Учёный

Felix Bloch

1905–1983 · Квантовая механика, Физика твердого тела, Ядерный магнитный резонанс
Швейцарско-американский физик, лауреат Нобелевской премии. Создал теорию энергетических зон в твердых телах (волны Блоха), разработал уравнения Блоха для ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Его имя носит сфера Блоха — геометрическое представление состояния кубита, ставшее основным инструментом в квантовых вычислениях и информации.

Биография

Изучал физику в Цюрихском политехникуме и Лейпцигском университете под руководством Вернера Гейзенберга. Работал в Стэнфордском университете, где основал школу физики твердого тела. Во время войны участвовал в Манхэттенском проекте. Лауреат Нобелевской премии по физике (1952) за развитие методов ядерного магнитного резонанса. Был первым генеральным директором ЦЕРН (1954–1955).

Ключевые открытия

💡 Сфера Блоха была впервые введена в 1946 году для описания динамики спина, но стала иконой квантовых вычислений лишь спустя полвека. Блох также увлекался музыкой и играл на фортепиано.
"Учёный говорил, что бесплатных завтраков не бывает, и это относится и к информации в квантовом мире."
Понятия
квантовое измерениесверхпроводимость
Законы
теорема Блоха
Учёные
John Stewart BellSatyendra Nath BoseRichard FeynmanJohn ClauserAnton ZeilingerRoy GlauberDavid WinelandSerge Haroche

Статьи с его участием

Шум как клей для разбитой вазы климата
Климатологи тридцать лет собирают осколки разбитой вазы. Каждая модель климата — свой осколок, и все они обещают разное потепление к 2100 году: от полутора до почти шести градусов. Разброс не уменьшается, сколько бы ни улучшали модели. Внутри этой вазы живёт океан, который сам по себе колеблется с периодами 7 и 14 лет, как маятник, который никто не толкает, но он не останавливается.
Космический сюрприз: железо ведёт себя иначе
В потоке заряженных частиц, летящих к нам из глубин Галактики, железо оказалось белой вороной. Прибор ATIC-2, поднятый на воздушном шаре над Антарктидой, сравнил, как меняется с энергией доля ядер от серы до хрома относительно железа. До энергии примерно 80 ГэВ на нуклон всё шло как по учебнику: чем выше энергия, тем меньше тяжёлых ядер по сравнению с железом.
Как измерение рождает квантовый шум
В 1946 году Феликс Блох предсказал, что даже без внешнего магнитного поля в ансамбле спинов существует флуктуирующий магнитный момент. Он растёт как корень из числа частиц, и в малых образцах этот шум может превышать тепловую поляризацию. Долгое время его описывали через феноменологические флуктуирующие поля, что требовало дополнительных предположений.
Звездотрясение рождает бурю
Кора магнетара трескается за миллисекунды. Глубинный сдвиг рождает сейсмические волны, которые бегут по поверхности и встряхивают магнитное поле. Это звездотрясение — как землетрясение, только на нейтронной звезде с полем в квадриллион раз сильнее земного. До сих пор модели возмущений были грубыми: одиночный поворот поверхности или идеализированный импульс.
Фотоны-пилоты: релятивистская механика Бома в прямом наблюдении
Одиночный фотон проходит через две щели и оставляет на экране интерференционную картину. Квантовая механика описывает этот процесс волновой функцией, но что происходит с самой частицей? Почти век назад Луи де Бройль предложил идею волны-пилота, а Дэвид Бом развил её в строгую теорию, где у каждой частицы есть траектория.
Биофизика2025-10-071 минarXiv:2510.05792экспресс
Клетки общаются светом: биофотоны как диагностический инструмент
Живые клетки непрерывно обмениваются световыми сигналами — биофотонами, интенсивность которых в миллиард раз слабее дневного света. Это похоже на шёпот, улавливаемый лишь сверхчувствительными приборами. Здоровая клетка «шепчет» ритмично, а раковая — сбивчиво, но с долгой памятью о прежних вспышках.
Квантовая физика2025-12-081 минarXiv:2512.07307экспресс
Алмазная микроскопия: как дефект кристалла различает клетки
Каждая клетка — миниатюрный камертон. Резкий магнитный импульс заставляет её «звучать»: ядра водорода, входящие в состав клеточной воды, возбуждаются и, возвращаясь в равновесие, порождают слабый магнитный сигнал. Затухание этого «звука» зависит от свойств внутриклеточной среды — вязкости, плотности, молекулярного состава.
Квантовая физика2025-12-181 минarXiv:2512.16097экспресс
Кристаллы времени: стабильный ритм без хаоса
Кристаллы времени — это экзотическая фаза материи, которая пульсирует во времени, подобно вечному метроному, не требующему завода. Концепцию почти десять лет назад предложил Фрэнк Вильчек.
Плазменный шар как ключ к магнетарам и быстрым радиовсплескам
Магнетар — это нейтронная звезда, обладающая магнитным полем, которое в квадриллион раз интенсивнее земного. Время от времени такой объект исторгает сгусток плазмы, напоминающий надувной шарик; внутри него, словно тысячи невидимых пружинок, мечутся силовые линии магнитного поля.
Материаловедение2026-01-031 минarXiv:2601.01059экспресс
Свет заставляет кристалл течь током
Кристалл без центра симметрии похож на лестницу, у которой все ступеньки наклонены в одну сторону: электроны, получив толчок от света, скатываются преимущественно в одном направлении. Так рождается постоянный ток — фотогальванический эффект.
Магнитное сердце пульсара задышало чаще
Два телескопа — Swift/BAT и NuSTAR — двадцать лет подряд смотрели на одну и ту же пару звёзд: нейтронную звезду и её соседку-гиганта. Нейтронная звезда — это остаток взорвавшейся звезды, сжатый до размеров города, а магнитное поле у неё такое сильное, что заставляет электроны крутиться по спирали, как нитку на катушке.
Биомолекулы2026-01-091 минarXiv:2601.14273экспресс
Кислород из воды: как растения собирают его по кирпичику
В каждом листе, на свету, работает фабрика, которая разбирает воду на кислород и водород. Кислород уходит в воздух, которым мы дышим, а водород растение использует для еды. Сердце этой фабрики — белковый комплекс с четырьмя атомами марганца и одним атомом кальция. Именно там вода теряет электроны и превращается в кислород.
Материаловедение2026-01-101 минarXiv:2601.06659экспресс
Сплав, который твердеет перед поломкой
Металл может выглядеть целым, но внутри него уже идёт тихое расслоение. В сплавах железа с хромом при определённой температуре атомы хрома начинают собираться в отдельные островки, оставляя вокруг себя области, бедные хромом. Это называется спинодальным распадом, и он делает материал хрупким, а коррозия быстрее проедает его насквозь.
Алмаз: загадка разбросанных скоростей
Алмаз — не просто украшение. Этот кристалл может проводить электричество, когда в нём появляются свободные носители заряда: электроны и дырки. Но как быстро они движутся? В научных статьях числа разнятся в десятки раз. Одна лаборатория сообщает скорость 1000 см²/(В·с), другая — 4000.
Космическая физика2026-01-211 минarXiv:2601.14719экспресс
Лунный кислород: дышать без Земли
Лунная пыль похожа на серый песок, но в ней нет ни глотка воздуха. Кислород там есть — он крепко связан в камнях, как сахар в карамели. Чтобы его достать, нужно разорвать химические связи, и учёные ищут самый простой способ. В лаборатории взяли искусственный лунный грунт, сделанный по образцам с «Аполлонов» и китайского «Чанъэ».
Терагерцовый импульс переключает магнитный порядок без нагрева
Обычный магнит можно представить как строй солдат, где все смотрят в одну сторону. Антиферромагнетик устроен иначе: соседние «солдаты» смотрят в противоположные стороны, но строй в целом остаётся упорядоченным. Перевернуть такой строй сложно — он не реагирует на слабые внешние поля.
Магнетар поляризует рентгеновское излучение до 47%
Нейтронные звёзды — сверхплотные остатки сверхновых, сжатые до размеров города. В 1930-х годах Фриц Цвикки теоретически предсказал их существование, а позже Джоселин Белл Бернелл экспериментально открыла пульсары — быстро вращающиеся нейтронные звёзды, испускающие…
Биофизика2026-01-211 минarXiv:2601.15477экспресс
Белки гнут мембрану, как ложка гнёт плёнку на молоке
Оболочка живой клетки — не жёсткий панцирь, а податливая плёнка, в которую встроены тысячи белков, как изюм в тесто. Когда белок меняет форму или клетка движется, плёнка прогибается: иногда едва заметно, как поверхность воды от упавшей пылинки, а иногда сильно — как простыня, если под ней вытянуть ноги.
Атомная физика2026-01-251 минarXiv:2601.17797экспресс
Молекула как пара щелей
Бросьте два камешка в пруд — от каждого пойдут круги, и на воде возникнут гребешки, где волны усиливают друг друга, и впадины, где гасят. Примерно так же ведут себя протоны: если их два, они создают двойную рябь, которая складывается в узнаваемый узор. В новом опыте пучок ионов водорода — одиночных протонов и пар, связанных в молекулу, — направляли на облако гелия.
Магнитные поля, которые перестраивают сами себя
В кастрюле с кипящим супом мелкие пузырьки бурлят, но постепенно крупные потоки начинают доминировать. Похожее явление происходит в космической плазме, где магнитные поля ведут себя как запутанные нити. В турбулентности магнитная энергия обычно перетекает от крупных масштабов к мелким, но в магнитно-доминирующей среде всё наоборот: энергия идёт от мелких вихрей к крупным.
Новые технологии2026-01-261 минarXiv:2601.18435экспресс
Как один атом решает, видеть вам или нет
В глубине глаза, в тонком слое клеток, работает крошечная молекулярная машина. Она захватывает свет и превращает его в сигнал, который мозг понимает как изображение. Но иногда в чертежах этой машины случается опечатка — одна-единственная буква генетического кода меняется, и человек рождается слепым. Учёные долго не могли понять, почему одни опечатки полностью ломают машину, а другие лишь слегка замедляют её.
Материаловедение2026-01-291 минarXiv:2601.21810экспресс
Как рождается полярон: танец электрона и кристалла
Кристалл оксида магния похож на строй солдат: атомы стоят ровными рядами, и по ним бежит электрон. Но стоит электрону задержаться, как ближайшие атомы слегка сдвигаются с мест — словно соседи по шеренге поворачивают головы. Электрон оказывается в ямке из смещённых атомов и уже не может двигаться свободно.
Геофизика2026-01-311 минarXiv:2602.00421экспресс
Ветер меняет голос взрыва
Один и тот же взрыв может звучать по-разному — всё зависит от того, куда дует ветер. В 2024 году исследователи дважды подорвали заряды, равные по силе десяти тоннам тротила, и записали звук сетью из 31 микрофона, расставленных в радиусе 23 километров. Источник был одинаковым, но звуковые картины получились совсем разными.
Космический магнит в 4U 1700-37
В двойной системе 4U 1700-37 массивная звезда-сверхгигант HD 153919 истекает мощным звёздным ветром. Этот ветер, как невидимый поток, устремляется к компактному соседу — вероятно, нейтронной звезде. Падая, вещество разогревается до миллионов градусов и вспыхивает в рентгеновском диапазоне.
Солнечная вспышка в трёх измерениях
Солнечная вспышка — это как гигантская пружина, которую скручивали, скручивали, а потом она резко распрямилась. Энергия, накопленная в магнитном поле, за минуты выбрасывается в пространство, разогревая плазму до миллионов градусов. Но что именно происходит в этот момент внутри петли раскалённого газа, до сих пор было видно лишь в плоских проекциях. Теперь астрономы собрали трёхмерную картину.
Магноны на перекрёстке: как энергия бежит в магнитном кристалле
Лазерная вспышка ударяет по кристаллу оксида меди, и в нём, как круги по воде, расходятся волны магнитного возбуждения — магноны. Учёные впервые проследили их путь от рождения до исчезновения с точностью до фемтосекунд (миллионных долей миллиардной секунды). Сначала свет выбивает электроны, и спины атомов (их внутренние «магнитики») мгновенно теряют строй.
Материаловедение2026-02-131 минarXiv:2602.13116экспресс
Почему батарея теряет марганец
Марганец — это кирпичики в стене, а цинк — гость, который приходит и втискивается между ними. Если гость садится неудобно, он выталкивает кирпичик из кладки. Примерно это происходит в цинк-ионной батарее: при разрядке ионы цинка встраиваются в кристаллическую решётку оксида марганца, и марганец начинает вымываться в раствор.
Мезоскопика2026-02-211 минarXiv:2602.18973экспресс
Геометрия электронов без приближений
Электрон внутри кристалла напоминает путешественника, который идёт по городу с изогнутыми улицами. Направление его движения постоянно меняется в зависимости от того, где он находится. Физики называют эту особенность геометрической фазой Берри, и она определяет, как материал проводит ток или реагирует на магнитное поле.
Физика плазмы2026-02-271 минarXiv:2602.23683экспресс
Магнитное пересоединение: от плавного течения к взрыву
В плазме, где часть атомов остаётся нейтральной, магнитные силовые линии могут перестраиваться с разной скоростью. Это похоже на две резиновые ленты, которые сначала сцеплены, а потом вдруг расцепляются и сжимаются, высвобождая энергию. В новой работе физики впервые просканировали сразу два параметра: долю ионизованных частиц и частоту столкновений между ионами и нейтралами.
Радиопульс магнетара: гигантские вспышки
Маяк почти всё время молчит, но иногда выдаёт вспышку такой силы, что её видно за сотни тысяч километров. Именно так ведёт себя магнетар XTE J1810-197 — сверхплотная звезда с чудовищным магнитным полем. С сентября 2022 по июль 2023 года радиотелескопы Аргентинского института радиоастрономии ловили его сигналы.
Генетическая точность без стабильности
Клетку можно отредактировать идеально, но она всё равно окажется бесполезной. Ген исправлен точно по плану, а клетка ведёт себя непредсказуемо: дрейфует, меняет судьбу, теряет безопасность. Это как починить одну шестерёнку в часах, но часы всё равно идут неправильно, потому что сбился весь механизм. Раньше на клетку смотрели как на список независимых деталей.
Биофизика2026-03-052 минarXiv:2603.05548экспресс
Клетки разжижаются, не меняя формы
Слой клеток, выстилающий внутренние органы, похож на очередь в переполненном метро: все стоят вплотную, но иногда толпа начинает течь, и люди проскальзывают мимо друг друга. Биологи называют такое поведение переходом от застрявшего, твёрдого состояния к текучему. До сих пор считалось, что ключ к этому — форма клеток: если клетки становятся более вытянутыми, ткань разжижается.
Ткани находят свой ритм
Кусок теста, если тянуть его в стороны, не растягивается равномерно: в одном месте он истончается и рвётся. Живая ткань ведёт себя похоже, но вместо разрыва в ней появляются полосы сдвига — узкие зоны, где клетки начинают скользить друг по другу, как карты в колоде при снятии.
Почему звёзды-магниты замирают на 12 секундах
Волчок крутится всё медленнее и медленнее, пока не замирает. У нейтронных звёзд — сверхплотных остатков взорвавшихся светил — есть свой «период замирания».
Материаловедение2026-03-131 минarXiv:2603.13117экспресс
Литиевая гонка: почему батареи теряют заряд
Литиевая батарея похожа на дом с кладовкой: при зарядке литий заходит внутрь, при разрядке выходит. Но если кладовка захламляется, часть лития остаётся внутри навсегда. От того, из какого металла сделаны стенки кладовки, зависит, сколько лития вернётся. Авторы работы взяли четыре металла: алюминий, магний, серебро и медь. Каждый впитывает литий по-своему.
Железо-58 раскрывает карты
В 1978 году физики бомбардировали мишень пучком ионов и измеряли, как быстро те тормозятся в веществе. По доплеровскому сдвигу гамма-квантов они вычисляли время жизни возбуждённых состояний ядра. Для железа-58 получилось значение, которое не согласовывалось с расчётами по оболочечной модели ядра.
Квантовая физика2026-03-211 минarXiv:2603.20612экспресс
Необычные датчики выигрывают в шумных лабораториях
В лаборатории измеряют очень слабый сигнал — например, крошечное изменение магнитного поля. Прибор дрожит от проезжающих машин, от дыхания экспериментатора, от нагрева проводов. Этот технический шум не убрать полностью, и он ставит предел точности. Обычный датчик работает как весы, которые качаются от любого сквозняка.
Экзопланеты2026-03-221 минarXiv:2603.21360экспресс
Откуда у Земли железо
Когда пекарь замешивает тесто, по крупинкам муки можно сказать, с какой мельницы она привезена. Так и с Землёй: состав железа в её недрах хранит память о том, где родились те куски, из которых планета собралась.
Как бактериальные гены самоорганизуются в живые капли
В активно растущей бактерии гены, кодирующие «белковые фабрики» — рибосомы, — не дрейфуют в цитоплазме хаотично. Они слипаются в жидкие капли, напоминающие масляные разводы в воде: у них нет окружающей мембраны, но есть чёткая граница раздела с окружением. За это сгущение отвечает белок NusA.
Сверхпроводимость2026-04-031 минarXiv:2604.02843экспресс
Квантовый дуализм в сверхпроводнике: тайна двух щелей
В кристаллической решётке электроны иногда ведут себя подобно толпе на стадионе, порождающей «волну»: области с повышенной плотностью заряда чередуются с почти пустыми зонами. Эта волна, известная как волна зарядовой плотности, блокирует свободное движение носителей — при обычных условиях материал не является сверхпроводником.