Lebih dari Satu Realitas Ada (dalam Fisika Kuantum)



Bisakah dua versi realitas ada pada saat bersamaan? Fisikawan mengatakan mereka dapat – pada tingkat kuantum, yaitu.

Para peneliti baru-baru ini melakukan eksperimen untuk menjawab pertanyaan fisika teoritis puluhan tahun tentang kenyataan duel. Eksperimen pemikiran rumit ini mengusulkan bahwa dua orang yang mengamati foton yang sama dapat sampai pada kesimpulan yang berbeda tentang keadaan foton itu – namun kedua pengamatan mereka akan benar.

Untuk pertama kalinya, para ilmuwan telah mereplikasi kondisi yang dijelaskan dalam eksperimen pikiran. Hasil mereka, yang diterbitkan 13 Februari dalam jurnal pracetak arXiv, membenarkan bahwa bahkan ketika pengamat menggambarkan keadaan yang berbeda dalam foton yang sama, kedua realitas yang saling bertentangan bisa benar. [The Biggest Unsolved Mysteries in Physics]

"Anda dapat memverifikasi keduanya," kata rekan penulis studi, Martin Ringbauer, seorang peneliti pascadoktoral dengan Departemen Fisika Eksperimental di University of Innsbrück di Austria, kepada Live Science.

Teman Wigner

Gagasan membingungkan ini adalah gagasan Eugene Wigner, pemenang Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1963. Pada tahun 1961, Wigner telah memperkenalkan eksperimen pemikiran yang kemudian dikenal sebagai "teman Wigner." Dimulai dengan foton – partikel cahaya. Ketika seorang pengamat di laboratorium yang terisolasi mengukur foton, mereka menemukan bahwa polarisasi partikel – sumbu yang berputar – adalah vertikal atau horizontal.

Namun, sebelum foton diukur, foton menampilkan kedua polarisasi sekaligus, seperti yang ditentukan oleh hukum mekanika kuantum; ia ada dalam "superposisi" dari dua keadaan yang mungkin.

Setelah orang di lab mengukur foton, partikel mengasumsikan polarisasi tetap. Tetapi bagi seseorang di luar laboratorium tertutup yang tidak mengetahui hasil pengukuran, foton yang tidak terukur masih dalam keadaan superposisi.

Pengamatan orang luar itu – realitas mereka – karena itu menyimpang dari realitas orang di lab yang mengukur foton. Namun, tak satu pun dari pengamatan yang bertentangan itu dianggap salah, menurut mekanika kuantum.

Status yang diubah

Selama beberapa dekade, proposal Wigner yang membengkokkan pikiran itu hanyalah eksperimen pemikiran yang menarik. Tetapi dalam beberapa tahun terakhir, kemajuan penting dalam fisika akhirnya memungkinkan para ahli untuk menguji proposal Wigner, kata Ringbauer.

"Kemajuan teoritis diperlukan untuk merumuskan masalah dengan cara yang dapat diuji. Kemudian, sisi eksperimental membutuhkan pengembangan pada kontrol sistem kuantum untuk mengimplementasikan sesuatu seperti itu," jelasnya.

Ringbauer dan rekan-rekannya menguji ide asli Wigner dengan eksperimen yang bahkan lebih keras yang menggandakan skenario. Mereka menunjuk dua "laboratorium" di mana percobaan akan berlangsung dan memperkenalkan dua pasang foton terjerat, yang berarti bahwa nasib mereka saling terhubung, sehingga mengetahui keadaan satu secara otomatis memberi tahu Anda keadaan lainnya. (Foton dalam pengaturan adalah nyata. Empat "orang" dalam skenario – "Alice," "Bob" dan "teman" masing-masing – tidak nyata, tetapi sebaliknya mewakili pengamat percobaan).

Dua teman Alice dan Bob, yang terletak "di dalam" masing-masing lab, masing-masing mengukur satu foton dalam pasangan terjerat. Ini mematahkan keterikatan dan meruntuhkan superposisi, yang berarti bahwa foton yang mereka ukur ada dalam keadaan polarisasi yang pasti. Mereka merekam hasilnya dalam memori kuantum – disalin dalam polarisasi foton kedua.

Alice dan Bob, yang "berada di luar" laboratorium tertutup, kemudian diberi dua pilihan untuk melakukan pengamatan mereka sendiri. Mereka dapat mengukur hasil teman-teman mereka yang disimpan dalam memori kuantum, dan dengan demikian sampai pada kesimpulan yang sama tentang foton terpolarisasi.

Tapi mereka juga bisa melakukan percobaan sendiri di antara foton yang terjerat. Dalam percobaan ini, yang dikenal sebagai percobaan interferensi, jika foton bertindak sebagai gelombang dan masih ada dalam keadaan superposisi, maka Alice dan Bob akan melihat pola karakteristik pinggiran terang dan gelap, di mana puncak dan lembah gelombang cahaya menambahkan atau membatalkan satu sama lain. Jika partikel telah "memilih" keadaan mereka, Anda akan melihat pola yang berbeda daripada jika tidak. Wigner sebelumnya mengusulkan bahwa ini akan mengungkapkan bahwa foton masih dalam keadaan terjerat.

Para penulis studi baru menemukan bahwa bahkan dalam skenario dua kali lipat mereka, hasil yang dijelaskan oleh Wigner dipegang. Alice dan Bob bisa sampai pada kesimpulan tentang foton yang benar dan dapat dibuktikan dan yang masih berbeda dari pengamatan teman-teman mereka – yang juga benar dan dapat dibuktikan, menurut penelitian.

Mekanika kuantum menggambarkan bagaimana dunia bekerja pada skala yang sangat kecil sehingga aturan normal fisika tidak berlaku lagi; selama beberapa dekade, para ahli yang mempelajari bidang ini telah menawarkan banyak interpretasi tentang apa artinya itu, kata Ringbauer.

Namun, jika pengukuran itu sendiri tidak absolut – seperti temuan baru ini menyarankan – yang sangat menantang makna mekanika kuantum.

"Tampaknya, berbeda dengan fisika klasik, hasil pengukuran tidak dapat dianggap kebenaran absolut tetapi harus dipahami relatif terhadap pengamat yang melakukan pengukuran," kata Ringbauer.

"Kisah-kisah yang kami ceritakan tentang mekanika kuantum harus beradaptasi dengan itu," katanya.

