Генерация мощных оптических вихрей с помощью лазерного генератора на тонком диске

Экспериментальную установку можно разделить на две части: вихревой генератор с тонким диском, который используется для генерации вихревого света с высокой выходной мощностью, и интерферометр Маха-Цендера, который используется для обнаружения спиральных фазовых характеристик. Изменяя положение устойчивой области резонатора, можно регулировать размер лазерного пятна основной моды на диске. В этом случае усиление каждого режима порядка можно контролировать. В эксперименте режим Лагерра Гаусса (LG) первого порядка контролировался так, чтобы иметь самый низкий порог колебаний, который доминировал над колебаниями в резонаторе и достигал высокой выходной мощности. Чтобы добиться контроля хиральных свойств, в полость была добавлена пластина из плавленого кварца с покрытием, чтобы разрушить симметрию пропускания положительного и отрицательного хирального вихревого света, что позволило контролировать хиральные свойства путем настройки угла пластины.

Силовая микроскопия с временным разрешением с использованием метода модуляции времени задержки

Ранее был разработан метод сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) с временным разрешением, сочетая СТМ с лазерной технологией для достижения наноуровня пространственного разрешения и фемтосекундного временного разрешения. Этот метод сыграл важную роль в выяснении различной динамики фотовозбуждения. Однако зависимость СТМ от электрического тока между зондом и образцом ограничивает его применение проводящими материалами. В исследовании, опубликованном в журнале Applied Physics Express, учёные разработала новую систему АСМ с временным разрешением, повысив ее работоспособность за счет объединения АСМ с уникальной технологией ультракоротких лазерных импульсов. Эта разработка позволяет измерять высокоскоростную динамику в более широком диапазоне материалов с нанометровым разрешением, включая изоляторы.

Фазовый сдвиг между вращением и срабатыванием суставов отражает доминирующие силы и предсказывает паттерны активации мышц

Инженер-механик из Университета Западной Вирджинии разработал способ прогнозирования нейронных и мышечных структур, управляющих передвижением животных любого размера, движущихся с любой скоростью. Открытие Николаса Щецинского, доцента Колледжа инженерии и минеральных ресурсов имени Бенджамина М. Статлера WVU, поможет робототехникам создавать рабочие модели животных, которые точно воспроизводят движения конечностей каждого вида. Роботы не только смогут заменить живых животных в некоторых экспериментах, но и крошечных животных, таких как блохи, или огромных животных, таких как слоны, можно будет воспроизвести в роботизированной форме в более управляемом масштабе для изучения.

Эффективная численная программа для изучения рассеяния света на наноуровне

Мультипольное разложение — мощный инструмент, широко используемый для анализа рассеяния света как одиночной наночастицей, так и периодическими массивами наноструктур. Этот инструмент позволяет нам исследовать физику необычного поведения света, такого как направленное рассеяние, идеальное отражение и пропускание, анапольные эффекты и многое другое. Кроме того, мы можем использовать этот инструмент для разработки новых нанофотонных устройств, таких как метаповерхности и плазмонные массивы для манипулирования светом. Численное интегрирование играет решающую роль в мультипольном разложении и может выполняться с использованием методов поверхностного или объемного интеграла. Исследователи внедрили в программу методы Лебедева и квадратуры Гаусса, что значительно повысило точность и эффективность вычисления интегралов.

Георадиолокационные наблюдения контакта между западной дельтой и дном кратера Джезеро на Марсе

В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, группа под руководством Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Университета Осло показывает, что в какой-то момент кратер наполнился водой, отложив слои отложений на дне. После озеро высохло, и отложения образовали огромную дельту. По мере того, как озеро со временем рассеялось, отложения в кратере подверглись эрозии, образуя геологические особенности, видимые сегодня на поверхности. Марсоход излучал радиолокационные волны вниз с 10-сантиметровыми интервалами и измерял импульсы, отраженные с глубины около 20 метров под поверхностью. Радиолокационные изображения показывают, что отложения имеют правильную и горизонтальную форму — точно так же, как отложения, отложившиеся в озерах на Земле. Существование озерных отложений подозревалось в предыдущих исследованиях, но было подтверждено именно этим исследованием.

