Физика

Некоторые явления в нашей повседневной жизни настолько обыденны, что мы не задумываемся о том, какая интересная физика может стоять за ними. Возьмём, к примеру, капающий кран: почему непрерывный поток воды из крана в конце концов распадается на отдельные капли? Группа физиков изучила этот вопрос и пришла к удивительным выводам. Прорыв в понимании распада струи воды … Читать далее

Учёные из Университета Британской Колумбии (UBC) продемонстрировали обратимый способ переключения топологического состояния квантового материала с помощью механизмов, совместимых с современными электронными устройствами. Исследование опубликовано в журнале Nature Materials. Новый путь к более энергоэффективной электронике Обычные электронные устройства используют токи электронов, которые тратят энергию и выделяют тепло из-за электрического сопротивления. Топологические токи защищены симметрией и обещают … Читать далее

Управление квантовыми состояниями в германене с помощью электрического поля Физики создали систему, в которой масса и энергия перемещаются без потерь, даже после многочисленных столкновений. Результаты опубликованы в журнале Science. В физических системах транспорт может принимать различные формы: электрический ток по проводу, тепло по металлу или даже вода по трубе. В обычном случае столкновения и трение … Читать далее

Квантовые компьютеры в будущем смогут решать сложнейшие задачи. Однако с использованием сверхпроводящих квантовых процессоров пока сложно считывать экспериментальные результаты, поскольку измерения могут вызывать переходы квантовых состояний, мешающие друг другу. Исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) и Университета Шербрука в Квебеке провели эксперименты, которые улучшили наше понимание этих процессов. Они показали, что калибровка заряда на кубитах … Читать далее

HIE-ISOLDE: основные моменты * Изотопный сепаратор онлайн (ISOLDE) направляет пучок протонов от бустера синхротрона протонов (PSB) на специально разработанные толстые мишени, создавая низкоэнергетические пучки радиоактивных ядер — тех, у которых слишком много или слишком мало нейтронов для стабильности. Эти пучки могут быть дополнительно ускорены до энергий до 10 МэВ на нуклон с помощью линейного ускорителя … Читать далее

Почти век учёные понимали, как кристаллические материалы — такие как металлы и полупроводники — изгибаются, не разрушаясь. Их секрет кроется в крошечных дефектах, похожих на линии, называемых дислокациями, которые перемещаются через упорядоченную атомную решётку и переносят деформацию. В основе этой теории лежит геометрическая величина, известная как вектор Бюргерса, впервые экспериментально обнаруженная в 1950-х годах. Она … Читать далее

Симметрия и спонтанное нарушение симметрии (ССН) Когда система претерпевает трансформацию, но лежащее в её основе физическое свойство остаётся неизменным, это свойство называется «симметрией». Спонтанное нарушение симметрии происходит, когда система выходит из состояния симметрии, когда она наиболее стабильна или находится в состоянии с минимально возможной энергией. Виды симметрии Сильная симметрия означает, что и открытая система, и … Читать далее

В исследовании, опубликованном в Physical Review Letters, физики продемонстрировали, что чёрные дыры удовлетворяют третьему закону термодинамики, который гласит, что энтропия остаётся положительной и стремится к нулю при экстремально низких температурах, подобно обычным квантовым системам. Это открытие предоставляет убедительные доказательства того, что чёрные дыры обладают изолированными основными состояниями, что является характерным признаком квантово-механического поведения. Понимание квантового … Читать далее

Когда тарелка падает или стакан разбивается, мы раздражены беспорядком и необходимостью их замены. Но для некоторых физиков осколки — это источник восхищения: почему всё ломается на такое огромное разнообразие размеров? Эммануэль Виллермо — учёный из Университета Экс-Марсель во Франции и Университетского института Франции — вывел простой и элегантный закон, описывающий разрушение объектов, будь то хрупкие … Читать далее

Исследователи из Сиднейского университета решили давнюю проблему в лазерах микрочипового масштаба, создав крошечные «лежачие полицейские» в оптических резонаторах устройств. Их цель — получить исключительно «чистый» свет. Этот свет с исключительно узким спектром может быть использован в будущих квантовых компьютерах, передовых навигационных системах, сверхбыстрых сетях связи и высокоточных датчиках. В новом исследовании, опубликованном в журнале APL … Читать далее

