Возникновение самоподобия внешнего слоя в турбулентных пограничных слоях

Ученые из Института аэродинамики и газовой динамики (IAG) Штутгартского университета создали новый набор данных, который улучшит разработку моделей турбулентности. С помощью суперкомпьютера Hawk в Центре высокопроизводительных вычислений Штутгарта (HLRS) исследователи из лаборатории доктора Кристофа Венцеля провели масштабное прямое численное моделирование пространственно эволюционирующего турбулентного пограничного слоя. Моделирование, выполненное с использованием более 100 миллионов часов работы процессора Hawk, позволяет фиксировать начало канонического, полностью развитого турбулентного состояния в одной вычислительной области. Исследование выявило точку перегиба, в которой внешняя область турбулентного пограничного слоя начинает сохранять самоподобную структуру по мере приближения к высоким числам Рейнольдса. Результаты представлены в новой статье, опубликованной в журнале Journal of Fluid Mechanics.

Обнаружена новая экзопланета размером с Землю, вращающаяся вокруг ближайшей звезды

С помощью спутника для исследования транзитных экзопланет (TESS) международная группа астрономов обнаружила новую экзопланету, вращающуюся вокруг ближайшей звезды. Новый инопланетный мир, обозначенный как TOI-2431 b, сопоставим по размерам с Землей и имеет очень короткий орбитальный период. Об этом открытии сообщается в исследовательской статье, опубликованной 11 июля на сервере препринтов arXiv.

В гипсе обнаружено новое поведение света

Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances учеными из Национального института графена при Манчестерском университете и Университета Овьедо, выявило ранее невиданное поведение света в гипсе. В двумерной форме материала был обнаружен редкий тип волн, известный как сдвиговой фононный поляритон. В тонких пленках гипса эти волны претерпевают топологический переход от гиперболического к эллиптическому поведению, проходя через уникальное канализированное состояние. Это позволяет регулировать распространение света через материал.

Физики открыли алюминий-20, новый изотоп, испускающий три протона

В работе, опубликованной в Physical Review Letters 10 июля, учёные из Института современной физики (IMP) Китайской академии наук (CAS) и их коллеги сообщили о первом наблюдении и спектроскопии алюминия-20, ранее неизвестного и нестабильного изотопа, который распадается посредством редкого процесса испускания трех протонов.

Универсальный метод позволяет рассчитать энтропию для жидкостей

Инновационный метод, разработанный в Университете Осаки, позволяет рассчитывать энтропию жидкостей, неэмпирически, используя в качестве входных данных только атомный состав. Статья опубликована в журнале Journal of Physics: Condensed Matter. Учёные использовали компьютерное моделирование, основанное на фундаментальных физических принципах (теория функционала плотности), для моделирования атомных взаимодействий в жидкости. По итогу смогли точно предсказать энтропию, не полагаясь на эмпирические измерения. Этот подход был подтвержден существующими экспериментальными данными для различных жидкостей, продемонстрировав замечательную согласованность. Метод успешно предсказал энтропию жидкого натрия с высокой точностью, совпадая с экспериментальными данными в диапазоне температур, в том числе выше точки плавления.

Ученые впервые экспериментально наблюдали поперечный эффект Томсона

В новой статье в журнале Nature Physics учёные сообщают о первом экспериментальном наблюдении поперечного эффекта Томсона (объемное нагревание или охлаждение, когда электрический ток и градиент температуры протекают в одном направлении через проводник). Из-за помех со стороны конкурирующих тепловых эффектов, таких как эффекты Пельтье и Эттингсгаузена, этот чрезвычайно трудно наблюдать экспериментально. В работе был использован метод синхронной термографии.

Получены доказательства кулоновской жидкой фазы в каплях с малым количеством электронов

Трех электронов достаточно, чтобы вызвать сильное взаимодействие между частицами. Это продемонстрировали ученые из CNRS и l'Université de Grenoble Alpes в сотрудничестве с командами из Германии и Латвии в исследовании, опубликованном в журнале Nature.

Наблюдение устойчивой субволновой фазовой сингулярности в хиральной среде

Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего достигли долгожданного рубежа в фотонике: создали крошечные оптические устройства, которые одновременно являются высокочувствительными и долговечными — два качества, которые долгое время считались принципиально несовместимыми. Исследование было опубликовано в журнале Advanced Photonics. Устройства основаны на субволновой фазовой сингулярности. Это происходит, когда свет ограничивается меньшим пространством, чем его собственная длина волны так, что он создает точку полной темноты, где интенсивность света падает до нуля, в то время как его фаза плавно продолжается в течение полного цикла. Эта сингулярность одновременно очень чувствительна к изменениям окружающей среды — что делает ее идеальной для сенсорных приложений.

Экспериментальное исследование принципа Ландауэра в квантовом многочастичном режиме

Учёные распространили принцип Ландауэра на квантовые многочастичные системы, состоящие из множества взаимодействующих квантовых частиц. В их статье, опубликованной в журнале Nature Physics, представлен подход к экспериментальному исследованию этого принципа в квантовом режиме и проверке теоретических предсказаний, основанных на квантовой термодинамике.

Рассеяние нейтронов и термодинамические доказательства возникновения фотонов и фракционирования в пирохлоровом спиновом льду

Международная группа ученых под руководством Пэнчэна Дая из Университета Райса подтвердила существование возникающих фотонов и фракционированных спиновых возбуждений в редкой квантовой спиновой жидкости. Работа опубликована в Nature Physics 19 июня. Выводы исследования идентифицируют кристаллическое соединение церий-цирконий-оксид (Ce₂Zr₂O₇) как четкую трехмерную реализацию этого экзотического состояния вещества — Ce₂Zr₂O₇ ведет себя как настоящий квантовый спиновый лед, особый класс квантовых спиновых жидкостей в трех измерениях.