Awalnya diterbitkan pada Sains Langsung.

Bonanza dari Fosil Cambrian Aneh Mengungkap Beberapa Hewan Awal di Bumi


Bonanza dari Fosil Cambrian Aneh Mengungkap Beberapa Hewan Awal di Bumi

Render artis biota Qingjiang yang menunjukkan karakteristik awal kehidupan Kambria dari situs fosil yang terpelihara dengan baik.

Kredit: Dongjing Fu

Sebuah situs fosil yang baru ditemukan di Cina dipenuhi dengan spesies primitif yang aneh yang belum pernah ditemukan di dunia. Karunia makhluk termasuk hewan berduri, tersegmentasi yang dikenal sebagai naga lumpur, dan beberapa ubur-ubur dengan tentakel yang diawetkan.

Ahli paleontologi menemukan harta karun fosil ini, yang terawetkan dengan sangat baik, di sepanjang tepi Sungai Danshui di Tiongkok selatan. Puluhan makhluk hidup berasal dari Periode Kambria (490 juta hingga 530 juta tahun lalu), ketika keanekaragaman hewan di Bumi berkembang pesat dengan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Para ilmuwan mengumpulkan ratusan spesimen dan mengidentifikasi fosil 101 hewan. Dari mereka, lebih dari setengahnya adalah spesies baru yang belum dideskripsikan, para peneliti melaporkan dalam sebuah studi baru. [Image Gallery: Cambrian Creatures: Primitive Sea Life]

"Merupakan kejutan besar untuk menemukan deposit baru dari kekayaan yang luar biasa dan dengan sejumlah besar spesies yang benar-benar baru bagi sains," kata rekan penulis studi Robert Gaines, seorang profesor di Departemen Geologi di Pomona College di California, kepada Live Science dalam sebuah email.

Para peneliti di Cina menemukan situs tersebut ketika menjelajahi bebatuan Kambria awal di dekatnya. Saat istirahat makan siang di tepi sungai, para ilmuwan memperhatikan "pola mencolok garis abu-abu dan hitam yang berganti-ganti" di bebatuan tepi sungai. Jenis pola sedimen ini menunjukkan daerah-daerah di mana aliran lumpur purba pernah melonjak – aliran yang mungkin telah mengubur dan melestarikan organisme purba, jelas Gaines.

Para ilmuwan mulai memotong batu itu, dan tentu saja, mereka segera mendeteksi fosil pertama yang tersisa dari situs tersebut, yang sekarang dikenal secara kolektif sebagai biota Qingjiang, tulis mereka dalam penelitian tersebut.

<Img class = "malas murni-img" big-src = "https://img.purch.com/h/1400/aHR0cDovL3d3dy5saXZlc2NpZW5jZS5jb20vaW1hZ2VzL2kvMDAwLzEwNC84NDQvb3JpZ2luYWwvbmV3LWNhbWJyaWFuLWZvc3NpbC1iZWQtY2hpbmEtMDM/MTU1MzIwMzM0MQ==" Data-src = "https://img.purch.com/ w / 640 / aHR0cDovL3d3dy5saXZlc2NpZW5jZS5jb20vaW1hZ2VzL2kvMDAwLzEwNC84NDQvaTAyL25ldy1jYW1icmlhbi1mb3NzaWwmzAngkaMdDaNd " Leanchoilia genus memiliki embel-embel seperti lengan dan peraba panjang.”/>

Spesies arthropoda Cambrian yang tidak dikenal dari Leanchoilia genus memiliki embel-embel seperti lengan dan peraba panjang.

Kredit: Xingliang Zhang

Semua mengatakan, tim menemukan fosil lebih dari 50 spesies yang tidak diketahui sains. Banyak fosil – ubur-ubur berbentuk lonceng, cacing runcing, artropoda lapis baja dan banyak lagi – mempertahankan tingkat detail yang mencengangkan dalam jaringan lunaknya yang terpelihara, seperti insang, sistem pencernaan, dan bahkan mata.

"Qingjiang adalah jendela baru pada berbagai jenis ekosistem Kambrium awal," kata Gaines.

Seperti pada deposit fosil kaya lain dari kehidupan Kambria yang terpelihara dengan baik – deposit Burgess Shale di Kanada dan deposit Chengjiang di Provinsi Yunnan di China – hewan-hewan Qingjiang dengan cepat ditelan oleh aliran lumpur dan kemudian dikubur di tanah butiran halus, kata Gaines. Ketika endapan "disemen" di sekitar tubuh-tubuh kecil itu, ia mengunci mikroba dan menghentikan proses pembusukan.

Ini diawetkan "sisa-sisa organik organik yang luar biasa dari makhluk seperti ubur-ubur dan cacing yang biasanya tidak meninggalkan catatan fosil," katanya.

Faktanya, ubur-ubur dan anemon laut, yang termasuk di antara hewan yang paling awal diketahui, jauh lebih banyak di biota Qingjiang daripada di situs Burgess Shale atau Chengjiang, para peneliti melaporkan.

Salah satu spesies yang masih belum disebutkan dari Cina adalah ubur-ubur kuno yang dikenal sebagai cnidarian; terlihat di sini adalah dua lapisan "payung" dan berbagai tentakel.

Salah satu spesies yang masih belum disebutkan dari Cina adalah ubur-ubur kuno yang dikenal sebagai cnidarian; terlihat di sini adalah dua lapisan "payung" dan berbagai tentakel.

Kredit: Xingliang Zhang

Terlebih lagi, kondisi fosil Qingjiang secara substansial lebih baik daripada fosil di situs Kambria lainnya. Di Burgess Shale, pembentukan Pegunungan Rocky memanaskan dan menekan fosil; meskipun rincian anatomi tetap ada, fosil-fosil itu dibentuk kembali dari bentuk aslinya, menurut Gaines. Dan di Chengjiang, air tanah yang mengalir di atas deposit fosil selama jutaan tahun juga membawa beberapa detail dari bentuk aslinya.

"Fosil Qingjiang, bagaimanapun, adalah murni, dan tampak seperti yang akan mereka miliki setelah mereka menjadi fosil pada periode Kambrium," kata Gaines.

Temuan ini dipublikasikan online hari ini (21 Maret) di jurnal Science.

Awalnya diterbitkan pada Sains Langsung.

Tonton Roket Vega Luncurkan Satelit Pengamatan Bumi Italia!