Квантовые компьютеры — это вычислительные системы, которые обрабатывают информацию, используя квантово-механические эффекты. Они используют кубиты (квантовый эквивалент битов), которые могут хранить информацию в смеси состояний, а не в двоичных состояниях (0 или 1). Хотя квантовые компьютеры могут решать некоторые вычислительные задачи и задачи оптимизации быстрее и эффективнее, чем классические компьютеры, они также более подвержены ошибкам. … Читать далее

За последние десятилетия физики и квантовые инженеры создали множество систем, использующих квантово-механические эффекты для выполнения различных функций. К таким системам относятся квантовые датчики — устройства, которые используют кубиты (единицы квантовой информации) для обнаружения слабых магнитных или электрических полей. Исследователи из Центра исследований физики имени Вигнера Венгерской академии наук, Пекинского центра вычислительных наук, Университета науки и … Читать далее

Оптические часы на решётке — это устройства, которые измеряют течение времени через частоту света, поглощаемого или излучаемого атомами, охлаждёнными лазером и удерживаемыми в повторяющемся порядке световых интерференций, известном как оптическая решётка. Эти часы значительно точнее классических и могут улавливать тонкие физические явления. Их можно использовать для проверки предсказаний различных физических теорий и для повышения производительности … Читать далее

Квантовые тепловые машины — это устройства, которые используют квантово-механические эффекты для преобразования энергии в полезную работу или охлаждение, подобно традиционным тепловым двигателям или холодильникам. Теория термодинамики предполагает, что повышение надёжности всех тепловых машин, производящих одинаковые термодинамические процессы во времени, имеет свою цену, например, в виде потерянного тепла или необходимости дополнительной энергии. Физик Йошихико Хасэгава из … Читать далее

Профессор Эндрю Бриггс, почётный профессор наноматериалов, задал мне вопрос за ланчем в колледже Святой Анны в Оксфорде: «Какой объединяющий принцип отличает квантовую термодинамику от классической?» Я подходил к квантовой термодинамике с разных сторон. Я изучал выводы и графики, переходил от одной подтемы к другой, рассматривал дисциплину как пейзаж с высоты воздушного шара. Я даже подготовил … Читать далее

Студенты и преподаватели обсуждают, как искусственный интеллект повлиял на преподавание курса Изучение классической механики давно было источником разочарования для первокурсников MIT. Даже тем, кто занимался физикой в средней школе, было почти невозможно понять некоторые концепции без дополнительных часов, посвящённых предмету. Рост популярности искусственного интеллекта (ИИ) делает учёбу более эффективной. Большие языковые модели (LLM) дают студентам … Читать далее

Гибридные материалы, состоящие из магнитов и сверхпроводников, порождают удивительные квантовые явления, которые настолько чувствительны, что крайне важно измерять их с минимальным вмешательством. Исследователи из Гамбургского университета и Чикагского университета Иллинойса экспериментально и теоретически доказали, как можно обнаруживать и контролировать эти квантовые явления на больших расстояниях с помощью специальных методов со сканирующим туннельным микроскопом. Их выводы, … Читать далее

Исключительные точки (EPs) Исключительные точки (EPs) — это неэрмитовы сингулярности, в которых два или более собственных состояния сливаются, что приводит к коллапсу размерности собственного пространства. За последнее десятилетие исследователи обнаружили множество экзотических явлений вблизи EPs. Исключительные точки в физике лазеров В физике лазеров EPs связаны с такими явлениями, как прекращение генерации лазера, вызванное накачкой, генерация, … Читать далее

Учёные разработали новую платформу для генерации и обнаружения ультракоротких импульсов УФ-C лазера в фемтосекундном диапазоне. Этот прорыв может открыть новые возможности для преобразования систем оптической беспроводной связи, применения в обработке материалов и медицинской визуализации. Команда исследователей Исследователи из Школы физики и астрономии Ноттингемского университета и Имперского колледжа Лондона разработали новую платформу. Источник производит импульсы фемтосекундной … Читать далее

Физики десятилетиями мечтали о квантовом интернете: планетарной сети сверхзащищённой связи и сверхмощных вычислений, построенных не на электрических сигналах, а на призрачных связях между частицами света. И вот учёные из Эдинбурга говорят, что сделали важный шаг к тому, чтобы воплотить эту мечту в реальность. Исследователи из Университета Хериот-Уотт представили прототип квантовой сети, которая объединяет две более … Читать далее

