Компактный и эффективный сканирующий микроскоп с фотонным разрешением

Разработан компактный и эффективный микроскоп ISM (сканирующая микроскопия изображений), оснащенный матричным детектором однофотонных лавинных диодов (SPAD), способным обеспечивать структурные и функциональные изображения с высоким разрешением в единой архитектуре. Исследование опубликовано в журнале Advanced Photonics. Матричный детектор SPAD состоит из 25 независимых диодов, расположенных в квадратной сетке. Небольшой размер и асинхронное считывание позволяют быстро обнаруживать падающие фотоны флуоресценции. Схема сбора данных, основанная на методе цифровой частотной области (DFD), представляет собой метод гетеродинной выборки, который позволяет строить гистограмму затухания флуоресценции с временным разрешением до 400 пс, что подходит для большинства приложений флуоресцентной визуализации.

Подтверждение "научной безубыточности" в реакции термоядерного синтеза с использованием лазера

Пять независимых групп исследователей рассмотрели работу и заявления группы Национального центра зажигания (NIF), которая объявила в декабре 2022 года, что они достигли первой реакции термоядерного синтеза с использованием лазера, которая превысила «научную безубыточность» — в которой больше энергии было произведено в результате искусственной реакции синтеза, чем использовано в ходе реакции. Учёные обстреляли лазерами капсулу, содержащую два типа тяжелого водорода. Это привело к выбросу рентгеновских лучей, что запустило процесс термоядерного синтеза. В эксперименте было использовано 2,05 мегаджоуля энергии для питания лазеров и измерено 3,15 мегаджоуля энергии реакции термоядерного синтеза. Во время эксперимента материал в капсуле был неожиданно перегрет за счет энергии реакции термоядерного синтеза до энергий, превышающих ту, которую дают лазеры.

Высокоскоростное картирование динамики поверхностного заряда с использованием разреженной сканирующей зондовой силовой микроскопии Кельвина

Для понимания поведения электрического заряда на микроскопическом уровне представлен новаторский подход, который позволяет визуализировать движение заряда на уровне нанометра, или одной миллиардной доли метра, но на скоростях, в тысячи раз превышающих традиционные методы. Для достижения этой возможности был использован сканирующий зондовый микроскоп, оснащенный автоматизированной системой управления, которая обеспечивала уникальную спиральную структуру для эффективного сканирования, а также передовые методы компьютерного зрения для анализа данных. Быстрое и тщательное представление процессов, демонстрируемое новым подходом, ранее было недостижимо.

Тепловой транспорт кристаллов в альтермагнетике диоксиде рубидия

Альтермагнетики обладают уникальным сочетанием магнитных характеристик, они напоминают антиферромагнетики с нулевой суммарной намагниченностью и ферромагнетики с нерелятивистским спиновым расщеплением. В альтермагнетиках коллинеарный антипараллельный магнитный порядок сочетается с нерелятивистским спиновым расщеплением, что приводит к нулевой суммарной намагниченности, аналогичной динамике антиферромагнетиков и ферромагнитного спина одновременно. Поскольку материал испытывает разницу температур по своим размерам, это приводит к появлению напряжения, перпендикулярного как градиенту температуры, так и магнитному полю. Это явление показывает, что магнитные свойства материала влияют на его реакцию относительно температуры. Кристаллический тепловой эффект Холла демонстрирует значительные изменения в зависимости от направления вектора Нееля.

Высококачественные нанополости за счет мультимодального удержания гиперболических поляритонов в гексагональном нитриде бора

Представлен новый тип поляритонных резонаторов и переопределёны пределы удержания света. Работа демонстрирует нетрадиционный метод удержания фотонов, преодолевающий традиционные ограничения нанофотоники. В эксперименте были созданы нанополости с беспрецедентным сочетанием субволнового объема и увеличенного срока службы. Эти нанополости размером менее 100x100 нм² и толщиной 3 нм удерживают свет на значительно более длительное время. Ключ заключается в использовании гиперболических фонон-поляритонов, уникальных электромагнитных возбуждений, возникающих в двумерном материале, образующем полость. В отличие от предыдущих исследований резонаторов на основе фононных поляритонов, в этой работе используется новый механизм непрямого удержания. Нанополости создаются путем сверления наноразмерных отверстий в золотой подложке с предельной (2-3 нанометра) точностью, как ионно-лучевой микроскоп с гелий-фокусировкой. После изготовления отверстий поверх них наносится гексагональный нитрид бора (hBN), двумерный материал.

