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.
Архив рубрики: Наука
Обнаружено уникальное свойство двухслойного графена проявлять характеристики “странного” металла
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.
Разработана новая концепция искусственного перцептрона для квантовых систем и квантовая нейросеть на его основе
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.
Ученые предложили установку для получения электрической энергии из влажного воздуха
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.
Создана уникальная метаповерхность несимметрично отражающая свет
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.
Эффект фотонной струи позволил сфокусировать свет в отраженном пучке
На иллюстрации: Симуляция распространения отраженных от зеркала волн при угле падения 60°. Minin et. al. / Scientific Reports. Физики разработали практически идеально плоское диэлектрическое зеркало, которое способно фокусировать свет в полностью отраженный луч. Физическая основа работы данной системы заключается в применении эффекта фотонной струи, согласно которому почти все микрочастицы в конкретном материале вполне способны выступать в виде линз, фокусируя излучение в субволновом диапазоне. Результаты этого исследования, опубликованны в журнале Scientific Reports. Они помогут создать приборы для оптической визуализации с более высоким разрешением изображения. Обычные сферические зеркала преломляют свет благодаря своей изогнутой форме. Лучи света в таких зеркалах проходят различный путь в зависимости от места падения, из-за чего на выходе они теряют параллельность и собираются в фокусе.
