Иллюстрация: Andres Castillo et al. / Scientific Reports. Группа американских физиков недавно провела довольно обширное теоретическое исследование совместного распространения пучка атомов и мощного лазерного луча. Полученные ими результаты демонстрируют возможность достижения уникальной взаимной коллимации этих пучков на расстояния до целых нескольких десятков тысяч километров. Данное исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, может иметь существенное значение для будущих технологий. В частности, оно открывает новые перспективы для фокусировки лазерного луча на световой парус, находящийся на значительном расстоянии от Земли. Как известно, многие эксперименты в области экспериментальной физики основаны на использовании пучков частиц или света. Такой подход позволяет передавать материю или энергию на определенные расстояния в сконцентрированном виде. Однако, естественная расходимость лучей является существенным ограничением. Читать далее
Архив рубрики: Наука
Предложена математическая модель взлета паука на нитях паутины за счет электрического заряда
Иллюстрация от Science Magazine / Youtube. Физики разработали математическую модель, которая объясняет, как пауки взлетают в воздух с помощью электрического заряда на нитях своей паутины. Модель не только смогла воспроизвести результаты экспериментов по воздухоплаванию пауков, но и выявила, что избыточный заряд увеличивает парусность паутины. Это может как ускорить, так и замедлить взлет в зависимости от конкретных условий окружающей среды. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review E, краткое изложение которых можно найти на страницах Physics World. Способность к полету не ограничивается наличием крыльев. Некоторые арахниды, в частности пауки, способны использовать паутину для создания «парусов» – конических пучков нитей, которые позволяют им взлетать. Такой метод передвижения был впервые описан еще в XVII веке и, как полагают, служит средством освоения новыми территориями.
Создана ахроматическая линза рентгеновского диапазона для будущих рентгеновских телескопов и микроскопов
Иллюстрация: Adam Kubec et al. / Nature Communications. Группа Швейцарских физиков достигла прорыва в области рентгеновской оптики, создав первую в мире ахроматическую линзу для этого диапазона электромагнитного излучения. Эта линза представляет собой комбинированную систему из рассеивающей рефракционной линзы и собирающей зонной пластинки. Это достижение имеет потенциал значительно улучшить характеристики рентгеновских телескопов и микроскопов в будущем. Результаты исследования опубликованы в авторитетном научном журнале Nature Communications. Фокусировка и дефокусировка волн являются фундаментальными принципами, лежащими в основе любой сложной оптической системы. Этот процесс присущ не только световым волнам, но и волнам звука и материи. Самый простой способ достижения фокусировки – использование линзы, которая собирает или рассеивает лучи за счет преломления. Со временем этот метод столкнулся с ограничениями в виде аберраций – искажений, возникающих из-за неидеальной фокусировки.
Сверхточный атомный гравиметр позволил обнаружить под землей тоннель двухметровой ширины
Иллюстрация: Ben Stray et al. / Nature. Группа физиков из Англии разработала высокоточный атомный гравиметр, который способен легко выявлять подземные полости малого размера (субметрового). Успешные испытания прибора в условиях городской застройки позволили обнаружить тоннель шириной два метра. Данная разработка имеет потенциал для применения в геологии, геодезии и археологии. Результаты исследования опубликованы в известном журнале Nature. Атомные интерферометры основаны на волновых свойствах атомов при определенных условиях. Чувствительность этих приборов к фазе колебаний атомных волновых функций позволяет использовать их для измерения гравитационного поля. Это привело к созданию датчиков градиента квантовой гравитации, которые способствуют более точному измерению силы тяжести, гравитационной постоянной и постоянной тонкой структуры, а также проверке принципа эквивалентности.
Впервые удалось получить управление отдельными двумерными слоями ультрахолодных молекул с помощью электромагнитных полей
Иллюстрация: William G. Tobias et al. / Science. Американские физики достигли значительного прорыва в области взаимодействия с ультрахолодными молекулами. Используя одномерную оптическую решетку и градиент электрического поля, они смогли управлять отдельными двумерными слоями молекул. Данный метод позволил создать разницу в энергетических уровнях молекул, жестко расположенных в различных слоях. В результате этих экспериментов, опубликованных в журнале Science, ученые добились высокого времени когерентности молекул и провели исследование обменных процессов между соседними слоями. Данное исследование демонстрирует, что редукция размерности среды может открывать новые свойства и возможности, не наблюдаемые в трехмерных системах. Примерами таких открытий являются исследования графена и двумерных электронных газов, которые существенно расширили наше понимание свойств твердых тел. Холодные газы, в особенности молекулярные, также демонстрируют уникальные свойства при переходе к двумерной конфигурации.
Обнаружено спонтанное нарушение поляризационной симметрии света непрерывного лазера
Иллюстрация: N. Moroney et al. / Nature Communications. Российские физики недавно осуществили экспериментальное наблюдение спонтанного нарушения поляризационной симметрии света, излучаемого непрерывным лазером в резонаторе Фабри – Перо. В ходе исследования линейно поляризованный свет, превысив определенный порог мощности, демонстрировал полность. несимметричное расщепление на компоненты с круговой поляризацией. Полученные результаты открывают новые возможности для полностью оптического управления поляризацией света и разработки высокочувствительных поляризационных детекторов. Работа опубликована в авторитетном научном журнале Nature Communications. Важно отметить, что спонтанное нарушение симметрии – это фундаментальный процесс, при котором система переходит в состояние с более низкой энергией, теряя первоначальную симметрию. Данная концепция играет ключевую роль в различных областях физики, от квантовой теории поля, где она отвечает за функционирование механизма Хиггса, до изучения свойств холодных газов.
