Когерентная энтропия при распространении через сложные среды

Как сообщается в Advanced Photonics, исследователи из Университета Сучжоу достигли значительного прогресса в понимании того, как свет ведет себя при прохождении через сложные и флуктуирующие среды. Этот прорыв может произвести революцию в различных приложениях, начиная от оптической связи и заканчивая передовыми методами визуализации. В области оптики деформация, мерцание и дрейф световых полей, вызванные сложными средами, исторически имели ограниченное практическое применение. Команда Университета Сучжоу представила новый подход к решению этой проблемы, используя концепцию, известную как энтропия когерентности. Когерентная энтропия, мера статистического свойства света, известного как когерентность, обеспечивает глобальную характеристику световых полей, подверженных случайным флуктуациям. Традиционно характеристика когерентности света была сложной и трудно поддающейся количественной оценке. Исследовательская группа успешно применила ортогональное модальное разложение к частично когерентным пучкам, что привело к введению когерентной энтропии как надежной метрики. Исследование показало, что энтропия когерентности остается стабильной при распространении света через унитарную систему, даже при столкновении со сложными и деформированными оптическими средами. Эта согласованность предполагает, что энтропия когерентности может быть надежным индикатором поведения светового поля в неидеальных условиях.

Обнаружен блазар, демонстрирующий синусоидальную радиопеременность

Международная группа астрономов сообщает об обнаружении блазара с весьма значительной синусоидальной радиопеременной с помощью радиообсерватории Owens Valley (OVRO). Открытие было подробно описано в исследовательской статье, опубликованной 5 августа в репозитории препринтов arXiv. Согласно статье, кривая блеска PKS J0805−0111 на частоте 15 ГГц демонстрирует четкую синусоидальную вариацию, которая доминирует над изменчивостью в течение значительной части периода наблюдения. Эта вариация имеет период приблизительно 1,42 года, который оказался стабильным в долгосрочных наблюдательных данных. Исследователи объяснили, что наблюдаемая периодичность может быть отнесена к красному шумовому хвосту спектральной плотности мощности (PSD). Они добавили, что обнаруженная синусоидальная радиовариация PKS J0805−0111 является дополнительной к регулярным вариациям блазара. Кроме того, астрономы обнаружили, что синусоидальные колебания исчезли менее чем за один период, а также снова появились менее чем за один период и с разными амплитудами. Поэтому они предсказывают, что синусоидальные колебания снова появятся в PKS J0805−0111 после перерыва в несколько лет, с тем же периодом и в фазе с синусоидальными колебаниями, описанными в исследовании.

Теория хаоса выявляет дальнюю связь в случайном поведении гренландских китов

В статье, опубликованной в журнале Physical Review Research, группа ученых из Японии, Гренландии и Дании обнаружила закономерности в поведении китов, которые могут дать подсказки о том, как они добывают пищу и общаются. Учёные изучили за 144 дня погружения 12 гренландских китов, помеченных в заливе Диско, Западная Гренландия. Обнаружено, что киты, ищущие пропитание, ныряют глубже в дневное время весной, и это ныряющее поведение явно синхронизировано с их вертикально мигрирующей добычей. Исследовательская группа также сделала удивительное открытие: два гренландских кита ныряли синхронно в течение недели, даже когда они находились на расстоянии около ста километров друг от друга. Пара — самка и ещё одна особь неизвестного пола — иногда находилась на расстоянии пяти, а иногда и сотен километров друг от друга, однако они точно рассчитывали время своих погружений продолжительностью до недели, хотя и на разную глубину. Синхронизация наблюдалась, когда они находились в пределах акустического диапазона друг от друга, который может превышать 100 километров. Учёные не записывали звуки китов, чтобы определить, взаимодействовали ли они, поскольку это остается технически сложной задачей.

Открытие TESS двух суперземель, вращающихся вокруг звезд-карликов класса М TOI-6002 и TOI-5713 вблизи долины радиуса

Используя спутник NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), международная группа астрономов обнаружила две новые суперземные экзопланеты, вращающиеся вокруг соседних звезд M-карликов. Новые экзопланеты, обозначенные как TOI-6002 b и TOI-5713 b, в два раза больше нашей планеты. Об этом открытии сообщалось в статье, опубликованной 1 августа на сервере препринтов arXiv. TOI-6002 b имеет радиус 1,65 радиуса Земли и, по оценкам, почти в четыре раза массивнее Земли. Планета совершает оборот вокруг своей звезды каждые 10,9 дней на расстоянии около 0,06 а.е. Равновесная температура TOI-6002 b была рассчитана как 321,1 К. Что касается TOI-5713 b, то он примерно на 77% больше Земли, а его масса оценивается примерно в 4,3 массы Земли. Экзопланета имеет орбитальный период около 10,44 дня и отделена от родительской звезды на 0,06 а.е. Предполагается, что равновесная температура TOI-5713 b находится на уровне 347,2 К.

