Recept na slibné diamantové sklo: 1. Vezměte hrst fullerenů, takových těch „fotbalových míčů“ z atomů uhlíku. 2. Zahřejte na 900-1000 °C. 3. Důkladně stlačte. Vzniklý materiál je slušně pevný a má největší tepelnou vodivost ze všech známých amorfních materiálů. Možných aplikací se nabízí spousta.

Jihokorejský experimentální supravodivý tokamak KSTAR hlásí nový světový rekord. Udržel plazma o teplotě 100 milionů °C, po dobu 30 sekund. Tokamak neustále vylepšují a v roce 2026 by chtěli plazma s touto teplotou udržet po dobu 300 sekund. Držme jim palce.

Sopky jsou nevyzpytatelné. Rádi bychom předpovídali vulkanické erupce, zatím se to moc nedaří. Co kdybychom ale mohli sopky zrentgenovat? Tuhle možnost nabízejí přízračné miony, částice, které během svého kratičkého života prolétají hmotou na zemském povrchu. Detektory mionů mohou sestavit 3D obraz vnitřní struktury vulkánu a sledovat pohyby magmatu v reálném čase.

Startup Helion sehnal spoustu peněz na nový fúzní reaktor „Polaris“, který budují ve státě Washington. Polaris by měl magneto-inerciální fúzí vyrábět helium-3 a aneutronickou fúzí výslednou fúzní energii. Reaktor chtějí spouštět v roce 2024 a také se chtějí stát prvními, kdo ve fúzním reaktoru dosáhne čistého zisku elektřiny.

Fyzici dokázali pomocí nejpřesnějších atomových hodin změřit gravitační rudý posuv v milimetrovém vzorku ultrachladných atomů stroncia. V budoucnu by ještě přesnější atomové hodiny mohly měřit efekty relativity i kvantové mechaniky. Třeba právě tohle „smíří“ doposud proti sobě vyhraněné pilíře soudobé fyziky – obecnou relativitu a kvantovou mechaniku.

Dlouhodobě je současný vývoj energetiky v Evropě dán zavíráním jaderných a uhelných zdrojů bez náhrady a spoléhání na větrné a fotovoltaické zdroje, které jsou silně závislé na počasí. Bezprostředním iniciátorem současné dramatické situace však byla nedávná reforma systému trhu s emisními povolenkami EUETS a nastavení přísných pravidel na provoz uhelných zdrojů. Podívejme se podrobněji na tyto zdroje dnešního stavu.

Nový bezdrátový systém pro přenos energie je založený na laserovém paprsku a fotovoltaickém článku. Funguje pod širým nebem. Prototyp zařízení přenesl 480 wattů na vzdálenost 300 metrů, k přenosné stanici 5G sítě, které by díky tomu mohly lépe unikat novodobým ludditům.

Představte si, že s velkou námahou vybudujete podzemní detektor na temnou hmotu. Navzdory vynaloženému úsilí žádnou temnou hmotu nenajde. Namísto toho získá nečekaná data, která by mohla být první pořádnou stopou temné energie. To je v kostce příběh experimentu XENON1T v italském podzemí.

Vezměte Boseho–Einsteinův kondenzát ze 100 tisíc atomů rubidia. Šoupněte ho do magnetické pasti ve vakuové komoře. Pak to všechno vyneste na vrchol výzkumné věže Fallturm Bremen a hoďte to dolů. Během volného pádu opakovaně vypínejte a zase zapínejte magnetickou past. Vaší odměnou bude rekordně nízká teplota 38 pikokelvinů.

Největší stellarátor světa Wendelstein 7-X dosáhl v roce 2018 teploty plazmatu 20 milionů °C, čili vyšší teploty než v nitru Slunce. Podle nových analýz by ale měl bez problémů zvládnout ještě mnohem vyšší teplotu plazmatu. Další kolo experimentů by měl spustit příští rok. Určitě to bude stát za to.

