Иллюстрация: Felice Appugliese et al. / Science. Инициативная группа европейских физиков экспериментально подтвердила, что вакуумные квантовые флуктуации способны эффективно модифицировать квантовый эффект Холла. Ученые продемонстрировали, что весь процесс излучения и поглощения виртуальных фотонов поверхностными электронами в условиях резонатора приводит к возникновению скачков в их движении. Данный феномен нарушает характерное для эффекта Холла целочисленное квантование магнитосопротивления. Результаты исследования опубликованы в журнале Science. Это открытие имеет фундаментальное значение. В середине прошлого века квантовая механика стала общепризнанной теорией, описывающей физические явления на микроуровне. Однако дальнейшее развитие физики показало, что это лишь первый шаг. Открытие и объяснение лэмбовского сдвига потребовало введения новых физических концепций – состояний полей и правил превращения элементарных частиц – возбуждений этих полей.
Архив рубрики: Наука
Объяснено аномальное поведение груза при его падении с ускорением большим ускорения свободного падения
Иллюстрация: Rod Cross / Physics Education. В статье, опубликованной в журнале Physics Education, австралийский физик представил результаты очень детального исследования феномена быстрого падения с ускорением, превосходящим известное всем стандартное ускорение свободного падения (g ≈ 9,8 м/с²). Для моделирования этого явления ученый численно решил доволно сложное нелинейное дифференциальное уравнение, описывающее движение падающего стержня, закрепленного шарниром в нижней точке. Результаты исследования показали, что при падении стержня с закрепленным нижним концом, его верхний конец испытывает экспоненциальное ускорение, превышающее g. Однако обгон свободного падения наблюдается лишь в определенном диапазоне начальных углов наклона стержня. Это исследование демонстрирует, что интуитивное представление о невозможности превышения ускорения g для падающих объектов справедливо только для точечных тел. Как было показано еще полвека назад, более сложные объекты, такие как стержни с шарнирным креплением, способны демонстрировать ускорение, превосходящее g.
Создан уникальный красный материал на основе кремниевых наноантенн на кварцевой подложке с подавлением синих и зеленых компонент
Физики из Сингапура объявили о создании инновационного красного материала с беспрецедентной степенью насыщенности цвета. Материал представляет собой массив кремниевых наноантенн, расположенных на кварцевой подложке. Новые спектральные характеристики данного материала подавляют синюю и зеленую составляющие света, что приводит к получению уникального структурного цвета, выходящего за пределы стандартного цветового треугольника sRGB. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances. Восприятие человеком цвета предметов основано на способности последних отражать и рассеивать падающий свет. Ощущаемый цвет зависит от множества факторов: спектрального состава источника света, оптических свойств объекта и особенностей человеческого цветового зрения. Важной характеристикой цвета является его насыщенность, определяемая как степень отличия данного цвета от серого при одинаковой яркости. Читать далее
Обнаружен эффект “квантового бумеранга” в бозе-эйнштейновском конденсате
Иллюстрация: Roshan Sajjad et al. / Physical Review X. Физики недавно осуществили первое экспериментальное подтверждение эффекта квантового бумеранга. В ходе исследования было продемонстрировано, что некий средний импульс атомов в изначально неподвижном простом бозе – эйнштейновском конденсате возвращается к нулю после воздействия серии периодических оптических решеток. Как предсказывала теория, этот эффект сохраняется лишь при наличии симметрий относительно отражения и инверсии времени в системе. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review X. Дифракция – явление, которое обычно наблюдается, когда волна сталкивается с средой, обладающей определенным порядком. Например, периодически расположенные щели образуют дифракционную решетку для света. Дифракция электронов на периодической кристаллической решетке – еще один пример, лежащий в основе зонной теории твердых тел, которая определяет весь спектр разрешенных и запрещенных энергетических состояний электронов в кристаллах.
Продемонстрирована возможность управления скоростью химической реакции с помощью магнитного поля
Иллюстрация: Hyungmok Son et al. / Science. Физики осуществили управление скоростью химической реакции между ультрахолодными молекулами и простыми атомами посредством воздействия магнитного поля. Данный эффект основан на очень точной настройке резонанса Фешбаха, возникающего вследствие мощной интерференции волновой функции Фабри-Перо в ван-дер-ваальсовом потенциале. Результаты исследования опубликованы в журнале Science. Охлаждение атомов до сверхнизких температур открыло новые уникальные возможности для развития ультрахолодной химии. Уменьшение кинетической энергии захваченных в ловушки атомов и молекул позволило осуществлять точный контроль над химическими реакциями, некоторые из которых были бы невозможны при обычных температурах. На сегодняшний день рекордно низкая температура, при которой была реализована химическая реакция, составляет 500 нанокельвинов. Ученые активно исследуют вопрос о возможности воздействия на скорость таких химических реакций.
Обнаружены аномальные свойства экзотической частицы из электрона, антипротона и ядра гелия в сверхтекучем гелии
Иллюстрация: Anna Sótér et al. / Nature. Группа европейских физиков совершила открытие, обнаружив неожиданное аномальное сужение спектральных линий антипротонного гелия. Данный атом представляет собой экзотическую структуру, состоящую из единичных электрона, антипротона и ядра гелия, погруженную в сверхтекучий гелий. Наблюдаемый эффект потребует учета коллективных взаимодействий при определении ширины спектральных линий и открывает новые возможности для спектроскопического изучения других экзотических атомов. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Поиск ответа на вопрос об асимметрии материи и антиматерии во Вселенной остается одной из главных нерешенных проблем современной физики. Предполагается, что различия в физических свойствах материи и антиматерии могут объяснить данное явление. Физики активно ведут исследования с целью обнаружения таких различий, используя разнообразные эксперименты и повышая точность измерений.