Satelit pengamat Bumi Italia akan membawa ke langit malam ini (21 Maret), dan Anda dapat menyaksikan aksinya secara langsung.

Pesawat ruang angkasa PRISMA dijadwalkan untuk diluncurkan di atas sebuah Roket Arianespace Vega dari Kourou, Guyana Prancis, pada jam 9:50 malam EDT (0150 GMT pada 22 Maret).

Awas hidup di Space.com, milik Arianespace, atau langsung melalui penyedia peluncuran sini.

PRISMA, yang namanya kependekan dari "Precursore Iperspettrale della Missione Applicativa," akan dioperasikan oleh badan antariksa nasional Italia. Satelit itu akan mendirikan toko di orbit rendah Bumi dan melakukan pengamatan yang membantu pengelolaan sumber daya, pemantauan lingkungan, dan bidang lainnya, kata perwakilan Arianespace.

Buku Mike Wall tentang pencarian kehidupan alien, "Di luar sana"(Grand Central Publishing, 2018; diilustrasikan oleh Karl Tate), sedang keluar sekarang. Ikuti dia di Twitter @michaeldwall. Ikuti kami di Twitter @Spacedotcom atau Facebook.

Akhirnya! Komputer DNA yang Sebenarnya Dapat Diprogram Ulang


DNA seharusnya untuk menyelamatkan kita dari kebiasaan komputasi. Dengan kemajuan menggunakan silikon petering, komputer berbasis DNA memegang janji arsitektur komputasi paralel besar yang tidak mungkin hari ini.

Tetapi ada masalah: Sirkuit molekul yang dibangun sejauh ini tidak memiliki fleksibilitas sama sekali. Hari ini, menggunakan DNA untuk menghitung adalah "seperti harus membangun komputer baru dari perangkat keras baru hanya untuk menjalankan perangkat lunak baru," kata ilmuwan komputer David Doty. Jadi Doty, seorang profesor di University of California, Davis, dan rekan-rekannya berangkat untuk melihat apa yang diperlukan untuk mengimplementasikan komputer DNA yang sebenarnya dapat diprogram ulang.

Sebagaimana dirinci dalam makalah yang diterbitkan minggu ini di Alam, Doty dan rekan-rekannya dari Caltech dan Maynooth University menunjukkan hal itu. Mereka menunjukkan bahwa mungkin untuk menggunakan pemicu sederhana untuk membujuk set molekul DNA dasar yang sama untuk mengimplementasikan berbagai algoritma. Meskipun penelitian ini masih bersifat eksplorasi, algoritma molekuler yang dapat diprogram ulang dapat digunakan di masa depan untuk memprogram robot DNA, yang telah berhasil mengirim obat ke sel kanker.

"Ini adalah salah satu makalah penting di lapangan," kata Thorsten-Lars Schmidt, asisten profesor untuk biofisika eksperimental di Universitas Negeri Kent yang tidak terlibat dalam penelitian. "Ada perakitan diri algoritmik sebelumnya, tetapi tidak pada tingkat kompleksitas ini."

Di komputer elektronik seperti yang Anda gunakan untuk membaca artikel ini, bit adalah unit informasi biner yang memberi tahu komputer apa yang harus dilakukan. Mereka mewakili keadaan fisik diskrit dari perangkat keras yang mendasarinya, biasanya ada atau tidak adanya arus listrik. Bit-bit ini, atau lebih tepatnya sinyal-sinyal listrik yang mengimplementasikannya, dilewatkan melalui sirkuit yang terdiri dari gerbang logika, yang melakukan operasi pada satu atau lebih bit input dan menghasilkan satu bit sebagai output.

Dengan menggabungkan blok bangunan sederhana ini berulang-ulang, komputer dapat menjalankan program yang sangat canggih. Gagasan di balik komputasi DNA adalah untuk menggantikan ikatan kimia untuk sinyal listrik dan asam nukleat untuk silikon untuk membuat perangkat lunak biomolekul. Menurut Erik Winfree, seorang ilmuwan komputer di Caltech dan rekan penulis makalah tersebut, algoritma molekuler memanfaatkan kapasitas pemrosesan informasi alami yang dimasukkan ke dalam DNA, tetapi alih-alih membiarkan alam mengambil kendali, katanya, “perhitungan mengendalikan proses pertumbuhan. ”

Selama dua puluh tahun terakhir, beberapa percobaan telah menggunakan algoritma molekuler untuk melakukan hal-hal seperti bermain tic-tac-toe atau merakit berbagai bentuk. Dalam masing-masing kasus, urutan DNA harus dirancang dengan susah payah untuk menghasilkan satu algoritma spesifik yang akan menghasilkan struktur DNA. Apa yang berbeda dalam hal ini adalah bahwa para peneliti merancang sistem di mana potongan-potongan dasar DNA yang sama dapat dipesan untuk mengatur diri mereka sendiri untuk menghasilkan algoritma yang sama sekali berbeda — dan oleh karena itu, produk akhir yang sama sekali berbeda.

Prosesnya dimulai dengan origami DNA, teknik melipat sepotong panjang DNA menjadi bentuk yang diinginkan. Potongan DNA yang terlipat ini berfungsi sebagai "benih" yang memulai jalur perakitan algoritmik, mirip dengan cara string yang dicelupkan ke dalam air gula bertindak sebagai benih ketika menanam permen batu. Benih sebagian besar tetap sama, terlepas dari algoritma, dengan perubahan yang dibuat hanya beberapa urutan kecil di dalamnya untuk setiap percobaan baru.

Setelah para peneliti membuat benih, itu ditambahkan ke solusi sekitar 100 untai DNA lainnya, yang dikenal sebagai ubin DNA. Ubin ini, yang masing-masing terdiri dari susunan unik dari nukleobase 42 (empat senyawa biologis dasar yang membentuk DNA), diambil dari koleksi 355 ubin DNA yang lebih besar yang dibuat oleh para peneliti. Untuk membuat algoritma yang berbeda, para peneliti akan memilih kumpulan ubin awal yang berbeda. Jadi algoritma molekuler yang mengimplementasikan jalan acak membutuhkan kelompok ubin DNA yang berbeda dari algoritma yang digunakan untuk menghitung. Saat ubin DNA ini terhubung selama proses perakitan, mereka membentuk sirkuit yang mengimplementasikan algoritma molekuler yang dipilih pada bit input yang disediakan oleh seed.

