Оптическая ловушка впервые позволила построить бездефектную фигуру из 111 атомов рубидия

Немецкие физики смогли осуществить весьма значительный прорыв в области создания квантовых компьютеров, построив идеальную бездефектную тонкую структуру из 111 атомов рубидия, удерживаемых в оптической ловушке. Это достижение превосходит предыдущий рекорд более чем на 50%. Вероятность успешного формирования заданной структуры составила несколько процентов, что также является впечатляющим результатом по сравнению с аналогичными исследованиями. Ученые подчеркивают, что предложенный метод обладает потенциалом неограниченного увеличения числа атомов в структуре за счет использования более мощных лазеров, создающих больше узлов решетки. Данные результаты опубликованы в Physical Review Letters и кратко освещены в Physics. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.  Создание квантовых компьютеров может быть реализовано различными способами, одним из которых является формирование бозе-конденсата холодных атомов с помощью оптической ловушки.

Читать далее

Тёмная материя и детекторы для ее поиска: кратко о главном

Темная материя, именуемая также скрытой массой, представляет собой совокупность астрономических объектов, не излучающих электромагнитное или нейтринное излучение в количествах, достаточных для полного прямого наблюдения. Однако ее реальное присутствие выявляется исключительно косвенным образом посредством гравитационных воздействий на наблюдаемые объекты. Существующая существенная проблема темной материи, подтверждающая ее реальность, включает несколько составляющих: 1) Астрофизическая: расхождение между наблюдаемой массой гравитационно связанных объектов и систем с их параметрами, определяемыми посредством гравитационных эффектов. 2) Космологическая: несоответствие наблюдаемых космологических параметров средней плотности Вселенной, полученной на основе астрофизических данных. В качестве примера астрофизической проблемы можно привести расхождение между расчетными и фактическими скоростями вращения галактик.

Читать далее

Графен для улучшения микроэлектроники: определения и примеры исследований

Прошло уже более десятилетия с момента экспериментального открытия графена – материала, ставшего ярким представителем класса двумерных кристаллов. Графен представляет собой уникальный атомно-тонкий кристаллический слой углерода. Он привлёк внимание многих физиков благодаря своим уникальным электронным свойствам: электроны в графене ведут себя подобно безмассовым релятивистским частицам и подчиняются законам квантовой электродинамики. Помимо этого, графен обладает рядом ценных характеристик: очень высокой электропроводностью, светопроницаемостью, механической растяжимостью и химической инертностью. Однако для практического применения графена необходимо не только наличие теоретических возможностей реализации физических эффектов, но и экономическая целесообразность его производства. В настоящее время разработаны технологии, позволяющие получать графен в промышленных масштабах с приемлемой стоимостью.

Читать далее

Квантовые вычисления и методы для их проведения: кратко о главном

Квантовые вычисления являются довольно новой парадигмой в области информационных технологий, которая базируется прежде всего на фундаментальных принципах квантовой механики. В отличие от всех классических вычислительных систем, котоые используют двоичную систему счисления и логические операции над битами (единицами и нулями), квантовые вычисления опираются на квантовые системы и кубиты. Кубиты обладают способностью пребывать в состоянии суперпозиции, то есть одновременно существовать во всех возможных состояниях, до момента измерения. Кроме того, кубиты могут демонстрировать квантовую запутанность – особый вид взаимосвязи, при котором изменение состояния одного кубита немедленно отражается на состоянии других, связанных с ним кубитов. Ключевые принципы квантовой механики, лежащие в основе квантовых вычислений: 1) Принцип суперпозиции: Кубит может находиться в суперпозиции нескольких состояний одновременно до момента измерения.

Читать далее

Эффект Мейснера, его применение и как получить сверхпроводник, являющийся источником магнитного поля

На иллюстрации: Структура собственного магнитного поля и токов, которые возникают в сверхпроводнике при переходе вещества в особое квантовое состояние. Vadim Grinenko et al. / Nature Physics. В ходе проведенного инициативного исследования группа физиков экспериментально зафиксировала абсолютно нoвое квантовое состояние сверхпроводника, в котором наблюдается генерация собственного магнитного поля. Полученные результаты имеют фундаментальное значение для науки и открывают новые возможности для разработки сверхпроводящих устройств. Статья, посвященная этому открытию, опубликована в весьма авторитетном журнале Nature Physics. Сверхпроводимость – это явление, при котором электрическое сопротивление материала падает до нуля. Данное состояние достигается путем охлаждения образца ниже критической температуры, которая специфична для каждого вещества. Несмотря на широкое применение сверхпроводимости в современной технике, полное теоретическое описание этого явления до сих пор отсутствует.

Читать далее

Что Вы знаете о связи электрона и фотона и об их сильном взаимодействии?

Меня глубоко беспокоит явная неполнота проявления всего окружающего мира как в пространственном, так и во всем временном измерении. Раньше мы уже затрагивали тему знаменитого эксперимента с двумя щелями и ряд парадоксальных свойств загадочного субатомного мира, например, тот факт, что протон, по-видимому, способен к бесконечному существованию, в то время как нейтрон распадается лишь вне атомного ядра, с периодом полураспада около 10 минут. Как было отмечено в моей предыдущей работе «Вы снова здесь, изменчивые тени», подобные явления могут быть рационально объяснены при предположении, что элементарные частицы представляют собой проекции четырёхмерных объектов. Однако данное утверждение скорее относится к области фантазии, чем к научной гипотезе. Сегодня же я хотел бы поделиться информацией об иных необычных фермионах, обнаруженных и получивших название «электроны Дирака».

Читать далее