Достигнут режим квантовой оптомеханики при комнатной температуре

В области квантовой механики способность наблюдать и контролировать квантовые явления при комнатной температуре долгое время была недостижимой, особенно в больших или макроскопических масштабах. Традиционно такие наблюдения ограничивались средами, близкими к абсолютному нулю, где квантовые эффекты легче обнаружить. Новаторская работа объединяет квантовую физику и машиностроение для достижения контроля над квантовыми явлениями при комнатной температуре. В экспериментальной установке учёные создали сверхмалошумящую оптико-механическую систему, где свет и механическое движение взаимосвязаны, что позволяет им с высокой точностью изучать и манипулировать тем, как свет влияет на движущиеся объекты.

Наблюдение джозефсоновских гармоник в туннельных переходах

Обнаружено, что туннельные переходы Джозефсона — фундаментальные строительные блоки сверхпроводящих квантовых компьютеров — более сложны, чем считалось ранее. Как и обертоны в музыкальном инструменте, гармоники накладываются на основной лад. Как следствие, поправки могут привести к тому, что квантовые биты станут в два-семь раз более стабильными. Туннельные переходы Джозефсона состоят из двух сверхпроводников с тонким изолирующим барьером между ними, и на протяжении десятилетий эта схема описывалась с помощью синусоидальной модели. Показано, что стандартная модель не может полностью описать джозефсоновские переходы, которые используются для создания квантовых битов. Для описания туннельного тока между двумя сверхпроводниками требуется расширенная модель, включающая высшие гармоники.

Измерение хаотической поглощательной способности трех тел предсказывает хаотическое распределение результатов

Новое исследование выявило значительный прогресс в теории хаоса, представив статистическую теорию, основанную на потоках, которая предсказывает хаотические результаты в неиерархических системах трех тел. Этот прорыв имеет практическое значение для таких областей, как небесная механика, астрофизика и молекулярная динамика, предлагая более эффективный и точный подход к анализу сложных систем и позволяя более глубоко исследовать и понимать хаотические явления. В основе теории лежит предсказание о том, что хаотическое распределение результатов может быть выражено как хаотическая функция излучательной способности, умноженная на асимптотический поток. Успешно рассчитано основанное предсказание хаотического распределения результатов по энергии бинарной связи и угловому моменту. Результаты показали высокий уровень согласия с измеренным распределением.

Демонстрация ядерной гамма-поляриметрии на основе многослойной комптоновской камеры CdTe

В новом исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports, сообщается, что для фиксации преобразований в ядерной структуре атомных ядер учёные использовали оборудование, изначально предназначенное для астрономических наблюдений. Для регистрации поляризации гамма-лучей, испускаемых атомными ядрами, использовалась многослойная полупроводниковая камера Комптона. Этот метод значительно снижает неопределенности в определении спина и четности квантовых состояний в редких атомных ядрах, позволяя фиксировать преобразования в структуре ядра. Пучки протонов направлялись на мишень из тонкой железной пленки, создавая первое возбужденное состояние ядер 56Fe. Испускаемые гамма-лучи были измерены и выявили пиковую структуру. Удалось извлечь распределение угла азимута рассеяния.

Обнаружен массивный протокластер вокруг светящегося квазара

Астрономы из обсерватории Стюарда в Тусоне, штат Аризона, и других местах сообщают об обнаружении нового массивного протокластера. Структура была обнаружена вокруг светящегося квазара, известного как J0910–0414. Открытие было подробно описано в статье, опубликованной 2 февраля на сервере препринтов arXiv. Протокластер включает как минимум три углеродные линии [C II] и 12 излучателей Лимана-альфа (LAE) на красном смещении квазара. На изображениях также виден двухпиковый LAE в окрестностях квазара. Масса этой структуры оценивается примерно в 6,9 квадриллиона солнечных масс, это в три раза больше, чем у близлежащего скопления Кома. Это означает, что протокластер является самым массивным из обнаруженных при красном смещении выше 6,0.

