Komise nezávislých vědců, vyšetřující obvinění z falšování určitých experimentů ve firmě Lucent, 25. září 2002 publikoval ve vědeckých časopisech svoji závěrečnou zprávu. Ve zprávě se uvádí, že důkazy o úmyslné manipulaci s výsledky jsou přesvědčivé. Vědci došli k závěru, že Hendrik Schön v řadě svých článků falšoval a vymýšlel výsledky, aniž o tom věděli jeho spoluautoři. Firma Lucent publikovala zprávu komise na [X1].

Komise byla ustavena vedením Bellových laboratoří koncem května roku 2002 na základě podezření z možného falšování dat a pochybností o vědeckých výsledcích a metodologii, které ve svých článcích použil Hendrik Schön.

Úvodním úkolem komise bylo shromáždit potřebné výpovědi a údaje. Komise shromáždila údaje o asi 25 článků autora a jeho spolupracovníků, které roztřídila do tří skupin.

První skupina se týkala záměny dat. Byly sledovány záměny celých grafů, křivek a jejich částí publikovaných ve stejných nebo v různých článcích, které představovaly různé materiály, zařízení nebo fyzikální podmínky.

Druhá skupina se týkala nerealistické přesnosti dat, tedy přesnosti za možnostmi reálných experimentů a požadavků nemožné statistické pravděpodobnosti.

Třetí skupina se týkala výsledků, které byly v rozporu se známými fyzikálními zákony a principy, tedy chování, které nebylo v souladu s uváděnými parametry zařízení nebo s fyzikálními znalostmi.

Komise zaslala dotazníky všem spoluautorům a vyslechla Hendrika Schöna a tři hlavní spoluautory (Zhenan Bao, Bertram Batlogg, Christian Kloc). Prostudovala předlohy většiny článků, které byly v elektronické formě a přezkoumala zpracované datové soubory.

Komise dospěla k následujícím závěrům. Především Hendrik Schön je velmi pracovitý a produktivní vědec. Pokud by výsledky jeho práce byly platné, představovala by určitý průlom v oblasti fyziky pevných látek.

Veškeré falšování fyzikálních měření a zpracování dat provedl pouze Hendrik Schön sám, bez účasti spoluautorů nebo jeho kolegů. Na žádném z nejvýznamnějších fyzikálních výsledků se nikdo ze spoluautorů nebo kolegů přímo nepodílel.

Vlastní laboratorní záznamy Hendrik Schön nevedl systematicky a dokonce některé datové soubory smazal kvůli nedostatku místa na disku počítače. Není k dispozici žádné záložní zařízení, na němž by byly datové soubory archivovány. Proto nelze vyvrátit nebo potvrdit platnost původních získaných výsledků.

Nejvážnější obvinění se týkalo možné manipulace a falšování změřených dat a výsledků. Komise se zabývala každým jednotlivým podezřením.

Podezření z falšování dat se potvrdila. Některé datové soubory byly celé nahrazeny výsledky změřenými z jiných materiálů a zařízení. Hendrik Schön připustil, že některá data nebyla zjevně nesprávná a proto se pokusil je nahradit správnými daty, aby tyto chyby odstranil. Opakovaná příčina těchto chyb ale představovala závažnější problém. Přinejmenším se Hendrik Schön zachoval nezodpovědně vůči experimentálním výsledkům, které jsou posvátným základem každé vědy.

Hendrik Schön v některých případech nahrazoval křivky nebo jejich části pomocí matematických funkcí, které zastupovaly reálná měření. Taková metoda úpravy experimentálních dat je však naprosto nepřípustná.

Jeden z problematických případů se týkal supravodivosti polythiofenu. Některé identické křivky byly použity zcela nebo z části několikrát v jediném grafu. Hendrik Schön sice potvrdil, že tato data nejsou pravdivá, ale nevysvětlil, jak k nim dospěl.

