Создана эффективная технология наблюдения за поведением экситонных поляритонов в полупроводниках

Команда исследователей из Тель-Авивского университета разработала новый способ наблюдения за распространением экситонных поляритонов в полупроводниках. Экситоны — электрически нейтральные квазичастицы — обладают экстраординарными свойствами. Они существуют только в полупроводящих и изолирующих материалах, их легко получить в двумерных материалах толщиной всего в несколько атомов — вроде углерода и молибденита. При совмещении этих двумерных материалов они проявляют квантовые свойства, которыми ни один из них не обладает по отдельности. Новое исследование, проведенное Тель-Авивским университетом, исследует генерацию и распространение экситонов в двумерных материалах в течение беспрецедентно короткого временного промежутка при чрезвычайно высоком пространственном разрешении.

Читать далее

Разработан уменьшающийся в объеме при нагревании и деформации аэрогель

Ученые из США, Китая и Саудовской Аравии создали аэрогель, который сжимается при нагревании и деформации. Кроме того, он полностью восстанавливается после сжатия в двадцать раз и практически не теряет своих механических свойств при резких изменениях температуры на тысячу градусов и более, рассказывают авторы статьи в Science. Аэрогели — пористые гели, состоящие из твердой фазы и пор, которые занимают практические весь объем, нередко более 99 процентов. Это делает такие материалы удобными для применения во многих сферах. Благодаря практически полному отсутствию твердой фазы аэрогели имеют крайне низкую плотность. Кроме того, это делает их практически идеальным теплоизолятором, имеющим очень низкую теплопроводность, причем она уменьшается при помещении аэрогеля в вакуум, что особенно удобно при использовании в космической технике.

Читать далее

Томские ученые обнаружили возможность искусственного изменения фундаментальных свойств электрона

Сотрудники Томского государственного университета выяснили, что, изменяя форму волны электрона, можно контролировать его внутренние характеристики. Открытие позволит создавать пучки частиц, которые будут полезны при определении электромагнитных свойств разных материалов. Работа проходила в рамках проекта, поддержанного Российским научным фондом (РНФ) в рамках Президентской программы исследовательских проектов. Статья ученых опубликована в журнале Physical Review A. Все во Вселенной — молекулы, атомы и даже ядра атомов — состоит из элементарных частиц. Это объекты, которые уже нельзя разделить на составные части. К таким частицам относятся и электроны, вращающиеся на орбиталях вокруг каждого атома.

Читать далее

Теория петлевой квантовой гравитации идет на помощь современным представлениям о физическом мире

В современной физике есть две теории, невероятно точно описывающие крупномасштабные явления и то, что происходит в микромире: Общая теория относительности и Стандартная модель квантовой механики соответственно. Но насколько бы точной и удивительной каждая из этих двух теорий ни была, они не очень хорошо сотрудничают друг с другом. Сам Альберт Эйнштейн – автор Общей теории относительности – до конца жизни был занят работой над теорией, которая объединила бы квантовую механику и гравитацию. Как известно, у него ничего не вышло. Многие современные физики-теоретики – от Шона Кэрролла до Брайана Грина – считают, что разработка тестируемой, фальсифицируемой и доказуемой теории квантовой гравитации откроет новые горизонты для науки и поможет ответить на множество вопросов: например, что происходит за горизонтом событий черных дыр?

Читать далее

Российские ученые разрабатывают противоопухолевые нанокомплексы на основе биосовместимых наночастиц

Ученые Университета Лобачевского совместно с австралийскими коллегами разработали и сконструировали сложные противоопухолевые молекулярные комплексы, состоящие из светящихся (люминесценция) наночастиц, содержащих в своём составе радиоактивный изотоп иттрий-90 (радиация, излучение) и белковые молекулы, состоящие из двух частей – направляющей части, которая избирательно связывается с опухолевыми клетками, и токсической части, которая представляет собой токсин бактериальной природы. Нанокомплексы собираются на основе биосовместимых фотолюминесцентных наночастиц (нанофосфóров), что позволяет проводить их визуализацию оптическими методами. Фотолюминесценция нанофосфоров возбуждается инфракрасным светом, способным глубоко проникать в живые ткани, не повреждая их.

Читать далее

Впервые получена плазма в 50 раз холоднее температуры открытого космоса

Американские физики смоделировали раскаленную плазму из центра мертвой звезды при помощи плазмы, которая приблизительно в 50 раз холоднее температуры открытого космоса — то есть охлаждена почти до абсолютного нуля. Это парадоксальное исследование позволит ученым изучить самые экзотические явления Вселенной и приблизиться к получению термоядерной энергии. Плазма — одно из четырех основных агрегатных состояний вещества, плотный газ, состоящий из ионов и свободных электронов. Обычно она появляется в условиях крайне высоких температур, например, на поверхности Солнца. Но в еще более экстремальной среде — как в центре сверхплотного белого карлика или Юпитера — она начинает вести себя настолько необычно, что это сложно воспроизвести в лаборатории.

Читать далее

Жизнь в голограмме: вымысел или реальность?

В конце 1990-х годов физики-теоретики обнаружили примечательную связь между двумя, казалось бы, несвязанными концепциями в теоретической физике. Эта связь имеет принципиально технический характер, но она может иметь далеко идущие последствия для нашего понимания гравитации и даже всей Вселенной. Чтобы проиллюстрировать эту связь, мы начнем… с черной дыры. Исследователи обнаружили, что при попадании одного бита информации в черную дыру, площадь ее поверхности увеличивается на очень точное значение: квадрат планковской длины (около 1,6 х 10-35 метра). Поначалу факт увеличения черной дыры при падении в нее вещества или энергии может показаться не особо интересным.

Читать далее

Разработан метод получения углеродного волокна из наноструктурированного блок-сополимера с помощью пиролиза

Американские ученые разработали метод создания углеродных волокон с равномерно распределенными небольшими порами. Они предложили создавать волокно из блок-сополимера, самопроизвольно формирующего равномерные наноструктуры из двух веществ, а затем удалять один из полимеров, оставляя пористую матрицу. Благодаря большой площади поверхности получаемое таким методом волокно имеет высокую емкость, что в перспективе позволит использовать его для хранения электрической энергии, рассказывают авторы статьи в Science Advances. Сополимеры отличаются от классических полимеров тем, что их макромолекулярная цепочка состоит из мономеров двух или более типов. К примеру, в таком полимере мономеры могут чередоваться через один. В сополимерах также различают отдельный класс, называемый блок-сополимерами.

Читать далее

Создан гидрогель со способностью восстанавливать и улучшать разорванные молекулярные связи

Полимерные структуры нового гидрогеля восстанавливают и усиливают разорванные цепи, становясь жестче и прочнее после механических нагрузок. Японские ученые научились получать материалы, которые становятся прочнее с каждым механическим воздействием — подобно тому, как наши мускулы становятся сильнее с каждой тренировкой. В самом деле, по словам Цзяньпин Гун (Jian Ping Gong) и ее коллег из Университета Хоккайдо, именно структура мышечной ткани навела их на мысль о создании подобных материалов. Технология их получения описывается в статье, опубликованной в журнале Science. В ходе тренировки при значительных нагрузках в мышцах происходит частичное разрушение белковых волокон и образование новых, более прочных и сильных.

Читать далее