ปลายกระตุกของกล้องจุลทรรศน์แรงปรมาณูทำหน้าที่เป็น ‘ปิ๊ก’ เซ็กซี่บาคาร่า เช่นเดียวกับการดึงสายกีตาร์เส้นเล็กๆ นักวิทยาศาสตร์มีพันธะเคมี “ดีด”
การดึงพันธะซึ่งเชื่อมต่ออะตอมของคาร์บอนสองอะตอมโดยแยกจากกันเพียง 140 พันล้านส่วนมิลลิเมตร
จำเป็นต้องมี “การเลือก” เพียงเล็กน้อย นักวิจัยรายงานในบทความที่ได้รับการยอมรับในPhysical Review Lettersว่าโมเลกุลเดี่ยวของคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ติดอยู่กับปลายที่บางมากของกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม
กล้องจุลทรรศน์กำลังอะตอมจะถ่ายภาพวัสดุโดยการวัดแรงที่วัสดุกระทำต่อปลายเรียวของกล้องจุลทรรศน์ซึ่งถูกสแกนไปทั่วพื้นผิว ( SN: 8/1/19 ) นักฟิสิกส์ Jay Weymouth และเพื่อนร่วมงานใช้กล้องจุลทรรศน์ดังกล่าวเพื่อศึกษาโมเลกุลของ perylenetetracarboxylic dianhydride หรือ PTCDA พวกเขาได้รับเลือกให้มีรูปร่างแบนซึ่งช่วยให้วางบนพื้นผิวเพื่อตรวจสอบได้ นักวิจัยได้สั่นปลายของกล้องจุลทรรศน์แรงปรมาณูไปมาบนพื้นผิว โดยวัดว่าทิปกระตุกได้เร็วแค่ไหน และต้องใช้พลังงานเท่าใดในการทำให้มันเคลื่อนที่
เมื่อปลายกล้องจุลทรรศน์ถูกลากผ่านพันธะ ต้องใช้พลังงานมากขึ้นเพื่อให้ทิปกระตุก นั่นเป็นเพราะปลายคาร์บอนมอนอกไซด์งอขึ้นเนื่องจากแรงที่กระทำบนปลายโดยพันธะและอะตอมที่ยึดติด ก่อนที่จะหักกลับลงมาที่อีกด้านหนึ่งของพันธะ เนื่องจากแรงในวิชาฟิสิกส์มาในคู่ที่ “เท่ากันและตรงข้ามกัน” แรงบนปลายกล้องจุลทรรศน์หมายความว่าปลายนั้นออกแรงกระทำต่ออะตอมและพันธะเช่นเดียวกัน นักวิจัยกล่าวว่าแรงจากปลายนั้นคล้ายกับการดีดสายสัมพันธ์
การตรวจสอบพันธะเคมีในลักษณะนี้สามารถช่วยให้กล้องจุลทรรศน์กำลังอะตอมสามารถระบุลักษณะของโมเลกุลได้ดีขึ้น Weymouth จาก Universität Regensburg ในเยอรมนี กล่าวว่า “เป็นวิธีใหม่ในการดูพันธะเคมีเหล่านี้
คลื่นความโน้มถ่วงเผยให้เห็นหลุมดำคู่แรกที่มีขนาดไม่เท่ากัน
หลุมดำขนาดใหญ่หนึ่งหลุมและหลุมเล็กๆ หนึ่งตัวร่วมมือกัน การตรวจจับ LIGO และราศีกันย์แสดงให้เห็นเท่าที่คู่รักแปลก ๆ ไปนี่เป็นหนึ่งในสมุดบันทึก
ระลอกคลื่นในกาลอวกาศขยับขึ้นจากสองหลุมดำที่อยู่ห่างไกลจากกัน แสดงว่าหลุมดำตัวหนึ่งมีขนาดใหญ่กว่าอีกหลุมหนึ่งมาก เป็นคู่หลุมดำที่ไม่ตรงกันคู่แรกที่ค้นพบโดยการทำงานร่วมกันของ LIGO และ Virgo ซึ่งค้นหาคลื่นความโน้มถ่วงที่ปล่อยออกมาจากการเผชิญหน้าของหลุมดำในจักรวาล การชนที่ตรวจพบเมื่อวันที่ 12 เมษายน 2019 เกิดขึ้นจากโลกประมาณ 2.5 พันล้านปีแสง
