Физика

Учёные-материаловеды могут узнать много нового о материале, облучая его лазером. Нелинейная оптическая микроскопия — это специализированный метод визуализации, который ищет изменения цвета интенсивного лазерного света. Исследователи могут собирать данные о том, как свет взаимодействует с образцом, и через длительные и дорогостоящие анализы характеризовать структуру материала и другие его свойства. Теперь исследователи из Пенсильванского государственного университета … Читать далее

Рентгеновские лучи используются не только врачами для того, чтобы заглянуть внутрь вашего тела и определить, сломана ли у вас кость. Более мощные лучи, состоящие из очень коротких вспышек рентгеновского излучения, могут помочь учёным изучить структуру отдельных атомов и молекул и различить типы элементов. Однако получить рентгеновский лазерный луч, который излучает сверхкороткие вспышки для фиксации самых … Читать далее

Группа физиков из факультета физики Варшавского университета, Центра новых технологий Варшавского университета и Университета Эмори (Атланта, США) проанализировала, как взаимные взаимодействия атомов изменяют их коллективное взаимодействие со светом. В статье, опубликованной в Physical Review Letters, исследователи расширяют существующие модели этого явления. Они показывают, что прямые взаимодействия между атомами могут усиливать коллективный всплеск света, известный как … Читать далее

В новом исследовании учёные из Массачусетского технологического института (MIT) оценили потенциал квантовых материалов для коммерческого использования в больших масштабах и определили перспективные варианты. Квантовые материалы: от экзотики до обыденности Квантовые материалы, свойства которых обусловлены квантово-механическими эффектами, часто воспринимаются как экзотические диковинки. Однако некоторые из них уже стали неотъемлемой частью наших компьютерных жёстких дисков, экранов телевизоров … Читать далее

Группа исследователей под руководством физика из Университета Райса Фрэнка Герца успешно измерила температуру кварк-глюонной плазмы (QGP) на различных этапах её эволюции. Это даёт важное представление о состоянии материи, которое, как считается, существовало всего через несколько микросекунд после Большого взрыва — научной теории, описывающей происхождение и эволюцию Вселенной. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications. Исследование решает … Читать далее

Люди склонны воспринимать квантовые материалы, свойства которых обусловлены квантово-механическими эффектами, как экзотические диковинки. Однако некоторые квантовые материалы стали неотъемлемой частью наших компьютерных жёстких дисков, экранов телевизоров и медицинских приборов. Тем не менее подавляющее большинство квантовых материалов так и не выходит за пределы лабораторий. Что определяет коммерческий успех одних квантовых материалов и нерелевантность других? Если бы … Читать далее

Квантовые информационные системы — это системы, которые обрабатывают, хранят или передают информацию, используя квантово-механические эффекты. В принципе, они могут превосходить классические системы в некоторых задачах оптимизации, вычислений, сенсоринга и обучения. Важным аспектом квантовой информатики является надёжная количественная оценка квантовых состояний в системе, чтобы проверить, соответствуют ли они желаемым (то есть целевым) состояниям. Традиционные протоколы проверки … Читать далее

В теории распространение разрушительных вибраций в физической системе можно уменьшить с помощью так называемых топологических механических метаматериалов. На практике эти структуры обычно сложны, что мешает их масштабному производству и внедрению в реальные системы. Теперь Джеймс Макинёрни с базы ВВС Райт-Паттерсон в Огайо и его коллеги разработали сравнительно простой топологический механический метаматериал. Согласно их анализу, такая … Читать далее

Сложная геометрия метаматериалов, созданных с помощью 3D-печати, позволяет гасить механические вибрации. Группа исследователей под руководством учёных из Мичиганского университета и Исследовательской лаборатории ВВС (AFRL) продемонстрировала, как можно напечатать сложные трубки, которые используют свою структуру для подавления вибраций. Такие структуры могут быть полезны в различных приложениях, где требуется гашение вибраций, включая транспорт, гражданское строительство и другие … Читать далее

Создание мюонных пучков в устройстве размером с линейку Исследователи из Национальной лаборатории им. Э. Ферми представили компактный лазерно-плазменный ускоритель (ЛПУ) длиной около 30 см, который может генерировать и обнаруживать высоконаправленные пучки мюонов. Как это работает Для ускорения электронных пучков используются интенсивные лазерные импульсы, которые затем создают мюоны в значительно большем количестве и с большей направленностью. … Читать далее

