Возникновение флуктуирующей гидродинамики в хаотических квантовых системах

Исследовательская группа под руководством профессора Моники Айдельсбургер и профессора Иммануэля Блоха с физического факультета LMU исследовала вопрос, касающийся квантовых многочастичных систем, и обнаружила признаки того, что их можно описать макроскопически с помощью простых уравнений диффузии со случайным шумом. Исследование было недавно опубликовано в журнале Nature Physics. Вооружившись микроскопом и наблюдая динамику, была подготовлена квантовая система ультрахолодных атомов цезия в оптических решетках в неравновесном начальном состоянии, затем ей дали свободно эволюционировать. Высокое разрешение системы визуализации позволило измерять не только среднюю плотность частиц в узлах решетки, но и их флуктуации. Таким образом получилось измерить как флуктуации и корреляции плотности растут с течением времени, и сделать вывод, что FHD описывает систему как качественно, так и количественно. Исследователи считают это важным указанием на то, что хаотические квантовые системы, несмотря на их микроскопическую сложность, можно описать просто как макроскопический процесс диффузии — аналогичный броуновскому движению.

Доказана 50-ти летняя теория эффекта Зельдовича для усилении электромагнитных полей вращающимся телом

Физики из Университета Саутгемптона впервые проверили и доказали 50-летнюю теорию с использованием электромагнитных волн. Они показали, что энергию волн можно увеличить, отражая «скрученные волны» — волны с угловым моментом — от объекта, вращающегося определенным образом. Это известно как «эффект Зельдовича», названный в честь советского физика Якова Зельдовича, который разработал теорию, основанную на этой идее, в 1970-х годах. До сих пор считалось, что это ненаблюдаемо с помощью электромагнитных полей. Результаты исследования ученых опубликованы в журнале Nature Communications. Доказательство эффекта Зельдовича в различных физических системах, как акустических, так и теперь электромагнитных цепях, предполагает, что он имеет довольно фундаментальную природу. Электромагнитные тесты также прокладывают путь к наблюдению эффекта на квантовом уровне, где волны могут генерироваться цилиндром, усиливающим квантовый вакуум.

Гигантское усиление нелинейных гармоник оптического пинцетного фононного лазера

Ученые совершили значительный скачок в разработке лазеров, использующих звуковые волны вместо света. Фононные лазеры обещают успехи в медицинской визуализации, глубоководных исследованиях и других областях. Результаты опубликованы в журнале eLight. Новая технология включает в себя крошечный электронный толчок, который значительно увеличивает мощность и точность звуковых волн, производимых лазером. Это открывает путь для будущих устройств, которые могли бы использовать звук для более широкого спектра приложений. Ранее фононные лазеры, изготовленные из небольших объектов, страдали от слабых и неточных звуковых волн, что ограничивало их полезность. Новый метод преодолевает эту проблему, по сути «запирая» звуковые волны в более стабильном и мощном состоянии.

Наноструктуры позволяют реализовать встроенный в чип световой волновой электронный частотный смеситель

Разработан электронный смеситель частот для обнаружения сигналов, который работает за пределами 0,350 ПГц с использованием крошечных наноантенн. Эти наноантенны могут смешивать различные частоты света, позволяя анализировать сигналы, колеблющиеся на порядки быстрее, чем самые быстрые, доступные для обычной электроники. Учёные подчеркивают использование сетей наноантенн для создания широкополосного электронного оптического частотного смесителя на чипе. Этот инновационный подход позволяет точно считывать формы оптических волн, охватывающие более одной октавы полосы пропускания. Важно, что этот процесс работал с использованием коммерческого лазера под ключ, который можно купить в готовом виде, а не с помощью высоконастраиваемого лазера. Хотя оптическое смешение частот возможно с использованием нелинейных материалов, этот процесс является чисто оптическим. Кроме того, толщина материалов должна быть во много раз больше длины волны, что ограничивает размер устройства микрометрическим масштабом. Продемонстрированный авторами метод световолновой электроники использует механизм туннелирования, управляемый светом, который обеспечивает высокую нелинейность для смешивания частот и прямого электронного вывода с использованием устройств нанометрового масштаба.

Крупный прорыв в области ядерных часов прокладывает путь к сверхточному измерению времени

Международная исследовательская группа под руководством ученых из JILA, совместного института Национального института стандартов и технологий (NIST) и Университета Колорадо в Боулдере, продемонстрировала ключевые элементы ядерных часов. Ядерные часы — это новый тип устройства для измерения времени, который использует сигналы из ядра атома. Результаты исследования были опубликованы в выпуске журнала Nature от 4 сентября в качестве заглавной статьи. Учёные использовали специально разработанный ультрафиолетовый лазер для точного измерения частоты скачка энергии в ядрах тория, встроенных в твердый кристалл. Они также использовали оптическую частотную гребенку, которая действует как чрезвычайно точная световая линейка, для подсчета количества циклов ультрафиолетовой волны, которые создают этот скачок энергии. Хотя эта лабораторная демонстрация не является полностью разработанными ядерными часами, она содержит все основные технологии для них.

