Иллюстрация: Eva Klimešová et al. / Physical Review A. Ученые из Чехии провели опыты, изучая взаимодействие сильного лазерного излучения с наночастицами, находящимися в гелиевой среде. Как оказалось, наличие этих частиц запускает дополнительный способ ускорения разных ионов газа, связанный с формированием очень малых положительных зарядов на их поверхности. Результаты работы были опубликованы в журнале Physical Review A. Развитие технологий создания мощных лазеров оказало значительное влияние на многие области науки – от фундаментальных исследований до практических применений. Интенсивное световое излучение демонстрирует потенциал в качестве эффективного средства для разгона заряженных частиц, при этом один из способов основан на так называемом кулоновском взрыве наночастиц. Данный эффект достигается путем воздействия короткого, но энергичного импульса, что вызывает одновременную ионизацию атомов частицы и последующее их рассеяние под действием электростатического отталкивания.
Архив рубрики: Наука
Российские ученые впервые получили ферромагнитные сверхпроводники для будущих устройств хранения данных
В Российской Федерации ученые-физики добились исключительно большого успеха в экспериментальном изучении уникального материала, демонстрирующего одновременно поведение сверхпроводника и ферромагнетика. Помимо этого, ими также было предложено математическое описание, которое позволило объяснить необычные изменения состояний в подобных ферромагнитно – сверхпроводящих соединениях. Исследование зафиксировано в публикации журнала Science Advances. Традиционные сверхпроводники блокируют проникновение магнитного поля, создавая на своей поверхности защитные токовые вихри под воздействием внешнего источника. В ферромагнитных материалах, напротив, ниже критической температуры формируются области с упорядоченной ориентацией магнитных моментов – так называемые домены. Эта температура известна как точка Кюри. При повышении температуры материал теряет свои магнитные свойства вследствие изменения структуры.
Когерентная передача энергии разогнанными электронами открыла возможность создания плазмон-поляритонных лазеров
Иллстрация от Dongdong Zhang et al. / Nature. Китайские физики осуществили интересное наблюдение вынужденного излучения ряда простых терагерцовых поверхностных плазмон – поляритонов. Это достигнуто путем облучения чрезвычайно тонкого железного стержня высокомощным лазером. Ключевым моментом стало использование когерентной передачи энергии разогнанными электронами в гибридную моду. Данное открытие, опубликованное в журнале Nature, позволит в будущем создать плазмон-поляритонные лазеры. В физике для описания повторяющихся процессов в системах с большим числом частиц, таких как конденсированные среды, широко используется концепция квазичастиц. Квазичастица представляет собой комбинацию нескольких элементарных процессов (в данном случае говорят о гибридизации), что значительно упрощает теоретическое описание системы.
Предложена бионическая математичнская модель синхронного мигания светлячков
Ученые использовали математическую модель активности нейронов для поиска объяснения феномена синхронного мигания светлячков. Модель смоделировала чередование фаз свечения и простого покоя у 100 виртуальных насекомых, демонстрируя то, как светлячки адаптируют свои вспышки к простому ритму своих соседей. Результаты исследования, опубликованные в журнале Journal of The Royal Society Interface, согласуются с экспериментальными наблюдениями. Самки светлячков вида *Photinus carolinus* привлекают самцов посредством характерных световых вспышек. Вспышки одиночного самца не имеют строгой периодичности. Однако, когда несколько самцов оказываются вблизи друг от друга, их мигание становится синхронизированным. Последовательность ярких вспышек в течение нескольких секунд повторяется с более длительными интервалами. Эта координация достигается за счет зрительного восприятия: наблюдая мигание других особей, самцы подстраиваются под их ритм.
Квантовые флуктуации вакуума позволили разработать метод устранения слипания близко расположенных нанопластин
Иллюстрация: Левитация золотой пластинки в жидкости между полосами золота и стекла под действием температурной модуляции. Falco Schmidt et al. / Nature Physics. Совсем недавно физики разработали инновационный метод, позволяющий предотвратить слипание близко расположенных нанопластин и контролировать их перемещение. Этот метод основан на погружении оригинальных нанопластин в двухкомпонентную жидкость, которая создает мощные силы отталкивания между пластинами, регулируемые изменением температуры. Данная технология открывает новые возможности для создания микро- и наноустройств. Результаты исследования опубликованы в престижном научном журнале Nature Physics. В процессе разработки наноустройств одним из существенных препятствий является слипание компонентов, обусловленное силами Казимира. Как известно, силы Казимира – это квантово-механическое явление, возникающее между двумя поверхностями на расстоянии до нескольких сотен микрометров вследствие флуктуаций электромагнитных полей в вакууме.
Возможно ли создание компьютера на основе органических молекул: кислотные вычисления и ДНК-компьютеры
В начале 1990-х годов прогнозировался скорый кризис транзисторных процессоров, что быстро побудило исследователей очень активно искать альтернативные решения. В то время как одни лаборатории сосредоточились на разработке квантовых алгоритмов и экспериментировании с кубитами, другие исследовали возможности использования биомолекул для вычислений. В 1994 году были достигнуты два важных прорыва: был создан первый квантовый вентиль, и с помощью ДНК была решена первая вычислительная задача. Однако прогресс в области квантовых вычислений шёл более целенаправленно. Очень активная теоретическая работа по квантовой информатике началась ещё в 1960-х годах, а к 1980-м годам уже велись исследования квантовых алгоритмов и логических вентилей на кубитах. Экспериментаторы также создавали различные прототипы кубитов. В contrast, теория ДНК-вычислений не была предметом систематического изучения. Исследователи сразу же приступили к решению конкретных вычислительных задач с использованием ДНК.
