Иллюстрация: N + 1; Weikun Tian et al. / Physical Review Applied. Физики из Сингапура разработали и продемонстрировали алгоритм упорядочивания атомов, захваченных в оптические решетки, в дефектные структуры, сложность которого масштабируется как квадратный корень из размера массива, что представляет собой значительный прогресс по сравнению с ранее достигнутым линейным ростом. В экспериментальной реализации данного алгоритма для массива из 225 атомов достигнута вероятность успешного процесса в 33 процента при комнатной температуре. Авторы смогли сформировать с помощью атомов различные геометрические фигуры, включая фрактал и символ Сингапура. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Applied. Атомы, закрепленные с помощью лазерных пинцетов или оптических решеток в упорядоченные конфигурации, рассматриваются как многообещающая основа для реализации квантовых вычислений и квантового моделирования.
Архив рубрики: Наука
Предложен метод наблюдения за подвижными объектами в рассеивающей свет среде
Британским физикам удалось разработать метод получения более полной информации о движущихся объектах, скрытых за плотной рассеивающей средой. Данная методика основана на расчете полной разности между функциями автокорреляции, полученными для разделенных временных интервалов, и значениями этих же функций, рассчитанными для конечного момента времени. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications. В нормальных условиях, когда мы фокусируем взгляд на объект, свет от его частей достигает сетчатки, формируя изображение, которое отражает распределение интенсивности лучей, приходящих под разными углами. Аналогичный принцип действует и в работе цифровых и пленочных камер. Однако, если на пути между наблюдателем и объектом оказывается рассеивающая среда, она начинает искажать распределение интенсивности, что может привести к полному исчезновению изображения.
Математика отпечатков пальцев: паттерны Тьюринга в основе мироздания
Изучением отпечатков пальцев занимаются не только сотрудники пограничной службы и криминалисты. Исторически сложилось, что врачи также проявляли к ним интерес, пытаясь выявить корреляцию между особенностями линий и скрытыми патологиями организма. Фактически были установлены определенные закономерности: например, при некоторых пороках развития наблюдается повышенная частота определенных узоров или появление уникальных рисунков на пальцах. Данные наблюдения были отмечены не только у детей с генетическими отклонениями, такими как синдром Дауна и другие трисомии, но и у лиц, чье развитие в утробе матери было затронуто тератогенами, например, талидомидом или вирусом краснухи. Однако в настоящее время диагностирование генетических заболеваний на основании отпечатков пальцев практически не практикуется, поскольку существуют значительно более точные методы, включая клинические симптомы и генетическое тестирование.
Изготовлена метаповерхность, выполняющая функцию двумерного фотонного временного кристалла в микроволновом диапазоне
Иллюстрация: Xuchen Wang et al. / Science Advances, 2023; N + 1. Ученые из Германии, США, а также Финляндии недавно разработали метаповерхность, которая функционирует как двумерный фотонный временной кристалл в микроволновом диапазоне. Эта структура сформирована из восьми последовательно расположенных емкостных элементов, заключенных в металлические стенки. Путем модуляции емкости этих элементов авторам удалось продемонстрировать, что метаповерхность обладает способностью экспоненциально усиливать как поверхностные, так и свободные моды. Результаты исследования были опубликованы в журнале *Science Advances*. Поддержание однородности среды в пространстве гарантирует соблюдение закона сохранения импульса, а во времени — закона сохранения энергии. Ранее физики уже установили, что нарушение трансляционной инвариантности в кристаллических структурах приводит к локальному нарушению сохранения импульса у электронов.
Четырехмерный мир Чарльза Говарда Хинтона: удивительные кубы, позволяющие заклянуть за грань объективной реальности
Уважаемые читатели, обращаю Ваше внимание на Чарльза Говарда Хинтона, выдающегося популяризатора математики, чьи труды внесли колоссальный вклад в исследование объектов четырехмерного пространства. Возникает закономерный вопрос о целесообразности такого изучения. В качестве отправной точки я цитирую его современника Говарда Лавкрафта, произведения которого мне недавно запомнились: «Сколько мы знаем о мире и о Вселенной? — вопрошал он. — Наше количество органов чувств до смешного мало, а представления о окружающих предметах невероятно скудны. Мы воспринимаем вещи лишь через призму собственного восприятия и не в силах постичь их истинную сущность. Ограниченные пятью чувствами мы лишь вводим себя в заблуждение, иллюзорно представляя себе постижение безгранично сложного космоса» («Из глубин мироздания», 1934 г.).
Обстрел оловянной мишени пучком дейтронов позволил заглянуть в прошлое нашей вселенной
Иллюстрация: Takahiro Nishi et al. / Nature Physics, N + 1. Физикам удалось провести измерения уменьшения хирального конденсата (вакуумного среднего операторов кварковых полей) в условиях высокой ядерной плотности. Для этой цели исследователи использовали метод обстревания оловянной мишени пучком дейтронов, что позволило сформировать тяжелые пионные атомы — связанные состояния отрицательного пи-мезона и ядра с большим числом нуклонов. Спектр этих атомов, полученный по продуктам реакции с образованием пионов, позволил авторам установить связь между энергетическими характеристиками этих экзотических систем и значением конденсата для пиона, частично находящегося в ядре, что, в свою очередь, дало возможность верифицировать ряд теоретических моделей. Обнаруженное снижение хирального конденсата на шестьдесят процентов при достижении ядерной плотности свидетельствует о частичном восстановлении хиральной симметрии, которая могла преобладать на ранних этапах эволюции Вселенной.
