Počátkem 21. století byla objevena uhlíková nanopěna jako pátý známý allotrop uhlíku. Ostatními allotropy uhlíku jsou grafit, diamant, fulleren (tj. molekuly C-60) a uhlíkové nanotrubičky. Pěna je jednou z nejlehčích pevných látek (s hustotou asi 2 mg/cm³). Na zasedání Americké fyzikální společnosti v Montrealu koncem března 2004 výzkumníci oznámili další zajímavou vlastnost pěny složené pouze z atomů uhlíku, které jsou nemagnetické. Uhlíková nanopěna se chová jako ferromagnetická látka. Pomocí výkonného laseru výzkumníci společného týmu z Řecka, Ruska a Austrálie (John Giapintzakis, Krétská univerzita a IESL-FORTH, [M1], Andrei Rode, Australská národní univerzita, [M2]) rozrušili amorfní tuhý uhlík a vytvořili tenkou síť náhodně propojených shluků uhlíkových atomů (s průměrem 6 až 9 nanometrů). Tato pěna má další zajímavé vlastnosti. Chová se také jako polovodič a proto ji lze využít v mikroelektronice.

Nejzvláštnější vlastností uhlíkové nanopěny je však její magnetismus. Na rozdíl od ostatních forem uhlíku, jako je grafit a diamant, čerstvě vyrobená uhlíková nanopěna je ferromagnetická, tedy při pokojové teplotě je silně přitahována permanentním magnetem. Po několika hodinách ferromagnetismus při pokojové teplotě vymizí, avšak zůstává zachován při nižších teplotách. Tento "ferromagnetický polovodič" může mít velmi užitečné aplikace ve spintronice, oboru mikroelektroniky, který využívá magnetické vlastnosti materiálů. Díky nedůvěře, že by čistý uhlík mohl mít ferromagnetické vlastnosti, výzkumníci objevili ve svých vzorcích stopy železa a niklu. Avšak výpočty prokázaly, že tyto prvky mohou představovat pouze 20 procent intenzity magnetického pole uhlíkové nanopěny. Výzkumníci proto došli k závěru, že pozorované nové magnetické chování je vnitřní vlastností uhlíkové nanopěny a zřejmě souvisí s její složitou strukturou. Atomy uhlíku v pěně vytvářejí heptagonální struktury (heptagon má sedm vrcholů a jeho stěny tvoří sedmiúhelníky), které mají nepárový elektron. Tyto nepárové elektrony se neúčastní chemických vazeb a nesou magnetický moment, který je příčinou magnetismu. Vědci jsou přesvědčeni, že toto nové magnetické chování by mohly mít také nanosloučeniny bóru a dusíku, které jsou za normálních podmínek nemagnetické.

Teoretický fyzik týmu David Tomanek z Michiganské státní univerzity [M3] tvrdí, že uhlíková nanopěna a podobné sloučeniny by mohly překonat náš "magnetický předsudek", podle něhož prvky jsou buď magnetické nebo nemagnetické. Jedna z možných aplikací uhlíkové nanopěny by mohla být v biomedicíně, kdy nepatrné ferromagnetické shluky vpravené do krevného oběhu by výrazně mohly zvýšit kvalitu snímků z magnetické jaderné resonance.

V novém experimentu v Bellových laboratořích firmy Lucent výzkumníci na mikroskopické úrovni pohybovaly s kapénkou po zvláštním povrchu, který byl pokryt lesem drobných stonků. Tento povrch, který vypadá jako posečený trávník, lze elektrizovat, takže kapénka se začne po tomto povrchu pohybovat nebo změní svůj kulový tvar. Vědecký pracovník firmy Lucent Tom Krupenkin na zasedání Americké fyzikální společnosti uvedl, že tento povrch může být chvíli hydrofobní (kapénka zůstává na vrcholech stonků) a chvíli hydrofilní (kapénka se rozteče po povrchu mezi stonky). Tento povrch proto může mít řadu potenciálních aplikací. Jednou z nich je odvádění tepla. Kapénky lze dopravit na horká místa mikročipů, kde mohou tato místa ochlazovat absorbcí tepla a následným odpařením. Optické vlastnosti tohoto povrchu se mohou elektronickým řízením měnit z jednoho stavu do jiného. Tyto povrchy lze využít také v mikrokapalinové fyzice při změnách tření v kapilárách. V mikrobateriích lze pomocí těchto povrchů elektrolytické sloučeniny izolovat až do okamžiku, kdy je potřebná elektrická energie. Tímto způsobem se výrazně prodlouží životnost mikrobaterie a zachová se její energie v době, kdy není využívána.