Zní to nevinně. Australský detektor gravitačních vln Bulk Acoustic Wave detekoval dvě události, jaké jsme ještě nikdy neviděli. Mohlo by jít o gravitační vlny na frekvencích kolem 5 MHz. Ve hře jsou kromě obyčejných poruch a nedopatření i fascinující věci, jako primordiální černé díry nebo temná hmota. Gravitační astronomie nabírá na obrátkách.

V nedávném fúzním experimentu vytěžili 1,35 MJ energie. To odpovídá asi 70 procentům energie, kterou laserové paprsky zasáhly kapsuli s vodíkovým palivem. Jde o 8násobné pokoření rekordu, který ustanovili rovněž v NIF, letos na jaře. Závod o jadernou fúzi pokračuje.

Disulfid manganatý je za normálních okolností měkkým izolantem. Když se ale stlačí, tak se z něj najednou stane kov, co je slušně elektricky vodivý. Další nárůst tlaku vede k návratu materiálu do role izolantu. Vše se to děje za běžné teploty a potřebné tlaky nejsou nikterak závratné. Podivuhodný jev by mohl nalézt praktické využití, například v elektronice.

Laserové kleště tvořené dvěma protilehlými laserovými paprsky by mohly v bloku plastu vytvářet paprsek pozitronů, čili antihmoty, o vysokých energiích. Taková technologie by přitom fungovala i v menších fyzikálních zařízeních a nebyly k tomu nutné monumentální urychlovače typu LHC v CERNu.

Probdělé noci u monitorů se vyplatily. Vášeň hráčů videoher přinesla světu výkonné a efektivní grafické karty. Jejich přednosti uznali fúzní vědci a napojili je na prototyp fúzního reaktoru, který by mohl přinést levnější fúzi. GPU si s reaktorem poradí stejně skvěle, jako s first-person střílečkou.

Nový 2D materiál z oxidu zinku a kobaltu představuje první skutečně 2D magnet. Je nejtenčí a také nejvíce odolný vůči vyšším teplotám. Funguje jako magnet i při teplotách kolem 100 °C. Průlomový 2D magnet by mohl najít široké uplatnění ve vývoji elektroniky i ve výzkumu kvantových jevů.

Půvabné mezony, nejlehčí známé částice s půvabnými kvarky, byly na LHC přistiženy, jak oscilují mezi hmotou a antihmotou. Samo o sobě to je velkým úspěchem a výsledkem náročných pozorování. A také by to mohlo přispět k řešení záhady záhad – proč vlastně existuje něco ve vesmíru, namísto toho, aby neexistovalo nic.

Rychlé jaderné reaktory IV. generace by měly pomoci k efektivnějšímu využití paliva a zmenšení objemu jaderného odpadu. Jeden z nich je rychlý reaktor chlazený olovem. U pilotního projektu takového reaktoru BREST-OD-300 byla 8. června 2021 zahájena betonáž jaderného ostrova. Dokončení reaktoru s elektrickým výkonem 300 MWe se čeká v roce 2026 a měl by být předobrazem komerčních bloků tohoto typu.

Experimentální tokamak Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) udržel plazma o teplotě 120 milionů °C po dobu 101 sekund. Provoz tokamaku EAST je součástí výzkumu a vývoje fúzních technologií, především pro budovaný tokamak nové generace ITER v jižní Francii.

Observatoř LHAASO v Číně sice ještě není kompletní, ale její polovina už funguje a loví extrémně energetické fotony. Teď si připsala na konto 12 pevatronů v Mléčné dráze, jejichž výkon přesahuje to, co fyzici považovali za možné. Zároveň detekovali nejvíce energetický foton historie, s energií 1,4 PeV.

V poslední době po sobě vyšly dvě práce, ve kterých autoři těží v modelech z antidepresivního vlivu psychedelik, aniž by museli vyvolat s nimi spojený změněný stav vědomí. Naznačuje to, že halucinace nejsou pro léčebný efekt důležité. Mohlo by to otevřít cestu k nekonfliktní a mimořádně účinné terapii nejen závažných případů.

