jednadžbi. Da biste si pojednostavili i olakšali rješavanje zadataka iz fizike, jako dobro naučite teoriju, matematiku i puno vježbajte.  Što više vježbajte, stvari će vam postajati jednostavnije.

Fizika je teška iz razloga što izučava ponajviše tzv. mrtvu materiju, pa nam djeluje hladna i udaljena od naše svakodnevnice. Da biste ju zavolili razmislite o tome koje su sve njene dobre primjene. Npr. mobitel, tablet ili laptop preko kojeg čitate ovaj članak ne bi se mogli napraviti bez otkrića iz fizike.

Fizika je teška iz razloga što često  zahtjeva da neke formule i definicije naučite bukvalno napamet da biste druge mogli iz njih izvesti. Da biste si olakšali fiziku, budite sigurni da u svakom trenutku znate neke osnovne zakone, formule, jedinice i konstante.

Fizika je teška iz razloga što da biste znali samostalno rješavati probleme morat ćete naučiti da razmišljate preko algoritama, tj. da znate veći problem rastaviti na niz manjih problema, zatim da znate si nacrtati sliku pojave koja se ispituje, a za to vam treba i mašte. Da biste si pojednostavili fiziku, razvijajte svoju maštu. Logika će vas odvesti od A do B, a mašta svugdje drugo.

Fizika je teška jer zahtjeva dosta vremena. Albert Einstein je svojevremeno izjavio da on ima problema kao i vi sa fizikom, ali on sa problemima ostane više vremena nego vi. Da biste si olakšali fiziku, uložite više vremena na nju i rješavanje problema iz fizike.

Zašto je vama fizika teška? Je li vam teška? Ostavite komentar na članak, podijelite isti sa vašim prijateljima i nastavite diskusiju.

Zašto je fizika teška i kako si ju pojednostaviti?

Fizika je teška iz razloga što zahtjeva dobro poznavanje matematike i logike, preciznost, egzaktnost, perfekcionizam, razvijenu maštu i intuiciju. Ukratko, da biste si pojednostavili fiziku, razvijte prvo sve od ovog navedenog.

Fizika je teška što se ne objasni na dobar način, što se često ni osnove ne nauče kako treba, a ide se na teže gradivo. Da biste si ju pojednostavili probajte saslušati predavanje nekog drugog nastavnika, profesora ili instruktora.

Fizika je teška jer su sve oblasti  u njoj na naki način povezane. Npr. da bi ste znali mehaniku morate znati matematiku, a bez da to dvoje znate, teško ćete moći shvatiti i razumjeti i bilo koju drugu oblast fizike. Da biste si ju pojednostavili i olakšali vratite se i naučite prvo dobro osnove.

Fizika je teška jer se često protivi našim ustaljenom gledištima o tome kako stvari funkcioniše u svijetu i životu. Npr. većina ljudi će na pitanje koje stvari prije padaju na tlo teže ili lakše odgovoriti da prvo padaju teže stvari. Međutim, kad uradimo pokus ili eksperiment vidimo da u biti, ako nema vjetra i imaju iste površine i teže i lakše tijelo padaju u isto vrijeme. Tu vidimo da naša slika svijeta, ono šta smo skoro pa 100 % sigurno da je ispravno, nije uvijek tačna. Da biste si fiziku olakšali i pojednostavili shvatite da je uredu ne biti upravu sve dok ste radoznali i spremni da nešto novo naučite  jer nije rođen naučen.

Fizika je teška iz razloga što u njoj imaju zadaci, a problem kod zadataka je da ih mnogi pokušavaju riješiti bez da su naučili i razumjeli teoriju i da znaju makar osnovnu matematiku i rješavanje običnih jednadžbi. Da biste si pojednostavili i olakšali rješavanje zadataka iz fizike, jako dobro naučite teoriju, matematiku i puno vježbajte.  Što više vježbajte, stvari će vam postajati jednostavnije.

Fizika je teška iz razloga što izučava ponajviše tzv. mrtvu materiju, pa nam djeluje hladna i udaljena od naše svakodnevnice. Da biste ju zavolili razmislite o tome koje su sve njene dobre primjene. Npr. mobitel, tablet ili laptop preko kojeg čitate ovaj članak ne bi se mogli napraviti bez otkrića iz fizike.

