На иллюстрации: Функциональная схема нанофотонного ускорителя электронов N + 1; Tomáš Chlouba et al. / Nature, 2023. Исследователи из Германии разработали уникальный когерентный нанофотонный ускоритель электронов для ускорения частиц с их активной фокусировкой в плотный пучок. Предложенное устройство смогло ускорить электроны на расстоянии 500 микрометров в узком канале диаметром 225 нанометров с увеличением энергии первоначального пучка более чем на 40 процентов. Научная статья, описывающая эти исследования опубликована в журнале Nature. Традиционно для ускорения заряженных частиц ученые используют высокочастотные резонаторы. Наибольший успех имеют кольцевые ускорители, в которых энергия частиц повышается с каждым новым витком. Например, Большой адронный коллайдер — пожалуй, самый известный кольцевой ускоритель — достиг рекордной энергии 6,8 тераэлектронвольт на пучок.
Архив рубрики: Наука
Создан первый в мире квантовый регистр из 20 запутанных кубитов
В последние годы многие ученые, которые занимаются исследованиями в сфере квантовых вычислительных систем, смогли достичь определенных положительных результатов. Впервые были показаны новые квантовые вычислители с достаточно большим количством кубитов, в которых производятся вычисления сразу несколькими десятками. Тем не менее, для реализации полноценных квантовых вычислений требуется, чтобы эти кубиты могли объединяться в квантовые регистры при помощи явления квантовой запутанности. При этом, размер (разрядность) этих регистров должна быть достаточной для того, чтобы при их помощи можно было выполнять самые сложные процедуры обработки квантовой информации. Не так давно группа исследователей из Германии и Австрии сообщили о создании квантового регистра, состоящего из 20 запутанных кубитов.
Найдена возможность подавления эффекта квантового туннелирования для дальнейшей миниатюризации транзисторов
В публикациях на нашем сайте мы довольно часто писали об удивительном эффекте квантового туннелирования. Это физическое явление выражается в том, что свободные электроны осуществляют быстрые практически беспрепятственые “перепрыгивания” через промежуток, который для них всегда считается изолирующим, когда ширина этого промежутка приближается к критической величине 3 нанометра. Этот интересный эффект является на сегодняшний день главным препятствием, которое не дает сделать транзисторы еще меньшими и, следовательно, более эффективными и быстрыми. Не так давно исследователи из Columbia Engineering синтезировали специальную молекулу, присутствие которой позволяет подавить эффект квантового туннелирования. Эти молекулы могут быть помещены в изоляционном промежутке нанометровой толщины и они работают гораздо эффективней вакуумного барьера, который является традиционным подходом.
Получено доказательство существования четвертого вида нейтрино
Нейтрино – это элементарная частица, которая до сих пор является большой загадкой для ученых не смотря на то, что находится на втором месте по распространенности среди наиболее часто встречающихся частиц во Вселенной, стоя после частичек света – фотонов. Стандартная Модель, описывающая физику элементарных частиц указывает на существование трех типов нейтрино: электронное нейтрино, мюонное и тау-нейтрино. Загадочность этих типов нейтрино заключается в том, что они могут колебаться, т.е. переходить от одного типа к другому спонтанно или под влиянием различных факторов. Но в последнее время результаты некоторых научных экспериментов указывают на то, что существует еще один тип частиц нейтрино, так называемые стерильные нейтрино. В прошлом году группой ученых была опубликована работа, ставящая под сомнение возможность существования стерильных нейтрино.
Ученые впервые в истории науки составили карту магнитных полей клеток живых бактерий и магнитных нанообъектов
Группа ученых, работающая в Национальной лаборатории имени Эймса при американском Министерстве Энергетики впервые получила карту магнитных полей, которые соответствуют живым клетками бактерий, которые насыщены магнитными наночастицами, размещенными внутри жидкости. Полученная карта, имеет довольно высокое разрешение и была сгенерирована с помощью технологических возможностей электронной микроскопии. Применение данной технологии может значительно нарастить наши знания во многих областях физики, нанотехнологий, биоинженерии, материаловедения и фармакологии. “Возможность проведения наблюдений за магнитным полем наноразмерных объектов походит на возможность поездки в парк юрского периода и изучения живых динозавров вместо выдвижения предположений на основе изучения окаменелых останков” – рассказывает Таня Прозорова (Tanya Prozorov), ведущий исследователь.
Ученые разработали революционную технологию 3D-печати графена в промышленных количествах
Хорошо известно, что графен является многообещающим с технологической точки зрения, можно сказать, революционным материалом 21-го столетия. Действительно, графен оказался самым прочным, а также самым легкии и электропроводящим вариантом материала на основе углерода, который может сыграть основную роль на протяжении развивающейся технической революции. Ряд тестов показал, что графен в 100 раз прочнее металла, он же намного лучше проводит тепло и электрический ток. Но есть одно «но»: двумерный кристалл тяжело производить в большом объеме. По крайней мере, так было до недавнего времени. Ученые из Тяньцзиньского университета объединили усилия с научными сотрудниками университета Райса (г. Хьюстон), и с помощью объемной печати рабочей группе удалось получить сантиметровые куски графена. Результаты исследования зафиксированы в документе «Трехмерные печатные графеновые пены».