Физика

Спустя десять лет после того, как учёные впервые обнаружили гравитационные волны, возникающие при столкновении двух чёрных дыр, коллаборация LIGO-Virgo-KAGRA — исследовательская группа, в которую входит профессор астрономии из Колумбийского университета Максимилиано Иси, — зафиксировала сигнал от почти идентичного столкновения чёрных дыр. Улучшения в технологии обнаружения Улучшения в технологии обнаружения позволили исследователям увидеть чёрные дыры почти … Читать далее

Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе создали миниатюрный микроскоп для визуализации активности мозга мышей в режиме реального времени с высоким разрешением и неинвазивно. Устройство представляет собой значительный шаг к революции в методах изучения мозга нейробиологами. «То, что мы делаем, — это создание технологии для визуализации активности мозга у свободно движущихся и ведущих себя мышей, чтобы … Читать далее

Айсберги иногда теряют устойчивость и внезапно переворачиваются. Точная причина таких переворотов была неясна. Новый эксперимент, воссоздающий перевороты айсбергов в лаборатории, показывает, что изменения формы из-за таяния определяют, перевернётся ли айсберг и как именно. Результаты могут помочь улучшить климатические модели, предоставив более точную картину динамики льда в океанах. Перевороты айсбергов — редкие, но впечатляющие явления Перевороты … Читать далее

Концепция квантовой запутанности символизирует разрыв между классической и квантовой физикой. Говоря о ситуации, когда невозможно описать физику каждого фотона отдельно, эта ключевая характеристика квантовой механики противоречит классическим ожиданиям, согласно которым у каждой частицы должна быть собственная реальность, что серьёзно беспокоило Эйнштейна. Понимание потенциала этой концепции необходимо для реализации новых мощных квантовых технологий. Разработка таких технологий … Читать далее

Мир квантовой физики уже загадочен, но что происходит, когда эта странная область субатомных частиц подвергается огромному давлению? Наблюдение квантовых эффектов под давлением оказалось сложной задачей по простой причине: создание датчиков, способных выдерживать экстремальные нагрузки, — непростая задача. Однако команда под руководством физиков из Вашингтонского университета (WashU) добилась значительного прогресса, создав квантовые датчики в нерушимом листе … Читать далее

Синтетические магнитные поля направляют свет на чипе для ускорения связи Разработка новых сплавов, устойчивых к экстремальным холодам Покорение экстремально низких температур в глубоком космосе или работа с переохлаждёнными жидкими топливами на Земле требуют материалов, которые не разрушаются при таких условиях. Большинство металлов становятся хрупкими и ломаются при столь низких температурах. Однако новые исследования открывают подход … Читать далее

Новый держатель образцов даёт учёным больше контроля над сверхнизкими температурами, позволяя изучать, как материалы приобретают свойства, полезные для квантовых компьютеров Учёные теперь могут надёжно охлаждать образцы почти до абсолютного нуля в течение более 10 часов, делая снимки с разрешением до уровня отдельных атомов с помощью электронного микроскопа. Новая возможность стала доступна благодаря держателю образцов, охлаждаемому … Читать далее

Муаровые суперилиаты — это периодические структуры, которые образуются, когда два или более тонких полупроводниковых слоя укладываются со слегка смещённым углом или несоответствием решётки. При формировании таких структур их электронные, механические и оптические свойства могут значительно изменяться. За последние десятилетия муаровые суперилиаты стали перспективной платформой для изучения нетрадиционных и неизвестных физических состояний. Они также позволили наблюдать … Читать далее

Фокусировка лазерного излучения, охватывающего широкий диапазон частот, крайне желательна для многих научных исследований и приложений, например, для контроля качества производства полупроводниковых электронных чипов. Однако создание такого широкополосного и когерентного света было сложной задачей, которую удавалось решить только с помощью громоздких и энергоёмких настольных устройств. Теперь команда Калифорнийского технологического института (Caltech) под руководством Алирезы Мара́нди, профессора … Читать далее

Исследователи обычно собирают сотни холодных атомов в отдельные ловушки с помощью массивов точно сфокусированных лазерных лучей, известных как оптические пинцеты. Благодаря дополнительному устройству, называемому пространственным модулятором света на жидких кристаллах на кремнии (LCOS-SLM), все атомы можно перемещать вперёд и назад менее чем за миллисекунду. К сожалению, LCOS-SLM работают только на инфракрасных и видимых длинах волн. … Читать далее

