На фото: Участок кожи на спине глазчатой ящерицы (сверху) и эволюция узора на нем во времени (снизу). Szabolcs Zakany, Stanislav Smirnov and Michel Milinkovitch / Physical Review Letters, 2022. Ученые применили модель Изинга (которая определяет распределение вероятностей в системе спинов через энергию их взаимодействия друг с другом и со внешним полем) для описания узора на коже глазчатой ящерицы Timon lepidus. Как сообщается в статье, опубликованной в Physical Review Letters, исследователям удалось подобрать два свободных параметра этой модели так, чтобы результат ее предсказаний согласовывался с реально наблюдаемыми узорами и прогнозами прежней модели на основе клеточных автоматов (содержащей 14 свободных параметров). Считается, что в основе формирования узоров на коже животных на микроскопическом уровне лежат реакционно-диффузные процессы — такие, в которых химические вещества одновременно реагируют друг с другом и диффундируют в среде (тканях животного).
Архив рубрики: Наука
Обнаружен механизм ускорения образования дождя за счет стохастичности избыточных зарядов в водяных каплях
Иллюстрация: M. H. P. Ambaum et al. / Proceedings of the Royal Society A, 2022. Английские физики изучили влияние стохастичности избыточных зарядов в водяных каплях на их притяжение друг к другу. Моделирование показало, что дополнительное притяжение, вызванное такой случайностью, ускоряет укрупнение капель в облаке, необходимое для выпадения осадков. Обнаруженный механизм способен ускорить образование дождя в среднем на одну минуту. Исследование опубликовано в Proceedings of the Royal Society A. Атмосферное электричество ассоциируется в первую очередь с грозовыми разрядами как с самыми яркими феноменами. Однако в небе происходят и другие интересные электрические процессы. Например, водяные капли, из которых состоят облака и туманы, могут приобретать небольшой электрический заряд за счет столкновений с ионами, образующимися в атмосфере под действием космического ионизирующего излучения.
Предложен эффективный способ фокусировки лазерных пучков с помощью голографических зонных пластинок из плазмы
Фото: M. R. Edwards et al. / Physical Review Letters, 2022. Американские физики предложили эффективный способ фокусировки сверхинтенсивных лазерных пучков с помощью голографических зонных пластинок, формируемых из плазмы. Они описали два возможных подхода к этой проблеме и показали, что в такие оптические элементы смогут выдержать интенсивность света, равную 1017 ватт на квадратный сантиметр. Исследование опубликовано в Physical Review Letters. Одним из направлений развития лазерной оптики стал рост интенсивности лазерного света. Мощный световой поток позволяет изучать физику атомов и молекул в экстремальных условиях, а также разгонять частицы, что рассматривается физиками в качестве альтернативы традиционным ускорителям. Но самой заветной целью этого направления оптики стало достижение критического предела по интенсивности света, при которой станет возможным рождение электрон-позитронных пар прямо из вакуума. Сравнительно недавно корейские экспериментаторы вплотную приблизились к этому пределу, достигнув интенсивности 1023 ватт на квадратный сантиметр.
Нейтринная обсерватория IceCube не смогла зафиксировать космические релятивистские магнитные монополи за все 8 лет наблюдений
Иллюстрация: IceCube Collaboration / Physical Review Letters, 2022. Ученые тщательно проанализировали данные нейтринной обсерватории IceCube за 2886 дней наблюдений на предмет прямой регистрации космических релятивистских магнитных монополей. Физики искали характерный свет, который должны были бы излучать частицы с магнитным зарядом при прохождении через толщу антарктического льда. В результате исследователи не обнаружили следов таких частиц в экспериментальных данных и усилили существовавшие ранее ограничения на поток релятивистских космических монополей со скоростями от 0,8 до 0,995 скорости света. Статья опубликована в журнале Physical Review Letters. Магнитные монополи — гипотетические частицы, обладающие магнитным зарядом. В случае их существования они должны были бы быть источником радиального статического магнитного поля подобно тому, как источником электрического поля с такими характеристиками являются заряженные частицы.
Обнаружено аномальное поглощение терагерцового света намагниченным графеном за счет плазмонных возбуждений
Иллюстрация: D. A. Bandurin et al. / Nature Physics, 2022. Физики из нескольких стран, включая Россию, обнаружили аномальное поглощение терагерцового света намагниченным графеном. В основе этого эффекта лежит известное резонансное взаимодействие сверхмедленных магнито – плазмонных возбуждений с ближним полем, рассеянным контактами простого образца. Исследование опубликовано в Nature Physics. Усиление взаимодействия между светом и веществом и локализация излучения в области, существенно меньшие, чем длина волны,— это две крупнейшие проблемы, решением которых занимается нанооптика. Ключом к этому стали резонансы. Например, в средах, где поведение электронов может быть описано с помощью электронного газа, возникают плазмонные резонансы, то есть усиленное поглощение света, связанное с возбуждением плазмонов — коллективных колебаний зарядов. Другой тип резонанса, который может возникнуть в таких системах — это циклотронный резонанс в присутствии магнитного поля.
Исследования подводного таяния ледяных цилиндров при различных температурах показало аномальные свойства воды
Иллюстрация: Scott Weady et al. / Physical Review Letters, 2022. Американские физики подробно изучили подводное таяние ледяных цилиндров при различных температурах воды. Оказалось, что аномальные свойства воды приводят к тому, что форма и направление подводных сосулек сложным образом зависит от температуры. Исследование опубликовано в Physical Review Letters. Форма рельефа или ландшафта несет в себе информацию о том, как и в каких условиях они формировались. Ее извлечение может оказаться довольно сложной задачей в силу комплексности геологических процессов. Такого рода исследования приобрели актуальность в связи с ускоряющимся таянием ледников и образованием айсбергов, формы которых требуют правильной интерпретации. Проблема, однако, в том, что таяние, в особенности подводное, представляет собой особый тип краевой задачи, в которой положение границы раздела фаз меняется со временем (задача Стефана).
