Физика

Технология обнаружения гравитационных волн готова совершить значительный скачок вперёд благодаря достижениям в области приборостроения под руководством физика Джонатана Ричардсона из Калифорнийского университета в Риверсайде. В статье, опубликованной в журнале Optica, сообщается об успешной разработке и тестировании FROSTI — полномасштабного прототипа для управления лазерными волновыми фронтами при экстремальных уровнях мощности внутри лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO). … Читать далее

Адаптация к изменению климата и попытки замедлить его — центральная проблема, стоящая перед нашим обществом. Суть этой задачи — в балансировке энергетических потоков. Неудивительно, что многие физики активно работают над её решением. Климатологи, многие из которых имеют степень по физике, сыграли решающую роль в демонстрации ответственности человечества за изменение климата и в прогнозировании будущего. Однако … Читать далее

Как мы можем это использовать? Ричард Флетчер, Мартин Цвиерляйн, эффект квантового Холла, электроны «краевого состояния», ультрахолодное облако атомов натрия. Источник: [Scientists Found the Hidden ‘Edge State’ That May Lead to Practically Infinite Energy](https://www.popularmechanics.com/science/a68035032/hidden-edge-state-atoms-energy-transmission/) (опубликовано на сайте MIT Physics). Источник

Исследователи из Сеульского национального университета и Университета Кён Хи разработали систему управления коллективными движениями, такими как кольцо, скопления, мельницы и стаи. Для этого они обучили ИИ, основанный на физических принципах, изучать локальные правила, регулирующие взаимодействие между отдельными участниками. Статья опубликована в журнале Cell Reports Physical Science. Подход позволяет определить, когда упорядоченное состояние должно появиться из … Читать далее

Понимание того, что происходит внутри материала при воздействии на него ультракоротких световых импульсов, является одной из важнейших задач физики вещества и современной фотоники. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Photonics под руководством Политехнического университета Милана, раскрывает ранее недооцениваемый, но существенный аспект — вклад виртуальных зарядов. Это носители заряда, которые существуют только во время взаимодействия со … Читать далее

Ожидается, что всего через несколько десятилетий растущий объём цифровых данных станет одним из крупнейших потребителей энергии в мире. Исследователи из Технологического университета Чалмерса в Швеции совершили прорыв, который может изменить парадигму: они создали атомарно тонкий материал, который позволяет сосуществовать двум противоположным магнитным силам, что значительно снижает энергопотребление в запоминающих устройствах в 10 раз. Открытие может … Читать далее

Плазма — это состояние вещества, которое возникает, когда газ нагревается до достаточно высоких температур, в результате чего некоторые электроны отделяются от атомов. Это состояние вещества стало предметом многих астрофизических исследований, поскольку прогнозы предполагают, что оно будет обнаружено вблизи различных космологических объектов, включая пульсары и чёрные дыры. Предыдущие исследования показали, что окружающая среда вокруг этих небесных … Читать далее

Квантовая связь основана на возможности создания и распределения квантовых корреляций, или запутанности. В одном из перспективных подходов запутанность реализуется между непрерывными переменными, такими как амплитуда или фаза света. За последние несколько десятилетий исследователи продемонстрировали ключевые элементы квантовой связи на основе непрерывных переменных с использованием оптического света. Теперь Балеих Абдо и его коллеги из IBM Quantum … Читать далее

Подтвержденное квантовое преимущество: исследователи сократили время выполнения учебной задачи с 20 миллионов лет до 15 минут Наука из наших ускорителей Многие научные открытия, полученные с помощью наших ускорителей, публикуются спустя долгое время после завершения столкновений. Поэтому сохранение экспериментальных данных для будущих физиков имеет решающее значение. Каждый секунду в Большом адронном коллайдере (БАК) сталкиваются около миллиарда … Читать далее

Недавно исследовательские группы под руководством профессоров Чжан Цинли и Цзян Хайхэ из Хэфэйского института физических наук (HFIPS) Китайской академии наук (CAS) совместно разработали высокосимметричный кристалл Nd:YAG с градиентной легировкой, предназначенный для конфигураций с двойной концевой накачкой. Это нововведение значительно смягчает тепловые эффекты и повышает производительность лазера. Результаты исследования были опубликованы в Optics Express. В технологии … Читать далее