Komise ve své závěrečné zprávě uvedla, že z 24 podezření falšování vědeckých výsledků se potvrdilo 16, přičemž některé výsledky navzájem souvisely. Komise dále uvedla, že všichni spoluautoři Hendrika Schöna byli uvedeni v omyl a na falšování výsledků se nijak nepodíleli. Přesto však nesou přinejmenším svůj díl profesionální zodpovědnosti.

Komise také uvedla, že jde o velmi obtížnou situaci, jíž dosud vědecké společenství neřešilo. Dosud neexistují žádné obecně přijímaná pravidla vědeckého chování. Základním principem by měla být profesionální zodpovědnost, tedy rovnována mezi vzájemnou důvěrou ve vědeckém týmu a zodpovědností všech vědců za publikované výsledky. Komise proto nedospěla k závěru, že každý ze spoluautorů nese zodpovědnost za celou práci, ale každý nese zodpovědnost za svoji část práce.

Detektor DASI (the Degree Angular Scale Interferometer) [X2] umístěný na jižním pólu změřil polarizaci kosmického mikrovlnného pozadí. DASI je prvním ze skupiny detektorů, který nalezl několik maxim ve spektru kosmického mikrovlnného pozadí. Toto záření pochází z období mladého vesmíru (asi 300 tisíc let po velkém třesku), kdy začaly vznikat první stabilní atomy.

Moderní teorie kosmologie tvrdí, že mikrovlnné záření získalo orientaci (polarizaci) když se oddělovalo od plasmy ("povrchu posledního rozptylu") při průchodu vesmírem. Výsledky měření slabé polarizace detektorem DASI, které byly oznámeny v polovině září 2002 na vědeckém zasedání COSMO-2 v Chicagu, jsou v souladu s teoretickými předpověďmi.

K velmi překvapivému výsledku dospěli němečtí a rakouští fyzikové svým návrhem na vytvoření bosonů, které by se chovaly jako fermiony.

Fermiony (jako jsou elektrony) se řídí Pauliho vylučovacím principem, podle něhož žádné dva fermiony nemohou být ve stejném kvantovém stavu. Například v atomu se každý elektron musí od ostatních odlišovat některým z kvantových čísel. Hlavní kvantové číslo určuje hladinu energie, vedlejší kvantové číslo určuje velikost momentu hybnosti, magnetické kvantové číslo určuje projekci momentu hybnosti do libovolné osy (magnetický moment), spin určuje vlastní úhlový moment.

Bosony (jako jsou fotony nebo atom vodíku) se Pauliho vylučovacím principem neřídí a libovolný počet částic může být ve stejném kvantovém stavu. Fyzikové znají několik případů, kdy se fermiony chovají podobně jako bosony díky supravodivosti a supratekutosti. Fermiony v supravodičích mohou tvořit páry, které mají klíčové vlastnosti bosonů a chovají se podobně jako bosony.

Opačný případ, že by se nerozlišitelné bosony chovaly jako fermiony, však nikdy pozorován nebyl. Nyní výzkumníci (Belen Paredes [M1] z Ústavu Maxe Plancka pro kvantovou optiku) navrhli dvě možnosti, jak takového případu dosáhnout. Jednou z možností je rotace Boseova-Einsteinova kondenzátu. Boseův-Einsteinův kondenzát má několik úrovní s nízkou energií kvůli různým možným hodnotám úhlového momentu atomů. Avšak rotující Boseův-Einsteinův kondenzát bude mít při určité rychlosti všechny úrovně energie stejné, protože rozdíly energie se zruší rotačním momentem. Atomy jsou uvězněny v potenciálové jámě s nízkou energií. Proto jsou nuceny minimalizovat své vzájemné odpuzování. Pokud budou mít navzájem nepatrně různé hodnoty úhlového momentu, budou se chovat jako fermiony.

