Физика

По всему миру ведутся исследования, направленные на эффективное удержание термоядерной плазмы и использование её огромной энергии для производства электроэнергии. Однако известно, что турбулентность, возникающая в плазме на различных масштабах, приводит к высвобождению энергии плазмы и составляющих её частиц, ухудшая характеристики удержания. Понимание этого физического явления и подавление деградации характеристик имеет решающее значение Особенно в экспериментах … Читать далее

Исследователи из Университета Хьюстона совершили открытие в области теплопроводности, которое опровергает существующую теорию о том, что арсенид бора (BAs) не может конкурировать с алмазом по теплопроводности. Команда обнаружила, что высококачественные кристаллы могут достигать теплопроводности более 2100 ватт на метр на кельвин (Вт/мК) при комнатной температуре — возможно, выше, чем у алмаза, который считался лучшим проводником … Читать далее

Квантовая память играет ключевую роль в квантовой связи и квантовых вычислениях. Однако до настоящего времени неконтролируемый шум вынуждал разработчиков квантовых запоминающих устройств выбирать между ограниченной эффективностью (долей успешно восстановленных входных состояний) и ограниченной точностью (сходством между восстановленными и входными состояниями). Цзиньсянь Го из Шанхайского университета Цзяо Тун и его коллеги продемонстрировали способ устранения этого компромисса … Читать далее

Представьте себе облако, которое сияет, как неоновая вывеска, но вместо капель дождя оно содержит бесчисленные микроскопические пылевые частицы, парящие в воздухе. Это пылевая плазма — причудливое состояние вещества, встречающееся как в глубоком космосе, так и в лаборатории. В новом исследовании, опубликованном на этой неделе в журнале Physical Review E, физики из Обернского университета сообщают, что … Читать далее

Исследовательская группа из университетов Осаки, Дзёна и Токио математически раскрыла механизм, вызывающий заострение кончиков трещин при быстром разрушении резины. Стремительное разрушение резины Взрыв резиновых шаров или внезапный разрыв шин происходит из-за быстрого разрушения, явления, при котором небольшая трещина распространяется мгновенно. Во время этого процесса кончик трещины заостряется, ускоряя разрушение. Однако причина этого заострения долгое время … Читать далее

[Физики из Аахена, Дюссельдорфа, Майнца и Государственного университета Уэйна (Детройт, США) совместно изучили эти экзотические объекты и их свойства. Они легко распадаются на отдельные фрагменты, имеют необычные границы зёрен и дефекты, которыми можно управлять целенаправленно. В статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи описывают, как несколько новых свойств таких систем поперечного … Читать далее

Исследователи сделали важный шаг вперёд в области спинтроники — технологии, которая использует не только заряд, но и спин электронов для создания более быстрых, интеллектуальных и энергоэффективных электронных устройств. Их открытие может проложить путь к следующему поколению чипов памяти, сочетающих высокую скорость и низкое энергопотребление. В спинтронике информация хранится с помощью крошечных магнитных областей, называемых магнитными … Читать далее

Рост спроса на трафик данных и вызовы для инфраструктуры Стремительное развитие искусственного интеллекта (ИИ) создало беспрецедентный спрос на трафик данных. Однако инфраструктура, необходимая для его поддержки, сталкивается с серьёзными вызовами. Центры обработки данных ИИ должны обеспечивать более быструю и надёжную связь, чем когда-либо прежде, при этом борясь с растущим потреблением электроэнергии и надвигающейся угрозой квантовой … Читать далее

Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) обнаружили, что капля жидкости может подпрыгивать на вибрирующей твёрдой поверхности в течение нескольких минут — а возможно, и бесконечно. Наблюдение с далеко идущими последствиями Если вы когда-нибудь добавляли жидкость на горячую сковороду, вы могли заметить, как капли пузырились и скользили по шипящей поверхности, а не сразу растекались и … Читать далее

Исследователи из Университета Цукубы успешно измерили электрические поля вблизи поверхностей двумерных слоистых материалов с фемтосекундным временным и нанометровым пространственным разрешением. Они использовали алмаз, содержащий азот-вакансионный центр (дефект кристаллической решётки), в качестве зонда в атомно-силовом микроскопе, что позволило достичь пространственной точности атомного масштаба. Когда азот внедряется в качестве примеси в алмазный кристалл, отсутствие соседнего атома углерода … Читать далее

