Иллюстрация: Hanna Le Jeannic et al. / Nature Physics, 2022. Европейские физики подробно исследовали взаимодействие одиночных фотонов в простом фотоннокристаллическом волноводе, содержащем квантовую точку. Они показали, что, варьируя длительности импульсов и их задержку, можно добиться различной степени нелинейности, а также управлять степенью скоррелированности световых квантов. Исследование опубликовано в Nature Physics. В обычной жизни мы практически не сталкиваемся с ситуацией, в которой пересекающиеся лучи света влияют друг на друга. Так происходит потому, что уравнения, описывающие распространение света, например, в воздухе, стекле или воде, линейны, а значит, их можно решать независимо для каждого пучка света. Тем не менее, в этом все же есть некоторое приближение, поскольку в той или иной степени нелинейность проявляют все среды, даже вакуум.
Архив рубрики: Наука
Раскрыта акустическая загадка “чирикания” пирамиды Кукулькана: физика для любознательных
На иллюстрации: Экскурсовод демонстрирует эффект щебетания пирамиды Кукулькана. jessicep / Youtube. Колумбийские физики воспроизвели необычный акустический эффект, наблюдаемый у храма Кукулькана, расположенного на полуострове Юкатан в Мексике. Эхо от хлопка в ладоши у основания пирамиды напоминает щебетание или чириканье птицы. Симуляции показали, что такой эффект возникает из-за сложения множества волн, отраженных от ступеней лестницы, ведущей на вершину пирамиды. Исследование опубликовано в Physics Education. Архитектурная акустика выделилась в отдельную науку в XIX веке. К ее задачам относят проектирование зданий и помещений с определенными акустическими свойствами. В первую очередь речь идет о проектировании концертных залов, театров и кинотеатров, хотя задачи шумоизоляции домов и пространств также для нее актуальны.
Мечта об обитаемой экзопланете: найдем ли мы суперземлю на тонкой грани жизни и смерти?
Ещё около 30 лет назад никто не мог бы с уверенностью сказать, имеются ли у других звёзд планеты. В настоящее время количество известных экзопланет превышает 5000, а с учётом планет-кандидатов, которых в 2021 насчитывалось 7913, общее количество таких внесолнечных миров приближается к 15000. Наиболее достоверный способ обнаружения экзопланет в настоящее время – это транзитный метод (здесь приведен обзор этого и других методов поиска, применяемых в планетологии). Планета обнаруживается в период прохода по диску звезды, в это время звезда измеримо затмевается. В таком случае удаётся оценить расстояние от планеты до звезды, размер планеты, наличие атмосферы у этой планеты, а также её массу и орбитальный период (сколько времени там длится год). Соответственно, данные об экзопланетах отчасти неполные, а отчасти косвенные, поэтому классификация экзопланет затруднена.
Предложен уникальный легко перестраиваемый спектрометр для школ и университетов на основе конструктора LEGO
Иллюстрация: My Photonics / Youtube. Немецкие преподаватели физики изготовили универсальный спектрометр в схеме Черни — Тернера с использованием конструктора LEGO и подручных материалов. Авторы показали, что с его помощь можно исследовать спектры атомной эмиссии, пропускания, отражения и флуоресценции. Перестройка прибора под разные задачи занимает несколько минут, а суммарная стоимость прибора не превышает 500 евро, что делает его отличным инструментом для лабораторных работ в школах и университетах. Результаты работы опубликованы в Physics Education. Существует определенный разрыв в технологической базе, используемой для научных и образовательных целей. Оборудование, которое можно встретить в лабораториях школ или ВУЗов с не слишком большим бюджетом, как правило, годится для изучения только самых простых явлений. Фирмы, занимающиеся производством учебных лабораторных комплексов, стараются сократить этот разрыв, однако их продукция все равно остается довольно дорогой.
Обнаружено влияние мезомасштабной симметрии на поведение низкотемпературных ферромагнетиков
Иллюстрация: Cipintina / Wikimedia commons. Для низкотемпературных фазовых переходов в ферромагнетиках оказалось характерно разрушение доменной структуры. В статье в Nature физики пишут, что для теоретического описания динамики таких переходов необходимо скрупулезно учитывать не только микроскопическую, но и мезомасштабную симметрию. Это открытие указывает на возможность существования неклассических свойств в квантовых материалах. Ферромагнитные материалы имеют два уровня структурного порядка: микроскопический и мезоскопический. На уровне атомов друг с другом взаимодействуют соседние спины, выстраиваясь преимущественно вдоль оси легкого намагничивания. На мезоскопическом уровне магнитные моменты появляются уже у доменов — областей размером в кубические миллиметры. Внутри каждого домена спины сонаправлены, а в соседних — суммарные магнитные моменты имеют разное направление, которое может отличаться от направления легкой оси.
Из чего состоит протон: субатомарный конструктор для любознательных или как устроена Вселенная
В одной из моих публикаций я затрагивал тему распада протона. Суть проблемы: до сих пор не зафиксировано ни одного самопроизвольного распада свободного протона, хотя искусственно «расколоть» протон не составляет труда. Более того, свободные нейтроны вне атома распадаются очень быстро (период полураспада – около 15 минут). Чрезвычайная стабильность протона – залог существования Вселенной и, в частности, залог горения звезд, состоящих в основном из водородной плазмы, то есть, из свободных протонов и свободных электронов (ни те, ни другие частицы в свободном виде не распадаются). При этом не менее интересно, что протон не является подлинно элементарной частицей, а состоит из кварков и глюонов. И здесь у физиков возникают большие вопросы о природе массы протона. С одной стороны, масса протона гораздо больше, чем суммарная масса входящих в него кварков и глюонов.