Odkazy a literatura:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 678. March 26, 2004 by Phillip F. Schewe, Ben Stein.

Naše znalosti o rozhraní mezi zemským jádrem a pláštěm, která se nachází asi v polovině poloměru Země, jsou o něco větší díky novým laboratorním výzkumům chování hornin za vysokého tlaku a teploty a díky novým počítačovým simulacím, které předpovídají existenci další polyformní fáze křemičitanu hořečnatého MgSiO₃. Dřívější seismické výzkumy tzv. vrstvy "D", která leží těsně nad rozhraním mezi zemským jádrem a pláštěm, byly pro geofyziky velkou záhadou. Převažujícím minerálem v těchto hloubkách je MgSiO₃, minerál s obecnou konfigurací perovskitu. Perovskit představuje třídu keramických krystalů, v nichž jsou chemické prvky zastoupeny v poměru 1:1:3 a tvoří zborcenou kubickou strukturu. Někteří výzkumníci jsou přesvědčeni, že perovskit za fyzikálních podmínek, které panují na rozhraní mezi zemským jádrem a pláštěm, se musí rozpadat. Laboratorní studie perovskitů za fyzikálních podmínek, které panují ve vrstvě "D", však ukázaly, že perovskity jsou schopny existovat v nové formě. Jinými slovy, vysoké tlaky a teploty vyvolají v minerálu fázový přechod do nové formy.

Vědci z Tokijského institutu technologie studovali rozptýlené a odražené roentgenové záření od svého vzorku. Získaná data analyzovali jejich spolupracovníci z Univerzity v Minnesotě a získané výsledky společně s prvními principy výpočtů oznámili na zasedání Americké fyzikální společnosti v Montrealu koncem března 2004. Vědci z Minnesoty Jun Tsuchiya, Taku Tsuchiya, Koichiro Umemoto a Renata Wentzcovitch tvrdili, že nová forma MgSiO₃ označovaná jako "postperovskit" by mohla být ve vrstvě "D" stabilní. Její anisotropní struktura by mohla způsobovat některé seismické nepravidelnosti (tedy změny rychlosti seismických vln) v těchto hloubkách.

Podle výzkumníků, kteří publikovali své výsledky na zasedání Americké fyzikální společnosti v Montrealu v březnu 2004, lidé trpící migrénami mají "hypersynchronizovanou" mozkovou aktivitu na rozdíl od lidí, kteří migrénami netrpí. Sebino Stramaglia z Univerzity v Bari [M1] a jeho kolegové v Itálii a na Bostonské Univerzitě ve Spojených státech zjistili, že mozky lidí trpících migrénami reagují jinak než mozky, kteří migrénami netrpí.

Vědci testovali 15 lidí trpících migrénami a 15 lidí bez migrén. Tito lidé sledovali krátké záblesky řady opakujících se obrazců. Zrakové vjemy těchto obrazců stimulovaly elektrické signály v různých oblastech mozku. Mozek odpovídá svými vlastními rytmy. Když se neurony aktivují simultánně, elektrické signály působí společně. Výsledný elektroencefalografický signál lze rozložit do různých komponent, jako jsou alfa rytmy (8 až 12,5 Hz), které souvisejí se stavem bdělosti, pokud jsou oči zavřeny. V mozcích lidí, kteří trpí migrénami, se s těmito alfa rytmy navzájem synchronizují různé oblasti mozkové kůry více než u ostatních lidí. Tato synchronizace proto může představovat "hypersynchronizační" regulační mechanismus v mozku lidí trpících migrénami. Tento objev by mohl odhalit příčiny závažných bolestí hlavy a vypracovat metody, jak jim předcházet.

Určování stáří vody a kostí s vysokou přesností bude běžnějším nástrojem pro geologické a biomedicínské aplikace díky propracovaným metodám počítání atomů. Zheng-Tian Lu z americké Národní laboratoře Argonne [M2] a jeho kolegové předvedli dvě nové aplikace stopové analýzy atomovou pastí (ATTA, Atom Trap Trace Analysis). Výzkumníci zachytili zkoumané isotopy pomocí laserů a magnetických polí a pak laserovými metodami určili jejich počet. ATTA byla použita na určování počtu atomů kryptonu Kr-81 ve vzorcích podzemních vod na Sahaře. Krypton Kr-81 (s poločasem rozpadu 229 tisíc let) je vzácný isotop, který vzniká působením kosmických paprsků v atmosféře. Relativní nadbytek isotopu Kr-81 vzhledem k ostatním isotopům umožňuje určit stáří podzemní vody. Uvolněním kryptonu z Núbijské zásoby podzemních vod v Západní Sahaře a použitím analýzy ATTA vědci odhadli stáří podzemních vod na 200 tisíc až 1 miliónu let v závislosti na místě, kde byly vzorky odebrány.

V další aplikaci výzkumníci použili analýzu ATTA na určení množství atomů vápníku Ca-41 uvolněného z kostí člověka. Tento isotop se vpravuje do těla pacientů nemocných osteoporosou. Následné měření nadbytku tohoto isotopu umožňuje určit rychlost uvolňování a usazování vápníku v kostech. Až dosud lékaři museli k tomuto účelu používat urychlovače částic. Menší a levnější analyzátor ATTA poskytuje potřebnou přesnost, protože je schopen detekovat jediný atom isotopu Ca-41 v množství 10⁸ až 10¹⁰ atomů vápníku.

Předpokládá se, že v blízké budoucnosti se přesnost zvýší až na detekci jednoho atomu v množství 10¹⁵ atomů. Tato metoda by pak byla vhodná pro archeologické datování (poločas rozpadu isotopu Ca-41 je 103 tisíc let) a stáří nalezených úlomků kostí je v rozsahu od 50 do 500 tisíc let. (Sturchio et al., Geophysical Research. Letters, 12. března 2004; and Moore et al., Physical Review. Letters)

Odkazy a literatura:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 679. April 1, 2004 by Phillip F. Schewe, Ben Stein.

Zobrazování magnetickou resonancí s rozlišením 80 nm, které značně překračuje možnosti současných nejlepších lékařských zobrazovacích metod, se podařilo pomocí přístroje, který kombinuje mikroskop atomových sil (AFM, atomic force microscope) a jadernou magnetickou resonanci (NMR, nuclear magnetic resonance), známé také pod názvem zobrazování magnetickou resonancí (MRI, magnetic resonance imaging). V této hybridní technologii, která se označuje MRFM (magnetic resonance force microscopy) se používá malá magnetická částice připevněná na hrotu sondy. Tento hrot se pohybuje těsně nad zkoumaným vzorkem, který je obklopen prstencem emitujícím radiové vlny. Malé magnetické oblasti ve vzorku reagují na magnetické pole prstence a magnetické pole částice na hrotu sondy. Při správném poměru těchto magnetických polí dochází k resonanci vzorku a magnetické částice. Hrot sondy začne oscilovat, podobně jako lze rozhoupat loďku na klidné vodě. Oscilující hrot je snímán laserovým paprskem, což umožňuje vytvářet dvojrozměrné a trojrozměrné obrazy zkoumaného vzorku. Cílem vývoje tohoto přístroje je nejen pomoci chirurgům (dosud nejlepší přístroje pro magnetickou jadernou resonanci mají prostorové rozlišení asi 0,1 mm), ale také umožnit zkoumat velmi malé objekty, zejména různé částice biologického významu, jako jsou viry a proteiny s rozlišením v atomovém měřítku. Cílem je zvýšit citlivost přístroje až na možnost sledování jednotlivých spinů atomů.

