Иллюстрация: Zoe Z. Yan et al. / Physical Review Letters, 2022. Американские физики описали новый экспериментальный подход к созданию двумерных массивов холодных атомов произвольной геометрии. Он основан на стробоскопических оптических пинцетах, за формирование которых отвечают два скрещенных акустооптических модулятора. Авторы показали, что комбинация нового подхода с методом разделения атомов по спинам способна реализовывать самые разнообразные модели квантового транспорта. Исследование опубликовано в Physical Review Letters. Понимание того, что неоднородность светового поля способна воздействовать градиентной силой на микроскопические объекты, привело к изобретению оптического пинцета, отмеченного Нобелевской премией. Его действие основано на том факте, что распределение в пространстве интенсивности сфокусированного лазерного света имеет максимум.
Архив рубрики: Наука
Тайны золотого сечения и структурной гармонии в подсолнухе: удивительное рядом
Золотое сечение — это универсальное проявление структурной гармонии. Оно встречается в природе, науке, искусстве — во всем, с чем может соприкоснуться человек. Однажды познакомившись с золотым правилом, человечество больше ему не изменяло. Наиболее емкое определение золотого сечения гласит, что меньшая часть относится к большей, как большая — ко всему целому. Приблизительная его величина — 1,6180339887. В округленном процентном значении пропорции частей целого будут соотноситься как 62% на 38%. Это соотношение действует в формах пространства и времени. Древние видели в золотом сечении отражение космического порядка, а Иоганн Кеплер называл его одним из сокровищ геометрии. Современная наука рассматривает золотое сечение как «ассиметричную симметрию», называя его в широком смысле универсальным правилом, отражающим структуру и порядок нашего мироустройства.
Квантовый датчик на основе модифицированного алмаза позволил измерить слабые магнитные поля головного мозга
Иллюстрация: James Luke Webb et. al / arXiv, 2022. Ученые из трех стран неинвазивно измерили нейронную активность мозга мыши на микроуровне с помощью квантового датчика на основе азотно-замещенной вакансии в алмазе. Сенсор способен улавливать сверхслабые магнитные поля, возникающие при прохождении ионных токов в аксонах мозга, а также слабые изменения нейронной активности, подобные тем, что возникают при нейродегенеративных заболеваниях. Метод не требует физического взаимодействия с тканями и, в отличие от магнитоэнцефалографии, не нуждается в таких специфических условиях, как сверхнизкие температуры или высокие плотности атомного газа, пишут ученые в статье на arXiv.org. Изучение активности мозга на уровне отдельных нейронов интересует ученых не только с научной точки зрения, но и с медицинской.
Обнаружен новый физический эффект, повышающий эффективность методов пузырьковой очистки поверхностей от грязи
Иллюстрация: APS Physics / Youtube. Американские физики обнаружили необычный эффект при столкновении воздушного пузырька, поднимающегося в жидкости вверх, с наклонной пластиной. При определенном угле наклона и радиусе пузырьков, последние совершают сальто назад вместо того, чтобы двигаться вверх вдоль поверхности. Ученые провели моделирование и поняли, что за возникновение эффекта ответственно взаимодействие ударившегося пузырька со своим собственным кильватерным следом. Они показали, что это явление может быть использовано для повышения эффективности методов пузырьковой очистки поверхностей от грязи. С исследованием можно ознакомиться по препринту, а также ролику на Youtube. Первые законы и представления о столкновениях появились еще в XVII веке благодаря трудам Ньютона, Рена, Гюйгенса и других физиков и математиков.
Объяснен эффект свободного падения с ускорением больше стандартной величины g
Австралийский физик подробно исследовал падение, которое происходит с ускорением большим, чем g. Для этого он численно решил нелинейное дифференциальное уравнение для падающего стержня, закрепленного с одного из концов шарниром. Оказалось, что для случая, когда закреплен нижний конец, его верхний конец ускоряется экспоненциально, а обгон свободного падения происходит только в выделенном диапазоне начальных углов. Исследование опубликовано в Physics Education. Свободное падение на Земле происходит с ускорением g, приблизительно равным 9,8 метр на секунду в квадрате. Интуитивно кажется, что, если не испытывать никаких дополнительных усилий, направленных вниз, падать быстрее g невозможно. Однако это справедливо только для точечных объектов. Еще полвека назад физики показали, что обогнать g возможно, если закрепить нижний конец стержня шарниром и позволить ему упасть на горизонтальную поверхность.
У истоков расцвета современных технологий: выдающийся математический вклад Огюстена Луи Коши
Нынешний расцвет технологий во многом обеспечили ученые, совершавшие революции в математическом мышлении. Сложно представить современную науку без аналитической геометрии Рене Декарта или концепций вероятности и статистики, впервые предложенных Пьером Симоном Лапласом. В книге «Бог создал целые числа. Математические открытия, изменившие историю», переведенной на русский язык* для издательства «АСТ», Стивен Хокинг описывает важнейшие математические труды в истории европейской научной мысли и рассказывает об их авторах. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом, посвященным жизни и работам француза Огюстена Луи Коши, ответственного за фундамент математического анализа. Итак, кто же был такой Огюстен Луи Коши (1789-1857)? Евклид зарабатывал на жизнь преподаванием. Среди его учеников был Птолемей I, царь Египта. Однажды царь Птолемей попросил своего учителя найти кратчайший путь к геометрическим знаниям, на что Евклид ответил: