Пришло время для дайджеста новостей!

Физики увидели колебания ядерной плотности в ридберговских молекулах
Немецкие физики смогли увидеть колебание ядерной плотности в молекуле в реальном времени. Для этого они синтезировали ионизированные ридберговские молекулы в слабом электрическом поле и измеряли распределение ядерной плотности с помощью ионного микроскопа после его выключения.

Создана квантовая версия цифроаналогового преобразования
В этом физикам помогла квантовая телепортация на основе гибридной запутанности кубитов разного типа.

Российские учёные изобрели и успешно применили наноалмазный оптический термометр
Учёные из Пущино изобрели устройство, которое позволяет локально измерять внутриклеточную температуру, что в перспективе позволит создавать препараты точечного действия для лечения генетических заболеваний.

Аксион — это гипотетически бесспиновая частица с малой массой, которая появилась в физике в качестве решения проблемы нарушения комбинированной чётности в квантовой хромодинамике. Низкая интенсивность взаимодействия аксионов с обычной материей, а также их возможная роль в эволюции ранней Вселенной делают из них хороших кандидатов на роль тёмной материи. 

Кроме того, существуют теории на основе аксионоподобных частиц, которые отличает более сильное взаимодействие аксионов со светом. Примером таких теорий стали модели фотофильных и фотофобных частиц, или модель когенеза.

Всем привет!

Делимся приятной новостью из жизни РКЦ:  сегодня прошла официальная церемония награждения победителей конкурса научных работ молодых ученых и студентов вузов РАН.

Награду 🏅 получила Алёна Мастюкова — научный сотрудник группы «Квантовые информационные технологии» РКЦ, аспирант МФТИ кафедры РКЦ за работу под названием «Исследование процессов декогеренции в многочастичных квантовых системах».

Желаем Алёне успехов в научной деятельности и берем с нее пример!

Подробнее на портале Научная Россия

Для обнаружения аксионов учёные Университета Западной Австралии построили галоскоп.

Проект, в состав которого входит галоскоп, называется ORGAN (Oscillating Resonant Group AxioN). Сам галоскоп представляет собой охлаждённый до низких температур резонатор, находящийся в магнитном поле.

Принцип работы галоскопов основан на обратном эффекте Генри Примакова, который заключается в превращении аксиона в фотон под действием другого фотона. Магнитное поле в этом случае выступает в качестве источника этих дополнительных фотонов, а резонатор призван усилить рождение реальных фотонов на определённых частотах. Частота рождаемого фотона, в свою очередь, определяется массой аксиона или аксионоподобной частицы. Меняя параметры резонатора, физики могут сканировать диапазон в поисках сигнала.

Пришло время для дайджеста новостей!

Гидродинамическая решётка растаяла из-за квазичастиц
Учёные впервые применили концепт квазичастиц для исследования полностью классической системы.

Физики доказали необратимость квантовой запутанности
Физики показали, что операции над квантовыми системами, в которых не генерируется дополнительная квантовая запутанность (вдобавок к уже имеющейся в системе), в общем случае являются необратимыми.

Российские физики собрали квантовый вычислитель из куквартов
Учёные объединили два ионных кукварта и продемонстрировали универсальный набор квантовых операций на них. Схема из двух куквартов эквивалентна схеме из четырёх кубитов, при этом учёным не пришлось добавлять ионы в схему.

Решить парадокс исчезновения информации в чёрной дыре помогают её «квантовые волосы». С их помощью материя внутри чёрной дыры на квантовом уровне кодирует информацию во внешнем гравитационном поле, а это, в свою очередь, отражается на излучении Хокинга. 

Суть парадокса исчезновения информации в чёрной дыре заключается в том, что чёрная дыра будет постепенно испаряться, избавляясь от ранее попавших в неё тел вместе с информацией о них. В 2016 году Строминджер, Перри и Хокинг выпустили статью, в соответствии с которой информация покидает чёрную дыру через частицы без массы — «мягкие волосы» (фотоны или гравитоны). 

Своё название обсерватория получила не в честь известного рэпера, а потому, что её построили на антарктической станции «Амундсен — Скотт» и она находится глубоко в толще льда.

Конструкция нейтринного детектора достигает 1 км³. На глубине от 1 450 до 2 450 м располагаются «нити» с прикреплёнными оптическими детекторами (фотоумножители), по 60 на каждой. 

Учёные регистрируют черенковское излучение мюонов высокой энергии, движущихся в направлении вверх из-под земли. Эти мюоны образованы при взаимодействии мюонных нейтрино, прошедших сквозь Землю, с электронами и нуклонами льда. Тысячи километров земного вещества служат в качестве фильтра, отсекая все частицы, которые испытывают электромагнитное взаимодействие. Из всех известных частиц только нейтрино могут пройти Землю насквозь. 

Таким образом, хотя IceCube расположен на Южном полюсе, он обнаруживает нейтрино, приходящие с северной полусферы неба.

Пришло время для дайджеста новостей!

Запутанность двух ионов распространили на 230 м
Суммарная длина связывающего их волокна составила при этом 520 м. В итоге учёные добились степени соответствия запутывания, равной 88%.

Алфавит из структурированного света спасёт данные от турбулентности
Южноафриканские физики придумали алгоритм, который подбирает конфигурации структурированного света, устойчивые к турбулентности. Их можно будет использовать в качестве «алфавита» для устойчивой передачи данных по воздуху.