Глубокий синий OLED Исследователи из Института науки Токио разработали синий OLED, работающий от напряжения всего 1,5 В. Это позволило преодолеть проблемы высокого напряжения и чистоты цвета, которые долгое время ограничивали применение синих OLED. Прорыв был достигнут за счёт введения новой молекулярной добавки, которая предотвращает захват заряда — проблему, которая ранее препятствовала работе OLED с низким … Читать далее

Исследователи добились контроля над квантовой интерференцией на атомном уровне. Представьте себе:* промышленные процессы, которые создают материалы или химические соединения быстрее, дешевле и с меньшим количеством этапов, чем когда-либо прежде;* обработку информации на вашем ноутбуке за секунды вместо минут;* суперкомпьютер, который обучается и адаптируется так же эффективно, как человеческий мозг. Все эти возможности зависят от одного: … Читать далее

Ежедневно миллионы людей по всему миру ездят на работу или учёбу. Однако во время пандемии такая практика может значительно способствовать распространению инфекционных заболеваний. Этот факт часто упускается из виду в традиционных моделях метапопуляций, поскольку они разработаны в основном для изучения миграции и рассматривают людей так, будто те редко перемещаются на локальном уровне. В журнале Chaos … Читать далее

Электроны в двумерных (2D) системах, помещённых под сильные магнитные поля, часто ведут себя уникальным образом, что приводит к появлению так называемых дробных квантовых жидкостей Холла. Это экзотические состояния вещества, в которых электроны ведут себя коллективно и образуют новые квазичастицы, несущие лишь часть заряда электрона и подчиняющиеся необычной квантовой статистике. Теория хиральной лютингер-жидкости В 1990-х годах … Читать далее

Учёные из Научно-исследовательского центра перспективных наук при Центре выпускников Городского университета Нью-Йорка (CUNY ASRC) обнаружили способ управления звуком и вибрациями с помощью концепции, вдохновлённой «твистроникой» — феноменом, изначально разработанным для электроники. Их исследование, опубликованное в журнале [PNAS](https://doi.org/10.1073/pnas.2427049122), представляет «твистэластики» — метод, который использует крошечные повороты между слоями искусственных поверхностей для управления распространением механических волн. Контроль … Читать далее

Профессор Эдмунд Лам, доктор Ни Чен и их исследовательская группа из Департамента электротехники и электронной инженерии инженерного факультета Гонконгского университета (HKU) разработали новую технологию — Фурье-птихографию с учётом неопределённости (UA-FP), которая значительно повышает стабильность систем визуализации в сложных условиях реального мира. Исследование [опубликовано](https://doi.org/10.1038/s41377-025-01915-w) в журнале Light: Science & Applications. Фурье-птихография Фурье-птихография, считающаяся краеугольным камнем компьютерной … Читать далее

Нобелевская премия по физике 2025 года присуждена трём физикам-теоретикам — Джону Кларку, Мишелю Х. Деворе и Джону М. Мартинису — за изучение квантовой механики в макроскопической электрической цепи. С момента объявления о присуждении премии их родные учреждения в Беркли, Санта-Барбаре и Нью-Хейвене наполнились радостью и волнением. Эта престижная награда отмечает новаторские исследования в области квантовой … Читать далее

Квантовые сети — системы, состоящие из связанных квантовых компьютеров, квантовых датчиков или других квантовых устройств — обладают потенциалом для более быстрой и безопасной связи. Создание таких сетей основано на квантовом явлении, известном как запутанность, которое подразумевает связь между частицами или системами, при этом квантовое состояние одной влияет на другую, даже когда они находятся далеко друг … Читать далее

Одиночный ротор можно раскрутить всё быстрее и быстрее, повторяя импульсные воздействия. Если сила воздействия превышает пороговое значение, движение становится хаотичным. Квантовая версия такого ротора ведёт себя иначе и вопреки ожиданиям. При достижении порога квантовая интерференция не позволяет ротору поглощать больше энергии. Вместо бесконечного роста импульс стабилизируется — или становится «локализованным» — в конечном наборе состояний. … Читать далее

Ферроаксиальные материалы: новый класс для хранения данных Ферроактивные материалы, такие как ферромагнетики и сегнетоэлектрики, лежат в основе современного хранения данных, но сталкиваются с ограничениями: они медленно переключаются или страдают от нестабильной поляризации из-за деполяризующих полей. Новый класс — ферроаксиалы — избегает этих проблем, размещая вихри диполей с часовой и противоположной часовой стрелками, но их трудно … Читать далее