Nový experiment na Washingtonské univerzitě je od tohoto cíle dosud daleko. Výzkumníci však dosáhli citlivosti téměř 10000 krát vyšší než tomu bylo v roce 1996. Vyšší citlivosti se podařilo dosáhnout zmenšením přístroje a jeho ochlazením na teplotu asi 80 Kelvinů, aby bylo možno lépe zaznamenat oscilace a polohu vzorku. Rozlišené oblasti ve zkoumaném vzorku měly velikost 80 nm. John Sidles [M1] uvádí, že těchto oblastí by se vešlo do typické krevní buňky asi milión. (Chao, Dougherty, Garbini, Sidles, Review of Scientific Instruments, květen 2004; [X1])

Jiný tým pracující v této oblasti výzkumu se pokusil určit, jaké technické vybavení bude nutné použít, aby se podařilo rozlišit jednotlivé spiny atomů. Joseph Shih-hui Chao tvrdí, že bude nutné dosáhnout miliKelvinových teplot, magnetická částice bude mít velikost asi 30 nm, polohu se podaří určit s přesností lepší než 1 nm a bude použit ještě jemnější hrot sondy.

Kvantové propletení fotonu a zachyceného atomu bylo poprvé pozorováno přímo. Tento výsledek nabízí metodu pro vytvoření vazeb mezi kvantovými paměťmi na potřebné vzdálenosti. Kvantové propletení je kvantový jev, kdy dvě nebo více částic se nachází ve společném kvantovém stavu popsaném jedinou vlnovou funkcí. Měření na jedné z těchto částic se okamžitě projeví na všech ostatních částicích. Dosud se dařilo měřit kvantové propletení mezi částicemi stejného druhu, jako jsou jen fotony nebo jen atomy. Výzkumníci z Michiganské univerzity dosáhli kvantového propletení zachycením iontu kadmia Cd elektrickými poli. Vnější elektron tohoto atomu kadmia uvedli do excitovaného stavu. Atom bezprostředně přechází do jednoho ze dvou základních stavů s nižší energií, přičemž je emitován foton s energií odpovídající rozdílu energií excitovaného a základního stavu. Jeden základní stav (např. stav A) představuje případ, kdy spin elektronu má stejnou orientaci jako spin jádra. Druhý základní stav (např. stav B) představuje případ, kdy spin elektronu má opačnou orientaci než spin jádra. Polarizace fotonu, tedy směr jeho elektrického pole, koreluje s výsledným základním stavem atomu. Jinými slovy, pokud atom přejde do základního stavu A, pak elektrické pole fotonu rotuje ve směru hodinových ručiček, pokud atom přejde do základního stavu B, pak elektrické pole fotonu rotuje proti směru hodinových ručiček.

Obě možnosti přechodu atomu z excitovaného do základního stavu mají stejnou pravděpodobnost. Podle kvantové mechaniky však obě možnosti musíme uvažovat současně, dokud nedojde k měření. Přechodem atomu z excitovaného do základního stavu foton tedy je superpozicí obou možných kvantových stavů. Tyto vlastnosti jsou navzájem korelované. Výsledkem je, že atom a foton se nacházejí v kvantově propletené superpozici. Zatímco jednotlivé stavy jsou "rozmazané" a neurčitelné, jejich superpozice je definována zcela přesně. Měřením fotonu se superpozice naruší a zjistíme, že foton má buď jednu nebo druhou polarizaci elektrického pole. Současně s měřením fotonu však musí dojít k narušení superpozice stavů A a B atomu kvůli kvantové propletenosti fotonu a atomu.

