Физики подтвердили расчеты перехода гелия-4 из своего основного энергетического состояния в свое первое возбужденное состояние

Ранее физики в эксперименте реализовали рассеяние электронов для изучения того, как гелий-4 переходит из своего основного энергетического состояния в свое первое возбужденное состояние. Эксперимент обнаружил доказательства несоответствия между теорией и экспериментом и вызвал беспокойство по поводу точности текущих теоретических расчетов. Теперь международная группа провела новые расчеты наблюдаемого перехода. Их результаты хорошо согласуются с новыми экспериментальными результатами. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters. Первое возбужденное состояние ядра гелия-4 имеет энергию чуть выше порога разделения ядра на протон и ядро водорода-3. Свойства этого состояния чувствительны к небольшому зазору между его энергией и порогом разделения. Новые расчеты точно воспроизводят эту разницу энергий, и это может объяснить, почему они также воспроизводят новые экспериментальные данные из Германии. Результаты помогут физикам делать точные теоретические предсказания ядерной структуры в будущем.

Экспериментальное наблюдение диссипативного временного кристалла в ридберговском газе при комнатной температуре

Исследователи из Университета Цинхуа недавно наблюдали диссипативный кристалл времени в сильно взаимодействующем ридберговском газе при комнатной температуре. Их статья, опубликованная в Nature Physics, открывает новые возможности для изучения этого захватывающего состояния материи. Диссипативный кристалл времени — это фаза материи, характеризующаяся периодическими колебаниями во времени, в то время как система рассеивает энергию. В отличие от обычных кристаллов времени, которые также могут возникать в закрытых системах без потери энергии, диссипативные кристаллы времени наблюдаются в открытых системах, в которых энергия свободно втекает и вытекает. Ключевое отличие эксперимента исследователей от подобных экспериментов, проведенных в прошлом, заключается в том, что они настроили поляризацию связывающего света, что привело |e⟩ к различным ридберговским состояниям. Взаимодействия и конкуренция между несколькими ридберговскими компонентами в установке команды значительно обогащают фазовую диаграмму их системы, позволяя возникнуть диссипативной фазе временного кристалла.

Ракета НАСА обнаружила новый процесс энергизации в верхних слоях атмосферы

Используя данные, полученные при запуске ракеты -носителя TRICE-2 (Twin Rockets to Investigate Cusp Electrodynamics), ученые НАСА изучили волны, распространяющиеся по линиям магнитного поля Земли в полярную атмосферу.Было известно, что эти волны ускоряют электроны, которые набирают скорость, «скользя» вдоль электрического поля волны. Но их воздействие на ионы — более гетерогенную группу положительно заряженных частиц, которые существуют наряду с электронами — было неизвестно. Оценив ионную смесь, через которую они пролетали — в основном протоны и однозарядные ионы кислорода — ученые обнаружили, что эти волны ускоряли протоны, вращающиеся вокруг линий магнитного поля Земли, а также электроны, скользящие по волнам. Результаты, опубликованные в Physical Review Letters, раскрывают новый способ энергетизации нашей верхней атмосферы.

Обнаружена новая звезда с чрезвычайно улучшенным r-процессом

Используя Gran Telescopio Canarias (GTC), астрономы из Китайской академии наук (CAS) и других организаций обнаружили новую чрезвычайно r-процесс-усиленную звезду в тонком диске Млечного Пути. Открытие было опубликовано в исследовательской статье, опубликованной 16 июля на сервере препринтов arXiv. Звезды с усилением r-процесса (RPE) представляют собой небольшую часть старых звезд с низким содержанием металлов, которые демонстрируют значительное увеличение элементов (таких как европий, торий или уран), образующихся в процессе быстрого захвата нейтронов. Эти звезды, которые в основном населяют галактическое гало и карликовые галактики-спутники Млечного Пути, являются прекрасными лабораториями для изучения r-процесса и могут помочь нам лучше понять историю формирования нашей галактики.

Анализ собственных колебаний усеченных конических оболочек, частично заполненных жидкостью

Ученые Лаборатории функциональных материалов Института механики сплошных сред добились значительных успехов в понимании динамики жидких структур. Их исследование, опубликованное в Международном журнале динамики механических систем, изучает вибрационное поведение конических оболочек, закладывая основу для достижений в области инженерного проектирования и безопасности. В работе классическая теория оболочек и акустические приближения используются для анализа вибрационного поведения усеченных конических оболочек, частично заполненных идеальной сжимаемой жидкостью. Динамическое поведение этих структур моделируется с помощью системы обыкновенных дифференциальных уравнений, решаемых с использованием обобщенного метода дифференциальных квадратур и метода ортогональной прогонки Годунова. Исследование определяет, как уровни жидкости и углы конуса влияют на собственные частоты оболочек при различных граничных условиях, включая конфигурации с простой опорой, жесткой заделкой и консольные конфигурации. Численный анализ показывает, что определенные конфигурации могут достигать более высоких собственных частот, чем эквивалентные цилиндрические оболочки.

