Высококачественные нанополости за счет мультимодального удержания гиперболических поляритонов в гексагональном нитриде бора

Представлен новый тип поляритонных резонаторов и переопределёны пределы удержания света. Работа демонстрирует нетрадиционный метод удержания фотонов, преодолевающий традиционные ограничения нанофотоники. В эксперименте были созданы нанополости с беспрецедентным сочетанием субволнового объема и увеличенного срока службы. Эти нанополости размером менее 100x100 нм² и толщиной 3 нм удерживают свет на значительно более длительное время. Ключ заключается в использовании гиперболических фонон-поляритонов, уникальных электромагнитных возбуждений, возникающих в двумерном материале, образующем полость. В отличие от предыдущих исследований резонаторов на основе фононных поляритонов, в этой работе используется новый механизм непрямого удержания. Нанополости создаются путем сверления наноразмерных отверстий в золотой подложке с предельной (2-3 нанометра) точностью, как ионно-лучевой микроскоп с гелий-фокусировкой. После изготовления отверстий поверх них наносится гексагональный нитрид бора (hBN), двумерный материал.

VII Международный конкурс молодых учёных "Ломоносов"

Секция 01. Физико-математические науки. 5 марта 2024 г. — 5 марта 2024 г., срок заявок: 5 марта 2024 г. Россия, Пенза. Форма участия: заочная. Язык информации: Русский. По итогам конкурса в течение 5 дней формируется сборник статей, который размещается в eLIBRARY (полные тексты статей размещаются в открытом доступе). Сборнику присваиваются УДК, ББК, ISBN. Последний день подачи заявки: 5 марта 2024 г. Организаторы: МЦНС «Наука и Просвещение».

Демпфирование Пойнтинга-Робертсона световых парусов с лазерным приводом

Световой парус будет следовать за лучом только в том случае, если он идеально сбалансирован. Если парус слегка наклонен относительно луча, отраженный лазерный свет придаст парусу небольшой поперечный толчок. Со временем отклонение будет увеличиваться, заставляя траекторию все время отклоняться. Нам никогда не удастся выровнять световой парус идеально, поэтому нужен способ исправить небольшие отклонения. В противовес тяжести гироскопической системы предложено использовать радиационный эффект Пойнтинга-Робертсона. Например, пылинка, вращающаяся вокруг Солнца, видит свет, идущий под небольшим углом вперед из-за ее движения через солнечный свет. Этот небольшой компонент света может немного замедлить астероид. Эффект заставляет пыль с течением времени дрейфовать к внутренней части Солнечной системы. В статье авторы рассматривают двумерную модель, а для простоты луч света представлял простую монохроматическую плоскую волну. Показано, что эффекты относительного движения удерживают корабль в равновесии.

Трехмерная структура протопланет с нестабильностью диска

Астрофизики из Университета Центрального Ланкашира (UCLan) обнаружили, что планеты сразу после формирования имеют сплющенную форму, а не сферическую, как считалось ранее. Исследование, принятое к публикации в журнале Astronomy & Astrophysical Letters, показывает, что протопланеты, которые представляют собой очень молодые планеты, недавно образовавшиеся вокруг звезд, представляют собой сплюснутые структуры, называемые сплюснутыми сфероидами. В настоящее время документ доступен на сервере препринтов arXiv.

Новая физика взаимодействия электронов в полупроводниковых муаровых сверхрешетках

Представлена новая теория муаровых сверхрешеток с большим периодом, которые характеризуются слабо взаимодействующими электронами, находящимися в разных потенциальных ямах. При коэффициенте заполнения n=3 (каждый муаровый атом в сверхрешетке содержит три электрона) обнаружено, что кулоновские взаимодействия приводят к образованию так называемой «вигнеровской молекулы». Кроме того, при определенных обстоятельствах (т.е. если их размер сопоставим с периодом муара) показано, что эти вигнеровские молекулы могут образовывать уникальную структуру, известную как возникающая решетка Кагоме. В ближайшем будущем исследователи планируют изучить квантовый фазовый переход между вигнеровскими электронными твердыми телами и электронными жидкостями.