Dengan menggunakan sistem ini, para peneliti menciptakan 21 algoritma berbeda yang dapat melakukan tugas-tugas seperti mengenali kelipatan tiga, memilih pemimpin, menghasilkan pola, dan menghitung hingga 63. Semua algoritma ini diimplementasikan menggunakan kombinasi berbeda dari 355 ubin DNA yang sama.

Menulis kode dengan membuang ubin DNA dalam tabung percobaan jauh dari kemudahan mengetik pada keyboard, tentu saja, tetapi itu merupakan model untuk iterasi komputer DNA fleksibel di masa depan. Memang, jika Doty, Winfree, dan Woods berhasil, programmer molekuler masa depan bahkan tidak perlu memikirkan biomekanik yang mendasari program mereka, seperti halnya programmer komputer saat ini tidak perlu memahami fisika transistor untuk menulis perangkat lunak yang bagus.

Eksperimen ini adalah sains dasar yang paling murni, bukti konsep yang menghasilkan hasil yang indah, meskipun tidak berguna. Tetapi menurut Petr Sulc, asisten profesor di Institut Biodesign Arizona State University yang tidak terlibat dalam penelitian, pengembangan algoritma molekuler yang dapat diprogram ulang untuk perakitan skala nano membuka pintu untuk berbagai aplikasi potensial. Sulc menyarankan bahwa teknik ini suatu hari nanti mungkin berguna untuk pembuatan pabrik skala nano yang merakit molekul atau robot molekul untuk pengiriman obat. Dia mengatakan itu mungkin juga berkontribusi pada pengembangan bahan nanofotonik yang dapat membuka jalan bagi komputer berdasarkan cahaya, bukan elektron.

“Dengan jenis-jenis algoritma molekuler ini, suatu hari kita mungkin dapat merakit objek kompleks pada tingkat skala nano menggunakan perangkat genteng yang dapat diprogram secara umum, seperti halnya sel-sel hidup dapat berkumpul menjadi sel tulang atau sel neuron hanya dengan memilih protein mana yang diekspresikan , ”Kata Sulc.

Kasus penggunaan potensial dari teknik perakitan skala nano ini membingungkan pikiran, tetapi prediksi ini juga didasarkan pada pemahaman kita yang relatif terbatas tentang potensi laten di dunia skala nano. Lagi pula, Alan Turing dan nenek moyang ilmu komputer yang lain hampir tidak bisa memprediksi Internet, jadi mungkin beberapa aplikasi yang sama-sama tak terduga untuk ilmu komputer molekuler juga menunggu kita.


Lebih Banyak Kisah KABEL

Bagaimana Partikel Kuantum Hantu Terbang Melalui Hambatan Hampir Seketika


Truly Spooky: Bagaimana Partikel Hantu Hantu Terbang Melalui Hambatan Hampir Seketika

Fisikawan menyelesaikan misteri berdekade-dekade dengan menjelaskan seberapa cepat sebuah partikel dapat melewati penghalang.

Kredit: Shutterstock

Pada tingkat subatomik, partikel dapat terbang melalui rintangan yang tampaknya tidak bisa dilewati seperti hantu.

Selama beberapa dekade, fisikawan telah bertanya-tanya berapa lama ini yang disebut tunneling kuantum. Sekarang, setelah penyelidikan tiga tahun, tim internasional fisikawan teoretis memiliki jawaban. Mereka mengukur elektron tunneling dari atom hidrogen dan menemukan bahwa jalurnya praktis instan, menurut sebuah studi baru. [18 Times Quantum Particles Blew Our Minds]

Partikel dapat melewati benda padat bukan karena mereka sangat kecil (meskipun mereka), tetapi karena aturan fisika berbeda pada tingkat kuantum.

Bayangkan sebuah bola menggelinding menuruni lembah menuju lereng setinggi Gunung Everest; tanpa dorongan dari jetpack, bola tidak akan pernah memiliki energi yang cukup untuk membersihkan bukit. Tetapi partikel subatom tidak perlu pergi ke atas bukit untuk sampai ke sisi lain.

Partikel juga gelombang, yang memanjang tak terbatas di ruang angkasa. Menurut apa yang disebut persamaan gelombang, ini berarti bahwa sebuah partikel dapat ditemukan pada posisi apa pun pada gelombang.

Sekarang bayangkan gelombang menghantam penghalang; ia berlanjut terus tetapi kehilangan energi, dan amplitudonya (ketinggian puncak) menurun ke bawah. Tetapi jika hambatannya cukup tipis, amplitudo gelombang tidak membusuk ke nol. Selama masih ada energi yang tersisa di gelombang yang rata, ada kemungkinan – meskipun kecil – bahwa sebuah partikel dapat terbang melalui bukit dan keluar dari sisi lainnya.

Melakukan eksperimen yang menangkap aktivitas sulit dipahami ini pada tingkat kuantum adalah "sangat menantang" untuk sedikitnya, rekan penulis studi Robert Sang, seorang ahli fisika kuantum eksperimental dan seorang profesor di Griffith University di Australia, mengatakan kepada Live Science melalui email.

"Anda perlu menggabungkan sistem laser yang sangat rumit, mikroskop reaksi, dan sistem berkas atom hidrogen untuk bekerja secara bersamaan," kata Sang.

Pengaturan mereka menetapkan tiga titik referensi penting: awal interaksi mereka dengan atom; waktu dimana elektron yang dibebaskan diharapkan muncul dari balik penghalang; dan waktu ketika itu benar-benar muncul, kata Sang dalam sebuah video.

Para peneliti menggunakan perangkat ketepatan waktu optik yang disebut attoclock – ultrashort, pulsa cahaya terpolarisasi yang mampu mengukur pergerakan elektron ke attosecond, atau sepersejuta milyar per detik. Attoclock mereka memandikan atom hidrogen dalam cahaya dengan kecepatan 1000 pulsa per detik, yang mengionisasi atom sehingga elektron mereka dapat lolos melalui penghalang, para peneliti melaporkan.

Sebuah mikroskop reaksi di sisi lain dari penghalang mengukur momentum elektron ketika itu muncul. Mikroskop reaksi mendeteksi tingkat energi dalam partikel bermuatan setelah berinteraksi dengan pulsa cahaya dari attoclock, "dan dari itu kita dapat menyimpulkan waktu yang dibutuhkan untuk melewati penghalang," kata Sang kepada Live Science.

