Иллюстрация: Rebecca Leane & Juri Smirnov / arXiv.org, 2022. Физики смоделировали поведение гипотетических частиц темной материи при их захвате тяготением звезд и планет. Оказалось, в результате этого вблизи поверхности небесных тел могут накапливаться заметные концентрации этих частиц — в препринте на arXiv.org авторы заявляют о 10 триллионах частиц в кубическом сантиметре у поверхности Земли при сечении взаимодействия с нуклонами порядка 10-29—10-28 квадратных сантиметров. Несмотря на множество косвенных свидетельств существования темной материи — гипотетической формы вещества, которая не участвует в электромагнитном взаимодействии, зарегистрировать частицы такой материи на детекторах до сих пор не удалось. Кроме того, нет окончательного понимания, как именно устроены эти частицы: разные модели предсказывают разные массы,
Архив рубрики: Наука
Секреты нобелевской премии по физике 2022 года: квантовая запутанность и квантовая телепортация
Квантовая запутанность и квантовая телепортация — это хайп. Новости о том, что очередной банк ввел в эксплуатацию квантовое шифрование, а группа ученых провела эксперимент по квантовой телепортации на сотни километров, многим научным журналистам уже давно набили оскомину, но их число все растет и растет. Нобелевский комитет утверждает, что реагирует не на него. Но тогда непонятно почему премию дали сегодня, а не десять лет назад. Рассказываем, кто такие Джон Клаузер, Ален Аспе и Антон Цайлингер — и где они, а где хайп. Хайп вызван тем, что технологии добрались до практических применений, «квантовая телепортация» стала все чаще появляться в заголовках. А это спровоцировало и новую волну интереса к хорошо известным классическим фундаментальным исследованиям. Похожая история была с премией по медицине 2020 года, когда ее дали за открытие вируса гепатита С 45-летней давности — под тем флагом, что противовирусные препараты наконец-то добрались до конечного потребителя.
Обнаружена стабильная сверхпроводимость в многослойном графене с повернутыми друг относительно друга слоями
Иллюстрация: Zhang et al. / Science, 2022. Физики впервые обнаружили стабильную сверхпроводимость в многослойном графене, слои которого повернуты друг относительно друга. Ученые исследовали от трех до пяти скрученных слоев графена. С увеличением числа слоев графен чаще проявлял свойства сверхпроводника, чем изолятора, и сохранял их влоть до двух кельвин. Открытые закономерности переходов между изолирующим и сверхпроводящим состоянием помогут при создании графеновых сверхпроводников. Работа опубликована в Science. Электронные свойства графена можно менять, создавая многослойную структуру. Если слои графена повернуть относительно друг друга, они образуют гексагональный муаровый узор — двумерную периодическую решетку, период которой в несколько раз больше периода атомарной графеновой ячейки. В зависимости от угла поворота и внешних параметров (приложенного поля и температуры) такая система может быть проводником, изолятором или даже сверхпроводником.
На пути к получению сверхпроводимости при комнатной температуре в смеси сероводорода с метаном
В октябре 2020 года американские физики под руководством Ранги Диаса из Рочестерского университета сообщили, что они сдавили смесь сероводорода, метана и водорода до 2,67 миллиона атмосфер и получили кристалл, который при температуре 15 градусов Цельсия проводит электрический ток практически без сопротивления. А значит, до заветной “комнатной сверхпроводимости” осталось буквально полшага. Год, два, максимум десять. На этой неделе, однако, шагать пришлось обратно: 26 сентября журнал Nature отозвал статью Диаса с комментарием, что способ обработки данных в оригинальной работе не соответствует принятым стандартам. Рассказываем, как изменились поиски комнатных сверхпроводников в последние годы — и почему этим очень недоволен человек по фамилии Хирш. Измеренное значение критической температуры материала Диаса было на сорок градусов выше подтвержденного на тот момент рекорда, который принадлежал гидриду лантана LaH10, — он переходит в сверхпроводящее состояние при −23 градусах Цельсия.
Впервые теоретически и экспериментально изучены процессы возникновения волн убийц на поверхности воды
На иллюстрации: Yuchen He et al. / Physical Review Letters, 2022. Физики теоретически и экспериментально исследовали возникновение перегриновских солитонов в стоячих волнах на поверхности воды. Для этого физики запускали волны в длинном бассейне, одна из стенок которого работала как отражающее зеркало. Полученные результаты показывают, что океанские волны-убийцы могут возникать за счет нелинейных эффектов при взаимодействии пересекающихся волн. Исследование опубликовано в Physical Review Letters. Волновые явления универсальны и встречаются в большинстве разделов физики. Поэтому ученые исследуют их в первую очередь математически, адаптируя свои решения к той или иной области: механике, гидродинамике, оптике или акустике. Особый интерес представляют ситуации, когда сложение множества отдельных волн может синергетически усиливаться за счет множественной интерференции.
Предложен стробоскопический метод создания двумерных массивов холодных атомов произвольной геометрии
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.
