Универсальность квантового критического потока заряда и тепла в ультрачистом графене

Оказывается, что электроны могут вести себя как идеальная жидкость без трения с электрическими свойствами, описываемыми универсальным квантовым числом. Исследователи из отделения физики Индийского института науки (IISc) совместно с коллегами из Национального института материаловедения Японии наконец-то обнаружили эту квантовую жидкость электронов в графене. Результаты, опубликованные в журнале Nature Physics, открывают новое окно в квантовую сферу и представляют графен как уникальную настольную лабораторию для изучения ранее неизвестных квантовых явлений.

Сверхбыстрое разделение поляризации и деформации в сегнетоэлектрике BaTiO₃

Международная группа исследователей под руководством Ле Фыонг Хоанга и Джузеппе Меркурио из European XFEL открыла новый способ чрезвычайно быстрого и точного управления свойствами сегнетоэлектрических материалов с помощью света. Учёные продемонстрировали, что поляризация может изменяться независимо от искажения решётки, с которым она обычно тесно связана. До сих пор такое разделение существовало лишь в теории и никогда не наблюдалось экспериментально. Этот процесс стал возможен благодаря сверхкоротким высокоэнергетическим лазерным импульсам, возбуждающим электроны в материале. Это позволило учёным изменять поляризацию чрезвычайно быстро — менее чем за одну триллионную долю секунды. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Управляемые антиферромагнитные туннельные переходы

Исследовательская группа под руководством профессора Шао Динфу из Института физики твердого тела Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук представила новый механизм достижения сильной спиновой поляризации с использованием антиферромагнитных металлических интерфейсов. Учёные предлагают третий прототип антиферромагнитного туннельного перехода (AFMTJ), открывающий путь к созданию более быстрых и плотных спинтронных устройств. Работа была опубликована в журнале Newton.

Звуковые моды, подобные сверхтвердым, в движущемся квантовом газе

В повседневной жизни вся материя существует в газообразном, жидком или твёрдом состоянии. Однако в квантовой механике возможно одновременное существование двух различных состояний. Например, ультрахолодная квантовая система может проявлять свойства как жидкости, так и твёрдого тела одновременно. Исследовательская группа «Синтетические квантовые системы» Гейдельбергского университета продемонстрировала это явление, используя новый экспериментальный подход, подавая небольшое количество энергии в сверхтекучую жидкость. Было показано, что в управляемой квантовой системе такого типа звуковые волны распространяются с двумя разными скоростями, что указывает на сосуществование жидкого и твердого состояний — отличительный признак сверхтвердости. Работа опубликована в журнале Nature Physics.

Подтверждено наличие стоячих ударных волн в аккреционных потоках чёрных дыр

Используя моделирование общей релятивистской магнитогидродинамики (GRMHD), учёные выявили явление стационарной ударной волны в аккреционных потоках вокруг чёрных дыр с низким угловым моментом. Статья опубликована в The Astrophysical Journal. Было обнаружено, что в режимах аккреции с низким угловым моментом ударная волна постоянно формируется вблизи центральной чёрной дыры и сохраняет стабильное положение на протяжении всего процесса аккреции, что дает прямые доказательства существования стоячих ударных волн.

Высокоэффективная векторная голография на основе сверхтонких метаповерхностей

Традиционные голографические системы требуют громоздких оптических установок и интерференционных экспериментов, что делает их непрактичными для компактных или интегрированных устройств. Вычислительные методы, такие как алгоритм Герхберга–Сакстона (GS), упростили проектирование голограмм, исключив необходимость в физических интерференционных картинах, но эти подходы позволяют получать скалярные голограммы с равномерной поляризацией, что ограничивает объём кодируемой информации. Чтобы преодолеть эти ограничения, исследователи из Гонконгского университета науки и технологий, Университета Фудань и Гонконгского университета разработали универсальную стратегию векторной голографии — голограмм, кодирующих как интенсивность, так и поляризацию, с использованием сверхтонких метаповерхностей. Как сообщается в журнале Advanced Photonics, этот метод работает при произвольной поляризации падающего света и позволяет генерировать сложные изображения с пространственно меняющимися состояниями поляризации, что значительно расширяет информационную емкость голограмм.

Одноквантовое устройство, измеряющее амперы, вольты и омы

Физики показали, как одно квантовое устройство может точно измерять три основные единицы электричества: ампер (единицу силы электрического тока), вольт (единицу электрического потенциала) и ом (единицу электрического сопротивления). Это значительный прорыв, поскольку до сих пор ни один прибор не мог измерить все три основные электрические единицы в одной практичной системе. Джейсон Андервуд из Национального института стандартов и технологий (NIST) в Мэриленде и его коллеги продемонстрировали, как это устройство может быть создано благодаря интеграции двух ключевых квантовых систем в один криостат. А именно, специального типа резистора, называемого квантовым аномальным резистором Холла (QAHR), и программируемого джозефсоновского стандарта напряжения (PJVS). Криостат обеспечивает необходимую низкотемпературную среду для их эффективной работы. Данное исследование упрощает процесс проведения высокоточных электрических измерений и может привести к созданию новых способов определения электрических стандартов. Работа опубликована в журнале Nature Electronics.

Оптический магнитометр впервые измерил направление магнитного поля

Роланд Ламмеггер из Института экспериментальной физики Технического университета Граца совместно со своим коллегой Кристофом Амтманном и командой из Института космических исследований усовершенствовал изобретённый им магнитометр. Новая версия прибора позволяет не только измерять напряжённость магнитных полей, но и определять их направление, что ранее было невозможно с помощью чисто оптических магнитометров. В основе магнитометра лежит реакция атомов рубидия на магнитное поле. При стимуляции атомов лазерным излучением частота излучения изменяется. Эти позволяет судить о напряжённости магнитного поля.

Нанофотонные квантовые скирмионы, создаваемые квантовой электродинамикой полупроводниковых резонаторов

Учёные из Университета Сунь Ятсена и Тяньцзиньского университета сообщили о первой экспериментальной реализации однофотонных квантовых скирмионов в системе квантовой электродинамики с резонатором полупроводника. Статья, опубликованная в журнале Nature Physics, может открыть новые возможности для изучения квантовых взаимодействий света с материей, а также внести вклад в развитие фотонных квантовых устройств.

Универсальность энтропии Реньи в конформной теории поля выявляет универсальные правила квантовой запутанности во всех измерениях

Физики-теоретики использовали термическую эффективную теорию, показывающую, что квантовая запутанность подчиняется универсальным законам во всех измерениях. Их работа была опубликована в журнале Physical Review Letters. Исследовательская группа под руководством Кусуки, профессора Хироси Оогури из Института физики и математики Вселенной Токийского университета Кавли (Kavli IPMU, WPI) и Калифорнийского технологического института (Caltech), а также исследователя из Caltech Шридипа Пала продемонстрировали универсальные особенности структур квантовой запутанности в высших измерениях, применив теоретические методы, разработанные в области физики элементарных частиц, к квантовой теории информации.