В начале прошлого века благодаря работам Хаббла и других астрономов стало понятно, что Вселенная, во-первых, не ограничивается Млечным путём (последний – не Галактика, а просто галактика, одна из многих), а во-вторых, все галактики разлетаются друг от друга, как точки на поверхности надуваемого воздушного шарика. Но если шарик надувается, значит в прошлом он был меньше. В случае со Вселенной это означает, что в прошлом она была меньше, а следовательно, горячее и плотнее. Чем дальше в прошлое, тем всё это сильнее проявляется, и в какой-то момент нашей мысленной экстраполяции назад по шкале времени мы доходим до единой точки — так называемой сингулярности. В итоге у нас выстраивается логичная цепочка: сингулярность — Большой взрыв — Вселенная началась.
Архив рубрики: Наука
Предложен новый способ решения проблемы малого числа кубитов квантовых вычислителей для решения оптимизационных задач
Ученые исследовали новый способ решения проблемы малого числа кубитов квантовых вычислителей для решения реальных оптимизационных задач. Они пошли не по пути увеличения мощности компьютеров, а решили подстраивать формулировки решаемых ими задачи в нужном направлении. Исследователи показали, как квантовый компьютер может справиться с разными вариациями задачи маршрутизации транспорта. Работа опубликована в журнале IEEE Transactions on Quantum Engineering. Одними из самых сложных с точки зрения классических вычислителей и наиболее перспективными с точки зрения квантовых можно назвать задачи, принадлежащие классу квадратичной неограниченной бинарной оптимизации (QUBO, quadratic unbounded binary optimization). Но важнее всего то, что эти оптимизационные задачи встречаются в реальной жизни — от экономики и финансов до машинного обучения.
Впервые созданы дробные квантовые состояния Холла в двумерной системе ультрахолодных атомов
На иллюстрации: Схема экспериментальной установки. Два атома рубидия в оптической решетке, параметры которой создают эффективное магнитное поле Julian Léonard et al. / Nature, 2023. На днях физики впервые экспериментально сгенерировали дробные квантовые состояния Холла в двумерной системе ультрахолодных атомов. Как сообщается в Nature, в созданных состояниях удалось пронаблюдать основные свойства дробных холловских: подавление двухчастичного взаимодействия, сильные (анти)корреляции плотности и дробную величину аналога холловской проводимости. Дробный квантовый эффект Холла возникает в двумерном электронном газе в сильных магнитных полях. Одноименно заряженные электроны отталкиваются друг от друга, однако не могут разлетаться прямолинейно из-за сильного магнитного поля,
Предложен уникальный метаматериал с памятью формы для мягкой робототехники и умных сенсоров
Иллюстрация: Kwakernaak et al./Physical Review Letters, 2023; N + 1. Физики создали механический метаматериал с эффектом памяти, который можно использовать как примитивный счетчик до десяти. Этот материал представляет собой массив из десяти деформируемых ячеек, каждая из которых может находиться в одном из двух состояний, меняющихся при нажатии. При этом предыдущих изменений материал не забывает. В будущем счетчики с подобной конструкцией могут оказаться полезными для мягкой робототехники и умных сенсоров, пишут ученые в Physical Review Letters. Свойства метаматериалов определяются в первую очередь не химическим строением, а геометрической микроструктурой (например, расположением слоев различных веществ или периодичностью атомной решетки) и для них характерны аномальные значения различных физических параметров.
Ученые разрабатывают новые способы записи и хранения информации на основе “квантового коктейля” из синтетического кристалла
Ограниченная скорость записи и считывания информации, записанной на магнитном носителе, определяет предел максимального быстродействия этого носителя, к примеру, жесткого диска. Для ускорения процессов записи и чтения исследователи пытаются помогать этим процессам ультракороткими импульсами лазерного света и другими методами, которые позволяют уменьшить время переключения состоянии областей магнитного материала. Такой путь является весьма многообещающим, однако, задействованные в этом всем физические механизмы остаются плохо изученными и на сегодняшний день. Вся проблема заключается в сложной структуре и сложных взаимодействиях частиц магнитных материалов, которые на самом маленьком уровне можно рассматривать как квантовые системы, состоящие из множества отдельных квантовых объектов.
Ученые создали лазерное устройство для генерации частиц с “отрицательной” массой
В нашем физическом мире, если вы толкаете какой-либо объект, он, согласно Второму закону Ньютона, начинает удаляться от вас. Но объекты, обладающие отрицательной массой, будут действовать вопреки этому принципу, чем сильней вы будете их толкать, тем быстрей они будут двигаться в вашу же сторону. Все это походит на невозможную вещь, тем не менее такой эффект уже давно имеет теоретическое обоснование и его проявления наблюдались в некоторых экспериментах. И недавно, исследователи из университета Рочестера закончили разработку устройства, способного вырабатывает частицы, обладающие отрицательной массой. Во время экспериментов, проведенных учеными из Вашингтонского университета в прошлом году, отрицательную массу демонстрировала “жидкость”, состоящая из конденсата Бозе-Эйнштейна.