Физика, основанная на искусстве ИИ, превосходит в крупномасштабном открытии новых материалов Руководство по созданию идеальных поляритонов: правила для создания квазичастиц, которые могут питать оптические компьютеры, квантовые устройства Изменение взаимодействий между мельчайшими частицами «одним нажатием кнопки» Квантовые исследователи из RPTU разработали новый инструмент, который позволяет управлять взаимодействиями между атомами в ультрахолодном газе. Новый подход — временно … Читать далее

Калифорнийский физик и нобелевский лауреат Джон Мартини не отказывается от квантовых компьютеров. Квантовые дефекты и их роль в квантовых технологиях Квантовые дефекты — это крошечные несовершенства в кристаллических решётках твёрдых тел, которые могут улавливать отдельные электроны и их «спин» (то есть внутренний угловой момент частиц). Эти дефекты играют центральную роль в функционировании различных квантовых технологий, … Читать далее

Исследовательская группа под руководством университета Кюсю разработала новый метод изготовления энергоэффективной магнитной оперативной памяти (MRAM) с использованием нового материала, называемого железо-гольмиевым гранатом (TmIG), который привлекает внимание всего мира своей способностью обеспечивать высокоскоростное переписывание информации при низкой мощности и комнатной температуре. Команда надеется, что их открытия приведут к значительному улучшению скорости и энергоэффективности вычислительного оборудования, например, … Читать далее

Если сложить две коробки для яиц так, чтобы их вершины и впадины точно совпали, то одну коробку невозможно будет сдвинуть относительно другой. Но если сложить их со сдвигом, так чтобы они перестали совпадать, верхняя коробка сможет скользить вдоль вершин нижней. Что-то похожее происходит между листами бислойного графена и других двумерных материалов. В обычном бислое с … Читать далее

Исследователи из EeroQ, компании, специализирующейся на квантовых вычислениях и разрабатывающей технологию «электрон на гелии», опубликовали статью под названием «Детектирование и контроль отдельных захваченных электронов при температуре выше 1 Кельвина» в журнале Physical Review X. В статье подробно описывается важная веха: первая демонстрация контроля и обнаружения отдельных электронов, удерживаемых на сверхтекучем гелии при температурах выше 1 … Читать далее

Если сложить две коробки для яиц так, чтобы их вершины и впадины точно совпали, одну коробку нельзя будет сдвинуть относительно другой. Но если сложить их со сдвигом, так чтобы они перестали совпадать, верхняя коробка сможет скользить вдоль вершин нижней. Нечто подобное происходит между листами бислойного графена и других двумерных материалов. В обычном бислое с выровненными … Читать далее

Когда оптические материалы (молекулы или полупроводники в твёрдом состоянии) помещаются в крошечные фотонные «коробки», известные как оптические микрополости, они формируют гибридные состояния света и вещества, называемые поляритонами. Большинство оптических свойств поляритонов при слабом освещении можно объяснить с помощью классической оптики. Однако исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего показали, что это не вся история: под классическим … Читать далее

Запрещённая зона, то есть энергетический разрыв между наивысшей валентной зоной и наименьшей зоной проводимости, является определяющим свойством изолирующих твёрдых тел. От неё зависит, как они поглощают свет и проводят электричество. Отслеживание изменений запрещённой зоны при сильном лазерном возбуждении было давней задачей, поскольку лежащие в основе процессы развиваются в фемтосекундном масштабе времени и их трудно отследить … Читать далее

Сверхпроводимость (материалы, которые проводят электричество без сопротивления) уже более века привлекает физиков. Хотя обычные сверхпроводники хорошо изучены, новый класс материалов, известных как топологические сверхпроводники, в последние годы вызвал большой интерес. Сообщается, что эти сверхпроводники способны поддерживать майорановские квазичастицы — экзотические состояния, которые могут изменить область отказоустойчивых квантовых вычислений. Однако многие фундаментальные свойства этих новых объёмных … Читать далее

Квантовая технология: крошечный двигатель работает горячее, чем Солнце, чтобы исследовать границы термодинамики Квантовая механика описывает странное поведение микроскопических частиц. Использование квантовых систем для вычислений обещает позволить исследователям решать задачи в таких областях, как химия и криптография, которые имеют так много возможных решений, что они не под силу даже самым мощным неквантовым компьютерам. В 2025 году … Читать далее