«Кристаллы времени»: от концептуальной идеи к практике

«Кристаллы времени» в перспективе могут найти применение в устройствах точного хронометража или в квантовых вычислениях. Теперь в лабораторных условиях удалось при воздействии лазерных лучей на миллиметровую полость в форме диска воссоздать такую систему с нарушенной симметрией. Ученые наблюдали воспроизведение ее структуры в измерениях пространства, а также времени. Благодаря новому достижению «кристаллы времени» могут вскоре стать не просто концептуальной идеей, а решением, которое можно использовать в различных технологических приложениях.
#физика

Научная статья: https://www.nature.com/articles/s41467-022-28462-x

Технологический прорыв поможет в создании термоядерных реакторов

Китайские ученые объявили о новом прорыве в области материаловедения, который в перспективе поможет ускорить создание устойчивых термоядерных реакторов. Инженеры подразделения Академии наук в Хэфэе применили новый техпроцесс, чтобы произвести чистый вольфрам с прочностью на разрыв до 1,35 ГПа при комнатной температуре. Обычно вольфрам — очень хрупкий и трудный в работе из-за слабых границ зерен, присутствующих в его поликристаллической форме, но достижение китайских ученых теперь позволит расширить области применения этого материала в том числе для строительства токамаков.
#материалы #физика #энергетика

https://www.scmp.com/news/china/science/article/3169120/chinese-team-develops-purest-strongest-tungsten-material-fusion

В России исследуют свойства полупроводниковых нанокристаллов

Полупроводниковые нанокристаллы интересны для применения в оптоэлектронных устройствах: светоизлучающих диодах, солнечных элементах, датчиках и прочих. Сотрудники МГУ имени М.В. Ломоносова сосредоточились на хорошо изученном материале для полупроводниковых нанокристаллов — селениде кадмия — и его наиболее перспективной в оптоэлектронике форме — атомарно тонких нанолистах. Ученые обнаружили, что использование системы такого состава обеспечивает чрезвычайно большое поперечное сечение поглощения и рекордно низкий порог усиления среди подобных коллоидных полупроводниковых нанокристаллов.
#физика

Научная статья: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211379721010901

Обнаружен идеальный материал для квантовых устройств

Исследователи обнаружили, что определенный класс материалов обладает атомными свойствами, которые делают их идеальными для создания кубитов. Проявляются они благодаря ряду дефектов в монослоях дихалькогенидов переходных металлов — тонких полупроводников, состоящих из переходного металла и халькогена. Такие двумерные материалы могут совершить прорыв в создании квантовых устройств, говорят ученые, поскольку на их основе можно изготовить кубиты, пригодные для работы при комнатной температуре.
#кванты #физика

Научная статья: https://www.nature.com/articles/s41467-022-28133-x

Квантовый компьютер своими руками

Относительно простая конструкция квантового компьютера, в которой для управления фотонами используется один атом, может быть сконструирована из доступных в настоящее время компонентов, заявляют исследователи. Они предлагают использовать лазер для управления одиночным атомом, который, в свою очередь, может изменять состояние фотонов с помощью явления, называемого «квантовой телепортацией». Для такого квантового компьютера нужно всего несколько компонентов: оптоволоконный кабель, светоделитель, пара оптических переключателей и оптический резонатор.
#кванты #физика

Научная статья: https://www.osapublishing.org/optica/fulltext.cfm

В России создали ускоритель плазмы для будущей термоядерной установки

Специалисты Троицкого института инновационных и термоядерных исследований (Госкорпорация «Росатом») создали новый мощный импульсный ускоритель плазмы, конденсаторный накопитель для его питания с запасаемой энергией 2,2 МДж, а также комплекс плазменной диагностики. Эти устройства станут основой для компактного интенсивного источника нейтронов, предназначенного для испытаний элементов термоядерных реакторов. Его создание планируется завершить в Троицке к 2024 году.
#энергетика #физика

https://tinyurl.com/2p9f3uvu

Российская разработка увеличит эффективность оптических ловушек для вирусов

Новая разработка ученых Самарского национального исследовательского университета и Института систем обработки изображений РАН поможет существенно расширить возможности оптических элементов. Уникальная структура созданных командой микролинз позволяет в 2 раза увеличить эффективность пропускной способности оптики. Микролинзы могут найти применение в оптических пинцетах — устройствах, позволяющих с помощью лазерного луча ловить, удерживать и перемещать микроскопические объекты — живые клетки, бактерии, вирусы, а также в различных датчиках и сенсорах, например, для смартфонов.
#наукаоживом #физика

https://ssau.ru/news/20158-razrabotka-samarskikh-uchenykh-uvelichit-effektivnost-opticheskikh-lovushek-dlya-bakteriy-i-virusov

На Большом адронном коллайдере установлен мировой рекорд ускорения протонов

Большой адронный коллайдер, самый мощный ускоритель частиц в мире, еще раз подтвердил свое «почетное звание». Во время включения после 3-летнего перерыва на техническое обслуживание и модернизацию БАК побил собственный рекорд: в ходе тестового запуска в 27-километровом туннеле была достигнута энергия 6,8 трлн эВ двух пучков протонов. Предыдущий рекорд — 6,5 трлн эВ — был поставлен в 2015 году. Инженерам БАК еще предстоит провести ряд операций, прежде чем коллайдер вновь заработает в полную силу летом 2022 года.
#физика

https://www.space.com/cern-large-hadron-collider-record-energy-proton-beam

Бесконтактная сборка деталей в воздухе с помощью звука

Исследователи из Государственного университета Наварры (UPNA, Испания) разработали среду LeviPrint, которая создает звуковые волны частотой 40 кГц и заставляет объекты левитировать. За счет левитации и микроскопических капелек клея можно создавать 3D-конструкции с использованием палочек прямо в воздухе, без прикосновения к ним в процессе сборки. Звуковые волны могут проходить через различные материалы: например, исследователи смогли построить модель корабля внутри бутылки.
#физика