Что происходит, когда электроны покидают твёрдый материал? До сих пор это, казалось бы простое явление, не имело точного теоретического описания. В новом исследовании учёные нашли недостающий элемент головоломки. Представьте лягушку, сидящую в коробке. У коробки есть большое отверстие на определённой высоте. Сможет ли лягушка выбраться? Это зависит от того, сколько у неё энергии: если она … Читать далее

Метаповерхности — это двумерные (2D), созданные на наноуровне поверхности, которые активно взаимодействуют с электромагнитными волнами и могут управлять светом с поразительной точностью. Эти ультратонкие слои могут быть использованы для разработки широкого спектра передовых технологий, включая оптические фотонные системы, датчики и системы связи. Активные метаповерхности, электромагнитный отклик которых можно динамически настраивать в режиме реального времени, особенно … Читать далее

В правильных сочетаниях и при определённых условиях двумерные материалы могут демонстрировать интригующие и потенциально ценные квантовые фазы, такие как сверхпроводимость и уникальные формы магнетизма. Физики и инженеры активно изучают причины их возникновения и способы управления ими. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Physics, обнаружена ранее неизвестная особенность, которая может объяснить, как и почему возникают загадочные … Читать далее

Чен-Нин Янг, известный в США как Фрэнк, скончался вчера в Пекине в возрасте 103 лет. Он был последним из великих деятелей физики высоких энергий 1950-х годов, которые ещё были с нами. Его имя связано с двумя центральными идеями, которые легли в основу Стандартной модели. В 1953 году вместе с Робертом Миллсом он разработал расширение теории … Читать далее

Новое исследование показывает, что распределение тёмной материи в нашей галактике отличается от ранее предполагаемого, что делает её потенциальным источником наблюдаемого избытка гамма-излучения в центре Млечного Пути. Моделирование высокого разрешения показывает, что распределение тёмной материи во внутренней части галактики не сферическое, а уплощённое и асимметричное. Результаты подтверждают теорию о том, что избыток гамма-излучения связан с аннигиляцией … Читать далее

Благодаря новой технике картирования с высоким разрешением учёные сделали открытие, которое опровергло давнее убеждение о том, что геном теряет свою трёхмерную структуру при делении клеток. До деления клетки должны сначала реплицировать все свои хромосомы, чтобы каждая из дочерних клеток могла получить полный набор генетического материала. До сих пор учёные считали, что при делении геном теряет … Читать далее

Природа тёмной материи остаётся одной из величайших загадок в космологии. В рамках стандартной модели не сталкивающейся холодной тёмной материи (CDM) рассматриваются различные модели: WIMP (слабо взаимодействующие массивные частицы с массой около 100 ГэВ/c$^2$), первичные чёрные дыры и ультралёгкие аксион-подобные частицы (масса от 10$^{-22}$ до 1 эВ/c$^2$). В последнем случае тёмная материя ведёт себя как волна, … Читать далее

Когда растущий кристалл сталкивается с препятствием, упорядоченному расположению атомов может потребоваться корректировка, которая создаёт дефекты решётки или крупномасштабные перестановки. Однако исследовательская группа обнаружила в ходе экспериментов, что необычные материалы, называемые квазикристаллами, могут спокойно переносить такие нарушения. Особенности квазикристаллической решётки Квазикристаллическая решётка, упорядоченная, но не периодическая, может приспосабливаться к препятствиям, не жертвуя своим порядком, благодаря уникальному … Читать далее

Ударные волны не должны быть шокирующими — инженеры в разных областях науки должны уметь точно предсказывать, как мгновенные и сильные изменения давления возникают и рассеиваются, чтобы предотвратить повреждения. И теперь, благодаря команде из Йокогамского национального университета, эти прогнозы стали ещё точнее. В работе, опубликованной 19 августа в журнале [Physics of Fluids](https://doi.org/10.1063/5.0282374), исследователи подробно рассказали, как … Читать далее

