Fisikaren komunitateak supersolido arrotzak deskubritu zituen, supereroale mota berriak eratu zituen eta kosmosa inork susmatzen ez zuena baino askoz arrotzagoa dela esaten jarraitu zuen.
Unibertsoa ulertzeko bilaketan urte enblematiko gisa gogoratuko al da 2024. urtea, ala urte kaskar gisa? Hori honen araberakoa izango da: udaberriko emaitza bat benetakoa den ala ez.
Apirilean, fisikariek zantzu bat deskubritu zuten, energia iluna, espazioaren beraren energia misteriotsua, ahultzen ari zela iradokitzen zuena. “Zantzua” terminoa da egokiena, zeruetako seinalea ez delako “ebidentzia” deitzeko bezain sendoa, “aurkikuntza” ez aipatzearren. Astrofisikariek Energia Ilunerako Tresna Espektroskopikoa (DESI, ingelesezko siglengatik) erabili zuten milioika galaxia distantzia ezberdinetara mapatzeko espazioan eta denboran, eta mapa horretatik ondorioztatu zuten unibertsoa nola hedatu den historian zehar. Datuek baieztatu zuten, 1998tik dakigunez, kosmosaren hedapena bizkortzen ari dela, energia iluna deritzonak bultzatuta. Baina DESIaren datuek adierazten dute azelerazio tasa jaisten ari dela.
Energia iluna diluitu daitekeen energia iturri bat bada, fisikariek unibertsoko funtsezko legeei buruz duten ulermena sakonduko eta goitik behera aldatuko luke. “Egia izanez gero, 25 urtetan energia ilunaren izaerari buruz lortu dugu lehen benetako arrastoa izango litzateke”, esan dio Quantari Adam Riessek, energia ilunaren aurkitzaileetako bat eta Nobel Sariaren irabazleak. Fisikari teorikoak lanpetuta dabiltza energia iluna zergatik alda daitekeen azaltzen, eta DESIk, berriz, datu gehiago erregistratzen ditu datozen urteetan behin betiko ebaluazioa egiteko.
Materia iluna hil da, bizi bedi materia iluna
Unibertsoaren osagai ikusezinen bilaketan, materia ilunak mugarri etsigarria lortu zuen. WIMP (denbora luzez galaxietan eta haien inguruetan flotatzen duen materia ez islatzailerako hautagai nagusitzat hartu ziren partikula astun eta geldoak) izenez ezagutzen diren materia iluneko partikula hipotetikoak bilatzen zituzten esperimentatzaileak muga batera iritsi ziren. Detektagailuak hain sentiberak bihurtu dira, non orain eguzkiaren neutrinoen distira hartzen dutela, eta horrek seinalerik sotilena ere itsutzen du. “Beraz, hori da WIMPren detekzioaren aroaren amaiera”, azaldu digu Stanfordeko Unibertsitateko Natalia Toro fisikariak.
Berak eta materia iluneko beste ehiztari batzuek norabidea aldatu dute, eta orain hautagai berrien bila dabiltza materia ilunerako, bereziki espezie askotan agertuko liratekeen partikula arin baina ugarien bila. “Hipotesirik ohikoena da hori nolabait sinplea dela. Zergatik espero beharko genuke hori?”, dio Stanfordeko Unibertsitateko Philip Schuster fisikariak, espezialisten artean gero eta ohikoagoa den sentimendua adieraziz.
Inork ez dezan susmatu materia iluna XXI. mendeko epiziklo ptolemaikoa dela (unibertsoaren eredu bat, zeinetan luzaroan sinetsi den, baina korapilatsua eta, azken batean, okerra dena), astronomoek arrazoi berri bat deskubritu dute benetan existitzen dela pentsatzeko. Aurkikuntza, MACS J0018.5MACS J0018.5 izeneko objektu bat da; hain sinesgarria izan da, ezen jendeak Bullet kumulu berria esaten dion. Jatorrizko Bullet kumuluan (denbora luzez materia ilunaren existentziaren ebidentzia pieza konbentzigarrienetakotzat hartu da) bi galaxia kumulu handi ikusten ditugu elkarren kontra talka egiten. Talka egiten duen gasak distira handia du talka izan den lekuaren erdian, baina materia gehiena ez da gelditu, eta orban astunak sortu ditu, argia bi aldeetan desitxuratzen dutenak. Horrela jokatuko lukete materia iluneko partikulek, elkarri eragiten ez diotelako (edo ia elkarri eragiten ez diotelako).