Учёные ИТМО предложили универсальный способ для генерации квантовых корреляций и запутанных состояний
Метод позволяет динамически влиять на параметры системы и задавать желаемые характеристики фотонов, например явления группировки или антигруппировки.

Квантовый двигатель может выполнять работу абсолютно без потерь энергии, избегая при этом сил трения и теплообмена с окружающей средой, — такой движок обладает максимальной эффективностью. У современных двигателей нет подобных свойств, ведь существующие законы физики ограничивают их применение, при этом часть энергии теряется.

И конечно же, в России есть разработки квантового двигателя. Так, в МФТИ создаётся «вечный движок» второй степени. Учёные разрабатывают машину, в которой КПД будет составлять 100%, превышая эффективность цикла Карно. Для этого они используют кубиты, то есть элементарные вычислительные модули, а также ячейки памяти квантовых компьютеров (они соединяются между собой на квантовом уровне). Кубиты способны поглощать тепловую энергию, после чего перемещают излишнюю энтропию в окружающую среду. В результате двигатель находится в состоянии, в котором он может работать бесконечно.

Физики поймали обратно первый экспериментальный подтверждённый эффект квантового бумеранга. По графику видно, что средний импульс атомов в изначально покоящемся бозе-эйнштейновском конденсате возвращается к нулю после серии периодических воздействий оптическими решётками. Как и предсказывала теория, эффект сохраняется только тогда, когда в системе есть симметрии относительно отражения и инверсии времени.

Пришло время для дайджеста новостей!

Осцилляции Раби увидели в растягивающейся молекуле
Китайские физики исследовали осцилляции Раби, возникающие под действием интенсивного лазерного света, при диссоциации молекулярного иона водорода. Они обнаружили, что изменение населённости молекулярных орбиталей существенно усложняет процесс растяжения связи между протонами.

Бассейн с маслом помог получить гидродинамический аналог сверхизлучения
Американские физики продемонстрировали гидродинамический аналог сверхизлучения — хорошо известного эффекта из квантовой оптики. В роли атомов в эксперименте выступили два углубления на дне бассейна, заполненного маслом.

В России создали систему видеосвязи с постквантовым шифрованием
Сервис Dion от группы «Т1» стал первой отечественной ВКС-системой, способной на программном уровне противостоять кибератакам с помощью квантовых компьютеров.

Разработан новый алгоритм мониторинга характеристик базовых элементов квантового процессора

Метод позволяет получать достаточно точные оценки их поведения на основе анализа информации, полученной после запуска пользовательских цепочек.

В разработке метода участвовали наши учёные из РКЦ: Я.Ф. Золотарев, И.А. Лучников, А.К Фёдоров и Е.О. Киктенко.

Подробнее об исследовании можно найти здесь или напрямую прочитать статью.

Топ-кварк — босс всех кварков? 

В какой-то степени да: это самая тяжёлая из известных элементарных частиц. Её масса относится к важнейшим свободным параметрам Стандартной модели (модель описывает электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие всех элементарных частиц).

Топ-кварки рождаются в протон-протонных столкновениях на БАКе преимущественно в виде кварк-антикварковых пар и чаще всего распадаются на нижний кварк и W-бозон. Рождение такой пары можно зафиксировать по продуктам распада W-бозонов. Так как эти бозоны могут порождать либо адроны, либо лептоны, физики выделяют три канала наблюдения топ-кварковых пар: чисто лептонный, чисто адронный (струйный) и лептон-струйный.

Конфетам M&M’s удалось улететь в космос и поучаствовать в эксперименте!

Астронавты поместили 96 конфет в сферический контейнер и взбалтывали его вручную до достижения видимой равномерности, после наблюдали за динамическим процессом остывания газа, в качестве гранул которого выступали драже M&M’s. Этот эксперимент послужил опытной проверкой в изучении потерь кинетической энергии гранул при остывании газа.

Пришло время для дайджеста новостей!

Высокоэнергетическое рассеяние векторных бозонов не отклонилось от Стандартной модели
Физики из коллаборации ATLAS сообщили об исследовании процессов с участием пар массивных векторных бозонов на основе данных о протон-протонных столкновениях с энергией в системе центра масс, равной 13 тераэлектронвольт.

Физики научились переносить ионы между чипами с рекордной скоростью
Это необходимо для будущего масштабирования ионных квантовых процессоров. Учёные добились частоты переноса, равной 2 424 герцам, с вероятностью потерять ион не более 7 × 10^−8.

Байкальский нейтринный телескоп увидел свои первые космические нейтрино
Сигнал отличился от нулевой гипотезы статистической значимостью в три стандартных отклонения, а параметры диффузного нейтринного потока сопоставимы с параметрами, измеренными обсерваторией IceCube.

Мы часто делимся цитатами знаменитых ученых, но ведь о квантовой физике нередко высказывались и легендарные представители других сфер деятельности. Например, художник Сальвадор Дали.

Такие холодильники по-другому называют термоэлектрическими охладителями.

Это устройства, работающие на основе эффекта Пельтье — явления переноса тепловой энергии между разнородными проводниками при пропускании через них электрического тока.

Охлаждающий элемент состоит из полупроводниковых пластинок общей толщиной всего 100 нанометров. Это на несколько порядков меньше размеров предыдущих рекордно малых охлаждающих устройств. Исследования показали, что подобный термоэлектрический холодильник при подаче на него электрического тока может охлаждаться на 21 кельвин относительно комнатной температуры.

Промышленное использование таких термоэлектрических холодильников способно привести к революции в электроэнергетике и технологиях производства охлаждающих элементов.