Обнаружен магнон-фононный резонанс Ферми в антиферромагнетике

В данной работе экспериментаторы и физики-теоретики, занимающиеся конденсированными средами из Института молекул и материалов (IMM) Университета Радбауд, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), Кельнского университета и Института Иоффе, открыли новый канал передачи энергии между магнонами и фононами в антиферромагнетике в условиях резонанса Ферми. Это может позволить в будущем контролировать такие антиферромагнитные системы для более быстрого и энергоэффективного хранения данных. Используя интенсивный и спектрально яркий сверхизлучающий источник ТГц на основе ускорителя в Центре источников мощного излучения ELBE HZDR, исследователи селективно возбудили антиферромагнитный спиновый резонанс и настроили его центральную частоту с помощью сильного внешнего магнитного поля до нескольких Тесла. Такая конфигурация позволила им настроить частоты спинового резонанса на половину частоты колебаний решетки, что соответствует условию резонанса Ферми. Был обнаружен новый режим связанной магнон-фононной динамики, который позволяет осуществлять обмен энергией между этими двумя подсистемами при резонансе Ферми. Настраивая частоты магнонов, учёные могут контролировать этот процесс и, в частности, усиливать магнон-фононную связь.

Уравновешивание квантовых многочастичных быстрых нейтринных ароматических осцилляций

Недавно исследователи обнаружили, что нейтрино в очень плотной среде могут образовывать сильные корреляции (другими словами, квантовую запутанность) посредством взаимных взаимодействий. Это может происходить при коллапсе ядра сверхновых или слияниях нейтронных звезд. Со временем нейтрино с разными начальными ароматами достигают похожего равновесного аромата и распределения энергии. Статья опубликована в журнале Physical Review D. Обнаружено, что взаимодействие между нейтрино хорошо аппроксимируется с использованием результатов теории случайных матриц. Это открытие также подразумевает, что квантовые состояния нейтрино будут развиваться хаотично, поскольку они взаимодействуют друг с другом. Этот результат впоследствии был подтвержден подробными численными симуляциями, которые продемонстрировали возникновение этого хаотического поведения. Численные результаты также показывают, что после достаточно длительного взаимодействия каждое индивидуальное нейтрино дает похожее смешанное состояние импульса-аромата.

Симметричный тор Мэдисона обеспечивает стабильную плазму при температуре в 10 раз превышающей предел Гринвальда

В исследовании, опубликованном 29 июля в Physical Review Letters, физики из Университета Висконсин-Мэдисон создали плазму токамака, которая стабильна при температуре, в 10 раз превышающей предел Гринвальда. В эксперименте учёные использовали Madison Symmetric Torus (MST), который был разработан для работы в качестве токамака. Он позволяет напрямую сравнивать две тороидальные конфигурации в одном устройстве. В отличие от других токамаков, металлический пончик, в котором размещается плазма MST, толстый и высокопроводящий, что обеспечивает более стабильную работу. Результаты были получены в слабом магнитном поле и низкотемпературной плазме, которая не способна производить термоядерную энергию, поэтому вряд ли будут напрямую применимы к термоядерным реакторам, таким как ИТЭР и другим, которые строятся в надежде стать первыми токамаками с положительным чистым производством энергии.

Физики подтвердили расчеты перехода гелия-4 из своего основного энергетического состояния в свое первое возбужденное состояние

Ранее физики в эксперименте реализовали рассеяние электронов для изучения того, как гелий-4 переходит из своего основного энергетического состояния в свое первое возбужденное состояние. Эксперимент обнаружил доказательства несоответствия между теорией и экспериментом и вызвал беспокойство по поводу точности текущих теоретических расчетов. Теперь международная группа провела новые расчеты наблюдаемого перехода. Их результаты хорошо согласуются с новыми экспериментальными результатами. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters. Первое возбужденное состояние ядра гелия-4 имеет энергию чуть выше порога разделения ядра на протон и ядро водорода-3. Свойства этого состояния чувствительны к небольшому зазору между его энергией и порогом разделения. Новые расчеты точно воспроизводят эту разницу энергий, и это может объяснить, почему они также воспроизводят новые экспериментальные данные из Германии. Результаты помогут физикам делать точные теоретические предсказания ядерной структуры в будущем.

Экспериментальное наблюдение диссипативного временного кристалла в ридберговском газе при комнатной температуре

Исследователи из Университета Цинхуа недавно наблюдали диссипативный кристалл времени в сильно взаимодействующем ридберговском газе при комнатной температуре. Их статья, опубликованная в Nature Physics, открывает новые возможности для изучения этого захватывающего состояния материи. Диссипативный кристалл времени — это фаза материи, характеризующаяся периодическими колебаниями во времени, в то время как система рассеивает энергию. В отличие от обычных кристаллов времени, которые также могут возникать в закрытых системах без потери энергии, диссипативные кристаллы времени наблюдаются в открытых системах, в которых энергия свободно втекает и вытекает. Ключевое отличие эксперимента исследователей от подобных экспериментов, проведенных в прошлом, заключается в том, что они настроили поляризацию связывающего света, что привело |e⟩ к различным ридберговским состояниям. Взаимодействия и конкуренция между несколькими ридберговскими компонентами в установке команды значительно обогащают фазовую диаграмму их системы, позволяя возникнуть диссипативной фазе временного кристалла.