На основе ридберговских атомов в наносекундном масштабе удалось организовать обмен энергией между кубитами

Иллюстрация: Y. Chew et al. / Nature Photonic, 2022. Японским физикам удалось добиться обмена энергией между кубитами на основе ридберговских атомов в наносекундном масштабе, очень близко приблизившись к фундаментальному пределу этой платформы. В будущем это позволить производить квантовые вычисления быстрее, чем декогеренция разрушит состояния кубитов. Исследование  опубликовано в Nature Photonic. Несмотря на большое разнообразие физических платформ (сверхпроводящие кубиты, квантовые точки, NV-центры и многое другое), на которых ученые пытаются реализовать квантовый компьютер, общие принципы их построения остаются схожими. Ключевой проблемой при этом остается декогеренция, то есть разрушение хрупких квантовых состояний под действием шумов, для борьбы с которой физики придумывают различные способы изоляции кубитов. Вместе с тем, воздействие окружающей среды на кубиты имеет определенные частоты.

Читать далее

Как построить математическую модель жарки бесконечной котлеты: кухня по научному

Американский физик смоделировал процесс жарки бесконечной однородной тонкой котлеты. Он попытался ответить на вопрос о том, как перевороты котлеты могут ускорить процесс ее полного приготовления. Для этого автор решал оптимизационную задачу для режимов с различным числом переворотов. Оказалось, уже один переворот существенно ускоряет готовку, в то время как дополнительные перевороты делают это незначительно. Построенная модель, однако, имеет скорее математическую, нежели прикладную пользу. Исследование опубликовано в Physica D: Nonlinear Phenomena. Готовка еды многим похожа на работу в лаборатории. В обоих случаях итоговый результат — это функция множества переменных, таких как пропорции ингредиентов и время воздействия на образец. Оба процесса может роднить сложность и нелинейность протекающих при этом физико-химических процессов.

Читать далее

Исследование биомеханики прыжка в воду позволило определить безопасную высоту для разных поз ныряния

Американские специалисты по биомеханике теоретически и экспериментально исследовали ныряние человека в трех различных позах, а также аналогичное ныряние у животных. Опыты с 3D-печатными манекенами помогли проверить безразмерные математические модели, описывающие начальный момент удара о воду, и рассчитать максимальную нагрузку на тело человека. Оказалось, что для нырков головой вперед безопасная высота ограничивается 8 метрами, руками вперед – 12 метрами, а ногами вперед – 15 метрами. Исследование опубликовано в Science Advances. Ситуация, когда твердый объект ударяется о поверхность воды на высокой скорости, встречается повсеместно как в живой природе, так и в технике, а потому привлекает пристальное внимание ученых. Преодоление границы воздух-вода сопровождается сложным балансом между инерцией, поверхностным натяжением, гравитацией и вязкостью.

Читать далее

Разработан эффективный сверхкомпактный оптический пинцет на основе кремниевой металинзы

Иллюстрация: T.-W. Hsu et al. / PRX Quantum, 2022. Американские физики изготовили кремниевую металинзу для нужд оптических пинцетов и решеток. Созданный образец лишь слегка уступает характеристикам своим традиционным аналогам, но гораздо компактнее их. Кроме того, новый оптический элемент не только фокусирует свет для создания оптической решетки, но и собирает сигнал флуоресценции от нейтральных атомов, пойманных в них, что поможет в будущем миниатюризировать технологию пленения. Исследование опубликовано в PRX Quantum. Массивы нейтральных атомов играют важную роль в достижениях современной физики. Их используют для создания квантовых вычислителей и атомных часов, исследования новых эффектов в квантовых газах и даже поатомной сборки ультрахолодных молекул. В то же время растет и количество элементов таблицы Менделеева, с которыми удалось провести пленение.

Читать далее

Материалистический фундамент и основы применения информации в современном мире. Часть 2

Деформация сознания народов СССР  происходила в «лихие 90-е»  в соответствии с требованиями к осколку бывшей страны, предъявленными «победителем» – Мировым капиталом. Для выживания требовалась смена психологии: товарищ/конкурент, дружба/ соперничество, любовь/секс, Банк СССР/Банк МВФ, (Рубль ≈ 1,4 $)/(рубль  ˂1/60 $) и т.д.. Главное, что вступив в новый мир, изменилось целеполагание государства: внутреннее развитие для блага народа сменилось на распродажу всего  на благо его 1 %. Под лозунгами «демократии» и «свобода лучше, чем не свобода» началась распродажа всех её природных богатств. (Я это немного утрирую, но суть примерно такая). Народ вынужден принимать условия и выживать в меру сил и изворотливости, что выразилось, в миллионных потерях соотечественников за границами и с внешней миграцией, в первую очередь, научных сотрудников, активной молодёжи, а также детей «элиты».

