В ходе недавнего научного исследования было выявлено неожиданное явление: падающие на поверхность золотой фольги фотоны вызывают активное притяжение свободных электронов, что противоречит прогнозам закона сохранения импульса относительно направления тока. Для достижения ожидаемого результата ученым потребовалось заполнить вакуумную камеру воздухом и подвергнуть фольгу воздействию p-поляризованного луча. Данное открытие ставит под сомнение достоверность большинства существующих экспериментов по измерению аналогичного потока электронов. Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review Letters, краткое описание исследования представлено на ресурсе Physics, а препринт доступен на arXiv.org. Важно отметить, что закон сохранения импульса применим не только к механическим столкновениям тел, но и к отражению света от полированных металлических поверхностей. Несмотря на то, что данный процесс можно интерпретировать как механическое столкновение фотонов с частицами металла, строгие расчеты в рамках классической электродинамики подтверждают действие этого закона.
Архив рубрики: Наука
Открыт способ намагничивания кристаллических структур из фторида церия с помощью излучения терагерцового диапазона
Иллюстрация: N + 1; Jiaming Luo et al. / Science. В своем недавнем исследовании, опубликованном в журнале Science, ученые описали абсолютно новый передовой метод намагничивания парамагнитных кристаллов фторида церия за 39 пикосекунд посредством воздействия терагерцового излучения с длинными импульсами круговой поляризации. Фотоны данной поляризации индуцируют в кристаллической структуре хиральные фононы — квазичастицы, представляющие согласованные колебания атомов решетки. Эти фононы обладают орбитальным магнитным моментом, который обеспечивает поляризацию магнитных моментов ионов церия с интенсивностью, сопоставимой с воздействием магнитного поля напряженностью один тесла. Взаимодействие фононов описывает многие явления в физике твердого тела — процессы теплопроводности, сверхпроводимости в рамках теории БКШ и рассеяния частиц.
Как настроена наша Вселенная: фундаментальные константы и свойства окружающего мира
Все фундаментальные физические константы составляют основу всех основных уравнений, описывающих поведение окружающего мира и ключевые свойства физической материи. Эти фиксированные значения определяют базовые характеристики окружащей нас Вселенной; даже незначительное отклонение от текущих показателей сделало бы невозможным существование мира в его нынешнем состоянии. Данные величины классифицируются как универсальные или фундаментальные, поскольку они напрямую связаны с пониманием природы на глубоком уровне. Таким образом возникает вопрос о том, каким образом физические постоянные (и какова степень их неизменности) определяют наше положение во Вселенной. Что нужно для построения теории всего и при чем здесь размер Вселенной? Почему для нас пространство и время разделены, а для света ― нет?
Условия возникновения сверхпроводимости были изучены с помощью пойманых в нанотрубки атомов криптона: подробности исследования
Исследователям недавно удалось впервые синтезировать экзотический одномерный газ путем размещения атомов криптона внутри углеродных нанотрубок. Данная технология позволила обеспечить условия для детального анализа поведения указанных атомов в созданной среде. Подобный подход обладает потенциалом стать основой для открытия новых фаз материи и углубления понимания механизмов сверхтекучести или сверхпроводимости в нанометровом масштабе. Изучение физики атомов как фундаментальных структурных единиц материи является одной из приоритетных задач современной науки. Одной из ключевых проблем, с которыми сталкиваются ученые при визуализации атомных структур, обусловлен их крайне малый размер (от 0,1 до 0,4 нанометра). Это существенно затрудняет прямую регистрацию динамики атомов, в связи с чем создание непрерывных визуальных репрезентаций атомарных процессов в режиме реального времени остается одной из важнейших задач современной исследовательской деятельности.
Космический телескоп Fermi Gamma-ray Space Telescope обнаружил странное поведение гамма-лучей, пришедших из-за пределов нашей галактики
На представленной иллюстрации художник визуализирует участок наблюдаемого неба, обозначая источники гамма — излучения и пурпурные круги, которые сейчас служат для демонстрации погрешности в определении координат точек исхождения лучей, а также неопределенности их реального направления в космическом пространстве. Композиция изображения выполнена таким образом, что плоскость нашей галактики проходит горизонтально вдоль центральной оси схемы. Вероятность нахождения источника гамма-излучения внутри внутреннего круга составляет 68%, а внутри внешнего — 95%. В ходе анализа данных, собранных космическим телескопом Fermi Gamma-ray Space Telescope НАСА за тринадцатилетний период, астрономами была выявлена неожиданная и на данный момент не имеющая объяснения особенность за пределами нашей галактики.
Обнаружена оптимальная монетообразная упаковка массивов молекул коллоидных частиц
Иллюстрация: Susana Marín-Aguilar et al. / Nature Communications. Группа исследователей из Нидерландов очень успешно зафиксировала конфигурации отдельных массивов набора коллоидных частиц, что удалось осуществить посредством моделирования их динамического поведения. В ходе данного исследования было установлено, что монетообразная упаковка является оптимальной для минимизации количества частиц в структуре. При этом из перечня таких массивов были исключены фигуры с 58 и 64 сферами, так как для данных объемов более эффективными оказались октаэдры с отсутствующими гранями и вершинами. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications. Несмотря на то что уже шесть лет подтверждается преимущество простой кубической гранецентрированной решетки по показателю максимальной плотности упаковки в трехмерном пространстве, в реальных условиях количество сфер всегда остается конечным.
