Иллюстрация от Manish Trivedi et al. / Nature Physics. Группа британских физиков смогла разработать совершенно новую технологию самосборки коллоидных частиц в структуры, способные к спонтанной генерации лазерного излучения. Ключевая особенность данного подхода заключается в том, что лазеры случайного характера возникают и исчезают вблизи ряда дополнительных композитных янусовских частиц, в зависимости от включения их тепловой накачки. Расположение нескольких таких янусовских частиц позволяет контролировать область лазерной генерации и создавать источники света произвольной геометрической формы. Полученные результаты исследования опубликованы в известном журнале Nature Physics. Самоорганизация выражается в спонтанном возникновении упорядоченной структуры, охватывающей расстояния, значительно превосходящие масштаб взаимодействия между отдельными элементами. Она играет фундаментальную роль в биологических процессах, как на молекулярном уровне, так и на уровне популяций.
Архив рубрики: Наука
Получены экспериментальные данные о динамике коллективного поглощения и испускания ансамблем атомов одиночных фотонов
Иллюстрация: Riccardo Pennetta et al. / Physical Review Letters. Инициативная группа физиков недавно провела новое экспериментальное исследование полной динамики коллективного поглощения и испускания одиночных фотонов ансамблем атомов. Было установлено, что интенсивность этих взаимодействий нарастает вдоль массива атомов в направлении распространения света. Исследователи также зафиксировали наличие оптических коллективных эффектов у атомов, разделенных расстоянием в десятки метров. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters. Открытие фундаментальных законов квантового мира позволило обнаружить и изучать новые необычные коллективные эффекты. К ним относится явление сверхизлучения, теоретически предсказанное Дикке. Суть этого явления заключается в способности атомов, расположенных на расстоянии, меньшем длины волны, коллективно испускать идентичные фотоны, что сказывается на интенсивности и скорости излучения.
Сильная спин-обменную связь между ядрами калия и гелия-3 была получена с помощью магнитного поля
Иллюстрация от R. Shaham et al. / Nature Physics. Исследователи из Израиля провели убедительное доказательство сильной спин-обменной связи между ядрами калия и гелия-3 в простой атомной газовой смеси. С помощью магнитного поля они создали необходимые условия для наблюдения гибридизации спиновых состояний, что выразилось в осцилляциях спиновой поляризации обоих газов с течением времени. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Physics. Ядерные спины благородных газов выделяются среди множества физических реализаций кубитов благодаря продолжительному времени жизни состояний и высокой когерентности их суперпозиции – дни и часы соответственно. Такая стабильность обусловлена эффективным экранированием ядер инертными электронными оболочками и устойчивостью самого ядра. Это делает ядра отдельных изотопов, например, гелия-3, превосходными детекторами магнитного поля. Ученые также предсказывают им роль эффективных переносчиков квантовой информации и даже квантовой запутанности.
Специальная комбинация двух лазерных лучей смогла намагнитить газ из атомов гелия
Иллюстрация: Jonas Wätzel et al. / Physical Review Letters. Группа физиков осуществила намагничивание газа атомов гелия в течение наносекунд при помощи света. В ходе эксперимента была использована комбинация двух лазерных лучей: один из них обладал кольцевым профилем интенсивности и переносил орбитальный момент. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters. В физике известно, что электрический заряд отвечает за взаимодействие с электрическим полем. Магнитного аналога заряда не существует, хотя поиск такого аналога ведется активно. В качестве меры способности создавать и воспринимать магнитное поле используется магнитный момент. Согласно классической электродинамике, замкнутый контур с током обладает магнитным моментом. В квантовой механике магнитные моменты могут присущи отдельным атомам, а мера их взаимодействия с магнитным полем определяется сложным соотношением между спиновыми и орбитальными квантовыми числами.
Обнаружена возможность замедления вращения молекул дейтерия с помощью слабого магнитного поля
Иллюстрация: Helen Chadwick et al. / Nature Communications. Европейские физики провели исследование для определения возможность использования магнитного поля для полного управления исходом вращательно-неупругой дифракции молекул дейтерия, расположенных на монокристалле меди. Было установлено, что вероятность потери молекулами вращения достигает максимального значения при незначительных интенсивностях магнитного поля. Примечательным является тот факт, что потеря энергии молекулами в этом процессе превышает на девять порядков характерную энергию магнитных манипуляций. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications. Дифракция – это явление, при котором волны огибают препятствия, размер которых сопоставим с длиной волны. Отличительной особенностью дифракции является зависимость дальнейшего распространения волны от её длины.
Эксперименты с древесными опилками привели к модификации молекулярно-кинетической модели влияния гравитации на температуру газов
Иллюстрация: Han Mo Jeong & Sangyoun Park / Scientific Reports. Корейские исследователи осуществили полное измерение градиента температуры в столбе воздуха, обусловленного простым гравитационным взаимодействием. Для минимизации влияния внешних факторов, небольшой контейнер с обычным воздухом был очень тщательно изолирован несколькими слоями термоизоляционного материала. Кроме того, для подавления конвекции внутри контейнера была использована сосновая стружка. Полученные таким образом результаты оказались на порядки точнее данных, которые были получены предыдущими исследовантелями. Авторы работы предложили модифицированную молекулярно-кинетическую теорию, учитывающую движение частиц в гравитационном поле для объяснения наблюдаемого отличия. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports. Следует отметить, что в изолированных системах любая неоднородность макроскопических параметров, таких как температура или давление, со временем неизбежно выравнивается, что приводит к росту энтропии системы.