Rotaci Boseových-Einsteinových kondenzátů lze provést pomocí laserů nebo mechanických zařízení. Aby však bylo možno pozorovat "fermionizaci" Boseových-Einsteinových kondenzátů při dosud dosažitelných rychlostech, je nutné vytvořit kondenzát složený jen z několika atomů místo běžných desítek tisíců. Tento postup je zatím nedosažitelný a proto výzkumníci navrhli jinou možnost. Ta spočívá v rotaci optické mřížky, světlem řízené sítě atomových pastí, které by obsahovaly v každé pasti jen 5 atomů. Tento postup je experimentálně dosažitelný a navíc by vedl k lepším výsledkům, než u jediného Boseova-Einsteinova kondenzátu. (Paredes, Zoller and Cirac, Physical Review A, září 2002; také Paredes and Cirac, [X3])

Dokonce některé velké nemocnice považují laserovou chirurgii za příliš drahou. Proto izraelští fyzikové z Blausteinova ústavu pro výzkum pouště se rozhodli využít přírodního zdroje. Zachytili a soustředili sluneční záření a pak je optickým vláknem vedli na operační sál, kde tento "sluneční skalpel" použili pro operaci tkání (viz obr. [X4]). Výhodou použití laserů v chirurgii obecně není koherentní záření ale jeho vysoká intenzita. Sluneční skalpel může nabídnout výkon 8 wattů a intenzitu záření 10 wattů na mm², která je srovnatelná s běžnými lasery. Jeffrey Gordon [M2] a jeho kolegové otestovali svůj sluneční skalpel při operaci plic a jater kuřete a nyní připravují operaci na živé myši. Cílem jejich projektu je využít sluneční záření při operacích zhoubných rakovinných nádorů s minimálními invazivními postupy. (Gordon et al., Applied Physics Letters, 30. září 2002; [X5])

Odkazy a literatura:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 606. September 25, 2002 by Phillip F. Schewe, Ben Stein and James Riordon.

Uvnitř uměle vytvořených palivových článků mohou probíhat v kvantovém měřítku reakce, které neznečišťují ovzduší. Vůči přírodnímu prostředí šetrné technologie jsou nezbytné pro řešení rostoucí úrovně znečištění vzduchu. Například katalytické konvertory omezují množství toxických látek ve splodinách automobilových motorů. Výzkumníci usilovně pracují na vývoji nových zdrojů energie s nízkými emisemi, jako jsou tuhé oxidové palivové články, které používají tuhé látky na zajištění pohybu iontů v chemických reakcích pro výrobu elektrické energie. Většinou se v těchto zařízeních využívá zvláštní vlastnost pevného oxidu ceru (CeO₂), který uvolňuje kyslík za podmínek chudých na kyslík. Ionty ceru získávají elektrony a vzniká posloupnost "redukovaných" sloučenin, na jejímž konci vzniká Ce₂O₃. Tento konečný produkt Ce₂O₃ snadno přijímá kyslík za podmínek bohatých na kyslík. Mikroskopický původ tohoto jevu byl dosud záhadou.

Výzkumníci z Chalmersovy univerzity a Univerzity v Uppsale ve Švédsku nyní nabídli podrobný kvantově mechanický popis toho, jak reakce probíhají. Základní přechod z CeO₂ na Ce₂O₃ probíhá v důsledku vzniku úbytku kyslíku, kdy atom kyslíku opouští své místo, které normálně zaujímá v krystalové mřížce oxidu ceru. Aby mohl opustit mřížku CeO₂, kyslík zanechává dva elektrony a mění se z iontu s nábojem -2 na volný atom kyslíku. Tento proces umožňují kvantové jevy, kdy dochází k "lokalizaci" elektronů na dvou blízkých iontech ceru, které původně mají náboj +4. Volné elektrony mění náboj iontů ceru na +3 a umožňují vznik posloupnosti "redukovaných" směsí vedoucích k Ce₂O₃.

Schopnost pevného oxidu ceru zadržovat a uvolňovat kyslík lze tedy vysvětlit kvantovým procesem lokalizace elektronů. Tento kvantový proces se projevuje jako makroskopická vlastnost, jíž dnes využívají některé moderní technické aplikace šetrné k životnímu prostředí. (N.V. Skorodumova, S.I. Simak, B.I. Lundqvist, I.A. Abrikosov, B. Johansson, Physical Review Letters, 14. října 2002; kontakt: Sergei Simak, Uppsala University, [M1]).

