Джозефсоновский вихрь в переходе сверхпроводник — нормальный металл — сверхпроводник можно использовать как носитель информации

Ученые МФТИ, МГУ, МИСИС и ВНИИА имени Духова совместно с коллегами из Франции реализовали новый вид ячейки памяти. Проведенные эксперименты и теоретическая модель подтвердили, что джозефсоновский вихрь в переходе «сверхпроводник — нормальный металл — сверхпроводник» можно использовать как носитель информации. Принцип работы, заложенный в устройстве, позволит превзойти имеющиеся разработки по скорости и энергоэффективности. Результаты опубликованы в журнале Communications Physics. Для реализации ячейки памяти российские ученые с коллегами из Франции создали структуру, состоящую из двух сверхпроводящих электродов, разделенных слоем нормального металла. При приложении магнитного поля в этой структуре возникают вихри Джозефсона. В такой системе информация кодируется присутствием или отсутствием вихрей Джозефсона. «Сердцем» служит сверхпроводящий переход, соединенный с микроволновым резонатором. Считывание информации происходит путем измерения реакции резонатора на микроволновый сигнал. Этот метод не только не влияет на деликатное состояние вихрей Джозефсона, но и обеспечивает рекордную энергоэффективность.

Обнаружен дефект одного атома в 2D-материале, который может хранить квантовую информацию при комнатной температуре

Ученые обнаружили, что «одиночный атомный дефект» в слоистом 2D-материале может удерживать квантовую информацию в течение микросекунд при комнатной температуре. Дефект, обнаруженный исследователями из университетов Манчестера и Кембриджа с использованием тонкого материала под названием гексагональный нитрид бора (hBN), демонстрирует спиновую когерентность — свойство, при котором электронный спин может сохранять квантовую информацию — в условиях окружающей среды. Они также обнаружили, что этими вращениями можно управлять с помощью света.

Представлена новая модель микроскопического происхождения энтропии астрофизических черных дыр

Исследователи из Пенсильванского университета и Атомного центра Барилоче представили новую модель микроскопического происхождения энтропии астрофизических черных дыр. Эта модель, опубликованная в статье Physical Review Letters, предлагает альтернативный взгляд на черные дыры. Ключевая идея работы заключается в том, что очень разные геометрии пространства-времени, соответствующие явно различным микросостояниям, могут смешиваться друг с другом из-за тонких эффектов квантово-механических «червоточин», которые связывают отдаленные области пространства. Учёт эффекта червоточин показал, что для любой вселенной, содержащей гравитацию и материю, энтропия чёрной дыры прямо пропорциональна площади её горизонта событий, как предположили Бекенштейн и Хокинг. Было показываем, что вселенные, которые отличаются друг от друга в макроскопических и даже космических масштабах, иногда можно понимать как квантовые суперпозиции других макроскопически различных вселенных. Это проявление квантовой механики в масштабах всей Вселенной.

Международная конференция "Наноуглерод и Алмаз" НиА-2024

Приглашение на Международную конференцию «Наноуглерод и Алмаз» (НиА’2024) — площадку обмена информацией о последних достижениях в области создания, исследования и применения углеродных наноструктур и алмазов. Конференция пройдёт 1 — 5 июля 2024 года в Санкт-Петербурге. В рамках конференции НиА’2024 пройдет однодневная (3 июля 2024 года) Школа-конференция молодых учёных «Наноуглерод и Алмаз. Получение, свойства, применения и методы диагностики». Рабочий язык Конференции и Школы — русский. Доклады и сообщения, включенные в программу конференции, будут распределены по следующим тематическим секциям: алмазы; углеродные нанотрубки; графен и его производные; углеродные наноструктуры и фуллерены; применения углеродных наноструктур и алмазов.

Благодаря слою золота удалось совершить прорыв в повышении четкости и обработке рентгеновских изображений

Исследователи под руководством Наньянского технологического университета в Сингапуре (NTU Singapore) и Польского центра развития технологий PORT Польского центра исследований имени Лукасевича обнаружили, что добавление золотого слоя к сверкающим материалам делает видимый свет, который они излучают, на 120% ярче. Как показали данные исследования, опубликованные в Advanced Materials, в среднем интенсивность излучаемого света составляла около 88 фотонов на килоэлектронвольт. В результате получаемые рентгеновские изображения в целом стали на 38% резче, а способность различать различные части изображений улучшилась на 182%. Благодаря слою золота время, необходимое сцинтилляционным материалам для прекращения излучения света после поглощения рентгеновских лучей, также сократилось в среднем на 1,3 наносекунды, или почти на 38%, что означает, что они были готовы к следующему раунду облучения быстрее. Это предполагает потенциал золота для ускорения обработки рентгеновских снимков.