Исследователи разработали чип на основе генератора квантовых случайных чисел, который обеспечивает высокоскоростную и качественную работу на миниатюрной платформе. Это достижение может приблизить использование генераторов квантовых случайных чисел в повседневных устройствах, где они могут повысить безопасность без ущерба для скорости. Истинная случайность необходима для безопасного онлайн-банкинга, личных сообщений и защиты конфиденциальных данных от хакеров. Растущая потребность … Читать далее

Ферримагнетики — это особый тип магнитов, в которых магнитные моменты разных атомов частично компенсируют друг друга, создавая сложную внутреннюю структуру. Они широко используются в технологиях, от магнитооптических устройств до спиновой электроники. В моём недавнем исследовании, опубликованном в журнале Journal of Physics D: Applied Physics, я показываю, что спиновые волны внутри ферримагнетиков — коллективные колебания намагниченности, … Читать далее

Освещение тёмной долины в валентронике: первое прямое наблюдение тёмных экситонов в атомарно тонких материалах Эксперименты с холодными атомами — один из самых мощных и точных способов исследования и измерения Вселенной, а также изучения квантового мира. Учёные могут обнаруживать новые состояния вещества, улавливать даже самые слабые сигналы, проводить сверхточные измерения времени и гравитации, а также выполнять … Читать далее

Точная визуализация систем многих тел Точная визуализация систем многих тел, состоящих из множества взаимодействующих частиц, может помочь подтвердить теоретические модели и лучше понять, как отдельные частицы в этих системах влияют друг на друга. Ультрахолодные квантовые газы, состоящие из атомов, охлаждённых до температур, близких к абсолютному нулю, являются одними из наиболее перспективных экспериментальных платформ для изучения … Читать далее

Почему стекло и другие аморфные материалы деформируются легче в некоторых областях, чем в других? Группа исследователей из Университета Осаки, Национального института передовой промышленной науки и технологий (AIST), Университета Окаямы и Токийского университета нашла ответ на этот вопрос. Используя математический метод, известный как персистентная гомология, команда продемонстрировала, что в мягких областях действуют скрытые иерархические структуры, где … Читать далее

Когда мы роняем бокал вина на бетонный пол, легко предсказать, что произойдёт. Но аморфные твёрдые тела могут разрушаться и менее катастрофическим образом, адаптируясь к нагрузкам за счёт локальных перегруппировок своих частиц, а не за счёт разрушения. Физики выяснили, что в различных аморфных материалах такие пластические трансформации чаще происходят там, где преобладают внутренние, локализованные, низкочастотные колебательные … Читать далее

Когда мы роняем бокал вина на бетонный пол, легко предсказать, что произойдёт. Но аморфные твёрдые тела могут разрушаться и менее катастрофическим образом, адаптируясь к нагрузкам за счёт локальных перестроек своих частиц, а не за счёт разрушения. Физики выяснили, что в различных аморфных материалах такие пластические трансформации более вероятны там, где преобладают внутренние, локализованные, низкочастотные вибрационные … Читать далее

Споры о существовании пространственно-временного континуума излишни Определение понятий «пространство-время», «события» и «моменты» не должно вызывать споров. Идея существования пространственно-временного континуума не более жизнеспособна, чем устаревшее представление о существовании небесной сферы: и то и другое — удобные для описания мира модели, но они не отражают реальность. С точки зрения современной физики, философии, научно-популярной коммуникации и научной … Читать далее

Новый анализ коллаборации LHCb подтверждает ранее наблюдавшееся расхождение с предсказаниями Стандартной модели, но для определения того, играет ли роль новая физика, необходимы дополнительные данные и улучшенные теоретические расчёты. Коллаборация LHCb опубликовала результаты своего последнего анализа редкого распада beauty-мезона B⁰ в K-мезон и пару мюонов (B⁰→Kμ⁺μ⁻). Основываясь на данных первых двух запусков Большого адронного коллайдера (БАК), … Читать далее

Физики из Австралии и Великобритании изменили квантовую неопределённость, чтобы обойти ограничения, налагаемые знаменитым принципом неопределённости Гейзенберга. Это достижение может стать основой для будущих технологий сверхточных датчиков, используемых в навигации, медицине и астрономии. Принцип неопределённости Гейзенберга Принцип неопределённости Гейзенберга, сформулированный в 1927 году, гласит, что невозможно одновременно точно определить некоторые пары свойств частицы, например, её положение … Читать далее