Modelování slapových procesů na Jupiterově měsíci Europa a pozorování kosmické průzkumné sondy Galileo naznačují, že v malé hloubce pod povrchem měsíce se voda může vzdouvat. Tato voda pochází z oceánu pod povrchem, který je ukryt pod silnou vrstvou ledu. Voda se dostává k povrchu mohutným slapovým působením planety Jupiter. Díky tomu může docházet k výměně materiálu mezi oceánem a povrchem měsíce. Podle Richarda Greenberga (Arizonská univerzita, [M2]), pokud by na měsíci Europa existovaly nějaké živé organismy, pak by mohly přežívat v kapalné vodě několik desítek centimetrů pod povrchem měsíce v nějakém zlomu, do něhož by proudila voda díky denním slapovým jevům. Získání biologických vzorků by pak nevyžadovalo provádět hlubinné vrty. Situace by se podobala Arktidě, kde se voda nachází často jen několik metrů pod povrchem ledových ker, a nikoliv Antarktidě, kde se voda nachází až několik kilometrů pod ledovcem. (Greenberg et al., Reviews of Geophysics, 6. září 2002.)

Přehrávače DVD a CD, snímače čárového kódu, vysokorychlostní telekomunikace optickými vlákny a další aplikace, které přinášejí milardové zisky ročně, závisejí na polovodičovém laseru, který byl objeven v roce 1962. V roce 1982 se na trhu poprvé objevil přehrávač CD disků, který je dnes nejrozšířenějším hudebním nosičem.

Polovodičový laser, někdy označovaný jako "diodový" laser, využívá elektrony a kladně nabité díry, které se setkávají v polovodičovém rozhraní a vzájemnou anihilací vytvářejí světlo. Polovodiče mohou elektrický proud přeměňovat ve světlo tak účinně, že někteří fyzikové před vznikem polovodičových laserů pochybovali o jejich možné konstrukci kvůli omezení daném druhým zákonem termodynamiky. Konstrukce polovodičových laserů se zásadním způsobem odlišuje od laserů pevné fáze a plynových laserů. V září roku 1962 čtyři nezávislé laboratoře (dvě výzkumná střediska General Electrics, laboratoř IBM a Lincolnova laboratoř v MIT) oznámily dokončení vývoje funkčních diodových laserů. V té době se ještě nepředpokládaly žádné průmyslové aplikace. Výsledky všech čtyř týmů byly během tří měsíců publikovány ve vědeckých časopisech Physical Review Letters a Applied Physics Letters.

Technologický vývoj polovodičových laserů pokračuje dodnes. Příkladem jsou kvantové kaskádní lasery, lasery emitující světlo více vlnových délek, lasery emitující světlo z povrchu polovodičů a lasery emitující modré světlo. Během tohoto desetiletí modré lasery zřejmě nahradí červené lasery v DVD přehrávačích a umožní tak asi šestkrát vyšší hustotu záznamu.

Ruku v ruce s polovodičovými lasery byla v roce 1962 vyvinuta světlo emitující polovodičová dioda LED. S barevnými LED diodami se dnes setkáváme na každém kroku ve spotřební elektronice. Nedávno byly vyvinuty LED diody emitující bílé světlo, které jsou schopny nahradit odrazová skla automobilů. Vývoj LED diod dnes pokračuje a objevují se možnosti, o nichž se vývojářům před 20 lety ani nesnilo.

Odkazy a literatura:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 607. October 2, 2002 by Phillip F. Schewe, Ben Stein and James Riordon.

Nobelovy ceny za fyziku pro rok 2002 byly uděleny za práce, které vedly k rozvoji dvou nových oblastí astrofyziky: roentgenové astrofyziky a fyziky neutrin.

