Джошуа Грин и Эндрю Лобб, скучая на карантине, придумали, как доказать один из вариантов теоремы о прямоугольных колышках. В середине марта математики Джошуа Грин и Эндрю Лобб оказались в сходном положении – закрыты в четырёх стенах, пытаясь приспособиться к росту эпидемии коронавируса. Они решили справиться с ней, углубившись в свои исследования. «Думаю, что пандемия послужила определённым катализатором этого процесса, — сказал Грин, профессор Бостонского колледжа. – Мы решили, что будет лучше налечь на какую-нибудь совместную работу, которая сможет поддержать нас». Одна из проблем, которой решили заняться два друга, был вариант геометрического вопроса, остававшегося без ответа более ста лет. «Эту задачу крайне просто сформулировать и понять, однако она очень сложная для решения», — сказала Элизабет Денн из Университета Вашингтона и Ли.
Архив рубрики: Наука
Предложен новый изолятор на основе графена с наноструктурным подслоем
Иллюстрация: Gennady Shvets et al. / Advanced photonics. Физики предложили абсолютно новую экспериментальную модель нескольких топологических изоляторов второго порядка на основе графена с наноструктурным подслоем. Такой подход позволяет легко управлять распределением энергетических зон в графене “удаленно” путем своеобразного метазатвора. Разработанная система поможет в изучении квантовых нелокальных эффектов в периодически легированном графене и разработке сверхкомпактных нанофотонных волноводов и резонаторов. Работа опубликована в Advanced photonics. Начало активному исследованию топологических изоляторов положила нобелевская премия 2016 года «за теоретические открытия топологических фазовых переходов и топологических фаз материи». Структура энергетических уровней изолятора отличается от полупроводника или проводника тем,
Исследование механизмов возникновения звука “поющей пилы” указало на неизвестные ранее эффекты топологической защиты
Иллюстрация: Suraj Shankar et al. / Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022. Физики из Гарвардского университета подробно разобрались с тем, как формируется звук в поющей пиле. Проведя экспериментальное, аналитическое и численное исследование, они пришли к выводу, что за это ответственны неизвестные ранее эффекты топологической защиты. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences. В основе любого музыкального инструмента лежит его способность какое-то время поддерживать подведенную к нему энергию в виде колебаний. В неэлектронных музыкальных инструментах механическая энергия запасается в резонаторах различного типа, например, струне или воздушном объеме, в которых стоячая волна формируется за счет отражения от стенок или краев. На этом фоне явно выделяются музыкальные пилы (их еще часто называют поющими).
Постоянное электрическое поле удалось применить для экранирования холодных молекул в трехмерном газе от нагревания
Иллюстрация: J.-R. Li et al / Nature Physics, 2021. Физики наконец смогли реализовать экранирование холодных молекул с помощью постоянного электрического поля в трехмерном газе. Они убедились, что в этом случае упругие столкновения молекул доминируют над неупругими, и применили этот эффект для демонстрации охлаждения испарением до температур, очень близких к температуре вырождения газа. Исследование опубликовано в Nature Physics. Изучение холодных квантовых газов открывает дорогу к наблюдению необычных коллективных эффектов. Наибольший прогресс был достигнут с атомными газами, поскольку с ними работать проще всего. Однако атомные газы уступают газам, состоящим из молекул по ряду причин. Например, полярные молекулы обладают большим электрическим дипольным моментом и богатой энергетической структурой, поэтому экзотические коллективные эффекты с их участием были бы сильнее и разнообразнее.
Метаповрехности из металла для задач фотоники: нанорезонаторы и плазмонные поверхности
Всему свое время и место. Эта поговорка вполне применима даже к определенным веществам, элементам, а также отдельным химическим соединениям. Как бы ученым ни хотелось иметь в своем распоряжении «универсального солдата», которого можно было бы использовать и в оптике, и в акустике, и биоинженерии, многие материалы так же хороши в одной отрасли, как плохи в другой. Подобное касается и металлов, которые уже давно считают ужасным материалом для работы в области фотоники, акцентирующей свое внимание на оптических сигналах. Металлы в фотонике это, одним словом, потери, т.е. очень сильное рассеяние электрической энергии. Однако ученым из Оттавского университета (США) решили показать, что металлы не такие уж и бесполезные в фотонике, создав массив из металлических наночастиц, показавший высокую добротность.
Разработано магнитное покрытие для создания миниатюрных роботов, управляемых магнитным полем
Иллюстрация: Xiong Yang et al. / Science Robotics, 2020. Китайские ученые разработали магнитное покрытие, которое можно наносить на многие материалы. Это позволяет создавать крайне миниатюрных роботов, управляемых магнитным полем — при том одновременно «программировать» можно каждый отдельный участок. Инженеры сконструировали несколько моделей роботов и успешно проверили работоспособность одного из них в желудке кролика. Статья недавно опубликована в журнале Science Robotics. Роботы размером с насекомых могут помочь там, куда человек проникнуть не в состоянии — например, в живые органы. Чтобы научить таких роботов передвигаться, ученые используют множество естественных моделей движения: шагания пауков, реактивные сокращения тела медуз и ползание червей и змей. Пока что, однако, крайне сложно обеспечить полностью автономную систему с собственной системой питания и управлением.