Физики из Гарварда продемонстрировали самое длинное в мире расстояние между двумя узлами квантовой памяти

Команда физиков из Гарварда разработала практические основы первого квантового Интернета, соединив два узла квантовой памяти, разделенные оптоволоконной линией, развернутой по кольцу длиной примерно 22 мили через Кембридж, Сомервилл, Уотертаун и Бостон. Два узла располагались этажом друг от друга в Гарвардской лаборатории комплексной науки и техники. Каждый узел представляет собой очень маленький квантовый компьютер, сделанный из кусочка алмаза, имеющего дефект в атомной структуре, называемый центром кремниевых вакансий. Внутри алмаза резные структуры размером менее одной сотой ширины человеческого волоса усиливают взаимодействие между центром кремниевой вакансии и светом. Центр кремниевых вакансий содержит два кубита, или бита квантовой информации: один в форме электронного спина, используемого для связи, а другой в виде более долгоживущего ядерного спина, используемого в качестве кубита памяти для хранения запутанности (квантово-механический свойство, позволяющее идеально коррелировать информацию на любом расстоянии). Оба вращения полностью управляются микроволновыми импульсами. Эти алмазные устройства площадью всего несколько квадратных миллиметров размещены внутри холодильных установок, температура которых достигает -459°F.

Открытие слияния квазаров-близнецов на z = 6,05

Используя телескоп Subaru на Гавайях, астрономы обнаружили пару сливающихся квазаров на высоком красном смещении в рамках исследования Hyper SuprimeCam (HSC) Subaru Strategic Programme (SPP). О счастливом открытии сообщается в последнем выпуске Astrophysical Journal Letters. Согласно исследованию, два квазара разделены примерно 39 000 световыми годами и, вероятно, находятся в физической связи друг с другом. Наблюдения обнаружили протяженные эмиссионные перемычки Лайман-альфа C1 и C2, а также различные протяженные структуры в других эмиссионных линиях. Мостовые эмиссионные структуры указывают на то, что эти два квазара переживают слияние. Следовательно, учитывая, что C1 и C2 имеют красное смещение 6,05, это самые далекие сливающиеся квазары, обнаруженные на данный момент. C1 и C2 имеют абсолютные значения ультрафиолетовой величины в спокойном диапазоне -23,1 и -22,6 соответственно. Измеренная болометрическая светимость С1 составила 6,2 кватуордециллиона эрг/с, тогда как в случае С2 она оказалась ниже — 4,1 кватуордециллиона эрг/с.

Обнаружение экзопланеты размером с Землю, вращающейся вокруг ближайшей ультрахолодной карликовой звезды SPECULOOS-3

Международная группа астрономов обнаружила новую планету размером с Землю всего в 55 световых годах от Земли, вращающуюся вокруг ультрахолодного красного карлика. Эта планета является лишь второй в своем роде, обнаруженной вокруг звезды этого типа. Названная SPECULOOS-3 b, ей требуется около 17 часов, чтобы совершить оборот вокруг звезды, которая более чем в два раза холоднее нашего Солнца, а также в десять раз менее массивна и в сто раз менее ярка. Дни и ночи на SPECULOOS-3 b кажутся бесконечными: планета, вероятно, заблокирована приливами, поэтому одна и та же сторона — «дневная сторона» — всегда обращена к звезде во взаимоотношениях, аналогичных нашей Луне и Земле. Открытие, опубликованное в журнале Nature Astronomy, было сделано в рамках проекта SPECULOOS.

Астрофизики обнаружили огромные магнитные тороиды в гало Млечного Пути

В новом исследовании, опубликованном в «Астрофизическом журнале» 10 мая, учёные обнаружили огромные магнитные тороиды в гало Млечного Пути, которые имеют фундаментальное значение для распространения космических лучей и существенно ограничивают физические процессы в межзвездной среде и происхождение космических магнитных полей. Ранее была обнаружена поразительная антисимметрия эффектов Фарадея космических радиоисточников на небе относительно координат нашей галактики Млечный Путь, которая говорит о том, что магнитные поля в гало Млечного Пути имеют тороидальную структуру поля с обратными направлениями магнитного поля ниже и выше галактической плоскости. Сейчас было предположено, что фарадеевское вращение межзвездной среды вблизи Солнца можно подсчитать путем измерений большого количества пульсаров. Все данные измерений вращения Фарадея были собраны за последние 30 лет. Благодаря анализу данных ученые обнаружили, что антисимметрия измерений вращения Фарадея, вызванная средой в галактическом гало, существует по всему небу, от центра до антицентра нашего Млечного Пути. Это означает, что тороидальные магнитные поля столь странной симметрии имеют огромные размеры и существуют в радиусе от 6000 световых лет до 50 000 световых лет от центра Млечного Пути.

Наблюдение водоворотов тока в графене при комнатной температуре

Журнал Science сообщает, что исследователям из ETH Zurich в группе Кристиана Дегена теперь впервые удалось напрямую обнаружить электронные вихри в графене, используя датчик магнитного поля высокого разрешения. Вихри образовывались в небольших круглых дисках, которые Деген и его коллеги прикрепили в процессе изготовления к проводящей графеновой полоске шириной в один микрометр. Диски имели диаметры от 1,2 до 3 микрометров. Теоретические расчеты показали, что электронные вихри должны образовываться в меньших, а не в больших дисках. Чтобы сделать вихри видимыми, физики измерили крошечные магнитные поля, создаваемые электронами, текущими внутри графена. Благодаря крошечным размерам алмазной иглы и небольшому расстоянию от графенового слоя — всего около 70 нанометров — учёные смогли сделать электронные токи видимыми с разрешением менее ста нанометров.