Наблюдение критического масштабирования в универсальном классе бозе-газа

Физики изучили критическое поведение фотонов вблизи фазового перехода, при котором термодинамические величины резко возрастают или расходятся незадолго до бозе-эйнштейновской конденсации, что ранее никогда не наблюдалось в фотонных газах. Были измерены пространственные корреляции практически невзаимодействующего двумерного фотонного газа, захваченного в зеркальном ящике в момент конденсации, и определён критический показатель — величина, описывающая быстрое увеличение длины корреляции при изменении температуры вблизи фазового перехода. Работа опубликована в журнале Science Advances.

Поворот на 2 градуса создает наноразмерную сетку, которая улавливает световую энергию при комнатной температуре

Возможно, вы когда-нибудь пытались сделать снимок экрана компьютера крупным планом и заметили волнообразный, рябящий эффект. Это возникает, когда две тонкие, повторяющиеся сетки перекрываются и слегка смещаются, например, когда пиксельная сетка сенсора вашей камеры перекрывается с пиксельной сеткой экрана. Фотографы знают это как муаровый узор и обычно пытаются от него избавиться. Учёные из Университета Твенте в сотрудничестве с учеными из Утрехта (Бразилия) и Японии специально создали такой узор. Они сложили два листа дисульфида молибдена, полупроводникового кристалла толщиной всего в три атома, и повернули верхний лист на 2 градуса. Полученный узор изменяет взаимодействие материала со светом и повторяется каждые 9 нанометров. Десять тысяч таких повторов помещаются на ширине одного человеческого волоса. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Physics, могут найти применение в сверхмалых источниках света и оптических датчиках.

Гибридные нелинейные эффекты в фотонных интегральных схемах

Современные фотонные чипы позволяют размещать сложные оптические функции на устройствах размером меньше ногтя. Они все чаще используются для генерации, управления и измерения света в самых разных областях применения, от связи до сенсорики. Однако большинство таких чипов используют один и тот же материал для выполнения основной работы, что ограничивает диапазон оптических эффектов, которые они могут производить. В данной работе учёные продемонстрировали другой подход: использование двух материалов для совместной работы. Как сообщается в журнале Advanced Photonics, физики объединили два нелинейных оптических эффекта, которые обычно возникают по отдельности. В их устройстве было использовано ядро из нитрида кремния для генерации оптических частотных гребенок, в то время как окружающий слой диоксида кремния производил рамановское рассеяние. Объединив преимущества обоих материалов, команда создала новый тип интегрированного фотонного устройства, способного генерировать широкий диапазон частот света на одном чипе.

Первый поляритонный лазерный диод с электрической накачкой на основе перовскита

Учёные из Сколтеха (группа ВЭБ.РФ) и их коллеги из Университета ИТМО и НИУ ВШЭ впервые продемонстрировали прямую электрическую накачку поляритонного лазера на основе галогенидного перовскитного микрокристалла, полученного из раствора. Опубликованные в журнале Nature результаты представляют собой решение давней проблемы физики полупроводников и оптоэлектроники, которая десятилетиями оставалась препятствием на пути к решению технологической задачи: создать недорогие неэпитаксиальные лазерные диоды, работающие под непрерывным электрическим током. Такие устройства найдут применение в оптических сенсорах и спектроскопии, высокоскоростных вычислениях и энергоэффективных нейроморфных компьютерах. Исследование было поддержано программой Clover, Российским научным фондом (грант № 22-13-00436-П и грант № 23-72-00031), а также программой фундаментальных исследований НИУ ВШЭ HSE-BR-2025-069.

Получены первые прямые доказательства существования топологического состояния Флоке

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Physics, представлены первые прямые экспериментальные доказательства существования топологического состояния Флоке — новой светоиндуцированной фазы материи, которая до сих пор существовала только на бумаге и в моделировании. Топологические изоляторы могут проводить электричество по своей поверхности, оставаясь при этом изоляторами по всему объему. Физики годами разрабатывали технологию Флоке — метод, использующий интенсивные, быстро осциллирующие световые поля для временного изменения электронной структуры материала. Сочетание этих двух идей казалось естественным следующим шагом: использовать свет, чтобы по требованию заставить обычный материал вести себя как топологический изолятор. В эксперименте был использован теллурид олова (SnTe).

Скрученный лазерный свет позволяет различать зеркально симметричные молекулы по количеству её фрагментов

Учёные из Института фундаментальных исследований Тата Индийского технологического института в Бомбее и Индийского технологического института в Хайдарабаде показали, как сам свет может быть сконструирован таким образом, чтобы вести себя как нитевидный зонд, избирательно взаимодействуя с молекулами в зависимости от их хиральности. Работа, опубликованная в журнале Science Advances, показывает, что свет может принимать не только вращательную форму, но и закручиваться при распространении. Когда такой закрученный свет взаимодействует с хиральными молекулами, результат существенно зависит от того, насколько "закручивание" света соответствует внутренней хиральности молекулы.

Полностью оптическое управление антиферромагнитными доменами посредством обратного оптического магнитоэлектрического эффекта

Немецко-японская исследовательская группа из Аугсбургского университета совершила значительный прорыв в использовании антиферромагнетиков. Впервые удалось записать магнитную информацию, используя только сверхкороткие лазерные импульсы — без необходимости применения электрических токов или магнитных полей. Физик-экспериментатор  Иштван Кезмарки и его команда разработали метод, в котором для управления используется не поляризация света, а направление его распространения (импульс). Благодаря целенаправленному облучению можно переключаться между различными магнитными состояниями и записывать информацию. Более того, эту информацию можно считывать и чисто оптическими средствами. Статья опубликована в журнале Nature Materials.

Сверхбыстрая сканирующая туннельная микроскопия впервые достигает квантово-механического пространственно-временного предела

Физики обнаружили, что местоположение и временная эволюция электрона не могут быть измерены одновременно с произвольной точностью. Этот так называемый пространственно-временной предел имеет важное значение для будущих применений. Работа опубликована в журнале Nature Photonics.

Фотоиндуцированные переходы металл-изолятор в двумерных муаровых устройствах

Переключаясь между различными физическими состояниями, многие квантовые материалы претерпевают так называемые фазовые переходы, которые изменяют в них характер движения электронов. Ранее в квантовых материалах был продемонстрирован переход от изоляционных состояний к металлическим состояниям посредством фотовозбуждения (т.е. возбуждением электронов с помощью света). Однако обратный переход (используя только свет), от металлического к изоляционному состоянию, до сих пор было трудно осуществить. Исследователи из Колумбийского университета в сотрудничестве с Калифорнийским университетом в Риверсайде недавно продемонстрировали сверхбыстрый фотоиндуцированный переход металл-изолятор в двумерных (2D) муаровых гетероструктурах — квантовых материалах, состоящих из 2D-слоев, расположенных друг над другом с небольшим смещением между ними. Их статья, опубликованная в журнале Physical Review Letters, может открыть новые захватывающие перспективы для развития квантовых технологий и сверхбыстрых оптических устройств.

Лазерно-индуцированное зарождение хопфионов в хиральном магните

В работе, опубликованной в журнале Nature Physics, шведско-немецко-люксембургско-китайская группа учёных обнаружила магнитные хопфионы. Эксперименты проводились на хиральных магнитных кристаллах. Физики изучали тонкие пленки железа-германия (FeGe) толщиной около 110–200 нанометров. Прорыв стал возможен благодаря использованию фемтосекундных лазерных импульсов.