สิ่งต่าง ๆ เปลี่ยนไปอย่างไร การค้นพบใหม่สองครั้งในอดีตที่ค่อนข้างเร็ว คือการค้นพบฟูลเลอรีน (เริ่มจากคาร์บอน-60) ในช่วงกลางทศวรรษที่ 1980 ตามมาด้วยการผลิตท่อนาโนคาร์บอนตัวแรกในต้นปี 1990 ซึ่งนำไปสู่การระเบิดของจำนวนงานวิจัย เอกสารเกี่ยวกับคุณสมบัติทางกล อิเล็กทรอนิกส์ และคุณสมบัติอื่นๆ ของวัสดุที่มีคาร์บอนเป็นพื้นฐาน ในหน้า 33 อธิบายคุณสมบัติแม่เหล็กลึกลับของคาร์บอน
เมื่อแรกเห็น
คาร์บอนดูเหมือนจะเป็นวัตถุดิบที่ไม่ค่อยดีนักสำหรับการผลิตแม่เหล็ก ส่วนประกอบพื้นฐานของแม่เหล็กคืออะตอมที่มีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ และอิเล็กตรอน 6 ตัวในคาร์บอนทั่วไปชอบสร้างเป็นคู่อย่างไรก็ตาม นับตั้งแต่ทีมงานที่ Ioffe Institute ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กพบสัญญาณของเฟอร์โรแมกเนติก
ในตัวอย่างคาร์บอน-60 ในปี 2544 หลักฐานที่แสดงว่าคาร์บอนสามารถเป็นแม่เหล็กได้นั้นแข็งแกร่งมากขึ้น โคอี้และเพื่อนร่วมงานได้พบหลักฐานของคาร์บอนแม่เหล็กในชิ้นส่วนของอุกกาบาตที่พุ่งชนโลกเมื่อ 50,000 ปีก่อน คิดว่าข้อบกพร่องน่าจะเป็นแหล่งที่มาของแม่เหล็กแม้ว่าจะยังไม่ได้รับการยืนยันก็ตาม
ปีนี้เพียงปีเดียวได้เห็นความก้าวหน้าทางฟิสิกส์ที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบมากมาย ได้แก่ การใช้ท่อนาโนคาร์บอนเป็นเส้นใยในหลอดไฟ โฟมคาร์บอนที่มีความหนาแน่นต่ำที่สุดเท่าที่เคยมีรายงานมาสำหรับของแข็ง เซ็นเซอร์ที่ใช้ท่อนาโนที่สามารถวัดแรงขนาดเล็กได้ การขนส่งอิเล็กตรอน
แบบ ballistic ในชั้นของกราไฟต์มีความหนาเพียงอะตอม และการใช้อะตอมของคาร์บอนเดี่ยวเพื่อปรับปรุงความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอมให้ดีกว่า 0.1 นาโนเมตร ยิ่งกว่านั้น ผลลัพธ์ไม่ได้ถูกจำกัดเฉพาะฟิสิกส์ของสสารควบแน่นและอุปกรณ นักฟิสิกส์ชาวญี่ปุ่นใช้โมเลกุลของคาร์บอน-60
ในการเปลี่ยนแปลงครึ่งชีวิตของนิวเคลียสของสารกัมมันตภาพรังสีเบริลเลียม ในขณะที่โมเลกุลของคาร์บอน-70 กำลังถูกใช้ในการทดลองในออสเตรียเพื่อสำรวจขอบเขตระหว่างกลศาสตร์ควอนตัมและคลาสสิกแน่นอน นักฟิสิกส์บางคนสนใจคาร์บอนมานานก่อนที่ฟูลเลอรีนและท่อนาโน
จะมาถึงที่เกิดเหตุ
เสียอีก ตัวอย่างเช่น ในปี 1950 Fred Hoyle ทำนายการมีอยู่ของนิวเคลียสคาร์บอนซึ่งไม่เคยทราบมาก่อนอย่างมีชื่อเสียง เพื่ออธิบายว่าองค์ประกอบต่างๆ ก่อตัวขึ้นภายในดาวฤกษ์ได้อย่างไร พบสถานะในการทดลองหลังจากนั้นไม่นาน การค้นหารูปแบบชีวิตที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ
ในอวกาศประสบความสำเร็จน้อยลง แต่ความกระตือรือร้นในปัจจุบันสำหรับทุกสิ่งที่มีคาร์บอนบนโลกแสดงให้เห็นสัญญาณเพียงเล็กน้อยของการจางหายไปในทางกลับกัน สมการของแมกซ์เวลล์ได้สร้างแรงบันดาลใจให้กับทฤษฎีที่ยิ่งใหญ่มากมายในศตวรรษที่ 20 เช่นเดียวกับการนำไฟฟ้า แม่เหล็ก
