Физика

Доценты Erin Kara и John Marshall получили награды за постдокторальное наставничество. Факультет отмечен за исключительное профессиональное и личное руководство, которое они обеспечивают постдокам. Освещение важной роли наставников в карьере постдока Ассоциация постдокторантов MIT (MIT Postdoctoral Association) вручила четвёртую ежегодную премию за выдающиеся достижения в области постдокторского наставничества профессорам John Marshall и Erin Kara. Награды присуждаются … Читать далее

За последние несколько десятилетий исследователи добились значительного прогресса в использовании света для научных и промышленных целей. От создания невероятно точных часов до обработки петабайт информации, передаваемой через центры обработки данных, спрос на готовые технологии, которые могут надёжно генерировать свет и управлять им, стал глобальным рынком, стоящим сотни миллиардов долларов. Одной из задач, которая долгое время … Читать далее

Сегодня на сайте Gizmodo Гейонг Ли отвечает на вопрос: «Что стало со струнной теорией?». Карло Ровелли и я даём очевидный и точный ответ: это несостоятельная идея, объясняя почему. Другие ответы демонстрируют печальное состояние продолжающегося отрицания во многих кругах реальности ситуации. Коммуникатор науки Дэниел Уайтсон, экспериментатор, который, похоже, ничего не знает о струнной теории, уверяет публику, … Читать далее

В течение последних десятилетий физики-теоретики и инженеры разработали множество технологий, использующих принципы квантовой механики для расширения границ классической информатики. Среди этих достижений квантовые памяти выделяются как перспективные устройства для хранения и извлечения квантовой информации, закодированной в свете или других физических носителях. Чтобы быть пригодными для практического применения, квантовые памяти должны обеспечивать как высокую эффективность, так … Читать далее

Часы фиксируют течение времени — например, отсчитывая колебания маятника — и автоматически генерируют энтропию и, следовательно, тепло. Эффект обычно невелик, но для работы квантовых часов, которые понадобятся в будущих квантовых процессорах, связь между хронометрией и выделением тепла может быть важной. Теперь, используя часы, собранные из двух одноэлектронных ловушек, известных как квантовые точки, исследователи измерили энтропию, … Читать далее

Европейская исследовательская группа под руководством физиков из Словацкой академии наук разработала новый подход к управлению спиновыми токами в графене путём соединения его с сегнетоэлектрическим монослоем In₂Se₃. Используя методы моделирования на основе первых принципов и модели сильной связи, исследователи показали, что переключение сегнетоэлектрических свойств In₂Se₃ может изменить направление спинового тока в графене, действуя как электрический спиновый … Читать далее

Группа исследователей из Академии инноваций в области точных измерений науки и технологий (APM) Китайской академии наук добилась значительного прогресса в точном измерении колебательно-вращательных спектров молекулярных ионов водорода (HD⁺). Исследователи создали двухкомпонентный ионный кулоновский кристалл Be⁺-HD⁺ при милликельвиновских температурах в линейной ионной ловушке. Они разработали инновационные методы подготовки квантовых состояний и флуоресцентного детектирования с пространственным разрешением … Читать далее

Исследование под руководством Оксфордского университета выявило удивительный источник энтропии в квантовом измерении времени — сам процесс измерения. В статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, учёные демонстрируют, что затраты энергии на «чтение» квантовых часов значительно превышают затраты на их работу. Это имеет значение для разработки будущих квантовых технологий. Квантовые часы и необратимые процессы Часы, будь … Читать далее

Квантовые компьютеры способны решать определённые задачи экспоненциально быстрее классических, но для их практического применения необходимы дополнительные исследования. Квантовые компьютеры используют базовую единицу информации, называемую квантовыми битами (qubits), для вычислений — подобно тому, как классические компьютеры используют двоичную систему из 0 и 1, но с гораздо большими возможностями. Однако для работы квантовых компьютеров требуется большое количество … Читать далее

Определение энтропии системы обычно связано с измерением её теплоёмкости. Этот подход сложнее применить, когда система состоит из очень малого числа электронов, находящихся в крошечном устройстве. К счастью, энтропию таких систем можно вывести из химического потенциала, который представляет собой энергию, необходимую для добавления дополнительного электрона. Этот метод позволил измерить энтропию одиночной квантовой точки в 2018 году … Читать далее