MACS J0018.5 antzekoa da, baina galaxien kumuluak fusionatzen ari dira gure ikusmen lerroan zehar. Ikertzaileek radar bat jarri zuten haiengana, eta ikusi zuten horien gas ikusgaia moteldu egin dela talka egin ahala; masa gehiena, berriz, azkarrago mugitzen da, talkaren ondoriozko eragozpenik gabe.
Zaila da fusionatutako kumulu horiek azaltzea bilatzen ari garen partikula ikusezinak aipatu gabe.
Aurkikuntza astronomikoak
Gaueko zeruak sekretu asko gordetzen ditu. James Webb teleskopio espazialak, astronomia modernoaren bandera ontziak, urte honetan batzuk erakutsi ditu, bereziki unibertsoaren lehen mila milioi urteetako urrutiko objektuen behaketetan. Platano itxura duten galaxiak, puntu gorri txikiak, mahats itxura duten kumuluak, oso handiak diren zulo beltz gazteak: astrofisikariak historia kosmikoaren eraketa garai hartako “nahasmen ederrarekin” gozatzen ari dira.
Webb teleskopioak unibertsoaren hedapen tasaren neurketa berri eta zehatza ere ahalbidetu zuen, Hubbleren tentsioa esaten zaion buruhaustea korapilatuz. Bitartean, beste teleskopio batzuek unibertsoko eremu magnetiko handienak, ezkutuko molekula organikoak eta kosmosaren beraren pikortasuna deskubritu zituzten.
Egun zoriontsuak laborategian
Oso handietatik txikienetara, laborategian atomoak, molekulak eta kristalak manipulatzen dituzten fisikariek aurkikuntza berriak egin dituzte 2024an, eta harrobi kuantikoen gaineko doitasun eta kontrol maila harrigarriak lortu dituzte. Innsbruckeko talde batek materiaren egoera exotiko bat sortu zuen, aspaldi aurreikusia, supersolido izenekoa, eta disprosio atomozko kristal zurrun bat astintzean sortu ziren “tornado kuantiko” bereizgarrien irudiak ere lortu zituen. Astrofisikariek uste dute fase supersolido hori azkar biratzen duten izar izugarrien barruan sor daitekeela. Izar horiei pulsarrak deitzen zaie.
Bien bitartean, material bidimentsionalak (hau da, atomoen xafla kristalinoak) aztertzen dituzten materia kondentsatuko fisikariek hiru supereroankortasun mota berri deskubritu dituzte, eta, aldi berean, materiaren fase kuantiko bitxi bati buruz hausnartu dute. Bertan, karga frakzionarioa duten partikula emergenteak kristalaren ertzaren inguruan isurtzen dira. Oraindik ez dakigu fase horiek teknologikoki baliagarriak izango diren, baina hori da beti ametsa.
Beste laborategi batzuek aurrerapenak lortu dituzte atomo multzoetan informazioa kodetzeko eta manipulatzeko. Atomo neutroen ordenagailu kuantikoek, behin konputazio kuantikoan gutxi erabilitako metodo bat izan zirenek, badirudi bat‑batean leku nabarmena dutela. Azaroan, goraldian dauden gailu horiek emaitza historiko bat eman zuten: zaratarekiko erresistentea zen edo “akatsekiko tolerantea” zen kalkulu logiko bat lortu zuten.
Gainera, hamarkadetan zehar, fisikariak torioko trantsizio nuklear berezi baten energia zehazten saiatu dira, unibertsoa lotzen duten oinarrizko indarrak ikertzeko tresna gisa balio lezakeela jakinda. Aurten, hiru talde desberdinek azkenean “erloju nuklearraren” trantsizio hori neurtzea lortu zuten, eta monitorizatzeko asmoa dute, oinarrizko indar horien intentsitatean aldakuntzak bilatzeko.
