Обнаруженный эффект движения капель ацетона может быть применен в маломасштабных двигателях

Американские исследователи зафиксировали спонтанные колебания капель ацетона на очень тонкой подложке в условиях отсутствия внешних воздействий. Было установлено, что причиной такого движения капель является взаимодействие деформации и релаксации подложки, обусловленной весьма активными процессами абсорбции и испарения жидкости на ее поверхности. Ученые провели теоретическое и экспериментальное исследование закономерностей движения в данной системе. Предполагается, что открытые эффекты могут быть использованы при разработке миниатюрных двигателей. Статья опубликована в журнале Physical Review Letters. Если поместить каплю жидкости на ровную твердую поверхность, её форма будет зависеть от смачиваемости этой поверхности: капля либо растечется по поверхности, либо примет форму, близкую к шару. Смачиваемость обусловлена балансом сил взаимодействия между молекулами жидкости и молекулами более плотного материала.

Читать далее

Впервые сформировано изображение светового поля без использования объектива на основе схемы с рассеивателем в качестве кодировщика информации

Иллюстрация: Zewei Cai et al. / Light: Science & Application. Как стало недавно известно, ученые разработали инновационный метод формирования изображений светового поля без применения традиционного объектива. Вместо него теперь используется рассеиватель излучения, который кодирует информацию о пространственном распределении, а также направлении света. Эта информация затем декодируется из двумерного изображения. Данный подход позволяет существенно повысить как пространственное, так и угловое разрешение получаемых изображений. В будущем этот метод может преодолеть фундаментальные ограничения качества векторных изображений светового поля, присущие предыдущим поколениям аналогичных устройств. Результаты исследования опубликованы в журнале Light: Science & Application. Стандартная фотография представляет собой двумерное изображение, не способное передать угловое распределение света, падающего на сенсор. Камеры светового поля, также известные как пленоптические, предназначены для регистрации информации о пространственном расположении источников излучения и направлении распространения света.

Читать далее

Открыто отрицательное влияние радиации на устойчивость сверхпроводящих кубитов

Иллюстрация: Antti Vepsäläinen et al. / Nature. Американские ученые провели исследование, демонстрирующее негативное влияние слабого ионизирующего излучения космического и радиоактивного происхождения на поведение сверхпроводящих кубитов. Результаты этого исследования указывают на то, что такле воздействие радиации приводит к разрушению куперовских пар в сверхпроводнике, что, в свою очередь, сокращает время жизни квантовых состояний. Экспериментально было подтверждено, что применение радиационной защиты повышает устойчивость квантовой системы к воздействию ионизирующего излучения. Полученные данные свидетельствуют о необходимости разработки эффективных методов защиты от ионизирующей радиации для создания надежных сверхпроводящих квантовых компьютеров в будущем.  Об этом авторы исследования пишут в журнале Nature. Квантовые компьютеры потенциально могут справляться с целым рядом задач на порядки быстрее, чем даже самые мощные существующие суперкомпьютеры.

Читать далее

Оптико-механический резонатор впервые позволил измерить частоту колебаний единичной бактерии

Группа исследователей в области биомеханики применили оптико-механический резонатор для измерения низкочастотных колебаний бактерий. Для лучшего понимания процессов, происходящих на поверхности резонатора, была разработана уникальная теоретическая модель, основанная на концепции связанных затухающих гармонических осцилляторов. Эта модель позволила определить характер колебаний бактерии. Результаты исследования опубликованы в авторитетном журнале Nature Nanotechnology.  Отметим, что измерение колебательных свойств молекул с помощью оптического неупругого рассеяния и оптического поглощения является важным инструментом для определения их химической структуры. Этот метод находит широкое применение в биологических исследованиях, позволяя получить ценную информацию о строении биомолекул и биологических структур. Давно существуют теоретические предсказания существования низкочастотных колебательных мод в нуклеиновых кислотах, белках, вирусах и бактериях.

Читать далее

Продемонстрирована возможность управления электронными спинами в алмазе с помощью акустического резонанса

Недавно группа американских исследователей разработала уникальное микроскопическое электромеханическое устройство, основой которого является кристалл алмаза с азотно-вакантными дефектами в структуре. Ученым удалось весьма успешно продемонстрировать возможность управления спинами электронов в этих дефектах посредством акустического спинового резонанса. Данное достижение открывает путь к созданию компактных сенсоров с высоким предельно уровнем чувствительности и нанометровым пространственным разрешением, отличающихся низким энергопотреблением. Статья опубликована в журнале Physical Review Applied. Кристаллы алмаза используются физиками как материал для создания устройств квантовой обработки информации и чувствительных магнитных, электрических и температурных сенсоров с высокой разрешающей способностью. Для этих целей обычно применяют кристаллы с дефектами решетки — азотно-замещенными вакансиями, которые сокращенно называют NV-центрами.

Читать далее

Предложена новая концепция широкополосного однофотонного детектора в микроволновом диапазоне

Сочетание абсолютно уникальных нелинейных метаматериалов, встроенных в волноводные и дисперсионные резонансные моды, может обеспечить безусловное обнаружение фотонов с погрешностью менее одного процента. С учетом этого принципа физики описали новую концепцию широкополосного однофотонного детектора в микроволновом диапазоне в препринте на популярном сайте arXiv.org. Однофотонные детекторы — это пожалуй одна из самых ключевых технологий экспериментальной квантовой оптики. Детектирование единичных фотонов в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазоне частот — вполне устоявшаяся и рутинная технология: приборы производятся многими научными группами и коммерческими компаниями и вполне доступны для приобретения. Как правило, их принцип действия состоит в поглощении фотона чувствительной полупроводниковой матрицей или сверхпроводящей нанопроволокой.

Читать далее