В фундаментальной теоретической физике уже давно наблюдается не просто замедление прогресса, но и своего рода интеллектуальный коллапс (я писал об этом ранее в контексте «эпистемического коллапса»: краха общей реальности, вызванного потерей надёжных источников для различения истины и лжи). В The Wall Street Journal вышла новая статья под названием «Рост „физики заговоров“», в которой кратко изложено … Читать далее

Новое исследование решает фундаментальную проблему в теории управляемых квантовых систем, распространяя формулу Стреды на неравновесные режимы. Оно демонстрирует, что внешне тривиальная «сумма нулей» кодирует универсальный, квантованный магнитный отклик — тот, который является топологически присущим и уникальным образом возникающим в неравновесных условиях управления. Представьте себе странный материал, который ритмично толкают — снова и снова невидимыми руками. … Читать далее

Турбулентность встречается повсюду, однако многое о природе этого явления остаётся неизвестным. В течение последнего десятилетия физики обнаружили, как жидкости в трубе или в аналогичной геометрии переходят из гладкого, ламинарного состояния в турбулентное по мере увеличения их скорости. Удивительно, но в недавно сформировавшемся консенсусе этот процесс можно объяснить с помощью статистической механики, а не механики жидкости, … Читать далее

Измерение эффекта Унру: предложенный подход может устранить разрыв между общей теорией относительности и квантовой механикой Протон — это основа большей части видимой материи во Вселенной. Он находится в центре атомов, придавая им структуру. Однако его структура удивительно сложна, и понимание её деталей занимает теоретиков и экспериментаторов уже более века. Профессор физики из Университета Коннектикута Кёнсон … Читать далее

Учёные из Университета Глазго разработали и создали лазер с узкой шириной линии на одном полностью интегрированном микрочипе, который демонстрирует лучшие характеристики, когда-либо зарегистрированные в полупроводниковых лазерах такого типа. Рекордная разработка в области лазерной техники может способствовать развитию более мелких, дешёвых и простых в изготовлении оптических и квантовых технологий, считают изобретатели. Исследователи из Университета Глазго создали … Читать далее

Учёные из Королевского колледжа Лондона обнаружили набор математических уравнений, описывающих, как превратить любую последовательность случайных событий в часы. Статья [опубликована](https://link.aps.org/doi/10.1103/rpls-mp8z) в журнале Physical Review X. Исследователи предполагают, что эти формулы могут помочь понять, как клетки в нашем организме измеряют время, и обнаружить эффекты квантовой механики в окружающем мире. Изучение процессов измерения времени может иметь далеко … Читать далее

Система диагностики потока нейтронов высокого разрешения (HRNS) для реактора ITER В реакторе ITER, который строится более десяти лет, будет собрана информация о текущем состоянии плазмы и мощности, выделяемой в ядерных реакциях. Это станет возможным благодаря сложной системе диагностики потока нейтронов. Важный элемент системы диагностики плазмы в этом реакторе — спектрометр высокого разрешения (HRNS) Физики и … Читать далее

LIGO, Virgo и KAGRA отмечают годовщину первого обнаружения гравитационных волн и подтверждают теорему Стивена Хокинга о площади чёрной дыры. Статья адаптирована из пресс-релиза, выпущенного Лабораторией лазерного интерферометра гравитационно-волновой обсерватории (LIGO). LIGO финансируется Национальным научным фондом США и управляется Калифорнийским технологическим институтом и Массачусетским технологическим институтом, которые задумали и построили проект. 14 сентября 2015 года на … Читать далее

Вибрации окружают нас повсюду — от гудения машин до грохота транспортных систем. Обычно эти хаотичные движения пропадают зря, рассеиваясь и не производя полезной работы. В последнее время учёных заинтересовали «храповые системы» — это механические системы, которые преобразуют хаотичные вибрации в направленное движение. В биологии молекулярные моторы выполняют эту задачу внутри живых клеток, преобразуя случайные молекулярные … Читать далее

Учёные Даремского университета завершили одну из крупнейших программ проверки качества, когда-либо проводившихся на сверхпроводящих материалах, что способствует успеху крупнейшего в мире эксперимента по термоядерной энергетике — проекта ITER. Их выводы, опубликованные в журнале Superconductor Science and Technology, проливают свет не только на качество самих проводов, но и на методы их тестирования, предоставляя учёным важные знания … Читать далее