"Ketepatan yang bisa kita ukur adalah 1,8 attoseconds," kata Sang. "Kami dapat menyimpulkan bahwa tunneling harus kurang dari 1,8 attoseconds" – langsung dekat, tambahnya.

Eksperimen dalam terowongan kuantum membombardir atom hidrogen dengan pulsa cahaya dan kemudian mengukur momentumnya dengan mikroskop.

Eksperimen dalam terowongan kuantum membombardir atom hidrogen dengan pulsa cahaya dan kemudian mengukur momentumnya dengan mikroskop.

Kredit: Andrew Thomson / Griffith University

Meskipun sistem pengukurannya kompleks, atom yang digunakan dalam eksperimen para peneliti sederhana – atom hidrogen, yang hanya mengandung satu elektron. Eksperimen sebelumnya yang dilakukan oleh peneliti lain menggunakan atom yang mengandung dua atau lebih elektron, seperti helium, argon dan kripton, menurut penelitian.

Karena elektron yang dibebaskan dapat berinteraksi satu sama lain, interaksi tersebut dapat memengaruhi waktu tunneling partikel. Itu bisa menjelaskan mengapa perkiraan studi sebelumnya lebih lama daripada dalam studi baru, dan oleh puluhan attosecond, Sang menjelaskan. Kesederhanaan struktur atom hidrogen memungkinkan para peneliti untuk mengkalibrasi eksperimen mereka dengan akurasi yang di luar jangkauan dalam upaya sebelumnya, menciptakan tolok ukur penting terhadap mana partikel tunneling lainnya sekarang dapat diukur, para peneliti melaporkan.

Temuan ini dipublikasikan secara online 18 Maret di jurnal Nature.

Awalnya diterbitkan pada Sains Langsung.

Arcturus: Fakta Tentang Bintang Raksasa Merah Cerah


Arcturus adalah bintang raksasa merah di Belahan Bumi Utara langit dan bintang paling terang di rasi Boötes (penggembala). Arcturus juga di antara bintang paling terang yang dapat dilihat dari Bumi. Para astronom mengatakan Arcturus akan berakhir sebagai katai putih di akhir hidupnya.

Cahaya Arcturus begitu terang sehingga bintang itu digunakan untuk membantu membuka Pameran Dunia Chicago pada tahun 1933.

Menemukan Arcturus

Cara termudah untuk menemukan Arcturus adalah dengan mengikuti kurva "pegangan" Biduk (Ursa Major). Cara sederhana untuk mengingat bagaimana menemukan bintang adalah dengan mengingat ungkapan terkenal "Ikuti lengkungan ke Arcturus dan kemudian percepat ke Spica." Bagian terakhir dari frasa itu merujuk ke bintang terang Spica, yang sebenarnya adalah bintang biner.

Lokasi Arcturus adalah:

  • Kenaikan kanan: 14 jam, 15 menit, 39,7 detik
  • Deklinasi: +19 derajat, 10 menit, 57 detik

Pameran Dunia Chicago

Panitia untuk Pameran Dunia Chicago pada tahun 1933 sedang mencari cara yang tak terlupakan untuk membuka pameran mereka. Pekan raya dunia sebelumnya di kota itu telah terjadi 40 tahun sebelumnya, pada tahun 1893. Karena pada saat itu, Arcturus diyakini berjarak sekitar 40 tahun cahaya dari Bumi, penyelenggara pekan raya itu mendapat ide untuk menggunakan cahaya bintang sebagai bagian. pameran baru dan sebagai cara untuk memperingati Chicago World's Fair sebelumnya.

Pada jam 9:15 malam Waktu Tengah pada 27 Mei 1933, teleskop memfokuskan cahaya bintang pada beberapa sel fotoelektrik. Arus listrik dari sel foto bertenaga bintang digunakan untuk membalik saklar yang menyalakan lampu sorot di tempat pameran.

Bertahun-tahun kemudian, pengukuran mempersempit jarak ke Arcturus saat 37 tahun cahaya dari Bumi. Jadi, cahaya yang digunakan di Pameran Dunia Chicago sebenarnya memulai perjalanannya ke Bumi pada tahun 1896, bukan pada tahun 1893.

Pemahaman modern tentang Arcturus

Hari ini, para astronom tahu bahwa Arcturus mengepak banyak pukulan meski hanya sekitar 1,5 kali massa matahari. Dengan mata telanjang, Arcturus tampak bersinar sekitar 113 kali lebih terang daripada matahari, menurut Jim Kaler, seorang profesor emeritus di University of Illinois di Urbana-Champaign.

Arcturus, bagaimanapun, memiliki suhu lebih rendah dari matahari, yang berarti bahwa banyak energi bintang raksasa merah itu terpancar sebagai panas. Setelah ini diperhitungkan, Arcturus sebenarnya melepaskan panas 215 kali lebih banyak dari matahari Bumi. Arcturus memiliki magnitudo -0,04 dan magnitudo 0,2. (Semakin terang bintang, semakin rendah magnitudo tampak dan absolut.) Bintang berada pada tahap akhir kehidupannya. Dianggap sebagai raksasa merah, Arcturus telah berhenti memadukan hidrogen di intinya, seperti halnya matahari, dan para astronom percaya bahwa sekarang mulai memadukan unsur-unsur yang lebih berat seperti karbon. [The Brightest Stars in the Sky: A Starry Countdown]

"Bintang-bintang seperti itu tidak diharapkan memiliki aktivitas magnetik seperti matahari, tetapi emisi sinar-X yang sangat lemah menunjukkan bahwa Arcturus, memang, secara magnetis aktif dan memiliki 'korona terkubur yang sulit diamati,'" tulis Kaler, merujuk pada kulit bintang yang bersinar paling mudah terlihat ketika tubuh utama bintang itu dikalahkan.

Setelah Arcturus kehabisan pasokan heliumnya, lapisan luarnya kemungkinan akan mengucur, meninggalkan sisa kerdil putih.

Justin Ng dari Singapura menangkap gambar gabungan dari Bima Sakti dan lingkaran bulan di atas Mersing, Malaysia. Planet Venus muncul di kanan bawah gambar dengan planet Saturnus di dekat bagian atas bulan. Bintang paling terang keempat di langit malam, Arcturus, terlihat di dekat sudut kanan atas foto. Gambar ini dirilis 14 Agustus 2013.

