Ускорение сгустка высокозарядных электронов до 10 ГэВ в 10-сантиметровом ускорителе кильватерного поля с помощью наночастиц

Исследователи из Техасского университета в Остине, нескольких национальных лабораторий, европейских университетов и техасской компании TAU Systems Inc. продемонстрировали компактный ускоритель частиц длиной менее 20 метров, производящий электронный луч с энергией 10 миллиардов электронвольт (10 ГэВ). В настоящее время в США действуют только два других ускорителя, которые могут достичь таких высоких энергий электронов, но длина обоих составляет около 3 километров.

Разработан новый подход для однократной характеристики ультракоротких лазерных импульсов на свободных электронах

Ученые из Шанхайского института перспективных исследований (SARI) Китайской академии наук предложили и подтвердили новый подход к однократной характеристике ультракоротких лазерных импульсов на свободных электронах, основанный на собственной спектральной интерферометрии. Их инновационный подход, опубликованный в журнале Physical Review Letters, предлагает многообещающее решение проблем сверхбыстрых научных экспериментов. Был использован эффект подтягивания частоты как способ вызвать спектральный сдвиг. Этот позволило генерировать как сверхбыстрый импульс излучения, так и опорный импульс из одного и того же электронного пучка, что обеспечило самопривязку спектральной интерферометрии импульса излучения. С помощью установки мягкого рентгеновского лазера на свободных электронах продемонстрировано, что этот подход может точно восстановить полную спектрально-временную информацию аттосекундных рентгеновских импульсов с частотой ошибок восстановления менее 6%.

Представлена новая теория, объясняющая природу вулканических фонтанов

Многоинституциональная группа ученых геофизиков, метеорологов, геологов и вулканологов разработала новую теорию, объясняющую природу вулканических фонтанов. В своем проекте, о котором сообщается в журнале Nature Communications, группа изучила извержение вулкана Фаградальсфьялль в Исландии в 2021 году, которое привело к тому, что некоторые называют впечатляющими примерами вулканического фонтанирования. Новая теория предполагает, что такие вулканы, как Фаградальсфьялль, имеют неглубокую полость под кальдерой, заполненную магмой. Когда магма поднимается в полость, газы приводят к образованию слоя пены наверху магмы внутри полости. Исследователи предполагают, что разрушение слоя пены приводит к давлению, которое выталкивает магму в воздух, создавая эффект фонтана — как газировка из встряхнутой банки. Циклический характер такого фонтанирования обусловлен тем, что газы неоднократно создают слой пены внутри полости.

Ученые экспериментально воспроизвели совместную кристаллизацию алмаза и граната

Геофизики экспериментально подтвердили, что при температуре и давлении, аналогичных тем, что наблюдаются на глубинах около 200 километров, может происходить совместный рост алмаза и граната. Этот процесс происходит благодаря взаимодействию граната с углекислыми и водно-углекислыми флюидами — жидкостями, присутствующими в мантии Земли. Кроме того, авторы выяснили, что в среднем скорость роста алмазов в таких случаях составляет от 0,013 до 0,8 микрометров в час в зависимости от температуры. То есть, чтобы получить кристалл массой в один карат (0,2 грамма), потребуется от 4,5 месяцев до 17,5 лет. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журналах Lithos и «Геология и геофизика».

Оптоволоконное обнаружение землетрясений на большом расстоянии с помощью активного фазового шумоподавления

Геофизики из ETH Zurich показали, что каждая волна землетрясения магнитудой 3,9 регистрируется системой шумоподавления оптоволоконных сетей. Этот метод, опубликованный в журнале Scientific Reports, можно использовать для создания мелкоячеистых систем раннего предупреждения о землетрясениях и цунами при небольших затратах.

Физики объясняют колебания круговых гидравлических прыжков

В новом исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters, физики изучают, как небольшие струи воды могут создавать стабильные периодические колебания на твердом диске, раскрывая связь между этими движениями и волнами, которые они генерируют, и дают представление о динамическом взаимодействии поведения жидкости. Учёные создали субмиллиметровую струю воды с внутренним диаметром 0,84 мм, направленную на диск из плексигласа с поверхностью с краями под углом 90 градусов, расположенный на 1 см ниже точки удара. Этот процесс привел к образованию круговой неоднородности, где жидкость образовала тонкую пленку вокруг точки удара. Тонкая пленка внезапно утолщалась на определенном радиальном расстоянии, создавая характерную круглую форму гидравлического скачка.

Данные космического гамма-телескопа Ферми выявили импульсы гамма-излучения от Стрельца А*

Пара астрофизиков из Национального автономного университета Мексики, изучая данные низкоорбитального космического гамма-телескопа Ферми, обнаружила регулярные импульсы гамма-излучения, исходящие из области черной дыры (в центре галактики Млечный Путь Стрелец А*). Густаво Магальянес-Гихон и Серхио Мендоса опубликовали статью на сервере препринтов arXiv. Предыдущие исследования показали, что вблизи центра галактики Млечный Путь существует относительно стабильная сверхмассивная черная дыра — она получила название Стрелец А* и в отличие от многих других сверхмассивных черных дыр в центре других галактик, Стрелец А* не притягивает активно массы материалов и не выбрасывает много струй плазмы. В новой работе обнаружен сгусток газа, вращающийся вокруг Стрелец А* на расстоянии, аналогичном расстоянию Меркурия от Солнца.

Обнаружено два горячих Юпитера, вращающихся вокруг красных гигантов

С помощью спутника НАСА для исследования транзитных экзопланет (TESS) международная группа астрономов обнаружила две новые экзопланеты «горячего Юпитера». Новооткрытые инопланетные миры, получившие обозначения TOI-4377 b и TOI-4551 b, вращаются вокруг далеких красных гигантов. Об открытии было сообщено 8 ноября в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.

Представлена универсальная структура, описывающая шифрование квантовой информации в открытых системах

В последние годы физики пытались лучше понять, как квантовая информация распространяется в системах взаимодействующих частиц — явление, которое часто называют «скремблированием». Два исследователя из Калифорнийского университета в Беркли (UC Berkeley) и Гарвардского университета недавно представили новую структуру, опубликованную в Physical Review Letters, которая дает универсальную картину того, как происходит скремблирование информации в открытых квантовых системах. Их концепция предлагает особенно простую точку зрения на то, как понять и смоделировать распространение ошибок в открытой квантовой системе, и уже может помочь объяснить некоторые ранее загадочные наблюдения, полученные в экспериментах по магнитному резонансу.

Первые экспериментальные доказательства присутствия хопфионов в кристаллах

Скирмионы представляют собой двумерные, напоминающие вихревые струны, а хопфионы представляют собой трехмерные структуры внутри объема магнитного образца, напоминающие замкнутые, скрученные струны скирмионов, имеющие в простейшем случае форму бублика. Несмотря на обширные исследования последних лет, о прямом наблюдении магнитных образований сообщалось только в синтетических материалах. Данная работа является первым экспериментальным подтверждением таких состояний, стабилизированных в кристалле пластин FeGe типа B20 с помощью просвечивающей электронной микроскопии и голографии. Полученные результаты открывают новые области экспериментальной физики: идентификацию других кристаллов, в которых хопфионы стабильны, изучение того, как хопфионы взаимодействуют с электрическими и спиновыми токами, динамику хопфионов и многое другое.