Многопереходный каскадный лазер поверхностного излучения с вертикальным резонатором и высокой эффективностью преобразования мощности 74%

Используя технологию многопереходных каскадных активных зон и обратные туннельные переходы для реализации каскадирования активных областей, учёные добились прорыва в эффективности VCSEL (лазеры поверхностного излучения с вертикальным резонатором). Физики смоделировали масштабирующие свойства многопереходных VCSEL и сравнили их со свойствами однопереходных VCSEL. Численное моделирование показывает, что 20-переходный VCSEL может превышать эффективность электрооптического преобразования 88% при температуре окружающей среды. Экспериментально, VCSEL с 15 переходами достиг эффективности электрооптического преобразования 74% при комнатной температуре с наклонной эффективностью 15,6 Вт/А, что соответствует дифференциальному квантовому выходу более 1100%. Такая эффективность электрооптического преобразования является самой высокой на сегодняшний день в области VCSEL, а эта дифференциальная квантовая эффективность является самой высокой, когда-либо зарегистрированной в полупроводниковых лазерах.

Связанные состояния глубоких нейтронов в μeV в нанокристаллах

Исследователи из Массачусетского технологического института обнаружили, что нейтроны на самом деле можно заставить цепляться за частицы, называемые квантовыми точками, которые состоят из десятков тысяч атомных ядер, удерживаемых там только сильным взаимодействием. Работа была опубликована на этой неделе в журнале ACS Nano. Поскольку нейтрон не имеет заряда, взаимодействие происходит через короткодействующее сильное взаимодействие, которое эффективно на расстоянии 10 в минус 15 степени. Данная работа основана на теоретических расчетах и компьютерном моделировании. Для демонстрации сильного взаимодействия захвата нейтронов квантовой точкой с минимальным радиусом 13 нанометров была использована функция Грина.

Открытие десяти новых миллисекундных пульсаров в шаровом скоплении Терзан 5

С помощью радиотелескопа MeerKAT обнаружено 10 новых миллисекундных пульсаров в галактическом шаровом скоплении Терзан 5. Об этом открытии, которое делает Терзан 5 самым богатым на пульсары шаровым скоплением (49 пульсаров), сообщалось в статье, опубликованной 26 марта на сервере препринтов arXiv. Девять из десяти пульсаров оказались двойными системами. Пульсары имеют периоды вращения от 1,25 до 4,54 миллисекунды, показатели дисперсии схожи – в диапазоне 235,44–239,46 пк/см³. Характерный возраст пяти из них составляет от 1,3 до 3,18 миллиардов лет. Единственный изолированный пульсар Ter5as имеет период вращения 2,32 миллисекунды, и многие его параметры до сих пор остаются неизвестными. Четыре пульсара в выборке — Ter5au, Ter5ap, Ter5av и Ter5ax, вероятно, имеют спутников — белых карликов с минимальными массами в диапазоне 0,07–0,28 солнечных масс.

Термоядерные взрывы нейтронных звезд показывают скорость их струй

Определено, что скорость, с которой нейтронная звезда может запускать мощные струи (джеты) в космос, составляет около одной трети скорости света. Исследование опубликовано в журнале Nature. Чтобы (в течение трех дней) наблюдать за джетами на радиоволнах учёные использовали компактную решетку австралийского телескопа CSIRO и телескоп Интеграл Европейского космического агентства для наблюдения за рентгеновскими лучами системы. Обнаружено, что струи становились ярче после каждого импульса рентгеновских лучей. Эта закономерность повторилась десять раз в одной системе нейтронных звезд, а затем еще раз во второй системе. Измеренная скорость струи оказалась близка к «скорости убегания» нейтронной звезды (примерно половину скорости света).

Сильно связанные спиновые волны и поверхностные акустические волны при комнатной температуре

При комнатной температуре удалось создать сильную связь между двумя формами волн в тонкой пленке — магнонами и фононами. Так как обычные звуковые волны на поверхностях плохо связываются с магнитами, то были использованы поперечные звуковые волны, которые лучше для этого подходят. В эксперименте был использован наноструктурный резонатор поверхностных акустических волн, который ограничивает ультразвуковые волны в определенном месте и усиливает поперечные звуковые волны, обеспечивая сильную связь между поверхностными звуковыми волнами и магнитами в резонаторе. Благодаря этому исследователям удалось добиться сильной магнитно-звуковой связи в пленке Co₂₀Fe₆₀B₂₀ при комнатной температуре.