Justin Ng dari Singapura menangkap gambar gabungan dari Bima Sakti dan lingkaran bulan di atas Mersing, Malaysia. Planet Venus muncul di kanan bawah gambar dengan planet Saturnus di dekat bagian atas bulan. Bintang paling terang keempat di langit malam, Arcturus, terlihat di dekat sudut kanan atas foto. Gambar ini dirilis 14 Agustus 2013.

Arcturus dalam fiksi

Tidak ada planet yang ditemukan mengelilingi bintang ini, meskipun fiksi ilmiah telah mengeksplorasi subjek itu. Salah satu contoh awal adalah buku David Lindsay "A Voyage to Arcturus" (Methuen & Co. Ltd., 1920). Protagonis buku ini melakukan perjalanan ke Tormance, sebuah planet fiksi yang mengorbit Arcturus.

Arcturus – baik bintang atau planet fiksi dengan nama yang sama – juga muncul di banyak seri fiksi ilmiah lainnya, termasuk seri buku "Foundation" karya Isaac Asimov, serial televisi "Doctor Who" dan "Star Trek", dan film " Alien. " Dalam alam semesta "The Hitchhiker's Guide to the Galaxy", sebuah ungkapan terkenal berbunyi, "Betapapun cepatnya perjalanan, jiwa bergerak dengan kecepatan megacamel Arcturan."

Sumber daya tambahan:

Peneliti Cina Mengkloning 'Sherlock Holmes of Police Dogs', dan Dia Adalah Gadis Yang Sangat Baik


Peneliti Cina Mengkloning 'Sherlock Holmes of Police Dogs', dan Dia Adalah Gadis Yang Sangat Baik

Veteran Jiang Yutao memeluk anjing militer Kunming bernama Black Panther pada hari terakhir sebagai seorang prajurit pada 14 November 2013 di Kunming, Provinsi Yunnan, Cina.

Kredit: VCG / VCG via Getty Images

Bagaimana departemen kepolisian provinsi membangun sepasukan kecil anjing detektif sepintar Sherlock Holmes? Wah, ini dasar, Watson (dan Crick) tersayang. Cukup mengkloning anjing terbaik di kepolisian.

Para ilmuwan di China sudah menangani kasus ini. Menurut sebuah laporan di situs berita milik pemerintah Global Times, para peneliti genetika di Beijing telah berhasil menggunakan DNA dari anjing pelacak pembunuh bernama Huahuangma – "Sherlock Holmes anjing polisi", tulis Reuters – untuk membuat klon anak anjing dengan karir peradilan pidana yang luar biasa di depan. Idenya adalah bahwa dengan memastikan "keturunan" memiliki sniffer kuat yang sama dan gen sleuthing lainnya seperti induknya, anak-anak anjing ini juga akan menjadi pemain terbaik di kepolisian. [8 Animals That Have Been Cloned Since Dolly the Sheep]

Bagaimanapun, Huahuangma adalah gadis yang sangat baik. Anjing serigala Kunming yang berusia 7 tahun – hibrida serigala-anjing gembala Jerman yang sering dipekerjakan oleh polisi dan militer – telah membantu memecahkan beberapa kasus pembunuhan sebagai sniffer bagi polisi provinsi Yunnan, Global Times melaporkan. Kontribusinya untuk menjaga kedamaian telah memberinya gelar "anjing berjasa kelas satu," dan semoga banyak camilan lezat.

Mini-me Huahuangma – anak anjing yang sekarang berusia 3 bulan bernama Kunxun – lahir di sebuah lab di Sinogene Biotechnology Co. yang berbasis di Beijing pada bulan Desember, mengikuti eksperimen yang dilakukan bersama-sama dengan para peneliti dari Universitas Pertanian Yunnan dan dengan dukungan dari Kementerian Keamanan Publik.

Pengujian menunjukkan bahwa Kunxun dan Huahuangma adalah pasangan DNA "99,9 persen", dan klon-pup telah mengungguli anjing serigala tradisional lainnya dalam beberapa tes. Kunxun sekarang akan memulai pelatihan dalam deteksi narkoba dan pengendalian kerumunan, dan diharapkan menjadi anjing polisi yang lengkap dalam 10 bulan, Global Times melaporkan.

Jika Kunxun memiliki masa depan yang cerah pada pasukan seperti yang diharapkan, itu akan berarti pengurangan besar dalam waktu pelatihan polisi-anjing, yang biasanya memakan waktu sekitar 5 tahun dan biaya setara dengan $ 60.000, kata Global Times. Tujuan utamanya, seorang perwakilan Sinogene mengatakan kepada situs itu, adalah untuk memproduksi anak-anak anjing polisi berkinerja tinggi secara massal yang dapat dilatih dalam hitungan bulan, bukan tahun – namun, biaya kloning saat ini menghadirkan "hambatan" untuk mencapai visi ini .

Apakah rencana itu terbukti dapat bertahan dalam jangka panjang, Huahuangma bukanlah detektif doggy pertama yang membagikan DNA-nya dengan generasi baru anak anjing polisi. Di Korea Selatan, sampah dari enam anjing polisi kloning mulai berpatroli di jalan-jalan pada tahun 2008. Pada tahun 2009, perusahaan yang sama menghasilkan lima anak anjing klon dari seorang gembala Jerman bernama Trakr – anjing penyelamat yang menemukan korban selamat terakhir dari serangan 11 September terhadap World Trade Center di New York. Anak-anak anjing itu dilaporkan dilatih sebagai anjing pencari dan penyelamat.

Awalnya diterbitkan pada Sains Langsung.

Bertemu 'Kazachok': Platform Pendaratan untuk ExoMars Rover Mendapat Nama


Kurang dari dua tahun dari sekarang, Rosalind Franklin akan menggulingkan Kazachok ke tanah merah Mars.

Rosalind Franklin adalah penjelajah Eropa yang akan memburu tanda-tanda kehidupan Planet Merah setelah mendarat pada Februari 2021. Sang moniker, yang diumumkan bulan lalu, menghormati ahli kristalografi perintis yang membantu mencari tahu struktur double-helix DNA.

Dan Kazachok adalah nama baru platform pendaratan buatan Rusia yang akan berfungsi sebagai pangkalan Rosalind Franklin, sementara juga melakukan banyak pekerjaan sains sendiri.