Kvazikrystaly, materiály na půl cesty mezi amorfní hmotou a krystalem, často vznikají za extrémních podmínek. A co je extrémnější, než exploze jaderné bomby? Průzkum legendárního trinititu z místa exploze testu Trinity přinesl jedinečný kvazikrystal z železa, křemíku, mědi a vápníku.

V těchto dnech se i v řadě českých médií objevila řada článků o tom, že v Černobylu se opět rozjíždí štěpná řetězová reakce a hrozí výbuchem. Všechny přebírají jeden zdroj a informace, které v něm jsou typicky novinářsky zveličené. Podívejme se, jaká je skutečnost.

První úložiště vyhořelého jaderného paliva na světě se postupně dokončuje a připravuje k uvedení do provozu. Podzemní úložiště Onkalo nedaleko Olkiluota obdrželo licenci na budování v roce 2015 a nyní se dostalo do fáze kdy se již začínají budovat konečné postranní tunely, kam se budou ukládat obalové soubory s vyhořelým palivem.

Fyzici slaví. Po téměř dvou desetiletích padla hranice intenzity laserového paprsku 10 ^ 23 wattů na centimetr čtvereční. Je to nový světový rekord a nová příležitost pro výzkum. Na extrémní lasery se těší astrofyzici nebo také onkologové, pro které takový laser představuje zařízení pro praktickou produkci vysokoenergetických protonů k ozařování nádorů.

Na konci minulého roku proběhly první experimenty v továrně na supertěžké prvky SHE v SÚJV Dubna. Během necelého měsíce experimentování se podařilo vyprodukovat srovnatelný počet atomů moscovia, prvku se 115 protony, jako se podařilo v předchozích letech celkově. Je to slibný začátek hlavně pro studium jeho chemie. Poprvé se také podařilo provést chemické a strukturní studiu makroskopického množství einsteinia, což je jádro s 99 protony.

Čínský tým pálil do wolframového terčíku svazkem atomů argonu. Vznikl jim doposud neznámý izotop uran-214. Obsahuje jen 122 neutronů, díky čemuž je mnohem lehčí než běžné izotopy uranu. Poločas rozpadu nového izotopu je půl milisekundy. Při rozpadu se vyzařují alfa částice.

Mikroskopický popis atomových jader s využitím základních principů vzájemné interakce nukleonů, a to i těch středně těžkých i lehčích, je extrémně matematicky i výpočetně náročný. Je tak třeba využívat ty největší superpočítače. Daří se však nalézat symetrie, které leze využít pro určení vlastností základních i excitovaných stavů těžších jader i s výpočetním výkonem dostupným v současnosti. Zajímavý průlom v tomto směru se podařil v Ústavu jaderné fyziky AV ČR.

Vesmír se rozpíná a jeho rozpínání nejspíš zrychluje. Potíž je v tom, že různá měření Hubbleovy konstanty přinášejí různé výsledky. Uhasit tuhle krizi by mohla jediná zlatá temná siréna. Je to stejné jako v Pikniku u cesty. Budeme muset mít úžasné štěstí, dotknout se zlaté sirény a pak si přát perfektně změřenou Hubbleovu konstantu.

Ve středu na speciálním semináři prezentoval své výsledky tým Muon g-2 experimentu, který změřil extrémně přesně magnetický dipólový moment mionu. Zároveň se podařilo zpřesnit teoretický výpočet hodnoty této veličiny pomocí Standardního modelu hmoty a interakcí. Ukazuje se rozdíl mezi experimentální a teoretickou hodnotou. Mohlo by tak jít o zásadní krok k poznání nové exotické fyziky.

Compact Advanced Tokamak se stlačeným plazmatem je zatím zcela teoretický. Pokud jsou ale superpočítačové modely správné, tak by měl vyrábět podstatně více energie, než kolik sám spotřebuje. Za rok to nebude, ale v příštích desetiletích by se mohly objevit fúzní elektrárny s praktickými kompaktními tokamaky.