Nobelovu cenu za fyziku pro rok 2002 obdrží Raymond Davis (University of Pennsylvania and Brookhaven Natl. Lab), Masatoshi Koshiba (University of Tokyo) a Riccardo Giacconi (Associated Universities Inc.).

V 60. letech 20. století Raymond Davis jako první detekoval neutrina pocházejízí ze Slunce. Množství slunečních neutrin však bylo menší než předpovědi, které učinil John Bahcall (Institute for Advanced Study, Princeton), a tak se zrodil "problém slunečních neutrin". Všechna pozdější měření dalšími detektory, jako byl SAGE a Gallex, také nezaznamenala očekávaný počet neutrin, která vznikají při termonukleárních reakcích v jádru Slunce. Nejlepším vysvětlením pro nižší počet slunečních neutrin byla představa, že elektronová neutrina se během letu od Slunce k Zemi mění na jiné typy, jako jsou mionová neutrina, která nelze zaznamenat pozemními detektory.

Tuto hypotézu poprvé ověřoval detektor Kamiokande, jehož tým jako první prokázal rozpad protonu. Masatoshi Koshiba a jeho kolegové, kteří pracovali na novém detektoru Super-Kamiokande, konečně tuto hypotézu potvrdili pozorováním asymetrií mezi množstvím neutrin z kosmického záření, která prošla hmotou Země, a množstvím neutrin, která prošla pouze atmosférou Země. Vědci prokázali, že neutrina skutečně oscilují mezi třemi svými typy: elektronovým, mionovým a tauonovým. Další důkaz o oscilaci neutrin provedla neutrinová observatoř SNO (the Sudbury Neutrino Observatory) v Los Alamos, která je schopna detekovat všechny tři typy neutrin. Observatoř oznámila, že pozorovala všechny tři typy neutrin, jejichž celkové množství odpovídá očekávanému množství slunečních neutrin.

Detekce neutrin má pro astrofyziku velký význam. Neutrina zřejmě sehrála důležitou roli při vzniku prvních galaxií. Jsou také formou energie, která pochází přímo ze slunečního jádra. Fotonům vznikajícím ve slunečním jádru trvá milióny let, než se dostanou k povrchu. Měření množství neutrin z vesmíru přináší také důležité informace o erupcích supernov. Například při erupci supernovy 1987A byl také zaznamenáno několik neutrin.

Riccardo Giacconi v roce 1962 jako první využil roentgenový dalekohled ve vesmíru a pozoroval určité roentgenové zdroje vně naší sluneční soustavy. Během následujících desetiletí sondy s roentgenovými dalekohledy (ASCA, RXTE, ROSAT, Einstein, Yokkoh, Chandra) učinily řadu významných objevů roentgenové astrofyziky, jako byla detekce kosmického roentgenového pozadí, objev, že toto pozadí pochází většinou z bodových zdrojů, a detekce roentgenova záření z řady zdrojů, jako jsou komety, černé díry, quasary a neutronové hvězdy.

Zdroje dalších informací na webovských stránkách

[Y1] Sudbury Neutrino Observatory.
[Y2] US-Kamiokande.
[Y3]Beamline.
[Y4]Švédská akademie věd. Nobelovy ceny za fyziku v roce 2002.
[Y5] Historické články z časopisů APS (the American Physical Society).
[Y6] Roentgenový dalekohled Chandra.
[Y7]Problém slunečních neutrin. (the American Institute of Physics).
[Y8]Roentgenovo záření ze supernovy. (the American Institute of Physics).
[Y9]Bodové zdroje roentgenového pozadí. (the American Institute of Physics).
[Y10]Roentgenový dalekohled Chandra. (the American Institute of Physics).
[Y11]Kvarkové hvězdy. (the American Institute of Physics).
[Y12]Oscilace neutrin. (the American Institute of Physics).
[Y13]Meze hmotnosti neutrin. (the American Institute of Physics).
[Y14]Nové objevy neutrinové observatoře v Sudbury. (the American Institute of Physics).

