Иллюстрации: M. Omidian et al / Physical Review Letters. В статье, опубликованной в Physical Review Letters, физики продемонстрировали новую возможность эффективного управления полярной ковалентной связью между атомом золота, расположенным на кончике зонда атомно-силового микроскопа (АСМ), и атомом углерода на поверхности графена. Управление достигалось путем изменения разности потенциалов между этими атомами. Экспериментально установлено, что при достаточно сильной ковалентной связи зонд АСМ способен приподнимать и опускать графеновый слой. Данное исследование имеет важное значение для развития нанотехнологий. Химические связи определяют свойства материалов на молекулярном и кристаллическом уровнях. Способность управлять параметрами химических связей позволит физикам и инженерам создавать новые материалы и устройства с заданными свойствами. Чем точнее будет управление, тем более миниатюрные устройства можно будет создать. В идеале, это позволит управлять химическими связями на уровне отдельных атомов.
Архив рубрики: Наука
Применение наночастиц в медицинской практике: краткий обзор
Наночастица – это объект, размер которого не превышает 100 нанометров. Несмотря на кажущуюся абстрактностью этого определения, оно встречается в повседневной жизни. Ярким примером служит мыльный пузырь. При увеличении его объема стенки пузыря темнеют, становясь почти прозрачными. Это происходит из-за уменьшения толщины стенок до менее чем 100 нанометров, что классифицирует их как нанообъекты. В науках о жизни наночастицы чаще всего встречаются в форме простых сферических или эллипсоидальных объектов. Они нашли широкое применение в онкологии, где используются для выявления злокачественных новообразований, доставки лекарственных препаратов к ним и последующего уничтожения опухоли. В настоящее время основным методом лечения онкологических заболеваний является химиотерапия. В рамках этой терапии пациентам вводят внутривенно химические соединения, которые по своей природе являются токсичными. Эти соединения распространяются по всему организму, проникая в различные ткани и вызывая их повреждение.
Обнаружена способность материи самостоятельно создавать магнитное поле в сверхпроводящем состоянии
На фото: Рассеяние рентгеновских лучей на исследуемом кристалле/ Фото от S. Ran et al. / Science. Группа физиков смогла впервые зафиксировать уникальное явление, которое возникает при переходе в сверхпроводящее состояние соединения дителлурида урана UTe2, генерирующее при этом магнитное поле, хотя само вещество не обладает магнитным порядком вне этой фазы. Данное открытие, опубликованное в журнале Science, имеет огромный потенциал для развития квантовых компьютеров. Сверхпроводимость – это такое квантовое явление, которое проявляющется при понижении температуры некоторых веществ до состояния с нулевым электрическим сопротивлением. Существуют различные типы сверхпроводников. Простейшие из них – чистые металлы, которые демонстрируют подобное поведение вблизи абсолютного нуля, и их свойства успешно описываются теорией Бардина–Купера–Шриффера (БКШ). Существует обширная и неоднородная группа нетипичных сверхпроводников, для которых полноценного теоретического описания пока не предложено.
Секреты преобразования массы в энергию и знаменитого уравнения Е=МС2: краткий экскурс для любознательных
В 1920 году Альберт Эйнштейн, несмотря на свои многочисленные достижения в физике, включая теорию относительности, теорию фотоэлектрического эффекта и статистическую механику, оставил ряд нерешённых проблем. Его наиболее известное уравнение E = mc² стало символом его безусловной гениальности. Это уравнение, гласящее, что энергия (E) равна массе (m), умноженной на квадрат скорости света (c²), имеет фундаментальное значение для понимания устройства Вселенной. Оно определяет количество энергии, содержащейся в покоящейся частице, и показывает, сколько энергии необходимо для создания частицы и её античастицы. Уравнение также объясняет энергию, выделяемую в ядерных реакциях, и энергию, возникающую при аннигиляции материи с антиматерией. Однако, как отмечает наш читатель, простота этого уравнения кажущаяся или реальная? Почему именно E = mc², а не какая-либо другая зависимость?
Получено изображение предмета с разрешением, превосходящим дифракционный предел без применения флуоресценции
Иллюстрация представлена: Pushkina et al. / arXiv.org. Российские физики достигли прорыва в области оптической микроскопии, преодолев дифракционный предел. Разработанная ими методика позволяет получать двумерные изображения с разрешением, превосходящим 200 нанометров, что недостижимо для традиционных микроскопов. В отличие от существующих технологий, новая схема не требует прямого контакта с объектом и применима к любым типам объектов. Это открывает широкие перспективы для исследований в астрономии (изучение удаленных объектов) и биологии (неинвазивные измерения). Результаты работы опубликованы в виде препринта на сайте arXiv.org. Ограничение разрешения обычных микроскопов связано с фундаментальными законами физики, известными как дифракционный предел. Качество изображения зависит от способности объектива собирать свет, что характеризуется числовой апертурой.
Впервые получена лазерная генерация мощностью более одного ватта в кристаллах Европия
Иллюстрация от: P. Loiko et al / Optics Letters. Недавно группа физиков достигла линейно поляризованной лазерной генерации в одном кристалле KEu(WO4)2 с мощностью более одного ватта, при общей дифференциальной эффективностью в 42,3%. Генерируемое здесь излучение имело длину волны 703 нанометра и слабо эллиптичный поперечный профиль. Результаты исследования опубликованы в журнале Optics Letters. Редкоземельные ионы, такие как Pr3+, Tb3+, Dy3+, Sm3+ или Eu3+, обладают ценными люминесцентными свойствами, что обуславливает их широкое применение в оптике. Ионы европия Eu3+ представляют особый интерес благодаря наличию полного набора узких и интенсивных спектральных линий в видимом диапазоне. Кроме того, ионы Eu3+ характеризуются одной из самых простых схем энергетических уровней, что упрощает планирование и анализ экспериментов. Несмотря на множество полезных свойств, в научной литературе содержится очень мало данных о лазерной генерации в кристаллах, допированных ионами Eu3+.