Видео: https://youtu.be/9eHmmhpYXdQ

https://techxplore.com/news/2022-06-acoustic-levitation.html

Земная гравитация и экосистема на Луне и Марсе

Киотский университет совместно со строительной корпорацией Kajima намерены разработать проект строений, пригодных для колонизаций Луны и Марса в будущем.
Одной из главных задач исследователей является воссоздание внутри постройки аналога земной гравитации. Для решения этой проблемы спроектировали вращающуюся вокруг своей оси конструкцию в виде перевёрнутого конуса, которая, благодаря вырабатываемой таким образом центробежной силе, позволит формировать гравитационное притяжение. При строительстве будут применять как доставляемые с Земли материалы, так и местные природные ресурсы. Высота строения может достигать 200 или даже 400 м, а диаметр 200 м. Помимо жилой зоны планируется создание небольшого фрагмента живой природы Земли. Оценки стоимости конструкций не приводятся, но авторы признают, что финансирование будет главной проблемой.
#космос #физика

https://www.japantimes.co.jp/news/2022/07/05/national/science-health/kyoto-university-kajima-artificial-gravity/

Открыты сверхпроводящие графеновые структуры

Исследователи из MIT обнаружили сверхпроводящие способности у многослойного графена. Четыре-пять слоёв графена в один атом толщиной, расположенные друг над другом с поворотом в 1,1°, приобретают новые свойства: при сверхнизких температурах сопротивление данного материала устойчиво стремится к нолю, то есть получается сверхпроводник. Также многослойный графен демонстрирует свойства ферромагнетика. Данное открытие открывает путь к новым разработкам в электронике и электротехнике, в тех областях, где никогда ранее углерод не применялся.
#физика #материалы

https://scitechdaily.com/mit-physicists-discover-a-family-of-magic-superconducting-graphene-structures/

Новая система искусственного зрения с панорамным полем зрения сможет видеть как на земле, так и под водой

Многие системы искусственного зрения, разработанные до сих пор, не подходят для визуализации как наземных, так и подводных сред и ограничены полусферическим полем зрения.

Новая же система зрения, разработанная группой исследователей из Кореи и США, черпает вдохновение из глаз краба-скрипача, который может получать полный панорамный обзор своего окружения, не двигая глазами и телом. Для создания сложной системы зрения исследователи объединили массив плоских микролинз с градуированным показателем преломления и массив гибких кремниевых фотодиодов в форме гребня на сферической структуре. Используемые микролинзы могут сохранять свое фокусное расстояние независимо от изменения внешнего показателя преломления межу водой и воздухом.
#физика #AI

https://www.nature.com/articles/s41928-022-00789-9

В CERN впервые обнаружили квантово-запутанные кварки

До этого запутанное состояние наблюдали у протонов, фотонов и электронов.

Проводимые до этого опыты по изучению запутанности можно назвать «тепличными»: учёные специально подбирали удобных для этого кандидатов для запутывания и создавали условия, при которых ничто не мешало поставить эксперимент. Стоит отметить, что за это дали Нобелевскую премию в 2022 г. Сейчас же впервые удалось наблюдать эффект запутанности между фундаментальными частицами материи при энергиях, на 12 порядков превышающих типичные для лабораторных экспериментов.

Если говорить про более-менее понятное нам сравнение, представьте себе мыльные пузыри.

Одно дело, когда вы спокойно стоите и нет никакого ветра, и совсем другое если вы развлекаетесь с пузырями стоя в жерле извергающегося вулкана. В первом случае нет никаких проблем, а вот во втором мало того, что есть сильный ветер, который норовит лопнуть пузырь, так ещё и высокая температура может его практически мгновенно испарить. Поскольку вряд ли у кого дома есть подходящий для похода в жерло вулкана костюм, пусть вы пытаетесь надуть пузыри над паром из кипящего чайника. Если уж продолжать аналогию с запутанностью -— представьте, что пузыри сливаются между собой образуя одни новый, а потом чудесным образом опять разделяются на два. И результат эксперимента в терминахна примере пузырей можно описать так: мы научились надувать красивые мыльные пузыри в жерле вулкана и можем теперь делать это всегда. И мы понимаем, что нужно для этого сделать и почему все наши дальнейшие попытки будут успешны так же, как и в тихую безветренную погоду.

Кварки — это бесструктурная элементарная частица и фундаментальная составляющая материи

Результаты эксперимента направлены на получение знаний о строении вещества и изучения фундаментальных проблем квантовой механики, изучение концепций квантовой информации, таких как неравенства Белл и могут быть полезны для поиска физики за пределами Стандартной модели, которая пока является лучшей суммой наших знаний о возникновении Вселенной.

Экспериментальная установка ATLAS, на которой проводились исследования, предназначена для изучения фундаментальных свойств материи и проводимые эксперименты направлены на моделирование состояние вещества, которое было «почти» во времена Большого взрыва, положившего начало существования нашей Вселенной.

Какой спектр практических результатов могут дать сделанные и планируемые эксперименты —сказать пока сложно., но можно смело утверждать, что это точно поможет понять свойства квантовой запутанности, которые мы собираемся использовать для создания квантовых компьютеров.

#news #физика #кванты

https://www.nature.com/articles/d41586-024-02973-7