На иллюстрации: Периодическая таблица через призму спектров видимого диапазона. Источник: Field Tested Systems. Американская физик Джилл Линц разработала библиотеку звуковых представлений для спектральных линий, характерных почти для всех химических элементов периодической таблицы. Каждый компонент спектра был сопоставлен с определенной звуковой частотой, амплитуда которой пропорциональна интенсивности спектральной линии. Для достижения большей гармоничности исследовательница оптимизировала длительность каждой частотной компоненты и связала их с нотами равномерно темперированного строя, что позволяет воспроизводить “атомные звуки” на музыкальных инструментах. Результаты своей работы Линц представила на собрании Американского акустического общества. Подробности исследования опубликованы в материалах предыдущего собрания.
Архив рубрики: Наука
Квантовую суперпозицию изучили с помощью механического нелинейного упругого аналога кубита
Иллюстрация от Kazi T. Mahmood & M. Arif Hasan / Scientific Reports. Группа американских физиков создала механический аналог кубита, демонстрирующий очень сильные нелинейные свойства. Система состоит из двух стальных сфер, в которых возбуждаются простые волны упругости. Математический анализ показал, что механические колебания в этой системе можно интерпретировать как суперпозицию двух базисных состояний, аналогично квантовому кубиту. Важно отметить, что данный упругий аналог кубита не подвержен декогерентности и позволяет считывать информацию о состоянии системы без её разрушения. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports. Квантовые вычисления являются одной из наиболее перспективных областей современной физики. Их основой является работа с кубитами – квантовыми аналогами классических битов информации.
Открыта возможность закручивания элементарных частиц с помощью неточного измерения направления их движения в запутанной паре
Иллюстрация: D. V. Karlovets et al. / The European Physical Journal C. Российские и немецкие физики разработали новый метод придания углового момента (закручивания) частицам. Метод основан на принципах квантовой запутанности и предполагает проведение неточного измерения направления движения одной из связанных частиц. Такой подход, как предсказывает теория, позволяет индуцировать ненулевой средний орбитальный момент у второй частицы. Предполагается, что этот метод применим к широкому спектру частиц: от рентгеновских и гамма-квантов до адронов, лептонов и даже целых ядер, независимо от их энергии. Работа опубликована в журнале The European Physical Journal C. Этот прорыв следует за открытием, сделанным 30 лет назад Алленем и его коллегами. Они продемонстрировали возможность придания орбитального момента фотонам, помимо их спинового момента, выражаемого через поляризацию.
Профили магнитного поля и температуры ферромагнетика впервые измерили с помощью двумерного квантового микроскопа
На иллюстрации показана карта плотности потсоянного тока, протекающего через тонкую графеновыую полоску. Авторы: A. J. Healey et el. / Nature Physics. Впервые в истории физики удалось создать простой двумерный квантовый микроскоп, позволяющий строить различные профили магнитного поля и температуры ферромагнетика, а также плотности тока в графене. В качестве датчика использовался двумерный нитрид бора, а значения физических величин определялись по изменению интенсивности флуоресценции на дефектах материала. Полученные результаты демонстрируют высокую чувствительность нового микроскопа и потенциальную возможность достижения более высокого пространственного разрешения по сравнению с трехмерными аналогами. Данное исследование, опубликованное в журнале Nature Physics, является примером квантовой микроскопии, которая изучает объекты с использованием квантовомеханических эффектов.
Формирование пилоообразных импульсов давления в жидкости позволило передать закрученные импульсы по прямолинейной трубке
Иллюстрация: G. J. Chaplain et al. / Communications Physics. Физики из Англии и Италии провели исследование передачи углового момента от механических изгибных волн в трубке к волнам давления в жидкости. Для генерации необходимых волн они создали простое устройство, которое формирует некий пилообразный профиль в алюминиевой трубке. Ученые доказали, что их изобретение способно заменить целый ряд динамиков, традиционно используемых для создания звука с угловым моментом. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Physics. Волны с практически ненулевым орбитальным моментом (закрученные волны) являются предметом пристального изучения физиками на протяжении последних трех десятилетий. Изначально они были обнаружены у световых волн и нашли применение в оптических пинцетах, где поностью закрученные фотоны способны передавать вращательное движение захваченному объекту.
Предложена математическая модель прохождения информации через голографическую кротовую нору
На иллюстрации представлено абстрактное художественное изображение червоточины, возникшей в квантовом компьютере. Источник: inqnet/A. Mueller (Caltech). Американские физики впервые осуществили симуляцию передачи информации через голографическую червоточину на квантовом компьютере. Это исследование стало первым шагом к изучению эффектов квантовой гравитации в лабораторных условиях с использованием исключительно квантовых систем. Результаты опубликованы в журнале Nature, где Адам Браун и Леонард Сасскинд кратко описывают их в редакционной статье того же номера. Создание единой теории, охватывающей все физические явления, является давней мечтой физиков. В настоящее время удалось объединить три из четырех фундаментальных взаимодействий. Последний шаг – слияние квантовой теории с гравитацией – оказался весьма сложным и пока не решенным.
