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.

Впервые показана картина распределения сильного взаимодействия внутри протона

Впервые показана картина распределения сильного взаимодействия внутри протона. Подробно показано напряжение сдвига, которое сила может оказывать на кварковые частицы, составляющие протон. Результат был недавно опубликован в журнале Reviews of Modern Physics. В эксперименте к протону была приложена сила, намного превышающая четыре тонны, необходимые для выдергивания пары кварк/антикварк, с помощью высокоэнергетического электронного луча, взаимодействующего с протоном в мишени из сжиженного газообразного водорода. Подтверждено, что любое безмассовое поле со спином 2 порождает силу, неотличимую от гравитации, потому что безмассовое поле со спином 2 связано с тензором энергии-импульса таким же образом, как гравитационные взаимодействия. Таким образом установлена связь между измерением глубоко виртуального комптоновского рассеяния и гравитационным форм-фактором.

Гиперзвук исправит дефекты полупроводников

Коллектив исследователей из ФИАН и МФТИ разрабатывает подход, который в перспективе позволит без прямого контакта с полупроводником вылечивать в нем некоторые типы дефектов. Ученые демонстрируют возможность «выгонять» дефект из полупроводниковой структуры с помощью лазерного гиперзвука, а движение дефекта детектируют по тонким изменениям в структуре пространственного свечения кристалла. Исследование поможет в разработке простой и доступной технологии улучшения качества полупроводниковых гетероструктур. Работа опубликована в журнале Journal of Applied Physics.

Несохраняющаяся модифицированная теория гравитации

Общая теория относительности основана на концепции искривленного пространства-времени. Для описания того, как энергия и импульс полей распределяются в пространстве-времени, а также как они взаимодействуют с гравитационным полем, используется тензор энергии-импульса (аналог энергии и импульса в обычной механике). В общей теории относительности тензор энергии-импульса считается неизменным или сохраняющимся. Так же, как, например, в обычной механике выполняется закон сохранения энергии. Однако это предположение не всегда оправдано. Например, при достаточно высоких энергиях возникает так называемая проблема неперенормируемости. Технически это означает, что появляются математические ошибки, которые невозможно устранить. Астрофизик РУДН построил новую теорию гравитации, в которой не требуется «закон сохранения» тензора энергии-импульса. Исследование опубликовано в Европейском физическом журнале C.