Подавление диффузии углерода в железе внешним магнитным полем

В 1970-х годах учёные заметили, что некоторые стали проявляют лучшие свойства при термообработке в магнитном поле, но идеи, объясняющие это явление, были лишь концептуальными. Учёные впервые представили количественное объяснение того, как магнитные поля замедляют движение атомов углерода в железе. Предыдущие объяснения этого поведения были в лучшем случае феноменологическими. Результаты компьютерного моделирования, опубликованные в журнале Physical Review Letters,  показывают, что выравнивание магнитного поля изменяет энергетические барьеры между атомными "клетками". Это позволяет снизить энергетические затраты и выбросы CO₂, связанные с обработкой стали.

Первое наблюдение динамической магнитохиральной нестабильности в твердотельном материале

Исследователи из Инженерного колледжа Грейнджера при Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн сообщили о первом наблюдении динамической магнитохиральной нестабильности в твердотельном материале. Их результаты, опубликованные в журнале Nature Physics, объединяют идеи ядерной физики и физики высоких энергий с материаловедением и физикой конденсированных сред. В работе приводится попытка объяснить, как взаимодействие между симметрией и магнетизмом может усиливать электромагнитные волны.

В металлических нанокристаллах обнаружены фрактальные структуры

В новом исследовании, проведенном кафедрой прикладной физики и материаловедения Университета Северной Аризоны, группа учёных обнаружила, что фрактальные объекты, аналогичные снежинкам из льда, возникают в нанокристаллах золота, меди и железа. Когда частицы металла слипаются в ходе молниеносной химической реакции, они образуют пятиугольные структуры, очень похожие на природные снежинки, — явление, имеющее невероятно важное значение для будущего нанотехнологий. Статья была опубликована в качестве главной в журнале Small.

Высокотемпературная сверхпроводящая катушка карманного типа обеспечивает суммарное магнитное поле 44,86 Тесла

Исследовательская группа под руководством Куан Гуанли и Цзян Дунхуэя из Лаборатории высоких магнитных полей Хэфэйских институтов физических наук Китайской академии наук (CHMFL) разработала высокотемпературную сверхпроводящую (ВТСП) катушку «карманного типа», достигнув рекордного суммарного магнитного поля в 44,86 Тесла. Катушка, намотанная с использованием лент REBa₂Cu₃O₇₋ₓ (REBCO) отечественного производства, генерировала 28,20 Тл при нулевом поле в ванне с жидким гелием и создавала дополнительно 10,36 Тл внутри стационарного магнитного поля 34,5 Тл водоохлаждаемого магнита WM5.

Микроскопический рамановский спектрометр с временной селекцией улучшает отношение сигнал-шум более чем в 20 раз

Исследовательская группа под руководством профессора Ван Чжэнью из Института аэрокосмической информации Китайской академии наук (AIRCAS) разработала микроскопический рамановский спектрометр с временной селекцией, способный проводить неразрушающий химический анализ хрупкой археологической слоновой кости в микрометровом масштабе — даже когда сильная флуоресценция обычно маскирует сигнал. Результаты исследования были опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Шаги Шапиро в сильно взаимодействующих ферми-газах

Впервые учёные наблюдали знаменитые ступени Шапиро — ступенчатый квантовый эффект — в ультрахолодных атомах. В эксперименте переменный ток был приложен к джозефсоновскому переходу, образованному атомами, охлажденными почти до абсолютного нуля и разделенными чрезвычайно тонким барьером из лазерного света. Оказалось, что атомы смогли преодолеть этот барьер коллективно и без потери энергии. Они вели себя так, как если бы, благодаря квантовому туннелированию, барьер был прозрачным. По мере протекания осциллирующего тока через переход разница химических потенциалов между двумя сторонами изменялась не плавно, а увеличивалась дискретными, равномерно расположенными ступенями, подобно подъему по квантовой лестнице. Высота каждой ступени напрямую определяется частотой приложенного тока, и эти ступенчатые разности химических потенциалов являются атомным аналогом ступеней Шапиро в обычных джозефсоновских переходах. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Сильное приливное рассеяние на Титане исключает существование подповерхностного океана

Тщательный повторный анализ данных, собранных более десяти лет назад, показывает, что у крупнейшего спутника Сатурна, Титана, под ледяной поверхностью нет обширного океана, как предполагалось ранее. Измерение введённой временной задержки позволило определить сколько энергии требуется для изменения формы Титана, что дало возможность сделать выводы о вязкости его недр. В условиях глобального океана количество энергии, потерянной или рассеянной на Титане, оказалось намного больше, чем ожидали учёные. Исследование опубликовано в журнале Nature.

Аномальная зависимость волны плотности заряда и реконструкции поверхности Ферми от давления в BaFe₂Al₉

Учёные заменили низкие температуры высоким экстремальным давлением — открыт способ эффективной передачи электрического тока через определенные материалы при комнатной температуре. Это открытие может произвести революцию в сверхпроводимости и изменить подходы к сохранению и генерации энергии. Исследование показывает, что поведение волн зарядовой плотности не только усиливается под экстремальным давлением, но и может проявляться при комнатной температуре, что, по мнению авторов, является редким и захватывающим открытием. Этот вывод резко контрастирует с тем, что обычно наблюдается в других двумерных материалах, где волны зарядовой плотности ослабевают под давлением. Статья опубликована в журнале Physical Review Letters.

Иерархическое формирование узлов полугибких нитей под действием гидродинамики

Используя моделирование броуновской динамики, исследователи продемонстрировали, что когда полугибкая нить падает сквозь вязкую жидкость — условия, аналогичные условиям ультрацентрифугирования, — дальние гидродинамические потоки могут изгибать и складывать нить сама на себя. Эти потоки концентрируют часть нити в компактную головку, растягивая оставшуюся часть в хвостовую часть, создавая конфигурацию, которая позволяет петлям пересекаться и фиксироваться в стабильных узлах. Это открытие, опубликованное в журнале Physical Review Letters, дает новое понимание физики динамики полимеров и имеет значение в самых разных областях, от понимания поведения ДНК в условиях ограниченного пространства до разработки мягких материалов и наноструктур следующего поколения.

Обнаружено, что электрон-фононные взаимодействия в кристаллах квантуются фундаментальной константой

Исследование, опубликованное в журнале Chemical Physics Impact под руководством Масаэ Такахаси из Университета Тохоку, показывает, что сила электрон-фононной связи всегда является целым кратным постоянной тонкой структуры, умноженной на постоянную Больцмана. Другими словами, в ходе каждого взаимодействия передаётся примерно одна из 137 частей энергии фонона. Высокая точность измерений электрон-фононной связи была достигнута благодаря передовой терагерцовой спектроскопии, которая исследует колебания в диапазоне энергий от инфракрасного до микроволнового. Данное исследование раскрывает универсальное квантовое правило, управляющее взаимодействием электронов с колебаниями решетки внутри кристаллов.