Fizika je teška iz razloga što često  zahtjeva da neke formule i definicije naučite bukvalno napamet da biste druge mogli iz njih izvesti. Da biste si olakšali fiziku, budite sigurni da u svakom trenutku znate neke osnovne zakone, formule, jedinice i konstante.

Fizika je teška iz razloga što da biste znali samostalno rješavati probleme morat ćete naučiti da razmišljate preko algoritama, tj. da znate veći problem rastaviti na niz manjih problema, zatim da znate si nacrtati sliku pojave koja se ispituje, a za to vam treba i mašte. Da biste si pojednostavili fiziku, razvijajte svoju maštu. Logika će vas odvesti od A do B, a mašta svugdje drugo.

Fizika je teška jer zahtjeva dosta vremena. Albert Einstein je svojevremeno izjavio da on ima problema kao i vi sa fizikom, ali on sa problemima ostane više vremena nego vi. Da biste si olakšali fiziku, uložite više vremena na nju i rješavanje problema iz fizike.

Zašto je vama fizika teška? Je li vam teška? Ostavite komentar na članak, podijelite isti sa vašim prijateljima i nastavite diskusiju.

Fizika u Švicarskoj, Teorija svega i paralelni svemiri – Intervju fizičara dr. Admira Grelje sa Univerziteta u Cirihu

Fizičar sa Univerziteta u Crihu je za portal klix.ba dao intervju u kojem je govorio o fizici u BiH, fizici u Švicarskoj te o modernoj fizici:



“Admir Greljo je objasnio koje su to osnovne razlike u shvatanju i reputaciji nauke (prvenstveno fizike) između Švicarske i Bosne i Hercegovine.“Fundamentalna otkrića u fizici po pravilu uzrokuju revolucionarne promjene u tehnologiji, najčešće olakšavajući i unaprjeđujući standard ljudskog života. Tako je naprimjer razvoj mehanike, nauke o silama i kretanju, doveo do industrijske revolucije u Evropi a razvoj elektromagnetizma osvijetlio planetu. Otkrića teorije relativnosti, nauke o ustrojstvu prostora i vremena, te kvantne mehanike, nauke o svijetu najsitnijih čestica, su dovela do razvoja nuklearnih tehnologija, elektronike, informacionih tehnologija, i slično. Razvijene zemlje svijeta razumiju potencijal fizike i njenu historijsku ulogu. Fizičar tamo nije (isključivo) nastavnik fizike kao kod nas”, rekao je Greljo dodajući kako su prilike za ozbiljnija eksperimentalna istraživanja su skoro pa nikakve. 

“Uzrok je, prije svega, maćehinski odnos države prema nauci općenito. Ipak, vrhunski rezultat iz oblasti teorijske fizike, koja zahtijeva minimalna ulaganja, je moguć. Kao pozitivan primjer, naveo bih grupu okupljenu oko akademika prof. dr. Dejana Miloševića s Odsjeka za fiziku Prirodno-matematičkog fakulteta Univerziteta u Sarajevu, koja je postigla respektabilne rezultate u oblasti teorijske atomske i molekularne fizike”, kazao je Greljo. 


On je dodao kako Bosna i Hercegovina nažalost zaostaje za zemljama regiona u oblasti fizike. To se prije svega ogleda, tvrdi Greljo, u nedostatku istraživačkih centara te broju aktivnih fizičara istraživača.

“Sarajevski predratni Institut za fiziku više ne postoji, dok su s druge strane, Institut ‘Jožef Stefan’ (Ljubljana), Institut ‘Ruđer Bošković’ (Zagreb) te Institut za fiziku i Institut za nuklearne nauke ‘Vinča’ (Beograd), respektabilne institucije koje zapošljavaju veliki broj fizičara i čine istraživački oslonac matičnim fakultetima”, objasnio je Greljo.

Kada su u pitanju naučni udžbenici u BiH i regionu i njihova usklađenost sa posljednjim saznanjima o prirodi stvarnosti, Greljo je ukazao da odgovor treba potražiti među profesorima metodike nastave fizike.