และเลนส์มาใช้บนพื้นฐานทางทฤษฎีที่มั่นคงเป็นครั้งแรก เหนือสิ่งอื่นใด Maxwell ใช้สมการทั้งสี่ของเขา ซึ่งเริ่มเป็นรูปเป็นร่างขึ้นในปี 1850 และปรากฏในรูปแบบสุดท้ายในปี 1873 เพื่อคำนวณความเร็วของแสงและทำนายการมีอยู่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ความยาวคลื่นที่มองไม่เห็น
เมื่ออธิบายสมการของแมกซ์เวลล์ ไฮน์ริช เฮิรตซ์เคยกล่าวไว้ว่า “ไม่มีใครหลีกหนีความรู้สึกที่ว่า…พวกเขามีความเฉลียวฉลาดในตัวเอง ฉลาดกว่าเรา ฉลาดกว่าผู้ค้นพบด้วยซ้ำ ว่าเราได้อะไรจากสมการนั้นมากกว่าที่คิดไว้แต่แรก เข้าไปในพวกเขา” ไอน์สไตน์จึงรวมสมการของแมกซ์เวลล์เข้า
กับหลักสัมพัทธภาพ
เพื่อให้ได้E = mc 2 และต่อมาในปี 1927 Dirac ได้นำทฤษฎีควอนตัมมาใช้กับพวกเขาและได้กำหนดสมการของเขาสำหรับอิเล็กตรอนและวางรากฐานของควอนตัมอิเล็กโทรไดนามิกส์สมการของแมกซ์เวลล์ยังมีคุณสมบัติที่ละเอียดอ่อนอีกประการหนึ่ง นั่นคือค่าความไม่แปรผันมาตรวัดเฉพาะที่
แม้ว่าความสำคัญของสิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้นจริงจนกระทั่ง ได้ตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับแรงที่แข็งแกร่งเมื่อ 50 ปีก่อนในเดือนนี้ (1954 Phys. รายได้ 96 191) ปัจจุบันค่าความไม่แปรผันของมาตรวัดในท้องถิ่นเป็นคุณสมบัติที่สำคัญของทั้งอันตรกิริยาแบบแรงและแบบอิเล็กโทรวีก และสมการ Yang-Mills
ถูกนำมาใช้เพื่ออธิบายแรงทั้งสองนี้ในแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์ของอนุภาค กล่าวง่ายๆ ความแปรปรวนของมาตรวัดหรือความสมมาตรหมายความว่าบางสิ่ง เช่น ศักย์ไฟฟ้าในแม่เหล็กไฟฟ้า สามารถ “วัดซ้ำ” หรือเปลี่ยนแปลงได้โดยไม่มีผลกระทบที่เห็นได้ชัดเจน ความแปรปรวนของมาตรวัดเฉพาะที่
หมายความว่าศักย์ไฟฟ้าสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามจำนวนที่ต่างกัน ณ ที่ต่างๆ ในอวกาศและเวลาโดยไม่ต้องเปลี่ยนสมการของแมกซ์เวลล์ แท้จริงแล้ว นักทฤษฎีบางคนคาดการณ์ว่าแรงพื้นฐานคือวิถีธรรมชาติในการรักษาความสมมาตรของมาตรวัดในท้องถิ่นของโลก ด้วยเหตุผลบางอย่าง
อาจเป็นเพราะมันไม่สามารถเขียนบนเสื้อยืดได้ หรือเพราะความแปรปรวนของมาตรวัดเป็นแนวคิดที่ละเอียดอ่อน สมการ Yang-Mills ไม่อยู่ในรายการสมการที่ยอดเยี่ยมของเรา แม้ว่า Hawking จะสร้างความปั่นป่วนเมื่อเขาเขียนเกี่ยวกับ “การรู้จักจิตใจของพระเจ้า”
ในตอนท้าย ก็สามารถหลีกหนีข้อโต้แย้งที่คล้ายคลึงกันได้เมื่อเขานำสมการและศาสนามารวมกันในบทความที่ตีพิมพ์ในIt Must Be Beautiful ( รวมบทความเกี่ยวกับสมการที่ยอดเยี่ยมที่มีเนื้อหาเกี่ยวกับสมการ Yang-Mills โดย Christine Sutton) Weinberg เปรียบเทียบสมการอันยิ่งใหญ่
ของฟิสิกส์สมัยใหม่กับมหาวิหาร และสรุปว่า “พวกมันอาจอยู่ได้นานกว่าแม้แต่มหาวิหารที่สวยงามในยุคก่อนๆ” แน่นอน ดังที่ Weinberg ชี้ให้เห็น สมการทั้งหมดในฟิสิกส์เป็นเพียงการประมาณ แต่สิ่งที่ดีที่สุดจะยังคงมีประโยชน์ตราบเท่ากาลเวลา
Credit: เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>> ดัมมี่ออนไลน์ ฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ
