Лазерный метод позволяет синтезировать тонкие пленки квантовых материалов при температуре 3000 Кельвинов

Нанесение чрезвычайно тонких слоев материалов равномерным и однородным способом имеет решающее значение для производства полупроводников, которые являются основой современной электроники. Не все материалы можно легко осаждать в виде таких тонких слоев, например, материалы с очень высокими температурами плавления. Учёные из Калифорнийского технологического института под руководством Остина Миннича, профессора машиностроения и прикладной физики и заместителя председателя Отдела инженерии и прикладных наук, продемонстрировали лазерный метод получения тонких пленок таких материалов, как ниобий. Эта работа может оказать непосредственное влияние на сверхпроводящую электронику, используемую в квантовых компьютерах. Работа опубликована в журнале Applied Physics Letters.

Разработана физическая теория о том, как молекулярные моторы организуют трехмерную структуру генома ДНК

Ученые из Сколтеха и Потсдамского университета разработали физическую теорию, которая проливает свет на то, как молекулярные моторы организуют трехмерную структуру генома. Используя теоретическую физику полимеров и компьютерное моделирование, впервые был рассчитан универсальный параметр этой организации — плотность петель, образующихся в результате активного выталкивания когезиновыми моторами в каждой живой клетке. Результаты исследования, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences , показывают, что от 60% до 70% всей ДНК в клетке находится внутри петель, каждая из которых образована ровно одним молекулярным мотором. Это означает, что экструзия петель является ключевым механизмом для компактизации двухметровых хромосом внутри живой клетки.

Лазерно-плазменный ускоритель обеспечивает работу лазера на свободных электронах в течение рекордных 8 часов

Впервые было продемонстрировано, что лазерно-плазменный ускоритель может надежно поддерживать работу лазера на свободных электронах более восьми часов. Результат, опубликованный в журнале Physical Review Accelerators and Beams, был достигнут группой под руководством Финна Кохрелла из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли в сотрудничестве с техасской компанией Tau Systems — и вскоре может сделать эту технологию значительно более доступной для широкого спектра применений в промышленности и научных исследованиях.

Квантовое преобразование Фурье достигло 52 кубитов

Компания ParityQC из Инсбрука, отделившаяся от IBM, специализирующаяся на квантовой архитектуре, выполнила квантовое преобразование Фурье с использованием 52 сверхпроводящих кубитов на квантовом процессоре IBM Heron. Это превзошло предыдущий рекорд в 27 кубитов, установленный два года назад с помощью ионно-ловушечного квантового компьютера. Результаты были опубликованы на сервере препринтов arXiv.

Напечатанные сети мемристорных нанолистов MoS₂ для импульсных нейронов с многоуровневой сложностью

Учёные из Северо-Западного университета разработали гибкие, недорогие устройства, генерирующие электрические сигналы — искусственные нейроны, которые не просто имитируют мозг, но взаимодействуют с ним. При тестировании на срезах ткани мозга мышей искусственные нейроны успешно вызывали реакцию реальных нейронов, демонстрируя новый уровень биосовместимости. Основой этого прогресса является серия электронных чернил, созданных из наноразмерных хлопьев дисульфида молибдена (MoS₂), который действует как полупроводник, и графена, который служит электрическим проводником. В работе была использована аэрозольная струйная печать. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.

Исследование динамики сверхбыстрого нагрева и ионизации в плазме твердого тела с помощью времяразрешенного резонансного рентгеновского поглощения и излучения

Выбивание электронов лазерными вспышками приводит к образованию чрезвычайно горячей плазмы, состоящей из заряженных частиц. Исследователи из HZDR объединили два самых современных лазера: рентгеновский на свободных электронах и высокоинтенсивный оптический ReLaX на экспериментальной станции HED-HiBEF Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах в Шенефельде, недалеко от Гамбурга. Результаты, опубликованные в журнале Nature Communications, дают фундаментальное представление о взаимодействии высокоэнергетических лазеров и вещества в экстремальных условиях.

Сверхпроводимость типа Изинга, индуцированная орбитальной гибридизацией, в ограниченном слое галлия

Большинство сверхпроводников теряют свои сверхпроводящие свойства в сильных магнитных полях. В отличие от них, класс сверхпроводников, содержащих тяжелые элементы, способен поддерживать необычный тип сверхпроводимости. Новые исследования показали, что это ограничение можно преодолеть, поместив атомарно тонкие пленки легкого элемента галлия между двумя другими материалами. Таким образом создаются квантовые взаимодействия на границах раздела слоев. Работа, опубликованная в журнале Nature Materials, показала, что при нанесении всего трех атомных слоев галлия между графеном и подложкой из карбида кремния, полученная структура сохраняет сверхпроводимость в магнитных полях, параллельных поверхности материала, или расположенных в плоскости, значительно превышающих ожидаемый предел.

Точная спектроскопия переходов 2S-nS в атомарном водороде — определение радиуса заряда протона

Простота структуры атома водорода делает его идеальной моделью для изучения атомной структуры и взаимодействий. Однако, определение радиуса заряда протона — меры пространственного распределения электрического заряда протона — связано с большими трудностями. Некоторые учёные проводят эксперименты с обычными атомами водорода, а другие — с мюонным водородом — это экзотический атом водорода, состоящий из отрицательно заряженного мюона, связанного с протоном (вместо электрона, связанного с протоном). Теоретически, протоны как в обычном, так и в мюонном водороде должны иметь одинаковый радиус заряда. Но некоторые экспериментальные результаты показали расхождения в точных измерениях радиуса заряда мюонного водорода (дали меньшее значение). Это расхождение называется "загадкой радиуса протона" и мучает физиков с 2010 года. Новое исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, описывает метод измерения, который помогает разрешить некоторые прошлые несоответствия.

Высокоточное измерение массы W-бозона с помощью эксперимента CMS

Сложность эксперимента заключается в том, что W-бозон существует ничтожно малое мгновение, примерно от 10⁻⁶ до 10⁻²⁴ секунд. После он распадается на нейтрино, которое невозможно измерить напрямую, и мюон, который требует максимально точного измерения. В статье, опубликованной в журнале Nature, международная группа ученых, в которую входят физики из Массачусетского технологического института, сообщает о новом сверхточном измерении массы W-бозона. В итоге было определено, что масса W-бозона составляет 80360,2 ± 9,9 мегаэлектронвольт (МэВ). Новая масса соответствует предсказаниям Стандартной модели.

Наличие одной массивной частицы со спином 3/2 делает гравитацию логически неизбежной

Физики теоретики из IPhT (CEA, CNRS) и Автономного университета Барселоны показали, что гравитация — и вместе с ней суперсимметрия — возникают как логические необходимости всякий раз, когда в природе существует массивная частица со спином 3/2. Авторы показывают, что такая частица просто не может существовать изолированно в рамках непротиворечивой теории. Амплитуды её рассеяния растут слишком быстро с энергией, вступая в противоречие с неравенствами положительности — математическим кодированием причинности (скорость света как абсолютный предел) и унитарности (сохранение вероятностей в каждом квантовом процессе). Теория перестаёт работать, едва превышая массу самой частицы. Работа опубликована в журнале "Journal of High Energy Physics".