“Mogu samo kazati da udžbenici tokom mojih školskih dana nisu u potpunosti davali pregled modernih istraživanja. Imam osjećaj da naša djeca fiziku smatraju naukom Newtona, Tesle i Einsteina, a nikako živom disciplinom koja svakodnevno pokušava odgovoriti na elementarna pitanja o ustrojstvu prirode”, rekao je bosanskohercegovački fizičar sa adresom u Švicarskoj.

Jedan radni dan u Cirihu i LHC

Naš sagovornik opisao je jedan obični radni dan među kolegama fizičarima. Kako je objasnio, na dva ciriška univerziteta, ETH i UZH, radi preko dvije stotine fizičara s uskom ekspertizom iz oblasti fizike elementarnih čestica. 

“Skoro svakodnevno se organizuju stručni seminari i predavanja. Prednost rada u velikim centrima je svakako komunikacija s glavnim akterima novih istraživanja. Ja radim postdoktorski studij u teorijskoj grupi za fenomenologiju elementarnih čestica. Većinu dana provodim za računarom vršeći matematičke proračune ili školskom tablom, s kolegama diskutujući rezultate proračuna te razrađujući nove ideje. Tu je svakako objavljivanje naučnih radova te predstavljanje rezultata na konferencijama.


Posao teoretičara fenomenologa je predlaganje i proračun eksperimentalno mjerljivih veličina, te interpretacija mjerenja. Iz tog razloga imam usku kolaboraciju s nekoliko eksperimentalnih grupa koje vrše analizu podataka prikupljenih na Velikom Hadronskom Sudarivaču (LHC) u CERN-u. Konkretno doprinosim analizama produkcije i raspada Higgsovog bozona, elektroslabih bozona i top kvarka”, rekao je Trebinjac.

Priroda stvarnosti

Jedna od najuspješnijih teorija u fizici elementarnih čestica je Standardni model. Ona opisuje i klasificira poznate elementarne čestice te interakcije tri sile prirode – elektromagnetne, jake i slabe nuklearne sile.

Fizika elementarnih čestica se bavi prirodom na najmanjim udaljenostima, proučavajući osnovne gradivne jedinice (elementarne čestice) i dinamiku njihovih interakcija. Fascinantno je to da ‘ponašanje’ čestica, uključujući njihovu klasifikaciju i dinamiku, poštuje zakon izražen u apstraktnim matematičkim formama teorije grupa i vektorskih prostora. Lagranžijan Standardnog modela (SM) se doslovno može napisati u jednoj liniji, a testiran je u desetinama hiljada mjerenja, uspješno opisujući fiziku na dimenzijama reda veličine 1/100 prečnika protona”, pojašnjava Greljo.

Uprkos tome, postoje polja znanja koja Standardni model zasada ne uspijeva inkorporirati i time objasniti u kontekstu šire slike fizike elementarnih čestica.

“Postoje pitanja na koja SM ne može odgovoriti, te je njegovo nadopunjavanje neminovno. Tako, recimo, SM ne opisuje kvantnu gravitaciju, tamnu materiju, barionsku asimetriju te neutrinske mase. Na osnovu satelitskih mjerenja pozadinskog kosmičkog zračenja, vidljiva materija (čestice SM) čini svega 5% ukupnog energetskog bilansa Svemira. Ostatak, tamna materija i energija, je potpuna nepoznanica. Sudari protona pri visokim energijama na CERN-u, imaju za cilj provjeriti validnost ekstrapolacije SM ka deset puta manjim dimenzijama. Pred fizičarima je još mnogo posla”, zaključio je naš sagovornik.

Kada je riječ o nadopunjavanju Standardnog modela, Greljo naglašava kako je riječ o ‘estetskim’ nedostacima postojeće teorije. Pokušaj rješavanja problema može stvoriti drugi, a iz svega se rađaju mogućnosti koje su donedavno imale svoje mjesto samo u naučnoj fantastici.

