Иллюстрация: Mikhail Arkhipov et al. / Physical Review Letters, 2022. Российские и немецкие физики теоретически показали возможность того, что в нелинейной среде очень короткий световой импульс может остановиться сам по себе. Численные симуляции и аналитические вычисления показали, что это происходит из-за образования минимума в эффективном потенциале, который формируется из-за нелинейного взаимодействия импульса с атомами. Исследование опубликовано в Physical Review Letters. Свет летит в пустоте с максимально возможной в физике скоростью. Это становится преимуществом, когда мы хотим передавать с его помощью информацию на далекие расстояния. Однако, когда нужно сильно воздействовать светом на какой-то объект, его скорость желательно сделать как можно меньше, чтобы продлить контакт между ними — идеальным был бы полностью остановившийся на объекте свет.
Архив рубрики: Наука
Условия невесомости на МКС позволили изучить свойства пузырей холодного газа
Иллюстрация: R. A. Carollo et al. / Nature, 2022. Американские физики смогли придать холодному атомному газу форму пузыря, отправив компактную лабораторию на борт Международной космической станции. Они исследовали, как такая форма влияет на свойства газа, а также увидели интерференцию его плотности после снятия удерживающего потенциала. Условия для микрогравитации позволили устранить главное препятствие на пути к созданию пузырей из бозе-эйнштейновского конденсата. Исследование опубликовано в Nature. Придание определенной формы веществу часто в корне меняет его свойства. Типичным примером такого изменения можно назвать поведение жидкости в тонких пленках, которое сильно отличается от такового в объемном образце. Иной баланс поверхностных сил меняет механические свойства пленочных структур, самая известная из которых — пузырь. Физика жидких пузырей достаточно сложная и интересная, поэтому ей часто уделяют внимание ученые. Например, они пытаются сделать так, чтобы пузыри как можно дольше не лопались.
Специальная комбинация двух лазерных лучей смогла намагнитить газ из атомов гелия
Иллюстрация: Jonas Wätzel et al. / Physical Review Letters, 2022. Физики навели наносекундную намагниченность на газ атомов гелия с помощью света. Для этого они использовали комбинацию двух лазерных лучей, один из которых имел кольцевой профиль интенсивности и переносил орбитальный момент. Данное исследование опубликовано в Physical Review Letters. За способность взаимодействовать с электрическим полем отвечает главным образом электрический заряд. У него нет магнитного аналога, хотя физики его активно ищут. Вместо этого мерой способности создавать и воспринимать магнитное поле стал магнитный момент. В классической электродинамике магнитным моментом обладает любой замкнутый контур с током. В квантовой механике магнитными моментами могут обладать отдельные атомы, а мера их взаимодействия с магнитным полем определяется сложным балансом между спиновыми и орбитальными квантовыми числами.
Обнаружена возможность замедления вращения молекул дейтерия с помощью слабого магнитного поля
Иллюстрация: Helen Chadwick et al. / Nature Communications, 2022. Европейские физики исследовали возможность управления исходом вращательно-неупругой дифракции молекул дейтерия на монокристалле меди с помощью магнитного поля. Они выяснили, что вероятность потери молекулами своего вращения достигает пика уже при очень малых значениях поля. Примечательно, что потеря молекулами энергии при этом на девять порядков больше, чем характерная энергия магнитных манипуляций. Исследование опубликовано в Nature Communications. Дифракцией называется способность волн огибать препятствия, сопоставимые по размеру с длиной волны. Ее замечательной особенностью стало то, что от длины волны зависит и дальнейшее распространение волны. В дифракционных решетках этот принцип позволяет эффективно сортировать световые лучи по разным направлениям в зависимости от их цвета, что сделало спектроскопические методы очень точными.
Создана металинза для генерации и фокусировки когерентного излучения в области вакуумного ультрафиолета
Иллюстрация: Ming Lun Tseng et al. / Science Advances, 2022. Физики изготовили металинзу, которая одновременно генерирует и фокусирует когерентное излучение в области вакуумного ультрафиолета. Для этого они использовали метаатомы на основе оксида цинка, генерирующие вторую гармонику. Исследование опубликовано в Science Advances. Свет — это распространенный инструмент исследования или воздействия на маленькие объекты и материалы. Однако оптические методы ограничивает дифракционный предел, который не позволяет сжать луч света в пятно, меньшее, чем длина волны. Из-за этого эффекта в микроскоп невозможно увидеть наночастицы и атомы, а оптическая литография не способна создавать наноструктурированные паттерны. Очевидным выходом из этой ситуации стало использования излучения с меньшей длиной волны. На смену видимому диапазону, таким образом, пришел ультрафиолетовый.
Эксперименты с древесными опилками привели к модификации молекулярно-кинетической модели влияния гравитации на температуру газов
Иллюстрация: Han Mo Jeong & Sangyoun Park / Scientific Reports, 2022. Корейские физики сообщили об измерении градиента температуры в столбе воздуха, вызванного гравитацией. Чтобы уменьшить влияние окружения, ученые защитили контейнер с воздухом несколькими слоями термоизоляции, а для борьбы с конвекцией наполнили его сосновыми опилками. Результат их опыта оказался на несколько порядков больше, чем у их предшественников. Для объяснения такого отличия, авторы модифицировали молекулярно-кинетическую теорию движением в поле гравитации. Исследование опубликовано в Scientific Reports. В изолированной системе любая неоднородность макропараметров, таких, как температура или давление, со временем неизбежно сглаживается, что приводит к увеличению энтропии.