Открытие может быть полезно для различных технологических приложений: * более энергоэффективных OLED-дисплеев;* оптической передачи информации. Описание результатов опубликовано в журнале Nature Photonics. Обычно хиральность циркулярно поляризованного света от светодиодов контролируется путём выбора определённой зеркально отражённой формы светоизлучающей молекулы в устройстве. Эти зеркально отражённые формы называются левыми или правыми, или хиральными. Их можно представить себе как … Читать далее

Исследователи из Университета Хьюстона разработали новый метод рентгеновской визуализации, способный выявлять скрытые особенности за один снимок. Этот прорыв может способствовать раннему обнаружению рака, мониторингу заболеваний, проверке безопасности и анализу материалов. Исследование, которое скоро будет опубликовано в Optica В исследовании, которое скоро будет опубликовано в журнале Optica, представлена система, предоставляющая более детальную диагностическую информацию без необходимости … Читать далее

Квантовый мир известен своей странностью: одна частица может находиться в двух местах одновременно, её свойства не определены до момента измерения, а сам акт измерения квантовой системы всё меняет. Но согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Physical Review Letters, квантовый мир ещё более странный, чем предполагалось ранее. То, что происходит на квантовом уровне, резко контрастирует с … Читать далее

Курс к звёздам: Крис Уильямс, доктор философии 2012 года, отправится на МКС 27 ноября 2025 года Профессор Массачусетского технологического института (MIT) Миллия Дрессельхаус, известная как «Королева углерода», была всемирно известна благодаря своим исследованиям этого элемента. Дрессельхаус, которой в этом месяце исполнилось бы 95 лет, оказала огромное влияние на современных учёных, работающих в этой области. Среди … Читать далее

В рамках проекта QuNET исследователи продемонстрировали, как надёжно работает распределение квантовых ключей через гибридные и мобильные каналы. Результаты стали важными вехами для суверенной коммуникации с квантовым обеспечением в Германии и были опубликованы в New Journal of Physics. Квантовая связь — ключевая технология для долгосрочной безопасности данных Квантовая связь считается важнейшей технологией для долгосрочной безопасности данных, … Читать далее

Сверхпроводящие материалы могут проводить электричество без сопротивления, но обычно только при очень низких температурах. Реализация сверхпроводимости при комнатной температуре могла бы привести к созданию передовой энергоэффективной электроники и других технологий. Международная исследовательская группа сделала первый шаг к такому достижению. Учёные впервые наблюдали особое электронное состояние, известное как «узловой металл», которое даёт более глубокое понимание поведения … Читать далее

Профессор материаловедения Мария Стромме из Уппсальского университета представила в журнале AIP Advances [новую теоретическую модель природы реальности](https://pubs.aip.org/adv/article/15/11/115319/3372193/Universal-consciousness-as-foundational-field-A). Статья была выбрана лучшей в выпуске и размещена на обложке. Стромме, обычно занимающаяся исследованиями в области нанотехнологий, предлагает совершенно новую теорию происхождения Вселенной. В статье представлена концепция, в которой сознание рассматривается не как побочный продукт мозговой активности, а … Читать далее

Исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) участвовали в разработке нового магнитного материала с необычной электронной структурой — p-волнового магнита. Этот материал может позволить производить более мелкие и эффективные компьютерные чипы в будущем. Особенности магнитного поведения Магнитное поведение внутри этого материала обусловлено особым расположением спинов электронов — в форме спирали. Поэтому электрический ток, проходящий через материал, … Читать далее

Фотонные квантовые процессоры — устройства, которые могут обрабатывать информацию, используя квантово-механические эффекты и частицы света (фотоны), — обещают найти применение во многих областях: от вычислений и связи до моделирования сложных квантовых систем. Однако для использования в реальных условиях такие фотонные чипы должны надёжно интегрировать множество детерминированных и неотличимых однофотонных источников на одном чипе. Пока что … Читать далее

Совместная исследовательская группа добилась значительного прогресса в области измерения фотонейтронного сечения. Группа предложила метод измерения замещения, который позволяет избежать использования дорогостоящих и трудно получаемых изотопов высокой чистоты. С помощью этого метода удалось с высокой точностью измерить сечение реакции 65Cu(γ,n)64Cu. Метод опирается исключительно на натуральную медь (natCu) и ранее измеренные данные по 63Cu, не требуя модификации … Читать далее