Bylo by luxusní mít kosmický pohon, který nepotřebuje prakticky žádné palivo. Do tohoto snění krásně zapadá EmDrive, který potřebuje jen elektřinu a využívá divočení mikrovln v kónické komoře. Má ovšem problém s fyzikálními zákony. A jak ukázala série experimentů na technice v Drážďanech, jeho největší chybou je, že nevytváří tah.

Symbolický klíč od urychlovače LHC předali zástupci týmů pracujících na vylepšování zařízení zpátky jeho operátorům. Urychlovač se připravuje po intenzivní rekonstrukci k dalšímu období experimentování. Zároveň se objevují stále nové zajímavé výsledky získané analýzou dat nashromážděných během předchozích dvou period jeho práce. Podívejme se na ně.

Když smícháte simulace pohybů částic s kvantovým modelováním gravitace, tak dostanete simulace vesmíru v nepatrném zlomku okamžiku po kosmologické inflaci. Celá simulace by se v reálné velikosti vešla do jediného protonu. Asi tak milionkrát. Přesto v ní vědci objevili inflační hala hmoty, která by po sobě mohla zanechat dodnes čitelný otisk v gravitačním vlnění vesmíru.

Vysokoenergetické srážky protonů a protonů s antiprotony na urychlovačích LHC v CERNu a Tevatronu ve Fermilabu potvrdily, že existuje kvazičástice odderon, glueball se třemi gluony. Jde o úspěch dnes již vousaté předpovědi z roku 1973.

Neutrinová observatoř IceCube získala další skalp. Antineutrino detekované v roce 2016 neslo energii 6,3 PeV, čímž se stalo nejvíce energetickou antičásticí, s jakou jsme doposud měli tu čest. Observatoř při jeho detekci poprvé v historii fyziky pozorovala Glashowovu rezonanci, tedy vznik bosonu W při srážce antineutrina s elektronem, jev předpovězený už před šedesáti lety.

Červí díry jsou fantastické. Ale také problematické a zhola teoretické. Fyzici smíchali relativitu, elektrodynamiku a kvantovou teorii, aby vytvořili model s Diracovým polem, který dovoluje existenci mikroskopických, ale průchozích červích děr. Skrz projdou například elektrony a fotony, čili elektromagnetické záření.

Gravitační observatoře 21. května 2019 detekovaly zatím nejmasivnější gravitační událost, která je známá jako GW190521. Podle převládající hypotézy šlo o srážku černých děr o hmotnostech 85 a 66 Sluncí, což je problematické pro stávající teorie supernov. Proto se objevují exotičtější vysvětlení, jako třeba nejnovější hypotéza o srážce primordiálních černých děr.

Blíží se desáté výročí havárie v jaderné elektrárně Fukušima I. Je tak vhodná doba se podívat, jak se pokročilo v likvidaci následků havárie, rekonstrukci zasažených oblastí a obnově japonské jaderné energetiky. Téměř v době výročí došlo nedaleko Fukušimy pod mořem opět k silnému zemětřesení. Významným zlomem v likvidaci následků havárie je, že se těsně před výročím podařilo vyvézt všechny palivové soubory z bazénu třetího bloku.

Američtí vojenští vývojáři postavili kvantový senzor rádiových vln, který je založený na podivuhodných Rydbergových atomech. Je prvním svého druhu, který zvládne detekovat rádiové signály ve velké šíří spektra rádiových frekvencí. Poradí si s AM a FM rádiovým vysíláním, Bluetoothem, Wi-Fi a dalšími typy rádiové komunikace. Pro vojáky by to mohla být výtečná zbraň na elektromagnetická bojiště budoucnosti.

Kdyby současná Evropská strategie rozvoje fyziky vysokých energií byla přijata před čtyřiceti lety, nevyvolala by žádné otázky. Hlavní prioritou je do budoucna práce na vytvoření elektrono-pozitornového urychlovače o průměru 100 km. Znamená to, že CERN tak jako dříve usiluje o světové prvenství v oblasti gigantických urychlovačů, určených k výzkumu částicové fyziky.

