Индийские учёные успешно разработали новый инновационный метод, позволяющий путем простых манипуляций формировать сложные образования из многоэлектронных пузырей в сверхтекучем гелии посредством активного ультразвукового воздействия. Данный подход позволил повысить плотность заряда внутри пузыря и обеспечить его визуализацию даже после конденсации газообразного гелия. Разработчики планируют использовать этот метод для углублённого изучения влияния геометрии поверхности и квантовых взаимодействий на поведение двумерной электронной системы. Статья опубликована в журнале Physical Review B. На поверхности жидкого гелия на электрон воздействуют две силы: кулоновское отталкивание из-за принципа Паули и притяжение за счет поляризации жидкости. Благодаря этому над поверхностью жидкого гелия возникает двумерная электронная система. При достаточно большой плотности электронов на испытуемой поверхности может трансформироваться в многоэлектронный пузырек, представляющий собой полость в жидкости, содержащая много электронов.

Читать далее →

Впервые в истории физикам удалось создать два стабильно взаимодействующих временных кристалла в сверхтекучем гелии, при этом здесь наблюдается феномен, нетипичный для подобных систем в виде эффекта Джозефсона. Результаты данной работа опубликованы в журнале Nature Materials. Кристаллы, системы, демонстрирующие полное воспроизведение своей структуры при пространственных преобразованиях, являются объектом пристального изучения и широкого применения в различных технологиях. В 2012 году лауреат Нобелевской премии Франк Вильчек выдвинул концепцию «кристалла времени», характеризующегося периодическим повторением своего состояния во времени. Простейшей аналогией такому кристаллу может служить идеальный маятник. Однако, в простых механических системах колебания быстро затухают, что исключает возможность их классификации как временных кристаллов. Свойство системы сохранять состояние называется когерентностью, то есть временные кристаллы теоретически могут возникать только в когерентных системах.

Читать далее →

В недавних исследованиях двухслойного графена с определённой пространственной ориентацией разных слоёв материала, так называемым “магическим” углом, была выявлена уникальная линейная зависимость электрического сопротивления от температуры при приближении к абсолютному нулю. Данное свойство роднит двухслойный графен с классом материалов, известных как “странные металлы”. К этой категории относятся, например, купраты, некоторые из которых демонстрируют рекордно высокую температуру сверхпроводимости при нормальном атмосферном давлении, а также рутенаты, пниктиды и другие материалы. Открытие подтверждает наличие нового фундаментального механизма переноса заряда и тепла в таких соединениях, пишут авторы в журнале Physical Review Letters. Графен — это двумерная аллотропная модификация углерода, представляющая собой расположенные в виде шестиугольников атомы, объединенные в листы атомарной толщины.

Читать далее →

Иллюстрация: Kerstin Beer et al. / Nature Communications. Физики расширили концепцию искусственного перцептрона на квантовые системы, создав квантовую нейронную сеть, способную весьма эффективно выполнять произвольные вычисления с очень высокой скоростью. Разработанная таким образом сеть продемонстрировала очень высокую точность в предсказании случайных преобразований над множеством кубитов даже при наличии сильных шумов в обучающих данных. Предложенный метод обучения имеет потенциал для экспоненциального ускорения процесса обучения глубоких нейронных сетей. Работа с результатами исследования опубликована в Nature Communications. Алгоритмы машинного обучения обладают очень высокой вычислительной сложностью. Сейчас, когда мощность классических компьютеров перестает расти (начинает нарушаться закон Мура), необходим новый подход к обучению, что влечет за собой фундаментально другую реализацию нейросети. В то же время квантовые устройства, способные превзойти классические компьютеры в определенных задачах, позволяют реализовать квантовое машинное обучение.

Читать далее →

Группа исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) разработала устройство, способное генерировать энергию из воздуха. Однако есть одно существенное требование – это наличие влаги в воздухе. Основной рабочий элемент — это сверхтонкая суперпленка из специальных токопроводящих белковых нанонитей, которые вырабатывают уникальные бактерии Geobacter sulfurreducens. Толщина нитей составляет всего 7 микрометров. Она имеет пористую структуру, поскольку пленка состоит из множества нанонитей. Пленка помещена между электродами из золота. Общий размер устройства — 1*2 см.  Электричество удается получать из-за так называемого градиента влажности между атмосферным воздухом и слоями белковых нитей созданной пленки. При этом вырабатываемый ток можно полноценно использовать в практических целях. Как показали эксперименты, вырабатываемого 17 устройствами электричества хватает для работы небольшого экрана.

Читать далее →

Фото: Guo, X., Ding, Y., Duan, Y. et al. / Light Sci Appl. Китайские исследователи разработали уникальную метаповерхность, которая может отражать свет под самыми разными углами в зависимости от направления падающего света. В обычном зеркале свет всегда следует по одному и тому же пути, даже если падающий и отраженный лучи меняются местами. С новым “Мета-Зеркалом” все иначе, поскольку оно способно изменять угол отраженного луча. Результаты данного исследования описаны в статье, которая опубликованна в научном журнале Light: Science and Applications. Вообще говоря, свойства метаматериалов, предсказанных советским физиком Виктором Веселаго еще в 1960-х годах, в корне противоречат законам классической оптики. Метаматериалы, например, могут иметь отрицательный коэффициент преломления. Метаповерхности — тип метаматериалов, чьи отражательные свойства отличаются от классических.

Читать далее →