สำหรับการควบรวมกิจการของหลุมดำก่อนหน้านี้ทั้งหมด พันธมิตรทั้งสองมีขนาดใกล้เคียงกัน แต่ในกรณีนี้ หลุมดำที่ใหญ่กว่านั้นมีมวลประมาณ 30 เท่าของดวงอาทิตย์ ในขณะที่หลุมดำที่เล็กกว่านั้นมีมวลประมาณแปดเท่าของดวงอาทิตย์ นักวิจัยจาก LIGO และ Virgo รายงานว่าเมื่อวันที่ 18 เมษายนในการประชุม American Physical สังคมที่จัดขึ้นแทบเนื่องมาจากการแพร่ระบาดของไวรัสโควิด-19
ก่อนหน้าผลลัพธ์นี้ นักวิทยาศาสตร์ไม่ทราบว่าความสัมพันธ์ที่ไม่สมดุลนั้นมีอยู่จริงหรือไม่ หรือหายากเพียงใด “เหตุการณ์ครั้งนี้แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าครั้งใหญ่ในความเข้าใจของเรา” นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Maya Fishbach จากมหาวิทยาลัยชิคาโกกล่าวในการพูดคุยในที่ประชุม
การทำความเข้าใจว่าหลุมดำเป็นคู่กันประเภทใดในที่สุดสามารถช่วยตอบคำถาม ว่าหลุมดำก่อตัว อย่างไร ( SN: 6/19/16 ) หลุมดำอาจรวมตัวกันเป็นกระจุกดาวหนาแน่น หรือเมื่อดาวสองดวงเกิดเป็นฝาแฝดและทั้งสองจะยุบตัวเป็นหลุมดำ ความเป็นไปได้ทั้งสองอย่างในบางครั้งอาจสร้างพันธมิตรจำนวนมากที่ไม่เท่ากัน
นักวิจัยยังได้ทดสอบด้วยว่าทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์ยังคงมีอยู่ในการชนกันของหลุมดำรูปแบบใหม่นี้หรือไม่ เซอร์ไพรส์ เซอร์ไพรส์: ไอน์สไตน์พูดถูกอีกแล้ว
เครื่องตรวจจับของ Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory ในสหรัฐอเมริกาและ Virgo ในอิตาลีปิดตัวลงในช่วงเริ่มต้นของการดำเนินงานที่เร่งโดยCOVID- 19 พวกเขามีกำหนดจะเริ่มสังเกตท้องฟ้าอีกครั้งในปี 2022
Wilczek อธิบายว่าส่วนผสมเหล่านั้นมาในรูปแบบที่เราเห็นในปัจจุบันได้อย่างไรในบท “จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุด” ของเขา ส่วนสำคัญของเรื่องคือการเกิดขึ้นของความซับซ้อนแม้จะมีความเรียบง่ายของพื้นฐาน — ส่วนผสมน้อยมากที่ควบคุมโดยกฎหมายน้อยมาก ปรากฎว่าความแตกต่างเล็กน้อยในการกระจายส่วนผสมนำไปสู่ความหลากหลายของโครงสร้างและองค์ประกอบที่พบในทุกขนาดทั่วทั้งจักรวาล เมฆก๊าซในอวกาศมีความแตกต่างเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ตัวอย่างเช่น “สามารถให้ระบบของดาวและดาวเคราะห์ที่แตกต่างกันอย่างมาก”
แนวคิดหลักอีกประการหนึ่งคือ หลักการพื้นฐานของวิลเชค ซึ่งเป็นหลักการเสริมของนักฟิสิกส์ Niels Bohr การเข้าใจโลกต้องอาศัยการตระหนักในการขยายความคิดว่า สิ่งหนึ่งที่มอง “จากมุมมองที่ต่างกัน อาจดูเหมือนมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันมากหรือขัดแย้งกันได้” และนั่นคือสาเหตุที่ “โลกนี้เรียบง่ายและซับซ้อน มีเหตุมีผลและแปลกประหลาด ถูกกฎหมายและโกลาหล” เซ็กซี่บาคาร่า
