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.
Архив рубрики: Наука
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.
Открыто влияние структуры мыльной пленки на процесс ветвления световых лучей и степень пространственной когерентности света
Иллюстрация: Anatoly Patsyk et al. / Physical Review X. Израильские физики совсем недавно провели исследование феномена ветвления световых лучей в мыльных пленках. В ходе исследования было установлено, что степень пространственной когерентности луча света оказывает существенное влияние на этот процесс. При исчезновении пространственной когерентности ветвление не прекращается, что указывает на сложный механизм его формирования. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review X. Пропагацию волн можно качественно объяснить с помощью принципа Гюйгенса-Френеля. Этот принцип постулирует, что каждая точка волнового фронта является источником когерентных вторичных волн. Вторичные волны распространяются в виде сферических волн и интерферируют друг с другом, формируя новый волновой фронт. Именно этот принцип позволяет понять, почему сферический фронт волны сохраняет свою форму в пустом пространстве или оптически однородной среде, а плоский фронт конечной длины расширяется и расфокусируется.
Создана металинза для генерации и фокусировки когерентного излучения в области вакуумного ультрафиолета
Иллюстрация: Ming Lun Tseng et al. / Science Advances. Российские физики недавно создали металинзу, которая способна одновременно генерировать и фокусировать когерентное излучение в вакуумном ультрафиолете. В ходе данного исследования, результаты которого опубликованы в журнале Science Advances, были использованы метаатомы на основе оксида цинка, которые генерируют вторую гармонику. Данная разработка имеет важное значение для преодоления дифракционного предела, который ограничивает разрешение оптических методов. Из-за этого ограничения невозможно получить изображение наночастиц и атомов в микроскоп, а также создать наноструктурированные паттерны с помощью оптической литографии. Использование излучения с меньшей длиной волны, например, ультрафиолетового диапазона, позволяет преодолеть эти ограничения и открыть новые возможности для исследования и воздействия на объекты на нанометровом уровне.
Впервые изучена сжимаемость двумерного квантового газа и получено уравнение его состояния
Немецкие физики провели исследование сжимаемости двумерного квантового газа фотонов, плотно заключённого в зеркальный микроящик. В результате эксперимента было получено уравнение состояния данного газа. Наблюдалось интересное явление: с ростом числа фотонов в системе сжимаемость первоначально уменьшалась, но достигнув критической точки, начала возрастать. Это поведение объясняется массовым переходом частиц в низшее энергетическое состояние и образованием бозе-конденсата. Образование конденсата приводит к снижению энергетических затрат на сжатие системы, как отмечают авторы статьи в журнале Science. В школьном курсе физики часто используется модель идеального газа, в которой игнорируется взаимодействие между частицами. В реальности, такое взаимодействие всегда присутствует. Однако, в случае идеального газа, оно настолько слабое или плотность газа настолько мала, что его влияние можно пренебречь.
Показана возможность остановки светового импульса в нелинейной оптической среде
Иллюстрация: Mikhail Arkhipov et al. / Physical Review Letters. Российские и немецкие физики недавно провели теоретическое исследование, демонстрирующее возможность самоостановки сверхкоротких световых импульсов в простой нелинейной среде. Полученные в результате этой работы результаты численных симуляций и аналитических вычислений указывают на то, что остановка импульса света обусловлена формированием минимума в эффективном потенциале. Данный потенциал возникает вследствие нелинейного взаимодействия светового импульса с атомами среды. Данное исследование опубликовано в авторитетном научном журнале Physical Review Letters. Хотя скорость света в вакууме является максимальной скоростью в физическом мире и используется для высокоскоростной передачи информации, в некоторых приложениях требуется снижение скорости света для увеличения времени взаимодействия с объектом. Идеальным вариантом в таких случаях была бы полная остановка светового импульса на объекте.