Знаменитый эксперимент со светом 1801 года впервые был проведён со звуком Физики из Лейдена провели исследование, результаты которого могут быть применены в устройствах 5G и новой области квантовой акустики. Статья [опубликована](https://opg.optica.org/abstract.cfm?URI=ol-50-20-6385) в журнале Optics Letters. Аспирант Томас Стинберген говорит: «Мы увидели, что звуковые волны в материалах ведут себя так же, как свет, но и немного … Читать далее

Физики обнаруживают систему для преодоления давнего барьера на пути к новому поколению суперкомпьютеров Теоретическое исследование физиков из RIKEN показывает, что многие тяжёлые атомные ядра имеют форму, более напоминающую сплющенный регбийный мяч, а не идеально сферическую. Это противоречит общепринятому мнению, которое существовало более полувека. Неожиданное открытие Иллюстрации атомов часто изображают ядро как круглую каплю, состоящую из … Читать далее

Фононы — это частицы звука или квантованные колебания атомов в твёрдых материалах. Модель Дебая, теория, предложенная физиком Питером Дебаем в 1912 году, описывает вклад фононов в удельную теплоёмкость материалов и объясняет, почему количество тепла, необходимое для повышения температуры твёрдых тел, резко падает при низких температурах. Модель Дебая предполагает, что частоты колебаний непрерывно распределены в твёрдом … Читать далее

Мои коллеги и я в новом исследовательском проекте выяснили, что ускоритель частиц, который производит интенсивное рентгеновское излучение, можно встроить в устройство, помещающееся на столе. В настоящее время интенсивное рентгеновское излучение получают с помощью установки, называемой источником синхротронного света. Такие установки используются для изучения материалов, молекул лекарств и биологических тканей. Однако даже самые маленькие из существующих … Читать далее

Модели внутренней структуры Солнца объединяют наблюдения за динамикой и составом его поверхности и расчёты того, как излучение распространяется наружу от его ядра. Два десятилетия назад астрофизики пересмотрели свои оценки содержания элементов в составе Солнца — один из входных параметров моделей, — что привело к конфликту этих моделей с другими наблюдениями. Этот конфликт можно было бы … Читать далее

Ультрабыстрая дифракция электронов фиксирует скручивание атомных слоёв в ответ на свет Когда интенсивный лазерный импульс попадает на неподвижный электрон, он совершает колебательные движения с частотой светового поля. Однако это движение затухает после импульса, и электрон снова останавливается в исходном положении. Если же световое поле изменяет свою интенсивность вдоль траектории электрона, электрон накапливает дополнительное дрейфовое движение … Читать далее

Из лекции Стивена Хокинга 1980 года В 1980 году Стивен Хокинг прочитал свою первую лекцию в качестве Лукасианского профессора в Кембриджском университете. Лекция называлась «Близок ли конец теоретической физики?». Хокинг, который позже стал моим научным руководителем, предсказал, что теория всего — объединяющая противоречивые ветви общей теории относительности, описывающей Вселенную в больших масштабах, и квантовой механики, … Читать далее

Исследователи продемонстрировали, что теоретически оптимальное масштабирование для дистилляции магических состояний — критически важное узкое место в отказоустойчивых квантовых вычислениях — достижимо для кубитов. Они улучшили предыдущий лучший результат, достигнув показателя масштабирования, равного нулю. Работа, опубликованная в Nature Physics, решает фундаментальную открытую проблему, которая сохранялась в этой области в течение многих лет. «В целом, я думаю, … Читать далее

Корейские учёные разработали теорию защиты от измерений (МП), которая позволяет осуществлять стабильное распределение квантовых ключей (QKD) без необходимости коррекции измерений квантовых состояний. Они экспериментально подтвердили эту теорию. Институт электроники и телекоммуникаций (ETRI) совместно с KAIST разработал новую технологию Институт электроники и телекоммуникаций (ETRI) в сотрудничестве с KAIST впервые в мире разработал технологию, которая позволяет осуществлять … Читать далее

Q: Что такое исследования хиральных фононов и как они связаны с материалами? A: Быстро развивающаяся область исследований хиральных фононов даёт учёным новое понимание фундаментального поведения и структуры материалов. Хиральность фононов может проложить путь к новым методам управления свойствами материалов и кодирования информации на квантовом уровне, что имеет значение для квантовых технологий, электроники, транспорта энергии и … Читать далее

Группа исследователей из Центра суперкомпьютерных вычислений в Юлихе совместно с экспертами из NVIDIA установила новый рекорд в области квантового моделирования. Впервые было проведено полное моделирование универсального квантового компьютера с 50 кубитами. Это стало возможным на первом в Европе экзамасштабном суперкомпьютере JUPITER, который был введён в эксплуатацию в Центре исследований в Юлихе в сентябре. Результат превосходит … Читать далее

Исследователи разработали новый оптический компонент, который может значительно повысить яркость и качество изображения очков дополненной реальности (AR). Это достижение приближает AR-очки к тому, чтобы стать такими же распространёнными и полезными, как современные смартфоны. «Многие современные гарнитуры AR громоздки, имеют короткое время работы от батареи, а их дисплеи тусклые, и их трудно разглядеть, особенно на улице», … Читать далее

Эффект вязких пальцев возникает, когда более тонкая жидкость вытесняет более вязкую в пористой среде, например, в подземных породах, создавая непредсказуемые узоры, похожие на пальцы. Десятилетиями этот сложный танец жидкостей был серьёзной проблемой в таких критически важных секторах, как повышение нефтеотдачи, захоронение CO₂ и очистка подземных вод. Предсказание и контроль этих «пальцев» оставались недостижимой целью для … Читать далее

Учёные из Японского института молекулярной науки добились тысячекратного увеличения генерации белого света в воде, используя негармоническое двухцветное фемтосекундное лазерное возбуждение. Этот ранее не исследованный подход в жидкостях открывает новые нелинейные оптические пути, обеспечивая значительное усиление генерации суперконтинуума. Прорыв закладывает основу для биоизображений нового поколения, спектроскопии в водной фазе и аттосекундной науки в воде. Эта работа … Читать далее

Квантовые компьютеры — машины, которые обрабатывают информацию, используя квантово-механические эффекты, — могут превосходить классические компьютеры в некоторых задачах оптимизации и вычислениях. Однако они склонны к ошибкам, и их способность выполнять вычисления легко нарушается под воздействием шума. Поэтому учёные и инженеры в области квантовой физики разрабатывают протоколы проверки, инструменты, предназначенные для проверки правильности вычислений квантовых компьютеров. … Читать далее

Каждый экспериментальный метод имеет свои преимущества и недостатки. Микроскопия высокого разрешения позволяет точно определять положение отдельных атомов, но обычно не может идентифицировать их химически. Спектроскопия предоставляет химическую информацию, но часто только в виде усреднённого сигнала по большой области. Чтобы составить полную картину процессов на наноуровне, исследователи часто прибегают к объединению двух или более независимых методов. … Читать далее

Профессор Алан МакГоги из Университета Карнеги-Меллона недавно организовал «Олимпиаду фононов», собрав разработчиков и опытных пользователей для тестирования трёх ведущих пакетов для расчёта теплопроводности с открытым исходным кодом. Хотя на «Олимпиаде фононов» нет медалей, сотрудничество, необходимое для оценки точности трёх широко используемых пакетов, стоит больше, чем золото. В течение последнего десятилетия исследователи, стремящиеся понять свойства новых … Читать далее

Исследователи из Мичиганского университета показали, что увеличение площади поверхности при взаимодействии плазмы и воды может помочь в масштабировании технологии, которая уничтожает такие загрязнители, как PFAS, детергенты и микробные загрязнители в питьевой воде. Основные выводы При определённых условиях, когда плазма контактирует с водой, она может самоорганизовываться, образуя сложные структуры, напоминающие звёзды, колёса или шестерни. Это увеличивает … Читать далее

Инициатива MIT в области квантовых технологий обретает форму, используя квантовые прорывы для определения будущего научного и технологического прогресса. Данна Фридман ищет первых последователей. Она является директором факультета зарождающейся Инициативы MIT в области квантовых технологий, или QMIT. В этой новой роли Фридман формирует амбициозные усилия всего Института по применению квантовых достижений для решения наиболее важных задач … Читать далее

Альтермагнетизм — новое слово в области магнетизма. Это форма магнетизма, которая обещает стать основой для электроники следующего поколения. В отличие от ферромагнетиков, например, магнитов на холодильнике, где все внутренние атомные спины выстраиваются, создавая сильное магнитное поле, альтермагнетики не имеют чистого магнитного притяжения (они сильно магнитны внутри, но снаружи кажутся немагнитными). Это похоже на антиферромагнетики, где … Читать далее