Влияние числа Прандтля на затухающую стратифицированную турбулентность

Ученые из Кембриджского университета и Массачусетского университета в Амхерсте использовали суперкомпьютер Summit в Центре вычислений лидерства в Ок-Ридже (OLCF) Министерства энергетики США для запуска новой модели турбулентности океана (OLCF является пользовательским центром Управления науки Министерства энергетики США.) Работа опубликована в журнале Journal of Turbulence. Компьютер смоделировал обычный 10-метровый куб океанской воды. Для анализа изменений с точностью до сантиметра программа моделирует куб воды на цифровой сетке. Цифровой куб состоял из почти 4 триллионов точек. Модель предполагает, что более горячие жидкости смешиваются медленнее, чем импульс турбулентности.

Разработан сверхбыстрый детектор утечек водорода

Разработан первый в мире датчик водорода со скоростью менее 0,6 секунды. Устройство представляет собой дифференциальное копланарное устройство, в котором нагреватель и чувствительные материалы расположены рядом в одной плоскости, чтобы преодолеть неравномерное распределение температуры существующих газовых датчиков, где нагреватель, изолирующий слой и чувствительные материалы уложены вертикально. Палладиевый чувствительный наноматериал имеет полностью плавающую структуру и подвергается воздействию воздуха снизу, максимально увеличивая площадь реакции с газом и обеспечивая высокую скорость реакции. Кроме того, палладиевый чувствительный материал работает при одинаковой температуре по всей площади.

Открытие скирмионов и антискирмионов высокого порядка

Исследователи из Аугсбургского и Венского университетов обнаружили сосуществующие магнитные скирмионы и антискирмионы произвольного топологического заряда при комнатной температуре в магнитных многослойных тонких пленках Co/Ni. Их результаты были опубликованы в журнале Nature Physics и открывают возможность для новой парадигмы в исследованиях скирмионики. Эти спиновые объекты можно обнаружить только в отдельной фазе, где добротность Q имеет значение около 1, которое определяется соотношением одноосной магнитной анизотропии и анизотропии магнитной формы.

Механизм повышения динамической подъемной силы модели крыла стрекозы за счет взаимодействия вихря и гофрирования

Ученые из Университета Хиросимы предприняли исследование крыльев стрекоз, чтобы лучше понять связь между гофрированной структурой крыла и вихревыми движениями. Они обнаружили, что гофрированные крылья обладают большей подъемной силой, чем плоские. Их работа была опубликована в журнале Physical Review Fluids 7 декабря 2023 года. Исследователи использовали прямые численные расчеты для анализа обтекания двумерного гофрированного крыла и сравнили характеристики гофрированного крыла с характеристиками плоского крыла. Характеристики гофрированного крыла были лучше, когда угол атаки был больше 30°. В исследовании учёные рассматривала двумерные модели.

Тектоника и сейсмичность южного полярного региона Луны

Луна Земли уменьшилась более чем на 45,72 метра в окружности, поскольку ее ядро постепенно охлаждалось в течение последних нескольких сотен миллионов лет. Обнаружены доказательства того, что продолжающееся сжатие Луны привело к заметному искажению поверхности в ее южном полярном регионе, включая районы, которые НАСА предложило для высадки экипажа на Артемиде-3. Поскольку образование разломов, вызванное сжатием Луны, часто сопровождается сейсмической активностью, такой как лунные землетрясения, места вблизи или внутри таких зон разломов могут представлять опасность для будущих исследований человека. В отличие от землетрясений, которые, как правило, длятся всего несколько секунд или минут, мелкие лунные землетрясения могут длиться часами и даже в течение дня.