Малые дети в дремучем лесу

В принципе взрослым и уверенным в себе людям приятно думать, что они понимают окружающий мир. Это даёт ощущение контроля над ним и увеличивает эту самую уверенность в себе.
Но Вселенная устроена весьма коварно. Всегда есть что-то настолько не понятное, что взрослые и уверенные в себе люди чувствуют себя как дети в дремучем лесу.

Что там, за ветхой занавеской тьмы? -
В гаданиях запутались умы.
Когда же с треском рухнет занавеска,
Увидим все, как ошибались мы.

Гиясаддин Абу-ль-Фатх Омар ибн Ибрахим аль-Хайям Нишапури

Прежде всего следует пояснить, что такое симметрия времени. Это означает, что если в формулах, описывающих процессы окружающего мира поменять направление течения времени (т.е. заменить плюс на минус) они бы все равно описывали те же процессы. В отношении этой симметрии все процессы делятся на чётные (такие, у которых при изменении направления течения времени не меняется вообще ничего) и нечётные (такие, у которых меняется знак, условно с плюса на минус). Проще всего представить это как пущенный в обратную сторону кинофильм.
Существуют ещё 2 симметрии – симметрия заряда, означющая, что античастицы обладают теми же свойствами, что и их нормальные аналоги и симметрия чётности, означающая, что изменение знака физических координат тоже ничего не меняет. В сумме все три симметрии (это называется CPT-инвариантность) означают зеркальное отражение нашего мира, которое должно быть таким же точно, как и оригинал. Что бы вернуться в исходное состояние, нужно 2 отражения – сначала в зеркальное, потом обратно.
В январе 2014 года группа физиков из Массачусетского Технологического Института и Университета Рутгерса, работая с переохлаждённым (-261) сплавом урана, рутения и кремния (URu2Si2), обнаружила, что его поведение при фазовом переходе в кристаллическое состояние нарушает это правило. Для того, что бы вернуть сплав в исходное состояние, нужно не 2, а 4 подобных отражения. Явление назвали «хаотическим порядком» и понятия не имеют, что с ним делать.

В Солнечной системе чем планета дальше от Солнца, тем медленнее она движется по орбите. Это прекрасно описывается Законом Тяготения Ньютона, из которого следует, что чем дальше от центра притяжения, тем сила притяжения слабее. Так что более быстрые объекты просто отрываются и улетают прочь.
Ещё в 70х годах измерения скорости вращения галактик показали совершенно иную картину. Скорость движения звёзд в галактиках оказалась практически независимой от удалённости от центра галактики. Точнее, в относительно узкой области вокруг центра эта зависимость соблюдалась, но за её пределами скорость движения звёзд по своим орбитам оставалась практически постоянной не зависимо от удалённости. Уважение к Закону Всемирного Тяготения таково, что ради его спасения была придумана некая Тёмная Материя, нечто не имеющее ни вкуса, ни запаха, и вообще никак с прочей материей не взаимодействующее, кроме как посредством гравитации.
С тех пор вокруг этой вымышленной концепции создано масса теорий, включая даже классификацию Тёмной Материи на подвиды (так называемые Горячая, Тёплая и Холодная Тёмные Материи). Одни частицы (в большинстве своем такие же гипотетические, как и сама Тёмная Материя) предлагаются в кандидаты на роль частицы Тёмной Материи, другие, наоборот, отвергаются (как, например, нейтрино). Астрономические наблюдения дали достаточно косвенных указаний на существование Тёмной Материи, так что с ней сейчас обходятся как с реальностью. Но пока никакие попытки её прямого обнаружения результата не дали. Так что она пока остаётся скорее плодом фантазии.

Теория очень проста – чем ниже температура, тем ниже скорость движения атомов вещества. Ещё Лорд Кельвин посчитал, какова должна быть температура, что бы атомы остановились вовсе и назвал ее абсолютным нулём.
Впоследствии выяснилось, что о полной остановке атомов не может быть и речи (это противоречит принципу неопределённости Гейзенберга) и что в районе абсолютного нуля с веществом происходят всякие странные вещи, находящие свое объяснение в рамках Квантовой Механики. Но сама величина абсолютного нуля сомнению не подвергалась.
И вот, сотрудникам Института Макса Планка удалось охладить группу атомов до температуры ниже абсолютного нуля. Сделано это было с помощью так называемой лазерной решётки. Луч лазера с помощью призм и зеркал манипулирует так, что создаётся реальная решётка из параллельных и перпендикулярный лучей. При этом «шаг» решётки (расстояние между лучами) равен атомному диаметру. Такая лазерная решётка способна удерживать в своих узлах отдельные атомы. Теперь, если подобрать частоту лазерного излучения, то она войдёт в антирезонанс с колебаниями атомов и тем самым будет замедлять их движение. Или, говоря другими словами, охлаждать эти атомы.
Что бы объяснить это (и спасти понятие Абсолютного Нуля) пришлось пойти на разрыв связи энергии с энтропией. Это означает, что хотя температура (и тем самым энергия) частиц может оставаться постоянной, энтропию можно уменьшать и дальше, что соответствует отрицательным величинам на абсолютной шкале температур. Поскольку согласно 3 закону термодинамики энтропия системы в целом уменьшаться не может, речь идёт о том, что энтропию некоей группы атомов внутри системы можно передать другим атомам этой же системы. Тем самым большинство атомов системы будет иметь высокую энтропию, зато меньшинство очень низкую (в то время, как обычно бывает наоборот).
Опять же, что конкретно это означает, не понимают даже и авторы работы.