Количественная оценка возникновения турбулентности в изогнутой трубе

Изгибы труб особенно важны, например, в дуге аорты, которая соединяется с левым желудочком человеческого сердца. Системы трубопроводов на промышленных предприятиях часто включают изгибы под углом 90 градусов и более, могут быть винтовыми и даже иметь изгибы под углом 180 градусов. Специалисты по гидродинамике из Швеции проанализировали течение жидкости в таких трубах с изгибом на 180 градусов. Их исследование опубликовано в журнале Physical Review Fluids. Был использован усовершенствованный метод для численного и вычислительного решения уравнений жидкости Навье-Стокса для анализа перехода (от ламинарного потока к турбулентному) в идеализированной трубе с изгибом на 180 градусов. Нестабильность при повороте на 180 градусов развивается так же, как и при повороте на 90 градусов. Критическое число Рейнольдса для изгиба на 90 градусов равно 2531, а для тора — 3290.

Запутывание молекул по требованию в реконфигурируемом оптическом пинцете

Впервые команде физиков из Принстона удалось соединить вместе отдельные молекулы в особые состояния, которые квантово-механически «запутаны». В этих причудливых состояниях молекулы остаются коррелированными друг с другом и могут взаимодействовать одновременно, даже если они находятся на расстоянии нескольких миль друг от друга или даже если они занимают противоположные концы Вселенной. Это исследование было недавно опубликовано в журнале Science.

Лазерно-индуцированное позиционное и химическое переупорядочение решетки, генерирующее ферромагнетизм

Чтобы намагнитить железный гвоздь, нужно просто несколько раз провести по его поверхности стержневым магнитом. Однако существует гораздо более необычный метод: группа специалистов под руководством Центра имени Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе (HZDR) некоторое время назад обнаружила, что определенный сплав железа можно намагничивать ультракороткими лазерными импульсами. Исследователи объединились с Laserinstitut Hochschule Mittweida (LHM) для дальнейшего изучения этого процесса. Обнаружено, что это явление происходит и с материалами другого класса, что значительно расширяет потенциальные перспективы применения. Рабочая группа представляет свои выводы в журнале Advanced Functional Materials.

Не все струи в кварк-глюонной плазме излучают одинаково

В исследовании, опубликованном в журнале Physical Review C, учёные измерили потери энергии струй с узкими и широкими структурами в КГП (кварк-глюонная плазма). Результаты впервые подтверждают, что плазма обрабатывает каждый зубец джета независимо только тогда, когда зубцы разделены критическим углом, достаточно большим для того, чтобы КГП могла взаимодействовать со струями как независимыми объектами. Впервые исследователи измерили потерю энергии, которую испытывают струи, пересекающие КГП, в зависимости от ее подструктуры, используя данные о столкновениях, собранные ATLAS, крупнейшим экспериментом по детектору частиц общего назначения на Большом адронном коллайдере.

Логический квантовый процессор на основе реконфигурируемых массивов атомов

Команда физиков, компьютерщиков и специалистов по информационным машинам из Гарвардского университета, работая с коллегами из QuEra Computing Inc., Университета Мэриленда и Массачусетского технологического института, создала квантовый компьютер с самым большим в истории количеством логических квантовых битов. Логические кубиты — это группы кубитов, связанных посредством квантовой запутанности. Вместо того чтобы полагаться на избыточные копии информации в качестве протокола исправления ошибок, машины на основе логических кубитов полагаются на встроенную избыточность запутанности. Для этого нового исследования исследовательская группа создала квантовый компьютер с 48 логическими кубитами, что является наибольшим показателем.

Когерентный двухфотонный лидар с некогерентным светом

В отличие от традиционного когерентного лидара, где время когерентности является ограничивающим фактором, интерференционные полосы второго порядка в когерентном двухфотонном лидаре остаются незатронутыми коротким временем когерентности источника света, определяемым его спектральной полосой пропускания. Новое исследование показывает, что когерентный двухфотонный лидар устойчив к турбулентности и окружающему шуму, что знаменует собой значительный шаг вперед в применимости технологии лидар в сложных условиях.

Физико-математическая модель помогла описать процесс синтеза нанокристаллов германия

Ученые сформулировали физико-математическую модель и с ее помощью показали, что будет происходить с германиевым электродом при генерации дугового разряда. Оказалось, что германиевый электрод будет достаточно сильно нагреваться и испаряться. В результате испаренные частицы германия начнут попадать в холодные области камеры, конденсироваться и кристаллизоваться. Используя этот процесс, можно получить германиевые наноструктуры — экологически безопасные аналоги современных полупроводников. Результаты исследования опубликованы в журнале High Energy Chemistry.

Сбои во вращающихся сверхтвердых телах

Учёным удалось численно смоделировать сбои нейтронных звезд с помощью ультрахолодных диполярных атомов. Это исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, устанавливает прочную связь между квантовой механикой и астрофизикой. Ключевым моментом исследования является концепция «сверхтвердого тела» — состояния, которое проявляет как кристаллические, так и сверхтекучие свойства — которое, по прогнозам, является необходимым компонентом сбоев нейтронных звезд. Квантовые вихри гнездятся внутри сверхтвердого тела до тех пор, пока они все вместе не ускользнут и, следовательно, не будут поглощены внешней корой звезды, ускоряя ее вращение. Недавно сверхтвердая фаза была реализована в экспериментах с ультрахолодными диполярными атомами, что дало уникальную возможность смоделировать условия внутри нейтронной звезды.

Эксцентричный теплый Юпитер, вращающийся вокруг G-звезды возрастом 1,2 миллиарда лет

Международная группа астрономов обнаружила новую теплую экзопланету Юпитер, вращающуюся вокруг далекой звезды G-типа. Новооткрытый инопланетный мир, получивший обозначение TOI-4515 b, по размеру похож на Юпитер, но примерно в два раза массивнее его. Открытие было подробно описано в статье, опубликованной 20 ноября на сервере препринтов arXiv. TOI-4515 b имеет радиус 1,09 радиуса Юпитера, а масса составляет примерно 2,01 массы Юпитера, что дает плотность около 1,95 грамм на кубический сантиметр. Планете требуется 15 дней и шесть часов, чтобы сделать оборот вокруг своего хозяина по эксцентричной орбите (с эксцентриситетом 0,46), на расстоянии почти 0,12 а.е. от него. Равновесная температура TOI-4515 b оценивается в 705 К.

Сильные переходные магнитные поля, индуцированные ТГц-управляемыми плазмонами в графеновых дисках

Физики из Университета Дуйсбург-Эссен и их партнеры обнаружили, что крошечные листы графена могут становиться электромагнитами под действием инфракрасного излучения. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications. Образец невидим для человеческого глаза: на поверхности размером 2х2 миллиметра расположены крошечные диски, каждый диаметром 1,2 микрометра, что составляет одну сотую ширины человеческого волоса. Они состоят из двух слоев графена — которые лежат друг на друге как блины. Их электроны свободно движутся в материале и могут подвергаться воздействию электромагнитных полей. Учёные использовали терагерцовое (ТГц) излучение с круговой поляризацией в инфракрасном диапазоне для возбуждения электронов. В ходе эксперимента генерировались магнитные поля величиной 0,5 Тесла; это примерно в 10 000 раз превышает магнитное поле Земли.