Fiziğin sınırlarındaki gizemli fenomenleri keşfetmek, anlamak ve kullanmak, ABD Ulusal Bilim Vakfı’nın Fizik Sınırları Merkezleri programı aracılığıyla 76 milyon dolarlık fonla desteklenmesi gereken dört araştırma merkezinin hedefidir. Merkezler, fizik araştırmalarının en zorlu ve potansiyel olarak ödüllendirici alanlarından bazılarını ele alacak.
NSF Fizik Sınır Merkezleri, sınırları aşan sonuçlar üretmek için büyük araştırmacı ekiplerini bir araya getiriyor. Bu tür çalışmalar, yıllar süren yoğun çabayı, çeşitli bilimsel ve teknik uzmanlığı ve yeni ekipman türlerini gerektirir. Yeni finanse edilen dört merkez arasında bir yeni merkez ve NSF’den yenilenen finansman için başarıyla yarışan üç merkez bulunmaktadır. Her biri altı yıl içinde 14 ila 25 milyon dolar arasında alacak. NSF artık sekiz fizik merkezini aktif olarak destekliyor.
NSF Direktörü Sethuraman Panchanathan, “NSF Fizik Sınır Merkezlerindeki araştırma ekipleri, maddenin dikkat çekici yeni hallerini yaratmak ve evrenin yerçekimsel dalga arka planına ilişkin ilk kanıtları ortaya çıkarmak gibi atılım üstüne atılım gerçekleştirdi” diyor. “Kendi odak alanlarında farklı olsalar da, NSF’nin yeni finanse edilen merkezlerinin tümü, bilimsel keşiflerin heyecan verici yeni manzaralarına ulaşmaya yönelik cesur ekip çabalarıdır. Dönüştürücü fırsatlara ulaşmak, bu manzaralara yeni teknolojiler ve diğer ilerlemeler yoluyla ulaşmamızı ve etrafa bir göz atmamızı gerektirir. “
Yeni finanse edilen merkezlerdeki araştırmacılar, atomların ve moleküllerin egzotik kuantum ölçeğindeki özelliklerinin yeni amaçlar için nasıl ölçeklendirilebileceği ve maddenin bilgiyi depolama ve işleme yeteneğini nasıl geliştirerek canlılara yol açtığı gibi çeşitli ve zor konuları araştıracaklar. hatıralar.
Merkezler, ABD’nin bilimsel işgücünün oluşturulmasına ve fizikte yeni nesil liderlerin hazırlanmasına yardımcı olmak için lisans ve yüksek lisans öğrencilerine ve doktora sonrası araştırmacılara önemli eğitim ve mentorluk fırsatları sağlayacak. Merkezler aynı zamanda ortaokul ve lise öğrencilerine bilim alanında kariyer yapmaları konusunda ilham vermeyi, eğitsel oyunlar ve videolar, atölye çalışmaları, yaz okulları ve yerel okullar ve öğretmenlerle yapılan eğitimsel yardımlar yoluyla onların ilgisini çekmeyi amaçlıyor.
2023 NSF Fizik Sınır Merkezleri
Yaşam Sistemleri için NSF Fizik Sınırları Merkezi
Chicago Üniversitesi’nde bulunan bu merkez, ilk kez finanse ediliyor ve canlıların anılarla yaptığı gibi, maddenin bilgiyi nasıl depolayıp geri çağırabildiğini anlamaya odaklanan yeni bir bilim alanını geliştirmeyi amaçlıyor. Merkez şunları keşfedecek:
- Evrimsel adaptasyona olanak sağlayan biyolojik mekanizmaların fiziksel kökenleri.
- Hücrelerin, dokuların ve organların şeklini ve hareketini yöneten fiziksel ve kimyasal fonksiyonların uyarlanabilirliği.
- Canlılarda fizyolojinin bilgi işlemeyle nasıl kontrol edildiği.
NSF Fizik Sınırları Merkezi: Kuantum Bilgisi ve Madde Enstitüsü
California Teknoloji Enstitüsü’nde bulunan merkez, atomları ve molekülleri içeren çok sayıda fizik alanını kuantum bilgi teorisindeki yeni gelişmelerle birleştirmeyi ve ilerletmeyi amaçlıyor. Merkez şunları araştıracak:
- Kuantum bilgi fiziği, kuantum hesaplama, kriptografi ve diğer uygulamalar için yararlı yeni algoritmalar oluşturmaya yöneliktir.
- Maddenin kuantum özelliklerini kullanarak yeni ölçüm ve algılama yöntemleri.
- Olağandışı özelliklere sahip yeni ve egzotik türde kuantum malzemeleri oluşturmak.
NSF Fizik Sınırları Merkezi: Kuantum Sınırında Ortaya Çıkan Karmaşıklığın Anlaşılması ve Kontrolü
Colorado Boulder Üniversitesi’nde bulunan merkez, artan boyut ve karmaşıklığa sahip kuantum sistemlerini keşfetmek için ışık-madde etkileşimleri üzerindeki kontrolü geliştirecek. Merkez şunları yapacaktır:
- Ultra soğuk atom ve moleküllerin yanı sıra karmaşık malzemeler gibi etkileşim halindeki birçok parçacıktan oluşan kuantum sistemlerini tasarlayın ve kontrol edin.
- Bu tür egzotik kuantum sistemlerinin özelliklerini tam olarak kontrol edebilen yeni ışık kaynakları geliştirin.
- Potansiyel olarak faydalı uygulamalarla yeni madde formları oluşturmak için giderek daha karmaşık hale gelen moleküllerin kuantum durumlarını tasarlamanın yeni yollarını bulun.
Ultra Soğuk Atomlar için NSF Fizik Sınırları Merkezi
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nde bulunan merkezin amacı, düşük sıcaklıktaki atom ve moleküllerden oluşan kuantum dolaşmış sistemlerin daha fazla kontrol edilmesini ve programlanabilirliğini sağlamaktır. Merkez aşağıdakileri içeren deneyler yapacak:
- Atom ve moleküllerin kuantum gazları.
- Rydberg durumlarındaki tek, yüksek derecede uyarılmış bir elektron içeren egzotik atom dizileri.
- Yarı iletkenlerdeki atom benzeri yabancı maddeler.
- Ölçüm, algılama ve ağ oluşturmada yeni uygulama potansiyeli taşıyan, “güçlü bağlantı” olarak bilinen ışık ve maddenin olağandışı bağlantısı.
Daha fazla bilgi için ziyaret edin NSF Fizik Sınır Merkezleri programı.