Na základě kvantové propletenosti je vybudována také kvantová logika. Výzkumníci z principu nemohou aktivně vytvořit kvantově propletený stav, ale musí na něj čekat. Následná detekce fotonu tento kvantově propletený stav okamžitě zničí. Pokud dva od sebe vzdálené atomy společně přejdou do základního stavu stejným způsobem, jak bylo oznámeno v tomto experimentu, a jimi emitované fotony jsou detekovány po jejich interferenci v rozbočovači paprsku, pak tyto dva atomy jsou kvantově propleteny a lze je využít pro kvantové výpočty a kvantovou komunikaci na velkou vzdálenost. (Blinov et al., Nature, 11. března 2004; kontakt: Chris Monroe, [M2])

Odkazy a literatura:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 680. April 8, 2004 by Phillip F. Schewe, Ben Stein.

První důkaz supratekutosti Fermiho plynu složeného z atomů pozorovali výzkumníci z Duke University (John Thomas, [M1]; Michael Gehm, [M2]). V článku v časopise Physical Review Letter, publikovaném v dubnu 2004, výzkumníci oznámili pozorování velmi ochlazeného plynu atomů lithia-6, který se choval jako jeden velký chvějící se "rosol". Zatímco rosolovité (hydrodynamické) chování běžných typů ochlazených plynů z atomů lithia již bylo pozorováno dříve, nyní se plyn choval jako supratekutina, tedy jako "dokonalý rosol", který se chvěje dlouho poté, co byl uveden vnějšími silami do pohybu. Vlastnosti tohoto atomového "rosolu" mohou přinést důležité informace o mnohem menších supratekutých systémech (jako je kvark-gluonová plasma) nebo o mnohem větších supratekutých systémech (jako jsou neutronové hvězdy). Chování atomového "rosolu" by mohlo vyřešit otázku, zda lze fyzikálně vytvořit supravodiče schopné existence při teplotách vyšších než je pokojová teplota. Takové supravodiče by znamenaly naprostý průlom do technologií rozvodů elektrické energie a magnetických vysokorychlostních vlaků.

Všechny tyto "rosolovité" systémy, od kvark-gluonové plasmy až po neutronové hvězdy, mají jednu důležitou vlastnost. Obsahují navzájem silně interagující dvojice částic s opačným spinem.

Výzkumníci jsou přesvědčeni, že mechanismus interakce mezi atomy lithia-6 představuje zvláštní fázi, v níž dvojice atomů nevytvářejí molekuly (molekulární Boseovy-Einsteinovy kondenzáty) ani nevytvářejí slabě vázané Cooperovy páry, známé u "běžných" supravodičů. Ve svém experimentu ochladili zachycené atomy lithia-6 pomocí soustředěného paprsku laseru, jehož elektrické pole udržovalo atomy pohromadě. Vytvořili směs stejného počtu atomů s opačným spinem. Potom teplotu směsi ještě dále snížili "chlazením pomocí vypařování". Teplejší atomy ze směsi nechali uniknout. Pak testovali, zda se vzniklý plyn chová jako "rosol". Aby plyn začal oscilovat, nakrátko vypnuli paprsek laseru, čímž plynu umožnili se krátce rozpínat. Vědci pak měřili frekvenci oscilací a dobu jejich trvání. V jednom případě nastavili vnější magnetické pole tak, aby atomy silně interagovaly. V tomto případě zjistili frekvenci oscilací 2837 Hz, což je v dobrém souladu s teoretickou předpovědí 2830 Hz pro hydrodynamický Fermiho plyn. Snížením teploty plynu se doba trvání oscilací prodloužila na rozdíl od běžných hydrodynamických plynů, kde snížení teploty způsobuje rychlé vymizení jakýchkoliv oscilací.

Výzkumníci z Duke University vyloučili dva scénáře, které neuvažovaly supratekutost. Podle prvního scénáře by oscilace byly způsobeny vysokým počtem srážek atomů, avšak současně by rychle ustaly snížením teploty. Podle druhého scénáře by byly oscilace způsobeny celkovým působením vzájemných interakcí mezi atomy, avšak frekvence oscilací by byla 500 Hz.

Teorie silně interagujících supratekutých Fermiho plynů není dosud úplná. Například neexistuje předpověď, jak by se doba trvání oscilací měla prodlužovat s klesající teplotou, což by umožnilo určit "přechodovou teplotu", pod níž se již objevuje supratekutost. Výzkumníci pozorovali vznik supratekutosti při teplotě nižší než 0,4 až 0,7 mikroKelvinu.

Zmíněné experimenty však potvrzují teoretickou předpověď, podle níž v plynu z dvojic fermionových atomů by se měla objevit supratekutost. Výzkumníci pořídili snímky, které dávají určitou makroskopickou představu o chování plynu na rozdíl od informací, které poskytly jiné výzkumné skupiny. (Kinast et al., Physical Review Letters, 16. dubna 2004)

Výrazně vylepšené solární buňky jako součást účinnějších slunečních článků by mohly být výsledkem použití fotofyzikálního procesu, při němž dopadající sluneční foton nevyvolá pouze jednu ale dvě excitace (vznik dvojice elektron a díra v polovodiči). Podobně jako fotosyntéza zelených rostlin, kde aktivní látkou je chlorofyl, solární buňka přeměňuje světelnou energii ve slabý proud elektronů. V rostlinných buňkách vzniká adenosintrifosfát, díky němuž jsou syntetizovány glycidy jako zásobárna energie. V solárních buňkách elektrony vytvářejí elektrický proud. Victor Klimov a Richard Schaller z Národní laboratoře v Los Alamos zesílili fyzikální jev nazývaný "dopadová ionizace", čímž výrazně zlepšili účinnost přeměny sluneční energie na elektrický proud. Za normálních okolností dopadající foton v polovodiči vytvoří dvojici elektron a díra a malé množství tepla. Výzkumníci v Los Alamos použili nanočástice o velikosti 10 nm zhotovené z atomů olova a selenu. Místo neužitečného tepla dopaden fotonu dochází k další ionizaci a vzniku dvojice elektron a díra. Přestože se jim dosud nepodařilo vyrobit plně funkční solární buňku, jejich výsledek ukazuje cestu ke zvýšení účinnosti solárních buněk použitím PbSe nanokrystalů. Využitím tohoto nového procesu by se účinnost solárních buněk mohla zvýšit až o 35 procent. (Physical Review Letters; kontakt: Victor Klimov, [M3], [X1])

Odkazy a literatura:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 681. April 13, 2004 by Phillip F. Schewe, Ben Stein.

Přítomnost extrasolární planety pohybující se kolem některé vzdálené hvězdy lze určit nejen pozorováním malých změn ve spektru hvězdy, když planeta přechází přes kotouček hvězdy, nebo pozorovanými drobnými odchylkami dráhy hvězdy na obloze. Metodou gravitační mikročočky se podařilo odhalit planetu kolem hvězdy na popředí (ve vzdálenosti 17 tisíc světelných let), která pokřivuje obraz hvězdy na pozadí (ve vzdálenosti 24 tisíc světelných let).

Některé astronomické skupiny se věnují pozorování hvězd v naší Galaxii (Mléčné dráze), jejichž světlo prochází blízko kolem hmotných objektů na popředí (temná hmota, hnědý trpaslík nebo jiná hvězda?). Průchodem světla hvězdy kolem objektu na popředí kvůli zakřivení prostoročasu musí docházet ke změnám tvaru světelné křivky (intenzity získaného záření v čase).

Ian Bond z Institutu pro Astronomii v Edinburghu ve Skotsku a jeho kolegové ze dvou detekčních skupin pro pozorování pomocí gravitačních mikročoček MOA (the Microlensing Observations in Astrophysics) a OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) oznámili pozorování vzdálené hvězdy, jejíž světelná křivka obsahuje určitá lokální maxima, která naznačují, že objekt na popředí se skládá ze dvou částí. Další analýza ukázala, že jedna z těchto částí má hmotnost jen 0,4 procenta celého objektu. Tento výsledek naznačuje, že by mohlo jít o soustavu hvězdy s planetou. Předpokládá se, že planeta by měla mít hmotnost 1,5 hmotnosti planety Jupiter. (Astrophysical Journal Letters, 10. května 2004.)