Механизм Хиггса объясняет, почему электромагнитное и слабое взаимодействия имеют такую разительную разницу в силе — то есть как их симметрия нарушилась через пикосекунду после Большого взрыва. Хиггс не взаимодействует с фотонами, делая их безмассовыми, тогда как они взаимодействуют с носителями слабого взаимодействия (бозонами $W^+$, $W^-$ и $Z$), придавая им массы порядка 100 ГэВ. Их ненулевые … Читать далее

Группа исследователей под руководством доцента Коу Ли из Университета Тюо (Япония) разработала синергетическую стратегию, объединяющую методы неразрушающего терагерцевого (ТГц)–инфракрасного (ИК) фотомониторинга и сверхширокополосные чувствительные листы для визуализации в режиме реального времени для проведения многомасштабных проверок качества таблеток фармацевтических препаратов. Статья опубликована в журнале Light: Science & Applications. Необходимость неразрушающего мониторинга Несмотря на то что неразрушающий … Читать далее

Квантовый шум: проблема или возможность? Шум в квантовом зондировании — это не просто помеха. Он может стать ключом к созданию более совершенных датчиков. Хотя шум от внешних воздействий всегда будет с нами, команда, в которую входят учёные из Национального института стандартов и технологий (NIST), возможно, нашла новый способ борьбы с ним на микроскопическом уровне, где … Читать далее

Десять лет назад учёные впервые обнаружили рябь в ткани пространства-времени Десять лет назад учёные впервые обнаружили колебания в структуре пространства-времени, известные как гравитационные волны, возникшие в результате столкновения двух чёрных дыр. Теперь, благодаря усовершенствованным технологиям и некоторой удаче, недавно обнаруженное слияние чёрных дыр предоставляет наиболее чёткие доказательства того, как работают чёрные дыры, и, в процессе, … Читать далее

Когда капля жидкости размером с сахарную пудру попадает на водоотталкивающую поверхность, например, пластик или листья некоторых растений, она может либо прилипнуть, либо отскочить. До сих пор учёные считали, что отскок зависит только от того, насколько поверхность водоотталкивающая, и от того, как капля теряет энергию удара. Предполагалось, что скорость не имеет значения. Однако новое исследование, опубликованное … Читать далее

Международный коллектив под руководством Мичиганского университета, проведя эксперименты на британской Центральной лазерной установке, исследовал ключевые аспекты электронных импульсов, которые могут генерировать лазерные импульсы рентгеновского излучения. Эти рентгеновские импульсы могут способствовать развитию химии, биологии, материаловедения и физики, позволяя учёным детально изучать поведение молекул. Метод также может быть полезен в клинической медицине для визуализации мягких тканей и … Читать далее

За последние два десятилетия значительные научные усилия были направлены на изучение дефектов, называемых азотно-вакансионными (NV) центрами, которые могут быть внедрены в алмаз. Эти дефекты являются отличными квантовыми датчиками, поскольку их электронные спины высокочувствительны к магнитным, электрическим и тепловым полям. Они также имеют потенциал для применения в квантовой обработке информации, так как их спины можно оптически … Читать далее

Исследовательская группа Национального института материаловедения (NIMS) разработала магнитный туннельный переход (MTJ) с туннельным барьером из высокоэнтропийного оксида, состоящего из нескольких металлических элементов. Этот MTJ одновременно продемонстрировал более сильную перпендикулярную намагниченность, более высокое отношение туннельного магнитосопротивления (TMR) (то есть относительное изменение электрического сопротивления при переключении направлений намагниченности двух ферромагнитных слоёв между параллельным и антипараллельным выравниванием) и … Читать далее

Нихил Малванкар: от квантовой механики к бактериям Во время своей докторской работы в Массачусетском университете (UMass) Нихил Малванкар был сосредоточен на квантовой механике и движении электронов в сверхпроводниках. Теперь, будучи профессором в Йеле, уроженец Мумбаи, Индия, переключился на биологию, чтобы объяснить, как бактерии дышат глубоко под землёй без помощи кислорода. Карьера Малванкара, как и у … Читать далее

Молекулярный ион водорода H₂⁺ является простейшей молекулой. Эта простота делает его идеальным объектом для изучения физиками, поскольку его свойства, например энергетические уровни, можно точно рассчитать. В свою очередь, это позволяет сравнивать теоретические предсказания с экспериментальными измерениями, чтобы определить, насколько теории корректно отражают реальность. В Институте экспериментальной физики при Гейдельбергском университете (HHU) исследовательская группа под руководством … Читать далее