Terkait: Bagaimana Misi Misi Eropa-Rusia Bekerja (Infografis)

"Kazachok secara harfiah berarti 'Cossack kecil,' dan itu adalah tarian rakyat yang meriah," kata pejabat Badan Antariksa Eropa (ESA) dalam sebuah pernyataan hari ini (21 Maret).

Tarian itu, pada gilirannya, diambil namanya dari orang-orang Cossack. Keluarga Cossack awalnya berasal dari "daerah pedalaman utara Laut Hitam dan Kaspia. Mereka memiliki tradisi kemerdekaan dan akhirnya menerima hak istimewa dari pemerintah Rusia dengan imbalan dinas militer," menurut Encyclopedia Britannica.

Bersama-sama, Rosalind Franklin dan Kazachok membentuk fase kedua dari dua bagian Program ExoMars, kolaborasi antara ESA dan Roscosmos, badan antariksa federal Rusia. Fase 1 meluncurkan Trace Gas Orbiter (TGO) yang mengendus metana dan pendemo pendarat bernama Schiaparelli pada Maret 2016.

TGO tiba dengan selamat dan sedang mempelajari Mars dari atas. Schiaparelli, bagaimanapun, menghantam keras ke Planet Merah pada Oktober 2016 setelahnya menderita kesalahan data. (Dan karena kita berbicara tentang nama, pendarat mengambil moniker dari astronom Italia Giovanni Schiaparelli, yang membuat katalog banyak fitur Mars melalui teleskop di abad ke-19. Di antaranya adalah saluran, atau "canali" dalam bahasa Italia; istilah ini diterjemahkan secara salah. ke dalam bahasa Inggris sebagai "kanal," membantu memacu spekulasi tentang kehidupan cerdas di Mars.)

Rosalind Franklin akan mencari tanda-tanda kehidupan Planet Merah kuno, dibantu oleh bor yang dapat mencapai hingga 6,5 ​​kaki (2 meter) di bawah tanah. Stasioner Kazachok akan mempelajari iklim dan atmosfer Mars, mengukur tingkat radiasi, dan mencari bukti air di sekitar platform, kata pejabat ESA.

Platform yang ditakdirkan untuk mendarat di Mars sebagai bagian dari misi ExoMars berikutnya tiba di Italia dari Rusia untuk perakitan dan pengujian akhir pada 19 Maret 2019.

(Gambar: © Roscosmos)

Kazachok tiba di Turin, Italia, dari Rusia pada Selasa (19 Maret). Platform pendaratan dan bajak telah melewati sejumlah tes, tetapi banyak lagi yang menunggu mereka sebelum peluncuran yang direncanakan dari Kazakhstan pada Juli 2020.

"Kami sekarang memiliki jadwal pengiriman dan tes yang sangat menantang baik di Italia dan Prancis," François Spoto, pemimpin tim ESA di ExoMars, mengatakan dalam pernyataan yang sama. "Koordinasi antara tim Rusia dan Eropa adalah kunci untuk … mencapai[ing] Kosmodrom Baikonur [on time] pada tahun 2020. "

NASA berencana untuk meluncurkan rover berburu kehidupannya sendiri pada Juli 2020. Robot itu saat ini dikenal sebagai Mars 2020, tetapi akan segera diberi nama oleh anak sekolah mengikuti kompetisi nasional, seperti yang telah terjadi untuk penemu NASA lainnya.

Buku Mike Wall tentang pencarian kehidupan alien, "Di luar sana"(Grand Central Publishing, 2018; diilustrasikan oleh Karl Tate), sedang keluar sekarang. Ikuti dia di Twitter @michaeldwall. Ikuti kami di Twitter @Spacedotcom atau Facebook.

'Daratan Lautan' dari Salah Satu Badai Terburuk di Belahan Bumi Selatan Dilihat dari Luar Angkasa


'Daratan Lautan' dari Salah Satu Badai Terburuk di Belahan Bumi Selatan Dilihat dari Luar Angkasa

Citra yang ditangkap oleh Sentinel-1 pada 19 Maret menunjukkan tingkat banjir (digambarkan merah) di sekitar Beira, Mozambik, setelah Topan Idai mendarat.

Kredit: ESA

Sebuah topan mematikan yang melanda Afrika selatan meninggalkan banjir besar yang tampak seperti "lautan daratan" dalam gambar-gambar dari luar angkasa yang diambil hanya beberapa hari setelah badai itu mendarat.

Sentinel-1, sebuah misi satelit yang merupakan bagian dari program pengamatan Bumi Uni Eropa, Copernicus, menangkap citra pada 19 Maret yang menunjukkan genangan air jauh di sekitar kota Beira di Mozambik di pantai Samudra Hindia.

Topan Idai bisa berubah menjadi "salah satu bencana terkait cuaca terburuk" di Belahan Bumi Selatan, kata Clare Nullis, juru bicara Organisasi Meteorologi Dunia.

Di Mozambik, setidaknya 1.000 orang dikhawatirkan mati dan puluhan ribu orang kehilangan rumah, menurut PBB, setelah topan itu mendarat pada 14 Maret, membawa hujan deras, gelombang badai, dan angin kencang hingga 105 mph ( 170 km / jam). Malawi dan Zimbabwe juga sangat terpengaruh ketika Idai melanjutkan perjalanan ke barat sebagai badai tropis. [Earth from Above: 101 Stunning Images from Orbit]

Topan Idai terlihat dari luar angkasa pada 13 Maret 2019, sebelah barat Madagaskar dan menuju Mozambik.

Topan Idai terlihat dari luar angkasa pada 13 Maret 2019, sebelah barat Madagaskar dan menuju Mozambik.

Kredit: ESA, CC BY-SA 3.0 IGO

Herve Verhoosel dari Program Pangan Dunia AS mengatakan bahwa banjir di Mozambik dari atas tampak seperti "samudra daratan yang membentang bermil-mil jauhnya.

"Ini adalah darurat kemanusiaan utama yang semakin besar dari waktu ke waktu," kata Verhoosel, Selasa (19 Maret). Menurut Palang Merah, 90 persen Beira, yang memiliki populasi sekitar 600.000, telah rusak atau hancur.

Dengan jalur komunikasi dan jalan rusak, upaya penyelamatan berjalan lambat dan banyak orang tetap terputus dari bantuan.

Sentinel-1 ditugaskan, sebagian, memetakan daerah banjir – seperti banjir baru-baru ini di Midwest – untuk membantu upaya bantuan dalam situasi seperti itu.

