Высокое искусство математических теорем и интеллектуальный альпинизм: общие черты

Альпинизм – популярная метафора для математических исследований. Такого сравнения практически невозможно избежать: замёрзший мир, разреженный холодный воздух, суровая жёсткость альпинизма напоминает неумолимый ландшафт чисел, формул и теорем. Точно так же, как альпинист противопоставляет свои возможности неподатливому объекту – в его случае, каменной стене – так и математик часто сражается в битве человеческого разума против жёсткой логики. В математике роли горных пиков играют великие гипотезы – резко сформулированные утверждения, скорее всего, истинные, но не имеющие убедительных доказательств. У этих гипотез глубокие корни и широкие последствия. Поиски их решений составляют большую часть математики. Вечная слава ждёт первого их покорителя.

Читать далее

МФТИ совместно с учеными из ФИАН разработали катодолюминесцентную лампу будущего

Сотрудники кафедры вакуумной электроники МФТИ совместно с учеными из ФИАН создали и испытали прототип катодолюминесцентной лампы общего освещения, основанной на явлении автоэлектронной эмиссии и обладающей не достигнутыми никем в мире характеристиками надежности, долговечности и силы света. Соответствующая работа опубликована в конце мая в международном научном журнале Journal of Vacuum Science & Technology B. Ставшие уже привычными в быту светодиодные лампочки — не единственная экономичная альтернатива лампам накаливания: с 1980-х годов в мире изучают возможность применения для общего освещения так называемых катодолюминесцентных светильников. Их работа основана на том же принципе, что и кинескопы старых телевизоров: внутри вакуумной колбы находятся катод (отрицательный электрод) и анод (положительный электрод), между которыми создается значительная разность потенциалов (до 10 киловольт).

Читать далее

Математическое моделирование позволило подтвердить фундаментальный принцип космической цензуры

Гипотеза космической цензуры гласит о том, что сингулярность не может быть видна наблюдателям, находящийся в местах, подобных чёрным дырам. Но проблема в том, что это нельзя проверить. Ведь вся информация попадавшая в чёрную дыру и и исходящая из нее, больше не может вернётся. Математически такое обстоятельство достаточно трудно доказать. Недавно, американский физик Уильям Ист численно смоделировал коллапс вытянутого эллипсоида, заполненного пылью, и показал, что гипотеза космической цензуры в этом случае не нарушается, как это предполагалось ранее. Оказалось, что вместо голых сингулярностей при коллапсе в материи формируются каустики, а все сингулярности в конце концов накрываются горизонтом событий. Статья опубликована в Physical Review Letters, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

Читать далее

Продемонстрировано новое состояние света в виде закрученного импульса излучения

Физики продемонстрировали новое состояние света — закрученный импульс излучения, орбитальный угловой момент которого меняется со временем. Таким образом ученым удалось использовать ранее никем не задействованную степень свободы электромагнитного излучения. Потенциально с помощью таких импульсов можно изучать вещество на нанометровом пространственном масштабе и аттосекундном временном, пишут авторы в журнале Science, иллюстрация из статьи попала на обложку выпуска. Простейшая электромагнитная волна характеризуется такими величинами, как частота (длина волны), интенсивность и поляризация. Однако в 1992 году физики показали, что можно создать также новое состояние света, которое стали называть закрученным. Оно отличается наличием орбитального углового момента, в результате чего волновой фронт, то есть поверхность одинаковой фазы, становится геликоидальным, похожим на спираль, при этом на самой оси распространения интенсивность света равна нулю.