“Takozvani problem hijerarhije Higsove mase i kosmološke konstante se očituje u tome da je potrebno fino podesiti parametre teorije kako bi se zadovoljila mjerenja. Naime, zanemarivo malo odstupanje u osnovnim parametrima bi drastično promijenilo ove veličine i u konačnici dovelo do praznog svemira. Opservacija da su zakoni fizike fino podešeni tako da omoguće nastanak života, se u literaturi može naći pod nazivom ‘antropološki princip’. Ovo važno pitanje prelazi okvire fizike te ponekad postaje filozofsko i religijsko. Jedna od ideja jeste da postoji ogroman broj paralelnih svemira u kojima su zakoni fizike drugačiji, te se mi naprosto nalazimo u onom koji podržava život. Prosta činjenica da opažamo samo jedan Svemir kojeg smo i sami dio, otežava eksperimentalnu provjeru ovih ideja. Ipak, razmišljati o sličnim pitanjima koristeći metode empirijske nauke zaista predstavlja veliko dostignuće modernog čovjeka. Zar fizika nije divna?”, objasnio je Greljo.

Mladi naučnik se dotakao zaokružene slike fizike, odnosno Teorije svega, snu o matematičkom modelu koji je u stanju da opiše sve procese u prirodi. Pri tome je bilo neizbježno ukazati na trenutna čovjekova ograničanja za koja se možemo nadati kako će jednoga dana nestati.

“Korak ka tom putu je ujedinjenje kvantne mehanike i Einsteinove opće teorije relativnosti u takozvanu kvantnu gravitaciju (teorija struna je najozbiljniji kandidat). Međutim, koristeći današnju tehnologiju, potreban je akcelerator veličine galaksije kako bi se provjerila ova vrsta teorijskog rada. Mišljenja sam da smo još uvijek daleko od konačne jednačine, to bi bilo kao pitati Newtona o Lagranžijanu Standardnog modela”, zaključio je Greljo.


Greljo pokraj detektora CMS u LHC-u
Admir Greljo diplomirao je na Prirodno-matematičkom fakultetu UNSA osvojivši Zlatnu značku zbog prosjeka ocjena 10, a nakon toga odlazi u Ljubljanu gdje doktorira disertacijom na temu Higgsovog bozona. Zahvaljujući želji i radu imenovan je docentom na Prirodno-matematičkom fakultetu u Sarajevu, a danas izoštrava svoje znanje u Švicarskoj što mu daje odličan pogled na dva različita shvatanja znanja.” 
Izvor: https://www.klix.ba/scitech/nauka/bh-fizicar-u-cern-u-admir-greljo-o-radu-u-cirihu-teoriji-svega-i-paralelnim-svemirima/160828032



Tekući oklop zaustavlja metke u testovima koje su proveli britanski znanstvenici na BAE sustavima u Bristolu

Pokazalo se da tekući oklop zaustavlja metke u testovima koje su proveli britanski znanstvenici na BAE sustavima u Bristolu.

Slika: Tekući materijal koji se može koristiti u pancirima u plavoj boji

Istraživači su zajedno s Kevlarom kombinirali ovu tekućinu “posmično zgušnjavajuću” kako bi stvorili novi materijal koji je otporan na metke.
Tvrtka čuva kemijsku formu tekućine kao tajnu, ali djeluje apsorbirajući silu udara metka i reagirajući na njega tako što postaje mnogo deblja i ljepljivija.

Tekućine za zgušnjavanj nisu novost za vojno istraživanje. US Army Research Laboratories proveli su testove pomoću sličnih tekućina.
No, prema riječima BAE, ova najnovija ispitivanja daju prvi jasan dokaz da bi tekući oklop mogao učinkovito zaštititi vojnike od metaka.



Kažu da bi se tekućina mogla upotrijebiti za izradu mnogo lakših, fleksibilnijih i učinkovitijih pancira za vojnike.
“U standardnim pancirima koristimo debele, teške slojevite ploče Kevlara koje ograničavaju kretanje i pridonose umoru”, rekao je gospodin Penny.

U testovima su znanstvenici upotrijebili veliki plinoviti pištolj za paljenje metalnih metaka na više od 300 metara u sekundi u dva testna materijala – 31 sloja netretiranog kevlara i 10 slojeva kevlara u kombinaciji s tekućinom.
“Kevlar s tekućinom djeluje puno brže i efikasnije”, objasnio je.

Rezultati su predstavljeni novinarima tijekom pregleda budućih obrambenih tehnologija u BAE-ovom Advanced Technology Center, Filton u Bristolu, 2006 godine.

Izvori:

  1. http://www.bbc.com/news/10569761
  2. http://www.mirror.co.uk/news/technology-science/technology/liquid-body-armour-better-stopping-5467767