Menurut Badan Antariksa Eropa, gambar yang diperoleh sebelum dan setelah badai menawarkan informasi langsung kepada responden pertama tentang tingkat banjir dan lokasi daerah yang terkena dampak; pada akhirnya, data satelit itu juga dapat digunakan untuk menilai kerusakan lingkungan dan properti.

Satelit Sentinel-1 pertama diluncurkan pada 2014, dan yang kedua diluncurkan pada 2016. Pasangan satelit yang mengorbit kutub memiliki instrumen radar yang dapat "melihat" dalam gelap, serta melalui awan dan hujan.

Sentinel-1 juga memberikan citra untuk memetakan banjir bandang di Laos dan menunjukkan bahwa sebuah pulau di mana pemerintah Bangladesh ingin menampung Muslim Rohingya rentan terhadap banjir dan angin topan yang sering terjadi.

Awalnya diterbitkan pada Sains Langsung.

NASA Dapat Mengirim Misi Smallsat ke Giant Asteroid Pallas



THE WOODLANDS, Texas – NASA sedang mempertimbangkan mendanai sebuah misi yang akan mengirim satelit ukuran kulkas mini ke sabuk asteroid untuk memeriksa dunia yang belum dijelajahi, sebuah panggilan asteroid besar yang disebut para ilmuwan Pallas.

Keputusan akan diumumkan pada pertengahan April. Jika misi, dijuluki Athena untuk dewi Yunani asteroid dinamai, disetujui, itu akan mengikuti jalan Misi Dawn NASA. Pesawat ruang angkasa itu mengeksplorasi dua benda raksasa lainnya di sabuk asteroid, Vesta dan Ceres, sebelum misinya berakhir musim gugur ini.

"Pallas benar – benar satu – satunya objek lain di Internet sabuk asteroid utama itu seperti Vesta dan Ceres … bukan hanya asteroid, tetapi sebuah protoplanet, dunia nyata, "Joseph O'Rourke, seorang ilmuwan planet di Arizona State University dan penyelidik utama proposal misi Athena, mengatakan kepada Space.com di Lunar and Planetary. Konferensi Sains diadakan di sini minggu ini. "Saya melihat ini sebagai cara untuk melakukan banyak ilmu yang sama seperti yang dilakukan Dawn, tetapi dengan harga yang jauh lebih murah, dan Pallas adalah jenis tempat yang mungkin bernilai mengirimkan jauh lebih besar misi ke suatu hari nanti. "

Terkait: Ini Matahari Terbenam untuk Fajar NASA, Tapi Legacy Probe's A Legacy Lives On

Jika dipilih, misi akan diluncurkan pada Agustus 2022, dengan menunggang kuda Misi Jiwa NASA yang terikat untuk asteroid yang hampir seluruhnya terbuat dari logam. "Kami akan membalap Psyche ke Mars, menggunakan Mars sebagai bantuan gravitasi, dan kemudian menangkap Pallas," kata O'Rourke. Flyby Pallas akan datang sekitar satu tahun setelah peluncuran.

Selama manuver, Athena akan melakukan pengukuran yang sangat tepat tentang seberapa besar Pallas itu dan mengambil sekumpulan gambar asteroid, yang kemudian dapat digunakan para ilmuwan untuk mengumpulkan bagaimana air dan dampak dapat membentuk permukaannya. "Ada petunjuk di lapangan bahwa ia mungkin memiliki bintik-bintik cerah seperti Ceres," kata O'Rourke, merujuk pada fitur yang menurut ilmuwan Dawn mungkin mewakili bercak asin di permukaan asteroid itu. "Jadi itu berpotensi menjadi tempat dengan banyak chemistry menarik yang terjadi."

Dengan label harga sekitar sepersepuluh ukuran $ 467 juta Misi fajar, dan satu jalan pintas alih-alih kunjungan jangka panjang, Athena kemungkinan tidak akan menghasilkan paket komprehensif hasil sains seperti yang dimiliki misi Dawn. Tetapi itu sudah cukup untuk mulai memahami dunia yang tidak banyak diketahui ini, menurut O'Rourke. "Misi ini akan memetik banyak buah yang menggantung rendah secara ilmiah," katanya. "Mudah-mudahan, ini akan menunjukkan fakta bahwa kita memulai era baru penjelajahan planet," di mana probe murah dapat mendahului misi utama.

Tim Athena juga akan memposting semua gambarnya segera setelah mengunduhnya dari pesawat ruang angkasa. "Faktanya, salah satu kekhawatiran terbesar saya tentang misi adalah bahwa tim misi akan mendapatkan ilmu pengetahuan," kata O'Rourke. "Semua orang akan bisa membuat penemuan kita bersama kita, jadi kita lebih baik siap untuk mengeluarkan beberapa dokumen."

Keputusan NASA, apakah itu memilih Athena atau tidak, akan datang hanya beberapa bulan setelah satelit kecil pertama yang menjelajah di luar orbit Bumi terbukti hanya betapa berharganya pesawat ruang angkasa kecil bisa untuk ilmuwan planet. Dua kubus ukuran kotak roti menumpang dengan NASA Mars InSight pendarat sebagai misi Mars Cube One (MarCO). Satelit kecil ditangkap gambar yang menakjubkan dari Planet Merah dan pada bulan November, mereka bertindak sebagai relay komunikasi, menyelamatkan para ilmuwan dari kesedihan selama berjam-jam tentang apakah pesawat ruang angkasa utama mendarat dengan aman.

Athena akan lebih besar – ukuran kulkas mini dan sekitar 400 lbs. (180 kilogram) – tetapi masih akan mewakili pola pikir baru untuk ilmu planet, yang mengandalkan pesawat ruang angkasa yang jauh lebih rumit daripada misi tradisional.

"Saya pikir sabuk asteroid adalah target yang sangat bagus untuk smallsats karena ada begitu banyak target yang menarik, kami tidak akan mengirim misi setengah miliar dolar plus ini untuk setiap orang, "kata O'Rourke." Jadi kita harus pandai membangun sistem penerbangan kecil yang serbaguna dan dapat digunakan untuk menjelajahi . "

Email Meghan Bartels di mbartels@space.com atau ikuti dia @meghanbartels. Ikuti kami di Twitter @Spacedotcom dan terus Facebook.