Иллюстрация: Xuchen Wang et al. / Science Advances, 2023; N + 1. Ученые из Германии, США, а также Финляндии недавно разработали метаповерхность, которая функционирует как двумерный фотонный временной кристалл в микроволновом диапазоне. Эта структура сформирована из восьми последовательно расположенных емкостных элементов, заключенных в металлические стенки. Путем модуляции емкости этих элементов авторам удалось продемонстрировать, что метаповерхность обладает способностью экспоненциально усиливать как поверхностные, так и свободные моды. Результаты исследования были опубликованы в журнале *Science Advances*. Поддержание однородности среды в пространстве гарантирует соблюдение закона сохранения импульса, а во времени — закона сохранения энергии. Ранее физики уже установили, что нарушение трансляционной инвариантности в кристаллических структурах приводит к локальному нарушению сохранения импульса у электронов.
Архив рубрики: Наука
Четырехмерный мир Чарльза Говарда Хинтона: удивительные кубы, позволяющие заклянуть за грань объективной реальности
Уважаемые читатели, обращаю Ваше внимание на Чарльза Говарда Хинтона, выдающегося популяризатора математики, чьи труды внесли колоссальный вклад в исследование объектов четырехмерного пространства. Возникает закономерный вопрос о целесообразности такого изучения. В качестве отправной точки я цитирую его современника Говарда Лавкрафта, произведения которого мне недавно запомнились: «Сколько мы знаем о мире и о Вселенной? — вопрошал он. — Наше количество органов чувств до смешного мало, а представления о окружающих предметах невероятно скудны. Мы воспринимаем вещи лишь через призму собственного восприятия и не в силах постичь их истинную сущность. Ограниченные пятью чувствами мы лишь вводим себя в заблуждение, иллюзорно представляя себе постижение безгранично сложного космоса» («Из глубин мироздания», 1934 г.).
Обстрел оловянной мишени пучком дейтронов позволил заглянуть в прошлое нашей вселенной
Иллюстрация: Takahiro Nishi et al. / Nature Physics, N + 1. Физикам удалось провести измерения уменьшения хирального конденсата (вакуумного среднего операторов кварковых полей) в условиях высокой ядерной плотности. Для этой цели исследователи использовали метод обстревания оловянной мишени пучком дейтронов, что позволило сформировать тяжелые пионные атомы — связанные состояния отрицательного пи-мезона и ядра с большим числом нуклонов. Спектр этих атомов, полученный по продуктам реакции с образованием пионов, позволил авторам установить связь между энергетическими характеристиками этих экзотических систем и значением конденсата для пиона, частично находящегося в ядре, что, в свою очередь, дало возможность верифицировать ряд теоретических моделей. Обнаруженное снижение хирального конденсата на шестьдесят процентов при достижении ядерной плотности свидетельствует о частичном восстановлении хиральной симметрии, которая могла преобладать на ранних этапах эволюции Вселенной.
Обнаружена нерегулярная геометрическая форма паркета позволяющая замостить пол никогда не повторяющимся рисунком
Иллюстрация: David Smith et al. / arXiv, N + 1. Математики недавно обнаружили невыпуклый многоугольник, который позволяет замостить плоскость исключительно апериодически. Для полноценного доказательства принципиальной апериодичности паркета, составленного из таких элементов, исследователи разработали оригинальный метод, который обосновывает геометрическую несовместимость иерархической структуры формирующейся мозаики. Согласно заявлениям ученых, на основе выявленного тринадцатиугольника возможно построение целого класса многоугольников, обладающих схожими характеристиками. Препринт с результатами данного изыскания размещен на платформе arXiv.org. Существует несколько методов замостивания плоскости многоугольниками. В частности, возможно формирование периодического паркета, элементы которого образуют мозаику с трансляционной симметрией.
Предложены точные ядерные часы на базе возбужденного лазерным излучением ядра тория-229
Иллюстрация: N + 1; Jintao Qi et al. / Physical Review Letters, Китайские физики провели оценку эффективности метода индуцирования изотопного состояния тория-229. В рамках данного исследования было предложено метод кластеризации атомов с его последующим очень интенсивным облучением мощными фемтосекундными импульсами. Согласно расчетам ученых, из одного миллиграмма тория-229 таким способом теоретически возможно извлечение до триллиона ядерных изотопов. Результаты работы представлены в журнале Physical Review Letters. Отмечается, что нуклоны значительно массивнее электронов, а размеры их орбит на пять порядков меньше. Следовательно, ядерные процессы протекают в энергетических и временных диапазонах, качественно отличных от атомных. В качестве иллюстрации приводится пример из молекулярной физики — приближение Борна-Оппенгеймера, которое допускает разделение электронного и ядерного движения, хотя его применимость не всегда безусловна.
Исследован процесс прохождения лавины через лес и выяснено оптимальное расстояние между деревьями для задержки оползня
Иллюстрация: Baptiste Darbois Texier / Youtube. Французские физики провели моделирование процесса оползневого или лавинного смещения, используя в качестве аналога движение стеклянных шаров по наклонной доске с установленными на ней цилиндрами. Полученные экспериментальные данные позволили установить условия, при которых скорость потока демонстрирует слабую зависимость от общей массы материала. Разработанная модель, основанная на указанных переменных, позволила не только объяснить результаты лабораторных испытаний, но и спрогнозировать, что для обеспечения оптимальной защиты от оползней в лесной среде расстояние между деревьями не должно превышать трех метров. Данное исследование было опубликовано в журнале Physical Review Fluids. Поскольку лавинные потоки и оползни представляют значительную опасность для человеческой жизни и объектов инфраструктуры, важно отметить, что все эти явления имеют общую природу — это гравитационно обусловленный поток сыпучего вещества.