Minulý rok v červnu byla po dvou letech diskusí přijata aktualizovaná Evropská strategie částicové fyziky. Znamená to, že si CERN určil své klíčové priority, přičemž nejen na nejbližší léta, ale i na druhou polovinu 21. století. Teoretický fyzik a ředitel Bajkalské školy částicové fyziky SÚJV Igor Ivanov ve svém článku (původně napsaném pro populárně vědecký portál N+1 a rozšířeném speciálně pro naši webovou stránku) posuzuje hlavní body zveřejněného programu a vysvětluje, jak se bude stavět urychlovač, který má nahradit LHC.

Krystaly zirkonu jsou jako časové schránky z pradávných epoch Země. Mimo jiné obsahují europium, jehož obsah těsně souvisí s mocností zemské kůry v době vzniku krystalu. Analýza europia prozradila, že Země před 1,8 až 0,8 miliardami let měla nápadně tenkou kůru. V té době byla prakticky vypnutá desková tektonika a nijak zvlášť neběžela ani evoluce.

V našem vesmíru podle všeho dramaticky převažuje hmota nad antihmotou. Přesto by se ale tu a tam mohly vyskytovat oblasti tvořené antihmotou, v nichž by mohly být antihvězdy i se svými antisvěty. Jednou z možností je, že mezi hvězdokupami Mléčné dráhy by mohla být nějaká antihvězdokupa. Pokud ano, tak by se mohla prozradit nezřízenou produkcí antičástic.

Jak změřit atomové jádro s extrémní přesností? Švýcarský tým vyměnil dva elektrony v atomu helia za jediný mion. Miony jsou leptony se záporným elektrickým nábojem, jako elektrony, jen asi dvěstěkrát těžší. Právě to umožnilo nesmírně přesně změřit velikost jádra helia. Měří 1,67824 femtometru.

General Fusion a Commonwealth Fusion Systems sázejí na technologii z fúzní doby kamenné. V jejich fúzních reaktorech hraje významnou roli tlak. Pokud ale uspějí, tak by jejich malé kompaktní fúzní reaktory mohly důstojně technologicky konkurovat velkým tokamakům, jako právě budovaný ITER.

Poslední události, které se staly v evropské přenosové soustavě ukazují, že odstavování stabilních jaderných a uhelných bloků bez náhrady vede ke zvýšení rizika ohrožení stability sítě a případně i vzniku blackoutu. Pokud si tuto hrozbu naši politici nedokáží uvědomit, může to vést nejen v naší energetické soustavě k velmi nebezpečnému vývoji.

Minulý rok byl první rok provozování plovoucí jaderné elektrárny Akademik Lomonosov, dokončení se blíží malý modulární vysokoteplotní reaktor HTR-PM chlazený plynem. I v práci na dalších projektech se v minulém roce podařilo dosáhnout značného pokroku. Reaktor NuScale obdržel obecnou licenci v USA. Podívejme se na loňský vývoj podrobněji.

Projekt NANOGrav detailně pozoruje vybrané pulzary v Mléčné dráze a hledá v jejich zběsilé blikání nenápadné odchylky. Ty by měly být projevem gravitačního šepotu vesmíru, který jako bezbřehý oceán omývá všechny objekty ve vesmíru. Něco opravdu našli, ale ještě bude nutné potvrdit, jestli je to jackpot.

V roce 2020 začal fungovat již sedmý typ reaktoru III. generace, čínský reaktor Hualong One. Rusko a Jižní Korea spustily první své bloky III, generace mimo svého území. Ruský reaktor VVER1200 se rozběhl v Bělorusku a jihokorejský APR1400 v Spojených arabských emirátech. Čína dokončuje blok Hualong One v Pákistánu. První zkušenost z provozu bloků III. generace ukazují, že by mohly splnit očekávání, která jsou do nich vkládána.