VI Международная конференция "Прикладная физика, информационные технологии и инжиниринг" (APITECH-VI 2024)

29 октября 2024 г. — 29 октября 2024 г., срок заявок: 29 октября 2024 г. Узбекистан, Бухара (издание включено в: РИНЦ, Scopus, Web of Science, eLibrary, DOI). Форма участия: очно-заочная. Язык информации: Русский. Бухарский инженерно-технологический институт (Узбекистан) в партнерстве с Международным малайзийским центром культуры и коммуникации (Малайзия) проводит 29 октября 2024 года в г. Бухара VI Международную конференцию «Прикладная физика, информационные технологии и инжиниринг» – VI International Conference on Applied Physics, Information Technologies and Engineering (APITECH-VI 2024). Цель конференции заключается в содействии всестороннему обмену знаниями и достижениями в различных областях прикладной физики и инженерии. В рамках конференции будут рассмотрены темы, такие как физика конденсированного состояния, нанонаука и нанотехнологии, оптическая физика, квантовая электроника и фотоника. Объединив экспертов из этих областей, конференция стремится способствовать сотрудничеству и инновациям, которые могут привести к практическим приложениям и технологическим достижениям.

Хиральное квантовое нагревание и охлаждение с помощью оптически управляемого иона

Тепловые двигатели, преобразующие тепло в полезную работу, жизненно важны в современном обществе. С развитием нанотехнологий изучение квантовых тепловых двигателей (QHE) имеет решающее значение для проектирования эффективных систем и понимания квантовой термодинамики. QHE, работающие как открытые квантовые системы, обмениваются энергией с внешними термальными ваннами, что приводит к квантовым скачкам. Поэтому динамика QHE может быть полностью описана и хорошо понята только с использованием исключительных точек Лиувилля (LEP), а не традиционных гамильтоновых EP, особенно для QHE на основе кубитов. В статье, опубликованной в журнале Light: Science & Applications, группа учёных демонстрирует хиральный квантовый нагрев и охлаждение, а также перенос квантового состояния с использованием оптически управляемого иона. Работа раскрывает хиральные термодинамические свойства квантовых систем с неэрмитовой динамикой путем динамического обхода замкнутого контура без вовлечения LEP. Направление обхода замкнутого контура влияет на то, действует ли система как тепловой двигатель или холодильник. Их исследование подчеркивает роль неадиабатических переходов и процесса Ландау-Зенера-Штюкельберга (LZS) в достижении хиральной операции. Этот эксперимент впервые связывает процесс LZS для хиральности с термодинамическими эффектами, связанными с LEP.

Впервые обнаружены ключевые доказательства предела ускорения космических лучей в W51

Обсерватория больших высотных атмосферных ливней (LHAASO) официально опубликовала точные измерения высокоэнергетического гамма-излучения от комплекса W51, подтвердив, что он является ускорителем космических лучей, разгоняющим частицы до так называемых сверхвысоких энергий (СВЭ, выше 10¹⁴ электронвольт). Результаты также предоставляют ключевые доказательства предела ускорения космических лучей в этом комплексе. Исследование было проведено Международным сотрудничеством LHAASO под руководством Института физики высоких энергий Китайской академии наук. Результаты опубликованы в Интернете в Science Bulletin.

Многожильный волоконно-оптический дискриминационный датчик для измерения магнитного поля и температуры

В статье, опубликованной в журнале Light: Advanced Manufacturing, представлен сверхкомпактные многожильные волоконно-оптические (MCF) наконечники зондов для дискриминационного измерения магнитного поля и температуры. Микрокантилевер в форме чаши и микрополость, пропитанная микрожидкостью, были напечатаны на двух разных сердечниках MCF с помощью техники двухфотонной полимеризации (TPP) соответственно. Микрокантилевер был включен с железным шариком внутри наконечника в форме чаши, чтобы сделать его магнитно-чувствительным, в то время как микрополость, пропитанная микрожидкостью, обеспечила высокочувствительный элемент измерения температуры. Дискриминационное измерение двух параметров может быть реализовано с помощью матрицы коэффициентов чувствительности. Метод позволяет не только реализовать дискриминационное измерение магнитного поля и температуры с высокой чувствительностью, но и значительно уменьшить размер многопараметрического датчика.

Улучшение калибровки уравнения состояния в физике сверхвысоких давлений

В статье, недавно опубликованной в журнале Journal of Applied Physics, международная группа ученых из Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса (LLNL), Аргоннской национальной лаборатории и Deutsches Elektronen-Synchrotron разработала новую конфигурацию образца, которая повышает надежность измерений уравнения состояния в режиме давления, ранее недостижимом в ячейке с алмазными наковальнями. С помощью этой конфигурации можно проводить высококачественные измерения статического уравнения состояния при давлении свыше 5 миллионов атмосфер, вплоть до внутренних условий Нептуна. Учёные использовали разработанную LLNL тороидальную ячейку с алмазными наковальнями, способную регулярно достигать > 300 ГПа с диаметром камеры образца ~ 6 мкм. Это примерно в 20 раз меньше ширины человеческого волоса. Затем в этой небольшой камере образца ученые микроизготовили пакет образца в 10-шаговом процессе, в котором целевой материал был внедрен в однородную капсулу из мягкого металла, которая служит средой, передающей давление. Эксперименты проводились в Аргоннской национальной лаборатории, сектор 16 HPCAT и на Deutsches Elektronen-Synchrotron PETRA-III.