Výzkumníci poprvé pozorovali porušení parity při vzájemných srážkách elektronů, což umožní ještě hlubší porozumění slabé jaderné interakci. Parita je typ symetrie, vůči níž jsou invariantní (neměnné) interakce mezi částicemi ve zvláštním zrcadle, které odráží ve všech třech rozměrech podobně, jako běžné zrcadlo odráží světlo ve dvou rozměrech. Tři ze čtyř známých silových interakcí (gravitační, elektromagnetická a silná jaderná) jsou vůči tomuto zrcadlení invariantní, tedy zachovávají paritu.

Slabá jaderná interakce paritu nezachovává, jak bylo zjištěno již v 50. letech 20. století pozorováním rozpadu jader atomů kobaltu. Porušení parity bylo od té doby pozorováno již v dalších reakcích, jako jsou přechody mezi hladinami energie v atomech při anihilaci elektronu s positronem (kladně nabitý elektron), avšak nikdy nebyly pozorovány při vzájemných srážkách elektronů s relativně nízkou energií. Elektrony jako leptony nejsou součástí atomového jádra, které obsahuje nukleony (tedy hadrony).

Slabá jaderná a elektromagnetická silová interakce mají velmi rozdílné vlastnosti. Elektromagnetická interakce udržuje atomy pohromadě a působí na velké vzdálenosti. Její zprostředkující částicí je foton, částice světla. Slabá interakce působí na velmi krátké vzdálenosti nejvýše velikosti protonu a zodpovídá za některé typy radioaktivity (beta rozpad). Tyto dvě silové interakce však krátce po vzniku vesmíru vznikly rozpadem sjednocené elektroslabé interakce. Proto také elektrony, na něž působí především elektromagnetická interakce, jsou ovlivňovány slabou jadernou interakcí. Tento nepatrný vliv se však projevuje pouze v určitých jemných experimentech.

Výzkumnici Stanfordského střediska lineárního urychlovače SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) podrobně studovali srážky paprsku polarizovaných elektronů s vysokou energií s atomy v kapalném vodíku. Měřili poměr počtu elektronů, jejichž vnitřní spin byl v souladu nebo v protikladu se směrem paprsku. Zjištěná asymetrie dokazuje, že se projevovala silová interakce, která porušuje paritu. Současně se podařilo provést první kvantitativní měření "slabého jaderného" náboje elektronu, analogického elektrickému náboji, který určuje intenzitu elektrické síly mezi elektrony. Jeden z členů výzkumného týmu Krishna Kumar z Univerzity v Massachusetts [M1] tvrdí, že statistická chyba 30:10⁹ je nyní nejpřesnějším měřením asymetrie ve srážkovém experimentu leptonů (elektronů, mionů a neutrin). (Anthony et al., Physical Review Letters)

Konzorciu vědců v laboratořích střediska Evropské rady pro jaderný výzkum CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléare) v Ženevě a Kalifornského technického institutu v Pasadeně se podařil pozemní přenos dat průměrnou rychlostí 6,25 Gbit/s na vzdálenost 11000 km. Tento úspěch byl oznámen na zasedání členů Internet2 v Arlingtonu na jaře 2004 v Arlingtonu ve Virginii [X1].

Celosvětová internetová pavučina World Wide Web vznikla v CERN v době, kdy částicoví fyzikové hledali způsoby, jak přenášet velká množství dat mezi svými kolegy. V současné době CERN potřebuje velmi vysoké rychlosti až 10 Gbit/s pro přenos dat z experimentů na budoucím velkém urychlovači hadronů (LHC, Large Hadron Collider). [X2]

Odkazy a literatura:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 682. April 21, 2004 by Phillip F. Schewe, Ben Stein.