VII Международный конкурс молодых учёных "Ломоносов"

Секция 01. Физико-математические науки. 5 марта 2024 г. — 5 марта 2024 г., срок заявок: 5 марта 2024 г. Россия, Пенза. Форма участия: заочная. Язык информации: Русский. По итогам конкурса в течение 5 дней формируется сборник статей, который размещается в eLIBRARY (полные тексты статей размещаются в открытом доступе). Сборнику присваиваются УДК, ББК, ISBN. Последний день подачи заявки: 5 марта 2024 г. Организаторы: МЦНС «Наука и Просвещение».

Демпфирование Пойнтинга-Робертсона световых парусов с лазерным приводом

Световой парус будет следовать за лучом только в том случае, если он идеально сбалансирован. Если парус слегка наклонен относительно луча, отраженный лазерный свет придаст парусу небольшой поперечный толчок. Со временем отклонение будет увеличиваться, заставляя траекторию все время отклоняться. Нам никогда не удастся выровнять световой парус идеально, поэтому нужен способ исправить небольшие отклонения. В противовес тяжести гироскопической системы предложено использовать радиационный эффект Пойнтинга-Робертсона. Например, пылинка, вращающаяся вокруг Солнца, видит свет, идущий под небольшим углом вперед из-за ее движения через солнечный свет. Этот небольшой компонент света может немного замедлить астероид. Эффект заставляет пыль с течением времени дрейфовать к внутренней части Солнечной системы. В статье авторы рассматривают двумерную модель, а для простоты луч света представлял простую монохроматическую плоскую волну. Показано, что эффекты относительного движения удерживают корабль в равновесии.

Трехмерная структура протопланет с нестабильностью диска

Астрофизики из Университета Центрального Ланкашира (UCLan) обнаружили, что планеты сразу после формирования имеют сплющенную форму, а не сферическую, как считалось ранее. Исследование, принятое к публикации в журнале Astronomy & Astrophysical Letters, показывает, что протопланеты, которые представляют собой очень молодые планеты, недавно образовавшиеся вокруг звезд, представляют собой сплюснутые структуры, называемые сплюснутыми сфероидами. В настоящее время документ доступен на сервере препринтов arXiv.

Новая физика взаимодействия электронов в полупроводниковых муаровых сверхрешетках

Представлена новая теория муаровых сверхрешеток с большим периодом, которые характеризуются слабо взаимодействующими электронами, находящимися в разных потенциальных ямах. При коэффициенте заполнения n=3 (каждый муаровый атом в сверхрешетке содержит три электрона) обнаружено, что кулоновские взаимодействия приводят к образованию так называемой «вигнеровской молекулы». Кроме того, при определенных обстоятельствах (т.е. если их размер сопоставим с периодом муара) показано, что эти вигнеровские молекулы могут образовывать уникальную структуру, известную как возникающая решетка Кагоме. В ближайшем будущем исследователи планируют изучить квантовый фазовый переход между вигнеровскими электронными твердыми телами и электронными жидкостями.

В МАИ разработали акустическую систему навигации с миллиметровой точностью

В Московском авиационном институте разработали акустическую систему, позволяющую определять положение объекта с точностью до нескольких миллиметров. Её можно применить в строительстве, на складах и в ангарах, где логистику осуществляют роботы, на промышленных предприятиях, в геодезии. Работа ведётся на базе студенческого конструкторского бюро «Сигнал». Руководитель проекта — старший преподаватель кафедры 410 «Радиолокация, радионавигация и бортовое радиоэлектронное оборудование» МАИ Василий Егоров.