В МАИ разработали акустическую систему навигации с миллиметровой точностью

В Московском авиационном институте разработали акустическую систему, позволяющую определять положение объекта с точностью до нескольких миллиметров. Её можно применить в строительстве, на складах и в ангарах, где логистику осуществляют роботы, на промышленных предприятиях, в геодезии. Работа ведётся на базе студенческого конструкторского бюро «Сигнал». Руководитель проекта — старший преподаватель кафедры 410 «Радиолокация, радионавигация и бортовое радиоэлектронное оборудование» МАИ Василий Егоров.

Экспериментальное исследование флуктуаций в квантовых устройствах

Используя платформу квантового отжига D-Wave, обнаружено, что флуктуации могут снизить общую энергию взаимодействующих магнитных моментов, и это понимание может помочь снизить стоимость квантовой обработки в устройствах. Учёные исследовали сложное взаимодействие примерно 2000 кубитов внутри асимметричной гексагональной решетки. Они фиксировали влияние факторов, которые вызывают беспорядок на магнитные моменты — небольшого магнитного поля, создаваемого сверхпроводящими кубитами. Результаты доказали противоречивый аргумент: при некоторых физических условиях конфигурации с кластерным распределением дефектов становятся более вероятным состоянием, бросая вызов традиционным предположениям о взаимосвязи между беспорядком и энтропией.

Ученые НИТУ МИСИС предложили новый метод улучшения сверхпластичности сплавов

Исследователи Университета МИСИС предложили новый способ модификации сплавов для улучшения их характеристик, в том числе сверхпластичности, добавлением никеля или совместно никеля и железа. Эта методика может быть использована для оптимизации и удешевления процессов формовки при изготовлении деталей сложной формы для автомобилестроения и авиастроения, так как формовка возможна за одну технологическую операцию. Разработка актуальна для применения сплава при сверхпластической формовке. Сплавы могут достигать удлинений более чем 400% при невысокой температуре 440°C и высоких скоростях сверхпластической деформации.

Генерация мощных оптических вихрей с помощью лазерного генератора на тонком диске

Экспериментальную установку можно разделить на две части: вихревой генератор с тонким диском, который используется для генерации вихревого света с высокой выходной мощностью, и интерферометр Маха-Цендера, который используется для обнаружения спиральных фазовых характеристик. Изменяя положение устойчивой области резонатора, можно регулировать размер лазерного пятна основной моды на диске. В этом случае усиление каждого режима порядка можно контролировать. В эксперименте режим Лагерра Гаусса (LG) первого порядка контролировался так, чтобы иметь самый низкий порог колебаний, который доминировал над колебаниями в резонаторе и достигал высокой выходной мощности. Чтобы добиться контроля хиральных свойств, в полость была добавлена пластина из плавленого кварца с покрытием, чтобы разрушить симметрию пропускания положительного и отрицательного хирального вихревого света, что позволило контролировать хиральные свойства путем настройки угла пластины.

Силовая микроскопия с временным разрешением с использованием метода модуляции времени задержки

Ранее был разработан метод сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) с временным разрешением, сочетая СТМ с лазерной технологией для достижения наноуровня пространственного разрешения и фемтосекундного временного разрешения. Этот метод сыграл важную роль в выяснении различной динамики фотовозбуждения. Однако зависимость СТМ от электрического тока между зондом и образцом ограничивает его применение проводящими материалами. В исследовании, опубликованном в журнале Applied Physics Express, учёные разработала новую систему АСМ с временным разрешением, повысив ее работоспособность за счет объединения АСМ с уникальной технологией ультракоротких лазерных импульсов. Эта разработка позволяет измерять высокоскоростную динамику в более широком диапазоне материалов с нанометровым разрешением, включая изоляторы.