Иллюстрация представлена: S. Koraltan et al / журнал npj Computational Materials. Физики осуществили компьютерное моделирование трехмерной среды, в которой стало возможным существование и почти полностью свободное движение магнитных квазимонополей. В ходе симуляции было показано, что траекторию этих квазичастиц можно контролировать с помощью наложенного на систему внешнего магнитного поля. Полученные результаты могут стать существенным шагом в разработке устройств магнетроники, функционирование которых основано на токах магнитных зарядов. Исследование опубликовано в журнале npj Computational Materials. Магнитные монополи – это гипотетические частицы, играющие в магнетизме аналогичную роль электрическим зарядам в электричестве. Они обладают ненулевым магнитным зарядом и, таким образом, отличаются от обычных магнитов, которые имеют как северный, так и южный полюсы (магнитные диполи). Хотя магнитные монополи отсутствуют в классической электродинамике, они естественным образом возникают в квантовой теории поля. Это даёт надежду многим физикам на их eventualное обнаружение, хотя пока это не удалось осуществить.
Архив рубрики: Наука
Впервые удалось использовать плазму в качестве ускорительной части лазера на свободных электронах
На иллюстрации: Поперечный профиль пучка электронов на выходе из ондулятора. Wentao Wang et al. / Nature. Китайские физики достигли значительного прорыва в области лазерной физики, успешно используя плазму в качестве ускорителя для свободных электронов. В результате исследований на созданной ими установке ученым удалось получить мощные и экстремально короткие импульсы когерентного рентгеновского излучения. Данный результат подтверждает возможность использования плазменных ускорителей для создания компактных лазеров на свободных электронах, что может существенно расширить область их применения. В настоящее время лазеры на свободных электронах строятся исключительно на основе громоздких и дорогостоящих радиочастотных ускорителей. Способность человека наблюдать за объектами и явлениями в пространстве и времени ограничена длиной волны и продолжительностью направленного на них пучка излучения.
На БАК впервые наблюдалось одновременное рождение трех W-бозонов в протон-протонных столкновениях
Иллюстрация: CERN. Ученые из коллаборации ATLAS на Большом адронном коллайдере объявили о регистрации экспериментального открытия уникального физического процесса, где одновременно образуются три W-бозона в результате столкновений нескольких протонов. Полученные данные обладают статистической значимостью 8,2σ, что существенно превышает порог в 5σ, необходимый для утверждения открытия. Ранее этот процесс был зафиксирован как на установке ATLAS, так и на эксперименте CMS, однако уровень статистической достоверности полученных результатов не превышал 3,3σ. Исследование подобных редких явлений позволит исследователям провести строгую проверку предсказаний Стандартной модели физики элементарных частиц. Результаты открытия были представлены участниками коллаборации ATLAS на конференции EPS-HEP. Подробный отчет о работе опубликован на сайте эксперимента.
Создана универсальная математическая модель для расчета динамики сразу нескольких типов перемещения животных
Иллюстрация представлена S. Jung / Scientific Reports. Физик из США недавно разработал оригинальную математическую модель для расчета основных динамических характеристик различных типов движения у животных. С ее помощью он смог определить основные силы и давление, испытываемые животными при погружении, а также вычислить полную тягу, создаваемую крыльями и плавниками в воздухе и воде соответственно. Полученные расчеты были применены к данным реальных животных. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports. Изучение движения животных – предмет биомеханики. Инженеры и ученые часто черпают вдохновение из особенностей движений животных для применения в робототехнике, авиастроении и судостроении. Для этого им необходимо создавать математические модели, максимально точно отражающие движения животных. Большая работа в этом направлении была сделана для изучения того, как животные плавают и машут крыльями в воздухе. В обоих случаях тяга создается за счет вихрей в среде, вызванных движением тела и взмахами плавников или крыльев.
Рождение электрон-позитронной пары в столкновении двух реальных фотонов впервые наблюдали в эксперименте
На иллюстрации: Диаграммы Фейнмана, описывающие процесс Брейта – Уилера (слева) и простую аннигиляцию электрона и позитрона (справа). STAR Collaboration / Physical Review Letters. Впервые в истории физики смогли экспериментально подтвердить рождение электрон-позитронной пары при столкновении двух реальных фотонов. Этот феномен, предсказанный Брейтом и Уилером еще в 1934 году, был успешно зафиксирован в ходе эксперимента на коллайдере RHIC в Брукхейвенской национальной лаборатории. С помощью детектора STAR ученые успешно зарегистрировали 6085 таких событий, произошедших при периферических столкновениях релятивистских ядер золота. Данные исследования открывают новые возможности для изучения эффекта двойного лучепреломления в вакууме и опубликованы в авторитетном журнале Physical Review Letters. Важно отметить, что встреча электрона с его античастицей – позитроном – приводит к их аннигиляции, результатом которой является образование двух квантов света.
Использование синтетической частоты в оптических атомных часах значительно повысило их точность
Иллюстрация: A. Golovizin et al / Nature Communications. Российские физики недавно разработали новую методику для измерения времени на оптических атомных часах, основанную на использовании синтетической частоты. В ходе исследования, результаты которого опубликованы в журнале Nature Communications, ученые продемонстрировали возможность максимально минимизировать влияние электрических и магнитных полей при измерении времени с помощью атомов тулия. Это позволило достичь рекордной точности – 18 знаков после запятой в нестабильности и систематической погрешности. Важно отметить, что стандарты измерения времени играют фундаментальную роль в науке и технике. По мере развития технологий, растет и точность определения одной секунды. В настоящее время секунду определяют через частоты, соответствующие переходам между атомными уровнями. Устройства, осуществляющие подобные измерения, именуются атомными часами.
