Физики разработали и экспериментально проверили лазер на основе гетероструктуры германий-олово с мощным электрическим возбуждением. Ширина самого узкого пика генерации составила 0,13 нанометра, а порог генерации – 598 ампер на квадратный сантиметр при температуре 10 кельвин. Сплав германий-олово хорошо интегрируется с кремниевой технологией, что делает такой полупроводниковый лазер перспективным источником света для интеграционных схем. Результаты исследования опубликованы в журнале Optica. Любой лазер состоит из трех основных компонентов: источника накачки, активной среды и резонатора. Источник накачки обеспечивает энергию, необходимую атомам активной среды для перехода в возбужденное состояние и последующего испускания фотонов. Резонатор, в простейшем случае представляющий собой два зеркала, позволяет фотонам многократно проходить через активную среду, вызывая испускание фотонов другими атомами. Одно из зеркал резонатора делается частично прозрачным для выхода лазерного излучения.

Читать далее →

В последние десятилетия человечество совершило значительный прорыв в понимании Вселенной. Однако, множество ее тайн по-прежнему остаются неразгаданными. Одним из таких феноменов является Великий Аттрактор – загадочное гравитационное образование, расположенное в отдаленных просторах Вселенной. Как известно, после Большого Взрыва Вселенная начала расширяться во всех направлениях с нарастающей скоростью. Пространство между галактиками увеличивается ежедневно на 2,2 миллиона километров в час. Логично предположить, что скорость движения галактик в вакууме одинакова во всех направлениях. Однако, наблюдения показывают неравномерность этих скоростей. Причиной этому служат сгустки материи, встречающиеся на пути галактик и замедляющие их движение. Материя притягивается к материи, что приводит к образованию больших кластеров и сверхскоплений галактик. Однако, эти образования не могут полностью объяснить наблюдаемые астрономами явления.

Читать далее →

Упражнения в чистой математике привели к созданию масштабной теории об устройстве мира. Где-то в середине лета 2016 года венгерский математик Габор Домокош взошёл на крыльцо дома Дугласа Джерольмака, геофизика из Филадельфии. С собой у Домокоша были дорожные чемоданы, сильная простуда и жгучая тайна. Чуть позже двое мужчин гуляли по гравийной дорожке на площадке за домом, где жена Джерольмака держала тележку для продажи тако. Под их ногами хрустел измельчённый известняк. Домокош указал под ноги. «Сколько граней у каждого из этих камушков?» – спросил он. Затем он ухмыльнулся. «Что, если я скажу вам, что их количество обычно равно шести?» А затем он задал ещё более общий вопрос, который, как он надеялся, надолго поселится в мозге его коллеги. Что, если мир состоит из кубов? Джерольмак сначала возразил: может, дома и строятся из кирпичей, но Земля состоит из камней. А форма у камней, очевидно, разная. Слюда крошится на чешуйки, кристаллы ломаются по жёстко определённым осям.

Читать далее →

Движение по прямой линии в гиперторовой модели Вселенной приводит к возвращению в начальную точку, даже при отсутствии какого либо искривления пространства-времени. Вселенная может быть полностью замкнутой с положительной кривизной, которая подобна гиперсфере. Вопрос о форме Вселенной до XIX века казался бы абсурдным. В то время геометрия Евклида считалась универсальной истиной, а пространство представлялось простой трёхмерной сеткой. Физические законы Ньютона подразумевали прямолинейность взаимодействия между объектами. Однако, с развитием науки мы узнали, что пространство искривляется под воздействием материи и энергии, что можно наблюдать напрямую. Несмотря на это искривление, Вселенная в целом обладает удивительно плоской геометрией. Почему? Этот вопрос задаёт наш читатель: “Почему Вселенная относительно плоская, а не имеет форму сферы? Разве Вселенная не будет расширяться перпендикулярно к плоской поверхности?”. Для начала стоит вспомнить традиционное представление о пространстве – как о трёхмерной сетке.

Читать далее →

Иллюстрация: Rebecca Leane and Juri Smirnov / Physical Review Letters. Физики выдвинули предложение использовать экзопланеты в качестве инструментов для обнаружения темной материи посредством анализа их температурных характеристик. Исследование демонстрирует, что аннигиляция частиц темной материи в ядрах массивных небесных объектов может приводить к повышению их температуры. Согласно выводам ученых, для темных частиц с массой порядка мегаэлектронвольта такое повышение температуры может быть зафиксировано с помощью современных космических телескопов. Авторы статьи, опубликованной в журнале Physical Review Letters, прогнозируют, что подобные наблюдения позволят существенно усовершенствовать существующие ограничения на взаимодействие темной материи с обычным веществом более чем в шесть раз, а также предоставят ценную информацию о плотности темной материи в галактическом гало. Темная материя представляет собой гипотетическую форму материи, не участвующую в электромагнитных взаимодействиях, что делает ее невидимой для прямых наблюдений.

Читать далее →

Большинство людей представляют атом как крошечное ядро, состоящее из протонов и нейтронов, вокруг которого вращаются электроны. Это упрощенное представление основано на новой интерпретации квантовой механики в терминах частиц. Однако для полного описания всех атома в стандартных условиях такой подход недостаточен. Для более глубокого понимания всего устройства Вселенной необходимо изучать полноценное взаимодействие между квантами энергии. Результаты таких взаимодействий, будь то частицы или античастицы, массивные или безмассовые, фермионы или бозоны, могут раскрыть фундаментальные законы, которым подчиняется данная система. Полноценное понимание явлений возможно лишь при знании всех возможных исходов любого взаимодействия и их вероятностей. Примечательно, что все наши знания о Вселенной можно, в конечном счёте, связать с атомом – одной из самых простых структурных единиц. Атом – это мельчайшая единица материи, всё ещё сохраняющая уникальные характеристики макроскопического мира, такие, как физические и химические свойства.

Читать далее →