Сверхвысокая добротность левитирующего наномеханического генератора

Группа физиков представила успешное создание левитирующего наномеханического генератора со сверхвысокой добротностью, значительно превосходящей предыдущие экспериментальные достижения. Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters. Команде удалось левитировать наночастицу кремнезема в линейной ловушке Пола в условиях сверхвысокого вакуума. Что делает это достижение особенно примечательным, так это зафиксированная исключительно низкая скорость рассеивания энергии с добротностью, превышающей 10 миллиардов. Это более чем стократное улучшение по сравнению с предыдущими попытками. Эксперимент проводился в среде с чрезвычайно низким давлением, что является критическим фактором в уменьшении взаимодействия с окружающим воздухом, который в противном случае заглушил бы движение генератора.

Доказательства существования киральных гравитонных мод в дробных квантовых холловских жидкостях

Группа ученых из Колумбии, Нанкинского университета, Принстона и Мюнстерского университета в журнале Nature представила первые экспериментальные доказательства коллективных возбуждений со спином, называемых киральными гравитонными модами (CGM), в полупроводниковом материале. Учёные обнаружили частицу в типе конденсированного вещества, называемом жидкостью с дробным квантовым эффектом Холла (FQHE). Авторы статьи адаптировали (для циркулярно поляризованного света) метод низкотемпературного резонансного неупругого рассеяния, который измеряет, как частицы света, или фотоны, рассеиваются при попадании на материал. Когда поляризованные фотоны взаимодействуют с частицей, такой как CGM, которая также вращается, знак спина фотонов будет меняться в ответ более отчетливо, чем если бы они взаимодействовали с другими типами мод.

Открытия и время появления пульсаров в M62

С помощью радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке международная группа астрономов обнаружила три новых миллисекундных пульсара в шаровом скоплении Мессье 62 (также известном как NGC 6266). Все 10 пульсаров, идентифицированных в Мессье 62, оказались двойными. M62H имеет период вращения около 3,7 миллисекунд и меру дисперсии 114,7 пк/см³. Ее компаньон имеет минимальную массу примерно 0,00236 массы Солнца (2,5 массы Юпитера). Орбитальный период системы составил 0,133 дня. M62I совершает один оборот примерно за 3,3 миллисекунды, а период его обращения составляет около 0,51 дня. Пульсар имеет меру дисперсии 113,35 пк/см³, а его спутник имеет минимальную массу 0,15 солнечных масс. Возраст M62I не менее 278 миллионов лет, а поверхностное магнитное поле ниже 795 миллионов Гаусс. M62J имеет период вращения 2,76 миллисекунды, а измеренная дисперсия составила 111,98 пк/см³.

Фемтосекундный волоконный лазерный генератор и усилитель с длиной волны 635 нм

В Advanced Photonics Nexus сообщается о разработке фемтосекундного волоконного генератора и усилителя с синхронизацией мод видимого света, излучающего красный свет с длиной волны 635 нм и имеющего конфигурацию резонатора в виде девятки. В качестве усиливающей среды видимого диапазона используется фторидное волокно с двойной оболочкой. Видимая самозапускающаяся синхронизация мод напрямую генерирует красные лазерные импульсы с длительностью импульса 199 фс и частотой повторения 53,957 МГц от генератора. Точный контроль расстояния между парами решеток может переключить состояние импульса с диссипативного солитона или солитона с растянутыми импульсами на обычный солитон. Система усиления чирпированных импульсов в генераторе значительно повышает производительность лазера, в результате чего средняя выходная мощность превышает 1 Вт, энергия импульса составляет 19,55 нДж, а длительность импульса с дечирпированием составляет 230 фс.

Дифференциальное вращение Солнца контролируется высокоширотными бароклинически нестабильными инерционными модами

Полюса Солнца вращаются с периодом около 34-х дней, средние широты — быстрее, а экваториальный регион — около 24-х дней. Гелиосейсмологи (исследования недр Солнца с помощью солнечных акустических волн) установили, что профиль вращения почти постоянен во всей зоне конвекции, слой простирается с глубины примерно 200 000 километров до видимой солнечной поверхности и является домом для сильных возмущений горячей плазмы, которые играют решающую роль в обеспечении солнечного магнетизма и активности. Стало возможным определить разницу температур на основе наблюдений за долгопериодическими колебаниями Солнца. Среди наблюдаемых мод особенно влиятельными оказались высокоширотные моды со скоростями до 70 км/ч.