Begirada bat espazio-denboratik haratago
Fisikari teorialariek aurrerapen abstraktuagoak lortu dituzte. Lengoaia geometriko berri bat garatu dute partikulen arteko elkarrekintzen emaitzak aurreikusteko. Tradizionalki, elkarrekintza horiek espazioan eta denboran arau kuantikoen arabera garatzen diren gertaera dinamiko gisa deskribatzen dituzten ekuazioak erabiltzen dituzte. Metodo berriarekin, erantzunak gainazaletako kurba multzoetatik sortzen direla dirudi. Aurkikuntza berritzaile horiek espazioaren eta denboraren beraren funtsezko oinarriak deskubritzeko ahaleginaren parte dira, “Espazio-denboraren amaiera” gaia, irailean argitaratu genuen bederatzi zatiko zenbaki berezia [Quanta Magazine].
Gai izugarri sakon batean are gehiago sakontzeko, kontsultatu entropiaren gure esplorazio multimedia; aldagai horren ulermen ebolutiboak nola birformulatu duen zientziaren xedea eta unibertsoan dugun eginkizuna aztertzen du.
Denak haserre
X-en (lehen Twitter izenez ezagutzen zen) fisikarekin lotutako eztabaidak ohi zirenaren itzal zurbilak dira, baina fisikako albiste batetik solasaldi bizia sortu zen, Scientific American aldizkariak fisika kuantikoko esperimentu batek “denbora negatiboaren” ebidentzia detektatu zuela jakinarazi zuenean. Zer esan nahi du horrek zehazki? Zerbaitek batere denborarik baino denbora gutxiago behar izan al zuen? Ez zehazki. Mundu kuantikoan, hitzek huts egiten dute askotan.
Torontoko Unibertsitateko fisikariek fotoiak jaurti zituzten rubidio atomoen laino baterantz. Fotoi bakoitzak hodeiaren atomo bat kitzika zezakeen, edo elkar eragin gabe zeharkatu, edo biak. Aukera kuantiko horiek interferitzen zuten bi uhin gisa. Orduan, ikertzaileek zehaztu ahal izan zuten fotoi batzuek atomo hodeia azkarrago zeharkatzen zutela xurgatzen eta birigortzen zirenean, xurgatzen eta birigortzen ez zirenean baino, eta horrek “iraunkortasun negatiboko denbora” inplikatzen zuen, fotoi horiek atomoak denbora negatibo batez kitzikatuko balituzte bezala, baina, berriz ere, hitzak baino ez dira. “Iraupen bat neurtzen ari gara, ez hasi aurretik amaitzen den zerbait”, saiatu zen azaltzen inplikatutako ikertzaileetako bat X-en.
Urrian, halaber, ezustekoa izan zen 2024ko Fisikako Nobel saria adimen artifizialaren aitzindariei eman zitzaienean. Lehen begiratuan, badirudi teknologia horrek ez duela loturarik naturaren legeekin. “Txundituta nago”, esan zion Science aldizkari sarituetako batek, Geoffrey Hinton informatika arloko zientzialariak. 1980ko hamarkadan, ordea, berak eta beste irabazleak, John Hopfieldek, oinarrizko neurona-sare artifizialak modelatu zituzten fisika estatistikoko sistemetan oinarrituta.
Fisikari estatistiko batzuk pozik agertu ziren alderdi askok osatutako sistemen portaerari buruz egin dituzten ikerketa ilunei emandako arretarekin. “Guretzat gauza zoragarria da”, adierazi zion Aurélien Decellek Science aldizkariari. “Egiten ari garena oso garrantzitsua dela aitortzea da, maila zabalago batean”.
Jatorrizko artikulua:
Natalie Wolchover (2024). The Year in Physics, Quanta Magazine, 2024ko abenduaren 17a. Quanta Magazine aldizkariaren baimenarekin berrinprimatua.