На иллюстрации: Слева — зерно квазикристалла под пленкой и его дифракционное изображение. Справа — атомарная структура квазикристалла с 12-м порядком осевой симметрии. Линейный масштаб — 1 микрометр и 1 нанометр соответственно. Источник: Luca Bindi et al. / PNAS, 2022. Физики открыли новый способ создания квазикристаллов с помощью электрического разряда. Они нашли квазикристалл внутри образца из расплавленного электропровода и сплавившегося песка, который возник в результате удара молнии или обрыва линии электропередач. Ученые предполагают, что электрический метод синтеза не только позволит создавать высокосимметричные материалы, но и объясняет возникновение квазикристаллов в метеоритах. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Архив рубрики: Наука
Доказано существование природного механизма, стабилизирующего климатические флуктуации планетарного масштаба
Исследование учёных Массачусетского технологического института, опубликованное в журнале Science Advances, подтвердило, что на планете уже сотни тысяч лет действует механизм «стабилизирующей обратной связи», который возвращает климат от критических значений и стабильно удерживает глобальную температуру в весьма устойчивом диапазоне, пригодном для жизни. Климат Земли претерпел значительные изменения — от вулканической деятельности по всему миру до планетарных ледниковых периодов и резких изменений уровня солнечной радиации. И всё же, жизнь не прекращает своё существование последние 3,7 миллиарда лет. Как это происходит? Вероятно, механизм заключается в «силикатном выветривании» — геологическом процессе, в ходе которого медленное и устойчивое выветривание силикатных пород сопровождается химическими реакциями, которые в конечном счёте выводят углекислый газ из атмосферы в океанические отложения, задерживая его в породах.
Обнаружено возникновение квантовой запутанностиза счет механической закрутки одиночных фотонов
Британские физики обнаружили возникновение квантовой запутанности между различными свойствами одиночных фотонов, бегущих одновременно по разным вращающимся интерферометрам Саньяка. Этот результат можно интерпретировать как свидетельство рождения запутанности, вызванное сильным искривлением пространства – времени. Исследование опубликовано в Physical Review Letters. Величайшая проблема в физике — объединение квантовой механики и теории относительности — пока не решена. Причин у этого несколько, но самая важная из них заключается в том, что процессы, описываемые этими теориями, происходят на очень разных масштабах. Это побуждает физиков придумывать эксперименты, где релятивизм и искривление пространства времени соприкасаются с квантовыми свойствами объектов.
Загадки из глубин космоса: почему скорость вращения черных дыр очень близка к скорости света
Заглядывая в глубины космоса, прежде всего мы видим яркие точки и пятна – звёзды и галактики. Большая часть видимого в ночном небе света действительно исходит от звёзд. А если заглянуть во Вселенную при помощи приборов, выйдя за пределы видимой части спектра, мы увидим гораздо больше всего. У самых ярких и самых массивных звёзд время жизни оказывается самым малым – они сжигают своё топливо гораздо быстрее, чем их мелкие сородичи. Дойдя до предела ядерного синтеза, они заканчивают свою жизнь и превращаются в звёздные останки. Останки эти бывают разных видов: для звёзд самой малой массы (типа Солнца) это будут белые карлики, для чуть более массивных – нейтронные звёзды, а для гигантов – чёрные дыры. Получающиеся компактные объекты излучают в электромагнитном диапазоне во всех спектрах, от радио до рентгена, и иногда результаты наблюдений этого излучения дают нам удивительные результаты.
Квантовая телепортация с помощью гибридной запутанности позволила создать новый цифро-аналоговый преобразователь
Иллюстрация: Tom Darras et al. / Nature Photonics, 2022. Французские физики научились преобразовывать кубиты с дискретными переменными в кубиты с непрерывными переменными. Квантовая версия цифро-аналогового преобразователя основана на квантовой телепортации с помощью гибридной запутанности между кубитами разного типа. Протокол, разработанный авторами, содержит в себе запутывание входного и затравочных разнотипных, а также измерение одного из них в белловском базисе. Исследование опубликовано в Nature Photonics. Аналоговая и цифровая — это две ипостаси информации, с которой человек имеет дело. Первая связана с непрерывными изменениями информационных переменных, в то время как во втором случае они дискретны. Разница в их математической природе определяет различие в подходах к работе аналоговых и цифровых вычислителей.
Предложена новая технология охлаждения за счет кристаллизации рабочего тела через управление концентрацией ионов соли
Американские физики продемонстрировали ионокалорический эффект — так они назвали новый принцип, который может стать основной для холодильников будущего. В его основе лежит плавление и кристаллизация рабочего тела за счет управления концентрацией ионов соли в нем с помощью электрического напряжения. Диапазон рабочих температур прототипа достиг 26 градусов, а его КПД составил 29 процентов от КПД цикла Карно — самого оптимального классического цикла. Исследование опубликовано в Science. Жизнь в современных развитых странах невозможно представить без массового использования холодильников. Наиболее распространенной технологией, на которой они работают, по сей день остается парокомпрессионных цикл, в ходе которого хладагент поочередно испытывает фазовые переходы (испарение и конденсацию), сопровождающиеся переносом тепла из холодильной камеры в теплообменник.
