Иллюстрация от Lindblom et al. / Phys. Rev. A. Физики провели исследование возможности применения полурелятивистского метода для моделирования процессов фотоионизации в условиях воздействия интенсивных лазерных полей. В ходе этой работы была выполнена весьма детальная симуляция облучения атома водорода, находящегося в предельно простом циркулярном ридберговском состоянии, путем воздействия мощного импульса инфракрасного лазерного излучения. Результаты исследования показали, что ионизация атома преимущественно обусловлена давлением света, а не воздействием электрического поля, индуцированного лазерным импульсом. Данные работы опубликованы в журнале Physical Review A. Развитие лазерных технологий открыло новые возможности для генерации света в различных режимах. Особое внимание уделяется генерации сверхкоротких лазерных импульсов, поскольку вся энергия в таких импульсах концентрируется в очень малом интервале времени. На сегодняшний день достигнута рекордная интенсивность лазерного излучения, равная 2×1022 ватт на квадратный сантиметр.
Архив рубрики: Наука
Загадка асимметрии между материей и антиматерией: разделение частиц и нестабильность свободных нейтронов
Чем глубже мы проникаем в изучение мира, тем более фундаментальные истины о нашей природе нам полноценно открываются. Возможность реально постичь и описать все мельчайшие из существующих объектов позволит нам построить на этой основе полноценное и целостное понимание всех крупных структур. Однако остаётся открытым вопрос о существовании предела уменьшения пространственных масштабов. Во Вселенной действуют определенные законы, нарушения которых никогда не наблюдались. Мы полагаем, что некоторые из них являются неизменными: ничто не может двигаться быстрее света; при взаимодействии квантов энергия сохраняется; импульс и угловой момент не могут быть созданы или уничтожены. Несмотря на это, некоторые из этих правил, по всей вероятности, были нарушены в прошлом. Например, симметрия материи и антиматерии. При каждом взаимодействии, порождающем или уничтожающем частицы материи, рождается или уничтожается равное количество их античастиц – антиматериальных двойников.
Обнаружено необычное поведение многокомпонентных сплавов при деформации с образованием аморфных фаз
На иллюстрации: Схематическое изображения деформационных эффектов, реализующихся в металлах. Shiteng Zhao / Science Advances. Физики зафиксировали аномальное поведение многокомпонентных сплавов при воздействии деформации. Было установлено, что под экстремальным угловым давлением во всей кристаллической решетке выбранного металла формируется аморфная фаза. Данное явление является весьма нетипичным для сплавов, а в случае с многокомпонентными – наблюдается впервые. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances. Высокоэнтропийные сплавы, независимо разработанные Брайаном Кантором и Йен-Веем Йе в 2004 году, представляют собой смесь из не менее пяти металлов с приблизительно равным содержанием. Известно, что такие сплавы демонстрируют уникальные свойства, отличающиеся от свойств обычных металлов и сплавов. Например, при низких температурах они сохраняют высокую прочность или даже превосходят ее, в то время как традиционные сплавы становятся хрупкими и теряют прочность.
Российские ученые впервые охладили электроны в болометре до теоретического минимума
Иллюстрация: A.V. Gordeeva et al. / Scientific reports. Российские физики недавно достигли весьма значительного прорыва в области детектирования, создав болометр холодных электронов с рекордно низкой рабочей температурой. Благодаря полному подавлению андреевского рассеяния, этим исследователям удалось охладить электроны в приемнике до 65 милликельвин. Это позволило существенно повысить чувствительность детектора, что имеет важное значение для изучения слабого реликтового излучения и исследования Вселенной. Болометры – это приборы, которые регистрируют изменение физической величины (например, электрического сопротивления) в зависимости от мощности падающего излучения. Чувствительность болометра напрямую зависит от температуры приемника. Стандартные гелиевые криостаты, используемые для охлаждения, обеспечивают рабочую температуру порядка 300 милликельвин. В болометрах холодных электронов используется абсорбер из «нормального» металла, который способен самоохлаждаться при облучении фотонами.
Светочувствительный контакт Джозефсона на основе графена может быть использован для высокоскоростной связи с низким потреблением энергии
Иллюстрация: E.D. Walsh et al / Science. Физики создали тонкий светочувствительный контакт Джозефсона на основе графена, способный обнаруживать отдельные фотоны в ближнем инфракрасном диапазоне. Причем, высокая чувствительность здесь достигается за счет взаимодействия света с поверхностными плазмонами, находящимися в очень простом контакте. Так светочувствительность подобных контактов теперь может быть использована для высокоскоростной связи с малым энергопотреблением между элементами архитектуры будущих сверхпроводящих компьютеров. Результаты исследования опубликованы в виде статьи в журнале “Science” и доступны в формате препринта. Контакт Джозефсона представляет собой структуру из двух сверхпроводников, разделенных тонким диэлектрическим слоем. Его уникальная особенность заключается в способности куперовских пар электронов, отвечающих за перенос тока в сверхпроводнике, туннелировать через такой контакт. Данный механизм нашел исключительно широкое применение, от высокочувствительной магнитометрии до реализации кубитов.
Фотоэлектронную спектроскопию применили для визуализации волновых функций экситонов
Иллюстрация от: M.K.L. Man et al / Science. Физики осуществили визуализацию волновых функций экситонов в монослое диселенида вольфрама посредством измерения импульсов выбитых из материала электронов. Для определения импульсов использовалась фотоэлектронная спектроскопия с угловым и временным разрешением. Результаты полного исследования опубликованы в журнале Science Advances, а также доступен препринт работы. Экситонами принято называть связанные состояния электронов и дырок (незаполненных вакансий в спектре электронных состояний кристалла), которые можно интерпретировать как квазичастицы. Экситон представляет собой корреляцию между возбужденным светом электроном, перешедшим из валентной зоны в зону проводимости, и оставшейся дыркой в валентной зоне. Изучение экситонов играет важную роль в исследовании различных физических явлений, таких как бозе-конденсация, топологические изоляторы и сверхтекучесть. Взаимодействие между электроном и дыркой аналогично взаимодействию между ядром и электроном в атоме.
