Иллюстрация: Rod Cross / European Journal of Physics, 2022. Австралийский физик в подробностях разобрался в том, как падают или соскальзывают вниз с края поверхности в различных конфигурациях деревянные бруски, имитирующие бутерброд. Его теоретическое и экспериментальное исследование показало, что бутерброд действительно в большинстве случаев должен падать маслом вниз. С практической же точки зрения работа физика имеет отношение к транспортной и бытовой безопасности. Ознакомиться с ней можно в журнале European Journal of Physics. Падение бутерброда маслом вниз — весьма досадное событие. Оно стало символом неудачи и пессимизма еще в XIX веке и остается таковым до сих пор. Предположение о том, что тонкий равномерный слой масла способен существенно повлиять на шансы летящего бутерброда упасть той или иной стороной, казалось настолько контринтуитивным, что феномен долгое время оставался в контексте закона Мёрфи, нежели законов физики.
Архив рубрики: Наука
Создано электромеханическое устройство в котором достигнуто время когерентности механических колебаний более 100 миллисекун
Иллюстрация: Yannick Seis et al. / Nature Communications, 2022. Датские физики сообщили о создании электромеханического устройства, состоящего из мембраны, связанной с микроволновым резонатором, в котором им удалось достичь времени когерентности механического колебания равного 140 миллисекундам. Для этого они охлаждали мембрану с помощью метода боковой полосы, добившись среднего числа фононов равного 0,76. Исследование опубликовано в Nature Communications. Переход от классической картины мира к квантовой предполагает несколько изменений. Одним из них стало квантование некоторых волновых процессов, например, света или звука, что привело к введению соответствующих элементарных (квази)частиц: фотонов и фононов, соответственно. Однако квантовый характер могут иметь даже системы, состоящие из большого числа частиц. В этом случае речь идет об отклонении их распределения от гауссового.
Вареные яйца помогли изучить количественную сторону законов диффузии
Американские физики описали дешевый и точный эксперимент по количественному измерению законов диффузии с помощью проникновения пищевого красителя в сваренные вкрутую яйца. Для этого они мариновали сваренные и очищенные яйца различное количество времени, после чего разрезали их и фотографировали окрашенный слой. Исследование опубликовано в American Journal of Physics. Сложная физика не всегда требует дорогостоящего оборудования, чтобы ее изучать. Этот факт открывает доступ к физическим явлениям для учащихся школ и университетов, которые не могут себе позволить дорогое оснащение своих лабораторий. По этой причине множество физиков заняты поиском дешевых и простых экспериментов, с помощью которых, однако, можно изучать достаточно сложные феномены. Мы уже рассказывали как пружина, консервная банка и смартфон помогают изучать акустическую дисперсию, а вафли с карамелью в шоколадной глазури — композитные материалы.
Предложено объяснение парадокса исчезновения информации в черной дыре с помощью концепции “квантовых волос”
Иллюстрация: ScienceClic English / Youtube. Группа физиков из трех стран предложила решение парадокса исчезновения информации в черной дыре с помощью «квантовых волос»: материя внутри черной дыры на квантовом уровне кодирует информацию во внешнем гравитационном поле, а это, в свою очередь, отражается на излучении Хокинга. В первой работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, физики доказали зависимость состояний гравитонов снаружи черной дыры от состояния и распределения вещества внутри нее. Во второй работе, опубликованной в журнале Physics Letters B, ученые объяснили, как эта связь осуществляет унитарное испарение черной дыры. В своих работах 1974 и 1976 года Стивен Хокинг привел доказательство того, что черные дыры медленно излучают частицы в тепловом спектре, постепенно испаряясь. Качественно, но не совсем корректно этот процесс можно описать следующим образом.
Измерение вероятности неупругого соударения с помощью техники квантовой логики помогает уточнить модели межатомного взаимодействия
Иллюстрация: Or Katz et al. / Nature Physics, 2022. Израильские физики применили технику квантовой логики к измерению вероятности неупругого соударения между холодными атомами рубидия и ионами стронция. В их опыте высвобождающийся избыток энергии переходил к дополнительному логическому иону, чье возбуждение ученые фиксировали оптическими методами. Полученные в эксперименте данные помогут теоретикам точнее строить модели межатомного взаимодействия. Исследование опубликовано в Nature Physics. Неупругие соударения всегда представляют для физиков больший интерес, чем упругие, поскольку они открывают доступ к внутренней структуре участвующих в них частиц. В случае, если речь идет об атомах, изменение их внутреннего состояния в силу законов сохранения неизбежно скажется на кинетической энергии. Если речь идет о множественных соударениях в больших атомных ансамблях, неупругие процессы сказываются на макроскопических величинах, поддающихся измерению, таких как температура или давление.
Впервые удалось получить управление отдельными двумерными слоями ультрахолодных молекул с помощью электромагнитных полей
Иллюстрация: William G. Tobias et al. / Science, 2022. Американские физики научились взаимодействовать с отдельными двумерными слоями ультрахолодных молекул, помещенных в одномерную оптическую решетку. Для этого они использовали градиент электрического поля, который приводил к различию в энергетических уровнях молекул, жестко расположенных в разных слоях. Ученые добились в таких системах большого времени когерентности молекул, а также изучили обменные процессы между соседними слоями. Исследование опубликовано в Science. Редукция размерности среды зачастую открывает новые свойства или возможности, которые не наблюдались до этого. Типичными примерами таких открытий стали исследования графена или двумерных электронных газов, которые сильно обогатили наши представления о свойствах твердых тел. Не стали исключением свойства холодных газов, в особенности, молекулярных.