Сети — это системы, состоящие из двух или более соединённых устройств, биологических организмов или других компонентов, которые обычно обмениваются информацией друг с другом. Понимание того, как информация перемещается между этими связанными компонентами, также известными как узлы, может помочь продвинуть исследования в различных областях — от искусственного интеллекта (ИИ) до нейробиологии. Для измерения направленного потока информации … Читать далее

Источник

Тёмная материя — загадочное вещество, удерживающее галактики вместе, — одна из величайших нерешённых проблем физики. Хотя её нельзя увидеть или ощутить напрямую, учёные верят, что тёмная материя оставляет слабые сигналы, которые можно уловить с помощью высокочувствительных квантовых устройств. В новом исследовании, опубликованном в журнале Physical Review D, учёные из Университета Тохоку предлагают способ повысить чувствительность … Читать далее

Новый взгляд на классический материал может улучшить квантовые вычисления и сделать современные центры обработки данных более энергоэффективными Команда под руководством исследователей из Университета штата Пенсильвания утверждает, что новый подход к использованию классического материала может продвинуть квантовые вычисления и сделать современные центры обработки данных более энергоэффективными. Бариевый титанат Бариевый титанат, впервые обнаруженный в 1941 году, известен … Читать далее

Впервые, изучая квантовые корреляции между тройками вторичных частиц, созданных во время столкновений с высокой энергией в ускорителе LHC, удалось наблюдать их когерентное производство. Это достижение подтверждает справедливость модели «ядро-гало», используемой для описания одного из наиболее важных физических процессов — адронизации, в ходе которого отдельные кварки объединяются, образуя основные компоненты материи во Вселенной. Кварки и глюоны … Читать далее

Угроза для существующих систем связи С развитием квантовых компьютеров под угрозой оказывается безопасность наших нынешних систем связи. Квантовые компьютеры смогут взломать многие методы шифрования, используемые в современных системах связи. Чтобы противостоять этому, учёные разрабатывают квантовые системы связи, которые используют квантовую механику для обеспечения более высокого уровня безопасности. Ключевым элементом таких систем является источник одиночных фотонов … Читать далее

Спиновые волны считаются перспективными кандидатами для новой формы электроники. Вместо электронов здесь в центре внимания находятся магноны. Эти квантованные единицы спиновых волн описывают распространение спиновой прецессии. Подобно электронам, магноны могут передавать информацию в проводнике. Однако они делают это с гораздо меньшим сопротивлением и, следовательно, с гораздо меньшей долей потребления энергии. В Техническом университете Брауншвейга (TU … Читать далее

Два физика из Штутгартского университета доказали, что принцип Карно, центральный закон термодинамики, не применим к объектам атомного масштаба, чьи физические свойства связаны (так называемые коррелированные объекты). Это открытие может способствовать развитию крошечных энергоэффективных квантовых моторов. Вывод был опубликован в журнале Science Advances. Тепловые двигатели и принцип Карно Тепловые двигатели, такие как двигатели внутреннего сгорания и … Читать далее

Иридесценция блестящего куска кристалла обусловлена высокоупорядоченной атомной структурой. Фрэнк Вильчек, лауреат Нобелевской премии по физике 2012 года, предположил, что квантовые системы, подобно группам частиц, могут самоорганизовываться аналогичным образом, но во времени, а не в пространстве. Он назвал такие системы кристаллами времени, определив их по минимально возможному энергетическому состоянию, которое постоянно повторяет движения без внешнего поступления … Читать далее

Учёные из стран G7 и Австралии в среду подписали «беспрецедентное соглашение» о квантовых технологиях, как сообщила национальная метрологическая лаборатория Франции агентству AFP. Цель соглашения Соглашение между лабораториями, занимающимися наукой об измерениях, направлено на установление стандартов прогресса в таких областях, как квантовые компьютеры. В последние годы ведущие технологические гиганты заявляли о прорывах в этой сфере, которые … Читать далее

Применение ультракоротких электронных пучков Электронный микроскоп можно заставить испускать ультракороткие пучки электронов, освещая его источник электронов — острый металлический наконечник — фемтосекундными лазерными импульсами. Из-за отрицательного заряда выталкиваемые электроны отталкиваются друг от друга, распределяя свою энергию и ухудшая контраст и разрешение микроскопа. В 2023 году Рудольф Хайн дл и его коллеги из Института междисциплинарных наук … Читать далее