Секреты квантовой телепортации: что это и как это работает

Квантовый мир часто противоречит здравому смыслу. Нобелевский лауреат Ричард Фейнман как-то заявил: «Думаю, я смело могу сказать, что квантовой механики никто не понимает». Квантовая телепортация — как раз один из таких странных и, казалось бы, нелогичных феноменов. В 2017 году исследователи из Китая телепортировали объект в открытый космос. Это был не человек, не собака и даже не молекула. Это был фотон. А точнее — информация, описывающая конкретный фотон. Но почему это называют телепортацией? Суть в том, что квантовая телепортация мало связана с телепортацией как таковой. Это скорее вопрос создания интернета, который нельзя взломать. Но прежде чем мы перейдем непосредственно к этому вопросу, поговорим об одном парадоксе.

Читать далее

Создан уникальный фононный лазер на основе оптического пинцета

Ученый из Рочестерского технологического института и эксперты из Рочестерского университета объединились для создания лазера на основе звука при помощи техники оптического пинцета, разработанного лауреатом Нобелевской премии по физике 2018 года Артуром Эшкином. В статье журнала Nature Photonics исследователи описывают фононный лазер при помощи оптически левитированной наночастицы. Фонон — квант энергии, ассоциированный со звуковой волной. При помощи оптического пинцета можно испытать пределы квантовых эффектов в изоляции и исключить физические помехи из окружающей среды. Ученые изучили механические вибрации наночастицы, поднятой в воздух при помощи силы излучения оптического лазерного луча.

Читать далее

В России создана новая нийенхейсова геометрия для описания физических явлений

Математики из МГУ совместно с иностранными специалистами заложили основы нийенхейсовой геометрии – раздела математики, который тесно связан с интегрируемыми системами, алгеброй, дифференциальной геометрией и математической физикой. Работы (1 и 2), поддержанные грантом РНФ, можно найти на сайте arXiv.org, сейчас они готовятся к публикации в ведущих мировых математических журналах. В основе современной физики лежит геометрия. Так, например, теория относительности Альберта Эйнштейна связана с псевдоримановой геометрией. В ней информация о геометрической структуре записывается в виде матрицы — заключенных в таблицу элементов объекта, который изучают математики. В такой таблице все элементы имеют два номера — номер строки, где он записан, и номер столбца.

Читать далее

Графотекстурирование как метод самосборки наноматериалов: краткий экскурс в технологию

Анализ иерархии взаимодействий в сложных системах очень часто помогает получать упорядоченные системы путем использования приема самосборки, который применим и к созданию упорядоченных ансамблей наночастиц, и микрочастиц, и нано-структурированных, и важных функциональных материалов. В последнем случае достаточно интересным примером служит прием графотекстурирования, который получил свое название по аналогии с классической “графоэпитаксией”. Высокая анизотропия свойств ряда функциональных материалов требует создания двуосно- текстурированных слоев, а для некоторых применений еще и на гибких длинномерных подложках. Типичный пример – высокотемпературные сверхпроводники, разориентация кристаллитов которых на 5-10 градусов может привести к падению транспортного критического тока на порядки величин.

Читать далее

Что мы знаем об уникальных свойствах нитевидных кристаллов – вискеров?

Нитевидные кристаллы – удивительные объекты микро и наномира, обладающие часто уникальными физическими и физико – химическими характеристиками. Один из примеров таких кристаллов (вискеров) легко получить в обычных лабораторных условиях, при этом они обладают туннельной кристаллической структурой и могут быть использованы для ионного обмена и для создания электрохимических интеркалляционных устройств. Получение «усов» сверхчистых металлов и алмаза, нитевидных кристаллов кремния или сверхпроводящих вискеров Bi2Sr2CaCu2O8 стало уже классикой современной химии функциональных материалов. Помимо фундаментально – интересных особенностей физических свойств такие материалы (волокна) представляют большой практический интерес (из-за их необычной формы), а также просто эстетически прекрасны.

Читать далее

Удивительный наномир: фундаментальные причины плавления наночастиц при низкой температуре

При уменьшении размеров частицы изменяются не только её механические свойства, но также и её термодинамические характеристики – температура её плавления становится гораздо ниже, чем у образцов обычного размера. Lai с сотр. (Applied Physics Letters, 1998, v. 72: 1098-1100), используя сверхчувствительный калориметр с чувствительностью 0,1 нДж, показали, что температура плавления наночастиц алюминия падает с уменьшением размеров частицы. При этом температура плавления частицы размером 4 нм уменьшается на 140оС по сравнению с температурой плавления образца алюминия обычных размеров (см. рис. 1).

Читать далее

Зависит ли цвет наночастиц от их размера: краткий экскурс в оптические свойства наномира

В наномире изменяются многие механические, термодинамические и даже электрические характеристики вещества. Не являются исключением и их оптические свойства. Они тоже изменяются в наномире. Нас окружают предметы обычных размеров, и мы привыкли к тому, что цвет предмета зависит только от свойств вещества, из которого он сделан или красителя, которым покрашен. В наномире это представление оказывается несправедливым, и это отличает нанооптику от обычной. Лет 20-30 тому назад «нанооптики» вообще не существовало. Да и как могла быть нанооптика, если из курса обычной оптики следует, что свет не может “чувствовать” нанообъекты, т.к. их размеры существенно меньше длины волны света λ = 400 – 800 нм.

Читать далее

Уникальная гидрофобность и “эффект лотоса”: история открытия

Лотос является одним из важнейших символов Востока и не только. Например, во времена фараонов лотос был символом Нижнего Египта и царской власти: цветок лотоса носила Нефертити. Бог растительности, Нефертум, также олицетворял первозданный лотос и поэтому именовался „молодым солнцем, что возникает из раскрывающегося лотоса“. В индуизме и буддизме лотос фактически один из основных символов космогонии, он олицетворяет чистоту, мудрость, нирвану и многое другое. Кстати, главная буддистская словесная формула (ом-мане-падме-хум) означает просто восхваление сокровища в виде цветка лотоса. В Китае цветок лотоса обожествлялся ещё со времён даосизма, а затем его культ прочно вошёл в буддистскую религию и в национальную культуру.

Читать далее

Секреты рентгеновской спектроскопии (x-ray spectroscopy): кратко о главном

История исследований атомарной структуры кристаллов в Рентгеновских лучах восходит к началу прошлого века. Она начинается с исследований германского физика Макса фон Лауэ (Max von Laue), который со своими студентами Walter Friedrich и Paul Knipping в 1912 году обнаружили дифракцию X-rays на кристаллах [6]. В 1914 году за эти исследования Максу фон Лауэ была присуждена Нобелевская премия. Вторым значимым открытием историографы науки называют открытие американским физиком Артуром Комптаном увеличения длины волны рентгеновского рассеянного излучения на частицах атомарной структуры графита, открытые им в 1922г. [7] и объясненные в рамках квантовой теории излучения. При объяснении обнаруженного эффекта им предложено выражение связывающее приращение длины волны с квантовыми константами и углом падения излучения.

Читать далее