Иллюстрация: Ashley Bransgrove et al. / Physical Review Letters. Американские физики путем полного компьютерного моделирования смогли продемонстрировать, что чёрная дыра Керра, которая полностью окружена очень сильно намагниченной плазмой, в результате своего магнитного пересоединения теряет магнитное поле экспоненциально быстро. Полученные методом кинетики релятивистской плазмы и резистивной магнитогидродинамики результаты подтверждают теорему об отсутствии волос, согласно которой чёрные дыры характеризуются исключительно тремя параметрами: массой, угловым моментом и зарядом. Исследователи также отмечают, что потеря сильного магнитного поля приводит к образованию жёсткого рентгеновского излучения из магнитосферы чёрной дыры, как сообщается в журнале Physical Review Letters. В рамках общей теории относительности считается, что все чёрные дыры подчиняются теореме об отсутствии волос: при равенстве массы, заряда и углового момента у двух чёрных дыр их невозможно различить – вся иная информация о их происхождении и поглощенной материи скрыта за горизонтом событий от наблюдателя.
Архив рубрики: Наука
Создана кольчужная ткань из слоев октаэдрических частиц, способная значительно увеличивать свою жесткость при сжатии
Иллюстрация представлена Yifan Wang et al. / Nature. Инициативная группа российских и американских материаловедов совсем недавно совершила прорывное открытие в области умных тканей. Созданная ими кольчужная структура, состоящая из слоев скрепленных октаэдрических частиц, оказалась способна демонстрировать увеличение жесткости в 25 раз при механическом сжатии. Согласно моделированию, кольчуги, сформированные из частиц различных геометрических фигур, при сжатии претерпевают фазовый переход с заклиниванием. Данный процесс описывается степенной зависимостью модуля упругости от количества контактов между частицами, как отмечают авторы исследования в журнале Nature. На сегодняшний день умные ткани обладают широким спектром возможностей: генерацией и аккумулированием энергии, считыванием и регулированием температуры, а также выполнением некоторых функций смартфонов. В большинстве случаев, полезные свойства умных тканей приобретаются путем интеграции гибкой электроники (например, нитевидных проводников и гибких электросхем) в обычную ткань,
Секретный квантовый ключ был впервые передан на расстояние 511 километров по квантовой линии передачи данных
Иллюстрация: Jiu-Peng Chen et al. / arXiv.org. Российским физикам удалось осуществить прорыв в области квантовой криптографии. Впервые им удалось передать секретный квантовый ключ на расстоянии 511 километров в реальных условиях эксплуатации, а не в простой контролируемой лабораторной среде. Результаты исследования опубликованы в виде препринта на известном сайте arXiv.org. Квантовая криптография, одно из перспективных направлений развития квантовых технологий, до сих пор сталкивается с рядом технических сложностей, препятствующих её широкому внедрению. Ранее российским ученым удалось впервые в России реализовать банковскую линию связи на основе квантовой криптографии, передав квантовый ключ на расстояние 25 километров. Однако для обеспечения междугородней связи требовалось преодолеть значительно большие расстояния. Физики активно искали пути решения этой проблемы, разрабатывая повторители для существующих протоколов квантового распределения ключей и создавая новые. Одним из наиболее многообещающих протоколов оказался протокол полей-близнецов TF (Twin Field).
С помощью гидродинамического аналога показана возможность упорядочивания квантовых систем
Иллюстрация: APS Physics / Youtube. Физики сумели смоделировать одномерные, а также двумерные спиновые решетки, используя капли силиконового масла, которые прыгают по поверхности. В ходе этого исследования было установлено, что геометрическая конфигурация решетки определяет тип магнитного порядка – ферромагнетизм или антиферромагнетизм. Кроме того, вращение всей решетки в целом приводит к появлению не нулевой эффективной намагниченности, нарушая зеркальную симметрию системы. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Несмотря на успехи квантовой механики как физической теории, многие фундаментальные явления, такие как коллапс волновой функции, корпускулярно-волновой дуализм и одночастичная дифракция и интерференция частиц, остаются предметом дискуссий среди ученых. Теория де Бройля-Бома предлагает объяснение этим непонятным процессам квантового мира. Согласно этой теории, волновая функция однозначно определяет траекторию частицы посредством управляющего уравнения.
Фантастический варп-двигатель для перемещения во вселенной: что говорит фундаментальная наука
Варп-двигатель, как и очень многие другие футуристические концепции, представляет собой идею, которая кажется слишком утопичной для нашего времени, но при этом обладает несомненной привлекательностью. Как известно, варп – двигатель был впервые представлен в широко известном научно-фантастическом сериале «Стар Трек». Этот гипотетический двигатель позволяет космическому кораблю совершать мгновенные переходы в пространстве, преодолевая огромные расстояния между точками A и B без необходимости длительных межзвездных путешествий на субсветовых скоростях. В вымышленной вселенной «Стар Трек» варп-двигатель функционирует за счет антиматерии и кристаллов дилития. Несмотря на свою фантастическую природу, концепция варп-двигателя содержит в себе рациональные элементы, которые могут служить отправной точкой для будущих исследований в области физики и космических технологий.
Терагерцовое излучение впервые использовали для управления пусками электронов в электронном дифрактометре
Иллюстрация: Dongfang Zhang et al. / Ultrafast Science. Физики разработали очень компактный электронный дифрактометр, использующий терагерцовое излучение для формирования пучков электронов. Данный абсолбтно новый подход позволил существенно уменьшить габариты прибора и повысить его временное разрешение. Благодаря терагерцевому лазеру удалось сократить длительность импульсов электронов до 180 фемтосекунд, сохраняя при этом количество электронов в каждом пучке на уровне 10000. Как сообщается в статье, опубликованной в журнале Ultrafast Science, предложенный метод сделает установки для изучения динамики структур на атомном уровне более доступными. Для наблюдения за микроскопической структурой материалов требуется излучение с короткой длиной волны. Обычный свет не способен обнаружить дефекты и особенности структуры с периодом порядка размера атома, поскольку его длина волны значительно больше. Часто для этой цели используется рентгеновское излучение высокой жесткости, обладающее как нужной длиной волны, так и достаточной проникающей способностью.