Обнаружена новая сверхгорячая экзопланета размером с Нептун

Используя спутник NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), международная группа астрономов обнаружила новую экзопланету. Новый инопланетный мир, обозначенный TOI-3261b, почти такого же размера, как Нептун, а его равновесная температура превышает 1700 К. Об этом открытии сообщалось в исследовательской статье, опубликованной 5 июля на сервере препринтов arXiv. Радиус TOI-3261 b составляет приблизительно 3,82 радиуса Земли, поэтому он всего на 2% меньше Нептуна. Экзопланета имеет необычно большую массу для своего размера — около 30,3 масс Земли. Эти результаты дают высокую объемную плотность 3,0 г/см³. TOI-3261 b совершает оборот вокруг своего хозяина каждые 0,88 дня на расстоянии 0,017 а.е. от него. В связи с этим он был классифицирован как сверхкороткопериодическая планета (USP), и на данный момент это всего лишь четвертая известная сверхкороткопериодическая планета размером с Нептун. Более того, близость планеты к ее родительской звезде, которая имеет эффективную температуру около 5070 К, предполагает, что этот внесолнечный мир является сверхгорячим — с предполагаемой равновесной температурой на уровне 1722 К.

Терагерцовая спектроскопия динамики волны коллективной плотности заряда на атомном уровне позволяет увидеть электроны в замедленной съемке

Физики из Штутгартского университета под руководством профессора Себастьяна Лота разрабатывают квантовую микроскопию, которая впервые позволяет им регистрировать движение электронов на атомном уровне с чрезвычайно высоким пространственным и временным разрешением. Исследователи опубликовали свои выводы в Nature Physics. Ученые изучили материал, состоящий из элементов ниобия и селена, в котором один эффект можно наблюдать относительно ненарушенным образом: коллективное движение электронов в волне плотности заряда. Было изучено как одна примесь может остановить это коллективное движение. Для этого применяют к материалу чрезвычайно короткий электрический импульс, который длится всего одну пикосекунду. Волна плотности заряда прижимается к примеси и посылает нанометровые искажения в коллектив электронов, которые вызывают очень сложное движение электронов в материале на короткое время. Экспериментаторам приходится очень часто повторять эти измерения, чтобы получить значимые результаты. Исследователи смогли оптимизировать свой микроскоп таким образом, что он повторяет эксперимент 41 миллион раз в секунду и, таким образом, достигает особенно высокого качества сигнала.

Обратный эффект Мпембы, продемонстрированный на кубите с одним захваченным ионным атомом

Хорошо известно, что при определенных обстоятельствах теплая жидкость замерзает быстрее, чем холодная. Это явление изучал танзанийский старшеклассник по имени Эрасто Мпемба в 1960-х годах. Было обнаружено, что при других обстоятельствах также происходит обратный эффект Мпембы, при котором холодная вода нагревается быстрее, чем горячая. В этой новой работе исследовательская группа продемонстрировала, что такие эффекты могут происходить в квантовом масштабе. Группа физиков из Института науки Вейцмана в Израиле успешно продемонстрировала обратный эффект Мпембы на квантовом уровне с использованием одиночных захваченных ионов. В своем исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters, группа продемонстрировала эффект, захватив ион стронция-88, связанный с внешней термальной ванной. Ион сначала охлаждался (или нагревался) с помощью лазеров, а затем вступал во взаимодействие с теплой (или холодной) ванной, которая нагревалась (или охлаждалась) с помощью второго лазера, что приводило к медленной декогеренции его квантового состояния.

Астрономы обнаружили десятки двойных белых карликов с двойной линией

Международная группа астрономов сообщает об открытии 34 редких двойных белых карликовых (DWD) двойных систем с использованием промежуточно-дисперсионного спектрографа и системы визуализации (ISIS) на телескопе Уильяма Гершеля (WHT). Открытие было подробно описано в исследовательской статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv. До сих пор большинство двойных, включая DWD, были обнаружены по доплеровским смещениям в их спектральных линиях; поэтому эти системы называются спектрально-двойными. Наблюдения показывают, что в некоторых спектрально-двойных видны спектральные линии от обеих звезд, и эти линии попеременно двойные и одинарные. Такие системы известны как двухлинейные спектрально-двойные (SB2). Обнаруженные SB2 DWD имеют массу от 0,85 до 1,55 солнечных масс и орбитальные периоды от 0,4 до 13,5 дней. Все эти системы расположены в пределах 580 световых лет от Земли, а ближайшая находится на расстоянии всего 83 световых лет. Наблюдения показали, что массы более горячего компонента в зарегистрированных двойных системах варьируются от 0,4 до 0,75 солнечных масс со средней массой около 0,53 солнечных масс. Более холодные компаньоны имеют среднюю массу около 0,45 солнечных масс.

Новый метод позволяет в десять раз увеличить время квантовой когерентности за счет деструктивной интерференции коррелированного шума

Используя деструктивную интерференцию перекрестно-коррелированного шума, физикам удалось значительно увеличить время когерентности квантовых состояний, улучшить точность управления и повысить чувствительность высокочастотного квантового зондирования. Таким образом был разработан новый метод, который решает ключевые проблемы в квантовых системах, предлагая десятикратное увеличение стабильности и прокладывая путь для более надежных и универсальных квантовых устройств. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters. Исследование было проведено экспертами в области квантовой физики, включая аспиранта Алона Сальхова под руководством профессора Алекса Ретцкера из Еврейского университета, аспиранта Цинъюня Цао под руководством профессора Федора Железко и доктора Генко Генова из Ульмского университета, а также профессора Цзяньмина Цая из Хуачжунского университета науки и технологий.