Читать далее

Материалистический фундамент и основы применения информации в современном мире. Часть 1

В «век информации» кощунственно говорить что-то отрицательное  об информации также, как в церкви отрицать Бога, в  академический журнал писать статьи об отсутствии материалистического фундамента в науке или доказывать студенту о вреде для ума и здоровья айпедов-айфонов.  В лучшем случае, признают старым маразматиком, совком, в худшем могут предпринять «воспитательные меры». Характерное непонимание и отличие  взглядов XIX века: «Отцы и дети» (И.С.Тургенев) завершилось к концу ХХ века принципиальным различием мировосприятия в целевой функции жизни. При этом новый мир отверг «консервативное», «патриархальное» восприятие Природы, как богоданности верующими, и, как живого организма планеты, биосферы, – в естествознании. Информационно победили представления «относительности», отсутствия системности и единства законов Природы, её покорения и «освоения», когда даже «Вселенная принадлежит человеку!» (К.Э. Циолковский).

Читать далее

На основе квантовой когерентности создан квантовый двигатель с практически 100% эффективностью

Иллюстрация: Jinuk Kim et al. / Nature Photonics, 2022. Корейские физики изготовили первый в мире квантовый двигатель, использующий квантовую когерентность резервуара. Для этого они использовали в качестве рабочего тела фотонный газ в резонаторе, через который пролетают сверхизлучающие атомы. Таким способом им удалось достичь 98-процентной эффективности двигателя. Исследование опубликовано в Nature Photonics. Квантовые тепловые двигатели, впервые описанные Сковилом и Шульцем-Дюбуа в 1959 году, могут превзойти свои классические аналоги за счет использования квантово-механических принципов. Для этого рабочее тело должно обладать дискретной энергетической структурой, а потому на его роль пока годятся только атомы, молекулы или наночастицы. лавной особенностью квантовых тепловых двигателей считается их способность обладать эффективностью, превышающей эффективность цикла Карно — предел, ограничивающий классические тепловые машины.

Читать далее

Создан разделенный нейтронный интерферометр с высокоточной системой позиционирования

Европейские физики построили первый в мире разделенный нейтронный интерферометр. В своем опыте они работали с симметричной схемой, в которой подвижен только анализатор. Благодаря высокоточной системе позиционирования и контролю температуры им удалось получить чрезвычайно контрастную интерферограмму. В перспективе их наработки помогут создать новый кососимметричный нейтронный интерферометр, плечи которого можно будет делать длинными.  Исследование опубликовано в Journal of Applied Crystallography. Более полувека назад Ричард Фейнман, рассуждая о квантовых свойствах электронов, предложил мысленный эксперимент с двумя щелями. Его целью было показать возникновение квантовой интерференции, которая возникает, если частица может достигнуть конечной точки несколькими альтернативными способами. Предложенный принцип нашел применение в интерферометрах — приборах, основанных на чувствительности квантовой интерференции к условиям, в которых распространяются частицы.

Читать далее

Впервые удалось сплюснуть трехмерный вигнеровский кристалл в пленке арсенида алюминия

Иллюстрация: Md. S. Hossain et al. / Physical Review Letters, 2022. Американские физики сообщили о том, что они увидели признаки анизотропного вигнеровского поликристалла в пленках арсенида алюминия. Для усиления эффекта физики прикладывали мощное дополнительное механическое напряжение вдоль одного из направлений. О сжатости вигнеровского кристалла ученые судили по анизотропному поведению дифференциального сопротивления. Исследование опубликовано в Physical Review Letters, кратко о нем сообщает Physics. Представление об электронах, распространяющихся по кристаллической решетке, словно атомы или молекулы в некотором объеме, нашло свое отражение в модели электронного газа. Со временем физики нашли режимы, в которых движение электронов можно описать гидродинамическими уравнениями в рамках модели электронной жидкости. В таких жидкостях недавно обнаружили настоящие электронные водовороты.

Читать далее