Впервые идентифицирована молекулы воды на астероидах

Используя данные бывшей стратосферной обсерватории инфракрасной астрономии (SOFIA) — совместного проекта НАСА и Немецкого космического агентства в DLR — ученые Юго-Западного исследовательского института впервые обнаружили молекулы воды на поверхности астероида. Ученые изучили четыре астероида (Ирис, Массалия, Партенопа и Мельпомена), богатых силикатами, с помощью инструмента FORCAST, чтобы выделить на двух из них спектральные характеристики в среднем инфракрасном диапазоне, указывающие на наличие молекулярной воды.

Сверхпроводящий кубит на основе скрученных купратных гетероструктур Ван-дер-Ваальса

Исследователи из Института сложных систем CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche), Института химической физики твердого тела Макса Планка и других институтов по всему миру недавно представили новый сверхпроводящий кубит с емкостным шунтированием, который они назвали «флауэрмоном». Этот кубит, представленный в Physical Review Letters, основан на скрученных купратных гетероструктурах Ван-дер-Ваальса. Новый кубит, представленный исследователями, по существу состоит из одного перехода Ван-дер-Ваальса-Джозефсона BSCCO. Этот переход имеет угол закручивания около 45°, шунтируется большим конденсатором и считывающим сверхпроводящим резонатором.

Открытие и выбор времени пульсара J2016+3711 в остатке сверхновой CTB 87 с помощью FAST

С помощью сферического радиотелескопа с пятисотметровой апертурой (FAST) астрономы из Нанкинского университета в Китае и других странах обнаружили радиопульсар в остатке сверхновой, известной как CTB 87. Об этом открытии сообщается в статье, опубликованной 1 февраля сервер предварительной печати arXiv. PSR J2016+3711, расположенная на расстоянии около 43 400 световых лет, имеет период вращения 50,8 миллисекунды и меру дисперсии примерно 428 пк/см³. Светимость пульсара, направленная вниз, составила 22 ундециллиона эрг/с, а его характерный возраст оценивается в 11 100 лет. Таким образом, PSR J2016+3711 является первым пульсаром в SNR, обнаруженным с помощью FAST.

Термография сверхтекучего перехода в сильно взаимодействующем ферми-газе

В 1938 году физик Ласло Тиса предложил двухжидкостную модель сверхтекучести, согласно которой сверхтекучая жидкость на самом деле представляет собой смесь некоторой нормальной вязкой жидкости и сверхтекучей жидкости без трения. Эта смесь двух жидкостей должна учитывать два типа звука: обычные волны плотности и своеобразные температурные волны, которые физик Лев Ландау позже назвал «вторым звуком». В журнале Science сообщается, что учёным удалось визуализировать второй звук в сверхтекучей жидкости. В эксперименте были использованы фермионные атомы лития-6, которые улавливаются и охлаждаются до температур нанокельвина. Новые результаты помогут физикам получить более полную картину того, как тепло перемещается через сверхтекучие жидкости и другие родственные материалы, включая сверхпроводники и нейтронные звезды.

Спиральная диоптрия: линзы произвольной формы с улучшенным мультифокальным поведением

Разработана линза спиралевидной формы, которая сохраняет четкую фокусировку на разных расстояниях (сохраняет мультифокальность независимо от размера зрачка) и в различных условиях освещенности. Спиралевидные элементы расположены таким образом, что создается множество отдельных точек фокусировки — как если бы несколько объективов были в одном. Это позволяет четко видеть на различных расстояниях. Линза включает в себя элементы, необходимые для создания оптического вихря непосредственно на ее поверхности. Оптические вихри можно модифицировать, регулируя топологический заряд, который представляет собой количество витков вокруг оптической оси. Добровольцы, использующие линзы, также сообщили о заметном улучшении остроты зрения на различных расстояниях и в условиях освещения.