Většina lidí zná trojrozměrné obrázky, které jsou samozřejmě vytvořeny na dvojrozměrném povrchu a určitým způsobem dávají iluzi třetího rozměru. Jennifer Lewis [M1] a její kolegové na Univerzitě v Illinois nyní vyvinuli metodu jak kreslit skutečné trojrozměrné obrázky. Výzkumníci zdokonalili "inkoustovou barvu", která nese nepatrné částice, jako jsou kovy, keramické materiály, plastické materiály nebo jiné druhy materiálů místo barvy. Tyto inkoustové barvy jsou uloženy v přístroji podobném inkoustové tryskové tiskárně. Na rozdíl od klasického inkoustu kapalinou, kterou tiskárna používá, je určitý gel, který lze navrstvit do trojrozměrných struktur. Gel musí být dostatečně hustý, aby se udržel samovolně ve volném prostoru. Navíc musí udržet svůj tvar a nesmí se deformovat při zatížení dalšími vrstvami. Výrobní postupy brzy povedou k novým strukturám, které budou složeny z vláken jen několik desítek mikronů v průměru. (viz obr. [X1]). Jennifer Lewis představila 14. října 2002 své poslední studie trojrozměrných tisků na 74. výročním zasedání v Minneapolis [X2].

Quaoar je jméno malé planetky z Kuiperova pásu, který se rozkládá za dráhou planety Neptun. [N1] Nová planetka byla objevena Hubbleovým kosmickým dalekohledem. [N2] Její průměr je 1300 kilometrů a vzdálenost asi 4 milardy kilometrů od Země. Quaoar je dosud největším objektem ve Sluneční soustavě, který byl změřen od objevu planety Pluto Clydem W. Tombaughem v roce 1930 [N3] Objev oznámili 7. října 2002 vědci Kalifornského technického ústavu na zasedání Oddělení pro planetární vědy Americké astronomické společnosti v Alabamě.

2. října 2002 Stanfordské středisko lineárního urychlovače SLAC (the Stanford Linear Acceleration Center) oslavilo 40. let své existence. [X3] Středisko se zapsalo do historie moderní fyziky řadou významných objevů v oblasti fyziky vysokých energií, jako byl nepružný rozptyl elektronů na vodíkovém terčíku, který pomohl prokázat existenci kvarků uvnitř protonů a neutronů, objev mesonu \Psi, který umožnil prokázat existenci půvabného kvarku, objev leptonu \tau, studium bosonu Z, který vedl k omezení počtu možných kvarků a leptonů, a nedávno studium rozpadu mesonu B, který narušuje kombinovanou symetrii CP.

Odkazy a literatura:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 608. October 8, 2002 by Phillip F. Schewe, Ben Stein and James Riordon.

[N1] Kuiperův pás. Natura 6/1996.

[N2] Hubbleův vesmírný dalekohled. Natura 4/1998.

[N3] Physics News Update. Zemřel Clyde W. Tombaugh. Natura 2/1997.

Výzkumníkům se podařilo dosáhnout neutronové holografie s rozlišením v atomovém měřítku pomocí "vnitřního detektoru". Holografie se obecně skládá ze zdroje vln, který osvětluje zobrazovaný objekt, a z detektoru nebo filmu, který zachycuje interferenci vln ze zdroje a vln odražených od částí objektu. Interferenční obrazec zachycený v detekčním médiu se osvítí zdrojem vln a tím dojde k trojrozměrnému zobrazení původního objektu. Hologramy používající viditelné světlo běžně známe například z kreditních karet. Hologramy používající elektrony (které se projevují jako vlny), sice poskytují ostřejší snímky, ale elektrony nejsou schopny pronikat pevnými materiály. Proto se tyto hologramy používají pro zobrazení povrchů. Roentgenové hologramy sice pronikají hlouběji do materiálu, ale hloubka průniku závisí na druhé mocnině průměru atomů. Proto se tento typ holografie nehodí pro materiály z lehkých prvků. Hologramy, které používají neutrony, mají jiné vlastnosti. Neutrony se rozptylují nikoliv od elektronů v atomovém obalu ale od jader, která jsou až 100 000 krát menší než atomy. Neutronová holografie tak umožňuje zobrazovat vnitřek krystalových mřížek.