Квантовые компьютеры будут нуждаться в большом количестве кубитов для решения сложных задач в физике, химии и других областях. В отличие от классических битов, кубиты могут существовать в двух состояниях одновременно — это явление называется суперпозицией. Эта особенность квантовой физики даёт квантовым компьютерам потенциал для выполнения определённых сложных вычислений лучше, чем их классическим аналогам, но также … Читать далее

Ирландский математик и физик Уильям Роуэн Гамильтон, родившийся 220 лет назад в прошлом месяце, известен тем, что в 1843 году вырезал математические «граффити» на мосту Брум в Дублине. Но при жизни репутация Гамильтона основывалась на работах, выполненных в 1820-х и начале 1830-х годов, когда ему было чуть за двадцать. Он разработал новые математические инструменты для … Читать далее

Физики почти удвоили скорость считывания состояния кубитов в квантовых компьютерах Исследователи из Национального университета Сингапура (NUS) наблюдали волну зарядовой плотности (CDW), регулируемую легированием, в однослойном полупроводнике — селениде хрома (III) (Cr₂Se₃). Это расширяет явление CDW с металлов на легированные полупроводники. Волны зарядовой плотности (CDW) — это электронные структуры, которые наблюдаются в двумерных (2D) переходных металлах … Читать далее

Представьте себе преимущества, если бы весь интернет получил обновление, меняющее правила игры в плане скорости и безопасности. Именно это обещает квантовый интернет — передовая система, использующая для работы одиночные фотоны. Исследователи из Университета Тохоку разработали новый фотонный маршрутизатор, который может направлять одиночные и квантово-запутанные фотоны с беспрецедентным уровнем эффективности. Этот прорыв в квантовой оптике приближает … Читать далее

Когда вы направляете луч фонарика в стакан с водой, свет преломляется. Это простое наблюдение, известное с древних времён, скрывает одну из старейших загадок физики: что происходит с импульсом света, когда он входит в среду? В квантовой физике свет — это не только волна, но и частица, несущая энергию и импульс. Более века учёные спорят, больше … Читать далее

Кислород — это газ без цвета и запаха, который необходим для выживания людей и других живых организмов. Считается, что он составляет около 21% атмосферы Земли. Хотя основные свойства кислорода хорошо изучены, состояния, которые могут возникать в нём при экстремальных условиях (например, при высоком давлении), всё ещё исследуются. Исследователи из Шанхайского центра передовых исследований в области … Читать далее

В 1954 году физик Роберт Дикке предсказал, что группа атомов может коллективно излучать интенсивный всплеск радиации. Это явление, ныне известное как сверхизлучение Дикке, с тех пор наблюдалось в самых разных условиях. Но один вопрос оставался без ответа: связано ли это явление с квантовой запутанностью? Предыдущие исследования предполагали, что ответ — нет, но эти работы ограничивались … Читать далее

Исследовательская группа успешно разработала самоблокирующуюся микрогребёнку Рамана-электрооптическую (REO) на одном чипе из ниобата лития. Синергетически используя электрооптический (EO), эффект Керра и рассеяние Рамана в одном микрорезонаторе, микрогребёнка имеет спектральную ширину, превышающую 300 нм, и частоту повторения 26,03 ГГц без необходимости во внешней электронной обратной связи. Исследование опубликовано в Nature Communications. Исследование проводилось под руководством профессора … Читать далее

В исследовании, опубликованном в [Reports on Progress in Physics](https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6633/add560), учёные добились независимой от устройства характеристики подлинно запутанных подпространств (ПЗП) в оптических и сверхпроводящих квантовых системах, завершив самопроверку пространства пятикубитного кода коррекции ошибок. Квантовая информация В квантовой информации для существования запутанных корреляций между любыми двумя подсистемами в системе требуются подлинные многочастные запутанные состояния. Состояния, составляющие ПЗП, … Читать далее

Транзисторы, строительные блоки современной электроники, обычно изготавливаются из кремния. Этот полупроводниковый материал может контролировать поток электричества в цепи. Однако у кремния есть фундаментальные физические ограничения, которые ограничивают его компактность и энергоэффективность. Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) заменили кремний на магнитный полупроводник, создав магнитный транзистор, который может обеспечить меньшие размеры, более высокую скорость и энергоэффективность … Читать далее