Читать далее

Впервые реализована квантовая корреляционная система нарушающая второй закон термодинамики

Ученые экспериментально реализовали квантовую систему, в которой й. Однако это кажущееся нарушение второго начала термодинамики реализуется только в случае существования специальных квантовых корреляций между элементами системы до начала взаимодействия. В процессе опыта эти корреляции превращаются в энергию, которая расходуется на изменение направления тока тепла, поэтому квантовое обобщение второго начала не нарушается, пишут авторы в журнале Nature Communications. Термодинамика — это наука о взаимопревращении различных форм энергии, их связи с температурой, работой и соответствующими свойствами материи. Классическая термодинамика применима к макроскопическим телам, простейшим из которых является математическая абстракция под названием идеальный газ.

Читать далее

Российские ученые открыли способность “грязного” промышленного графена быть эффективным детектором терагерцевого излучения

Российские ученые из Московского физико-технического института (МФТИ) и Физико-технологического института имени К. А. Валиева РАН (ФТИАН имени К. А. Валиева РАН) обнаружили резонансное поглощение терагерцевого излучения в коммерчески доступном графене. Это является важнейшим шагом на пути к созданию эффективного детектора терагерцевого излучения. Результаты исследований опубликованы в журнале Physical Review Applied. С момента присуждения в 2010 году Андрею Гейму и Константину Новосёлову Нобелевской премии по физике за получение графена и изучение его свойств интерес исследователей к этому материалу не утихает. Графен является истинно двумерным материалом, то есть состоит из одного атомарного слоя углерода, отчасти благодаря чему обладает уникальными свойствами: он тонкий, но прочный, непроницаем даже для атомов гелия, имеет высокую электро- и теплопроводность.

Читать далее

Подтверждена возможность прохождения частиц между металлом и изолятором в состоянии сверхпроводимости

Физики экспериментально подтвердили парадокс Клейна — беспрепятственное прохождение частиц сквозь потенциальный барьер. Это явление было изначально теоретически предложено для релятивистских частиц, но его удалось обнаружить на границе между металлом и топологическим изолятором в состоянии сверхпроводимости. Открытие показывает ранее неизвестное свойство топологических изоляторов и может пригодиться при разработке новых устройств в области спинтроники и сверхпроводящих датчиков, пишут авторы статьи в журнале Nature, которая попала на обложку выпуска. В 1928 году Поль Дирак опубликовал волновое уравнение для релятивистских частиц, впоследствии получившее имя первооткрывателя. Оно является обобщением уравнения Шредингера и сыграло большую роль в физике, так как позволило объяснить ряд накопленных экспериментальных фактов, а также предсказывало существование позитрона.

Читать далее

Физики впервые передали музыкальную композицию с помощью атомного радио

Американские физики построили первое атомное радио и передали на него стереофоническую музыкальную композицию с помощью АМ-радиоволны. Вместо антенны в построенном радио используются ридберговские атомы, просвечиваемые двумя парами лазеров. Не считая небольших помех, напоминающих потрескивания виниловой пластинки, принятый радиосигнал оказался довольно чистым. Статья опубликована в AIP Advances. Физики называют ридберговским атомом сильно возбужденный атом, внешний электрон которого поднялся на очень высокий энергетический уровень. Как правило, главное квантовое число (грубо говоря, номер) такого уровня n ~ 100. Как легко догадаться, свойства ридберговского атома сильно зависят от числа n. Например, время их жизни растет как n3дипольный момент — как n2, а поляризуемость — как n7.

Читать далее

В США предложена новая схема детектора темной материи на основе сверхчистых алмазов

Физики из США и Израиля предложили схему детектора темной материи, в основе которого лежат сверхчистые алмазы. Такой детектор одновременно может отслеживать сразу три типа темных частиц, по-разному взаимодействующих с обычной материей и имеющих разные массы. Более того, из расчетов ученых следует, что чувствительность предложенного детектора превышает чувствительность существующих аналогов во всех трех диапазонах. Статья опубликована в Physical Review D, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org. Темная материя — одна из самых загадочных субстанций, с которыми работают современные ученые. С одной стороны, астрономы видят множество свидетельств в пользу существования невидимой материи, которая притягивает обычную материю, но не способна излучать фотоны.

Читать далее