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.
Архив рубрики: Наука
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.
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.
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.
Карантин помог решить сложнейшую теорему “прямоугольных колышек” из области замкнутых петель
Во время периода самоизоляции, вызванного пандемией коронавируса, математики Джошуа Грин и Эндрю Лобб полностью посвятили себя исследовательской работе. Их стремление к продуктивной деятельности во время условий ограничений послужило мощным толчком для совместного проекта, направленного на доказательство одной из вариаций теоремы о прямоугольных колышках. По словам профессора Бостонского колледжа Джошуа Грина, пандемия стала катализатором этого сотрудничества: “Мы решили, что совместная работа поможет нам поддержать друг друга в это непростое время”. Одна из проблем, которой решили заняться два друга, был вариант геометрического вопроса, остававшегося без ответа более ста лет. «Эту задачу крайне просто сформулировать и понять, однако она очень сложная для решения», — сказала Элизабет Денн из Университета Вашингтона и Ли. Всё начинается с замкнутой петли – любого искривлённого пути, у которого совпадают начало и конец.
Создана уникальная металинза, способная скручивать свет по спирали
Учеными недавно разработан инновационный оптический элемент в виде весьма уникальной металинзы, которая была создана на основе нескольких метаповерхностей. Данная линза обладает способностью фокусировать световой луч не в одной точке, а сразу в нескольких, расположенных по спирали в трехмерном пространстве. Подобное, как пишут авторы в журнале Science Advances, невозможно сделать при помощи стандартной оптики, и может быть активно использовано в таких областях, где требуется получать информацию из глубины вещества. Метаматериалы — это объекты со структурой на небольшом масштабе, глобальные свойства которых в первую очередь определяются параметрами строения. В контексте оптики метаматериалы позволяют реализовать новые режимы взаимодействия со светом. В частности, на основе метаповерхностей можно создавать плоские линзы, поляризационные камеры, преломляющие луч на произвольный угол элементы и многие другие приборы, в том числе невозможные с точки зрения традиционной оптики.
