Иллюстрация: Zhong-Hua Qian et al. / Physical Review Letters. Китайские физики использовали метод оптической микроскопии на основе истощенного основного состояния для визуализации одиночного иона иттербия, удерживаемого в ловушке. Данный метод позволил им определить пространственное распределение иона и проанализировать его колебания под воздействием внешней периодической силы. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters. Холодные квантовые газы в последние годы стали одной из наиболее перспективных физических платформ для квантовых симуляций и изучения новых квантовых явлений. Так, с их помощью были экспериментально подтверждены предсказанный 30 лет назад эффект блокировки Паули при рассеянии света, а также фрагментация конденсата Бозе – Эйнштейна. В подобных экспериментах актуальной задачей становится визуализация самих атомов, в идеале – одиночных атомов и ионов. Методы достижения этой цели зависят от типа ловушки, в которой удерживаются частицы.
Архив рубрики: Наука
Российские ученые предсказали «истинный» временной кристалл, который существует в непрерывном времени
На рисунке: Переход между состояниями |E0⟩ и |E1⟩, сопровождающий эволюцию системы во времени. Valerii Kozin& Oleksandr Kyriienko // Physical Review Letters. Группа российских физиков осуществила полное теоретическое предсказание «истинного» или временного кристалла, существующего в непрерывном времени. Ранее повсеместно считалось, что создание подобных кристаллов невозможно. Для преодоления этого ограничения ученые пожертвовали локальностью взаимодействий между элементами системы. Иными словами, предлагаемый временной кристалл может быть создан только на основе системы, в которой каждый атом напрямую связан со всеми остальными атомами. Отсутствие локальности не исключает практической реализации предложенной модели. Статья опубликована в Physical Review Letters, preprint работы доступен на arXiv.org. В физике кристаллами принято называть системы, обладающие пространственной периодичностью и сохраняющие свою структуру при воздействии сравнительно слабых возмущений.
Российские ученые предложили повысить емкость аккумуляторов с помощью ультратонких пластин из графена и ванадия
Наиболее часто в мобильных устройствах (ноутбуки, мобильные телефоны, КПК и другие) применяют широко распространенные литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы. Это связано с их преимуществами по сравнению с широко использовавшимися ранее и, по крупному счету, устаревшими никель-металлгидридными (Ni-MH) и никель-кадмиевыми (Ni-Cd) аккумуляторами. У Li-ion аккумуляторов значительно лучшие параметры. Однако следует учитывать, что Ni-Cd аккумуляторы имеют одно важное достоинство: способность обеспечивать большие токи разряда. Это свойство не является критически важным при питании ноутбуков или сотовых телефонов (где доля Li-ion доходит до 80% и их доля становится все больше и больше), но существует достаточно много устройств, потребляющих большие токи, например всевозможные электроинструменты, электробритвы и т.п. До сих пор эти устройства являлись вотчиной почти исключительно Ni-Cd аккумуляторов.
Изучение доменной динамики сегнетоэлектрика при циклическом изменении приложенного поля позволило понять механизмы его деградации
Иллюстрация: R. Ignatans et al. / Physical Review Letters. Физики провели исследование динамики доменов в сегнетоэлектрике под воздействием циклически изменяющегося электрического поля, с использованием хорошо известного специалистам во многих областях метода просвечивающей тела электронной микроскопии. В ходе этого исследования было установлено, что простые домены проявляют различные типы баркгаузеновских скачков в зависимости от характера их взаимодействия – с кристаллической решеткой или с соседним доменом. Кроме того, ученые выявили фундаментальный механизм, приводящий к деградации сегнетоэлектрического материала. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters. Появление поляризации в материале под действием электрического поля обусловлено перераспределением зарядов. Существуют особые материалы – сегнетоэлектрики, обладающие спонтанной поляризацией даже в отсутствие внешнего электрического поля.
Новый материал из монослоев сульфидов переходных металлов показал рекордный коэффициент тепловой анизотропии
Иллюстрация от S. E. Kim et al / Nature. Группа американских физиков недавно создала материал с абсолютно уникальным значением коэффициента тепловой анизотропии. Данный материал представляет собой структуру из монослоев сульфидов переходных металлов, расположенных в стопку со случайной ориентацией доменов. В исследовании ученые продемонстрировали эффективность данного материала в охлаждении электродов и одновременной термоизоляции. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Одна из ключевых проблем микроэлектроники, препятствующая дальнейшей миниатюризации, заключается в перегреве микросхем. Поэтому отведение тепла от них является задачей первостепенной важности. Материалы с выраженной анизотропной теплопроводностью способны решить эту проблему. В таких материалах скорость распространения тепла зависит от направления теплового потока. Это свойство количественно характеризуется коэффициентом тепловой анизотропии ρ, который представляет собой отношение теплопроводностей вдоль осей с максимальной и минимальной скоростью теплопередачи.
В США предложен новый вариант сверхпроводящего магнита для будущего коллайдера
Группа исследователей сразу из нескольких американских научных институтов представила разработку сверхпроводящего магнита для перспективного коллайдера. Созданная ими установка генерирует дипольное поле большой напряженностью 14,1 тесла при температуре охлаждения 4,5 кельвина. Этот показатель близок к целевому значению в 16 тесла, запланированному для будущего ускорителя частиц с энергией столкновения около 100 тераэлектронвольт (в сравнении с 13 тераэлектронвольт Большого адронного коллайдера), как сообщается в CERN Courier. Коллайдеры относятся к типу ускорителей, предназначенных для столкновения разогнанных частиц. Наиболее мощным существующим коллайдером является Большой адронный коллайдер (БАК), способный достигать энергии соударения встречных пучков протонов на уровне 13 тераэлектронвольт. При проектировании БАК одной из главных теоретических концепций в физике высоких энергий была суперсимметрия.