Ve výzkumném ústavu Laue-Langevina v Grenoblu skupina vědců využila paprsek neutronů z reaktoru pro vytvoření mapy krystalu olova v atomovém měřítku. Výzkumníci použili metodu, při níž "detektorem" byly atomy kadmia-113 ve zkoumaném vzorku. Atomová jádra kadmia-113 snadno pohlcují neutrony. Část neutronových vln dopadala přímo na jádra atomů kadmia (referenční paprsek) a část vln se odrážela od jader atomů olova. Absorbce neutronů nutí jádra atomů kadmia emitovat fotony o vysoké energii, které byly zachycovány blízkým detektorem. Interferenční obrazec těchto dvou procesů (přímo dopadajících vln neutronů a vln odražených od jader atomů) byly zaznamenávány jako profil vzorku z různých úhlů.

Výsledkem byl ostrý snímek jednotek s 12 atomy olova (viz snímek na [X1]). Tuto metodu lze použít pro sledování cizích atomů v různých pevných látkách (dopantů, pokud jsou tyto atomy žádoucí, a nečistot, pokud jsou nežádoucí). Protože neutron má magnetický moment, neutronová holografie by také mohla přispět k lepšímu pochopení magnetické povahy atomů ve vzorcích. (Cser et al., Physical Review Letters, 21. října 2002; kontakt: Laszlo Cser, Ústřední výzkumný ústav pro fyziku, Budapest, [M1])

Nejlehčí atom, v jehož jádru se nenachází proton ale positron, se nazývá positronium (Ps). Jde v podstatě o vázanou dvojici elektronu s positronem. Doba života tohoto bezjaderného atomu není více než 100 nanosekund. Přesto po pečlivé přípravě je tato doba dostatečná pro provedení experimentů. Krátká doba života není důsledkem vnitřní nestability atomu Ps, ale důsledkem vzájemné anihilace positronu a elektronu. Počátkem 21. století se fyzikům podařilo vytvořit paprsky positronia posíláním paprsků positronů neutralizačním plynem. Podařilo se tak změřit celkový účinný průřez (pravděpodobnost srážky) atomů positronia s různými terčíky.

Nyní se výzkumníkům z University College v Londýně podařilo provést experiment určitého typu nepružné srážky. Výzkumníci zjistili, že při srážkách s atomy hélia se positronium rozpadne, ale jeho součásti se pohybují ve vysoce korelovaném kvantové stavu zhruba stejnými rychlostmi. Aby lépe porozuměli tomuto procesu rozpadu positronia, navrhli uspořádání experimentu, ve kterém použili paprsky positronia pro studium povrchu materiálů. Positronium má neobvyklé vlastnosti, protože soustředění hmoty a soustředění náboje se překrývají. Proto jsou interakce mezi elektronem v positroniu a elektrony v atomech účinnější, než v případě v případě, že by elektron byl vázán s protonem v atomu vodíku. (Armitage et al., Physical Review Letters, 21. října 2002; kontakt: Gaetana Laricchia, [M2])

Supravodivosti lithia bylo dosaženo při dosud nejvyšší teplotě fázového přechodu nějakého prvku, teplotě 20 Kelvinů. Pro dosažení supravodivosti bylo nutno použít vysoký tlak 48 GPa. Podle fyziků Tokijské univerzity a Univerzity v Ósace, kteří provedli experiment z lithiem, výsledky naznačují, že lehčí prvky lze přivést k supravodivosti při vyšších teplotách fázového přechodu. Výzkumníci jsou přesvědčeni, že lze dosáhnout dokonce supravodivosti vodíku při pokojové teplota, ale tlaku vyšším než 400 GPa. (Shimizu et al., Nature, 10. října 2002)

Odkazy a literatura:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 609. October 15, 2002 by Phillip F. Schewe, Ben Stein and James Riordon.