Графен всеми признан одним из наиболее перспективных и революционных материалов XXI века. Данный материал является самым прочным, легким и высокопроводящим соединением на основе углерода, что позволяет ему играть ключевую роль в развитии многих современных технологий. Исследования подтверждают, что графен превосходит металлы по прочности в 100 раз, а также обладает значительно более высокими показателями тепло- и электропроводности. Однако основным препятствием для его широкого применения долгое время оставалась сложность массового производства двумерных кристаллов. Данная проблема была частично решена благодаря совместным усилиям ученых из Тяньцзиньского университета и Университета Райса: с использованием технологии объемной печати исследователям удалось получить сантиметровые фрагменты графена. Результаты данной работы представлены в научной публикации «Трехмерные печатные графеновые пены».
Архив рубрики: Наука
Предложены многослойные цветные пленки, охлаждающие поверхность до двух градусов Цельсия по сравнению с температурой окружающей среды
На представленной иллюстрации изображена охлаждающая цветная пленка, разработанная на основе структуры крыла бабочки Morpho menelaus. Слева представлены фотография, микрофотография с электронного микроскопа и схема строения крыльев M.M., в то время как справа приведена схема многослойной пленки, созданной по данному образцу (Wanlin Wang et al. / Optica). Китайскими учеными были разработаны многослойные цветные покрытия, способные снижать температуру поверхности до двух градусов Цельсия относительно окружающей среды. Данные пленки обладают высокой насыщенностью цвета (до 100 процентов цветопередачи), которая сохраняется в широком диапазоне углов обзора (±60 градусов). В основу архитектуры структуры легли биологические особенности бабочки Morpho menelaus. Результаты исследования опубликованы в журнале Optica. В отличие от большинства синтетических красок, работающих за счет поглощения части видимого спектра и вызывающих значительный нагрев поверхностей, данная технология обеспечивает эффективное охлаждение.
Разработан квантовый генератор случайных чисел для будущих систем информационной безопасности
Основная проблема существующих технологий генерации последовательностей случайных чисел заключается не в самом процессе их создания, а в сложности доказательства их истинной случайности. Тем не менее ученые-физики из известного Национального института стандартов и технологий (NIST) разработали новый принцип, ставший основой для инновационного генератора случайных чисел. Благодаря квантовой природе данного принципа обеспечивается гарантия того, что на выходе устройства формируется исключительно абсолютно случайная последовательность битов. В отличие от этого, ряд современных аналогов использует в качестве источника данных явления, которые могут быть подвержены определенным формам прогнозирования. Несмотря на потенциальные недостатки таких способов, они используются достаточно широко в шифровании данных, которым мы пользуемся каждый день, заходя на сайты по защищенному протоколу https, к примеру.
Предложен механический вариант сопоставления степени поляризации и меры квантовой запутанности света
Иллюстрация: Xiao-Feng Qian & Misagh Izadi / Physical Review Research. Физики разработали метод сопоставления электромагнитных волн с системами материальных точек, механические параметры которых численно эквивалентны характеристикам исходной волны — степени поляризации и мере квантовой запутанности. В рамках данной механической аналогии соотношение между этими величинами сводится к теореме Пифагора. Результаты исследования были опубликованы в журнале Physical Review Research. Использование аналогий между физическими системами существенно упрощает научную деятельность, даже если системы обладают различной природой и сходство проявляется исключительно на уровне математического описания. В качестве примера можно привести стандартный прием квантовой теории поля при конечной температуре, заключающийся во формальной замене обратной температуры фиктивным временем, которое изначально не является переменной системы.
Отечественные разработки в области физики полупроводников и их практическое применение: задел Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН
На фото: Александр Леонидович Асеев. Фото: Николай Малахин / «Научная Россия» (сайт: https://scientificrussia.ru/). Еще до недавнего времени Россия преимущественно опиралась на импортные технологические решения и готовые научные продукты. Данная тенденция была отмечена как Президентом РФ В.В. Путиным в ходе форума «Вычисления и связь. Квантовый мир», так и президентом РАН Г.Я. Красниковым в рамках Петербургского международного экономического форума. На текущем этапе использование внешних ресурсов ограничено, что обуславливает необходимость перехода к созданию собственных разработок. В условиях текущей геополитической обстановки приоритетное значение приобретает производство отечественной научной продукции и электронных компонентов, включая информационные технологии, вычислительные системы и средства связи, которые являются фундаментом оборонно-промышленного комплекса.
Метаматериал из сферических слоев магнитооптического вещества может помочь в исследовании эмерджентной аксионной электродинамики
Иллюстрация: N + 1; Leon Shaposhnikov et al. / Physical Review B. Физики из Университета ИТМО совместно с нобелевским лауреатом Франком Вильчеком провели численный расчет наиболее важных параметров метаматериала, магнитооптический отклик которого имитирует свойства гипотетических аксионов. Данное исследование, опубликованное в журнале Physical Review B, создает предпосылки для проведения экспериментов с эмерджентной аксионной электродинамикой. Термин «аксион» был впервые предложен Франком Вильчеком для обозначения частиц, которые могли бы разрешить проблемы нарушения CP-симметрии в квантовой хромодинамике. В настоящее время аксионы рассматриваются как одни из основных кандидатов на роль темной материи и являются объектом активных поисков как в рамках астрофизических наблюдений, так и в ходе наземных экспериментов.
